CN120211916A 一种高效换气的预燃室射流点火装置

(19)国家知识产权局(10)申请公布号CN120211916A(71)申请人中国北方发动机研究所地址037036山西省大同市城区西花园街河西路3条1号(72)发明人刘林马杰李耀宗王子玉杜磊曹如楼王占广刘玮张晓琴张丛朱伟青(74)专利代理机构天津企兴智财知识产权代理有限公司12226专利代理师刘影(54)发明名称一种高效换气的预燃室射流点火装置本发明提供了一种高效换气的预燃室射流推器；预燃室壳体设有喷油器安装槽、火花塞安装槽、助推器运动槽和射流孔；预燃室壳体内还设有内腔；喷油器安装槽安装喷油器；火花塞安装槽安装火花塞；助推器运动槽安装助推器；射流孔设置在内腔的底部；喷油器的喷孔与内腔连通，火花塞的火花塞电极与内腔连通，助推器的底面作为内腔的顶部壁面。本发明能够控制预燃室腔体内混合气的流动方向，强化预燃室内燃烧废气的排出，以及新鲜空气的流入，促进预燃室内混合气的稳定高效燃烧，强化射流火焰的生成，提升射流点火的能量，进而提高甲醇发动机3221.一种高效换气的预燃室射流点火装置，其特征在于：包括预燃室壳体、喷油器、火花塞和助推器；所述预燃室壳体设有喷油器安装槽、火花塞安装槽、助推器运动槽和射流孔；预燃室壳体内还设有内腔；所述喷油器安装槽用于安装喷油器；所述火花塞安装槽用于安装火花塞；所述助推器运动槽用于安装助推器；所述射流孔设置在内腔的底部，用于与发动机主燃室连通；所述喷油器的喷孔与内腔连通，用于喷射燃料至预燃室腔，并与预燃室腔内空气混合形成可燃混合气；所述火花塞的火花塞电极与内腔连通，用于点燃预燃室腔内可燃混合气；所述助推器的底面作为内腔的顶部壁面。2.根据权利要求1所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，其特征在于：所述喷油器的上端与油管连接，用于给喷油器提供甲醇燃料；所述喷油器通过电路控制系统控制喷向预燃室腔内喷油的频率和喷油量，进而在预燃室腔体内形成可燃混合气。3.根据权利要求1所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，其特征在于：所述射流孔用于向主燃室喷射射流火焰，进而点燃主燃室甲醇混合气。4.根据权利要求1所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，其特征在于：所述火花塞通过电路控制系统控制火花塞的通电和断电时刻，进而控制点燃预燃室内可燃混合气的时刻。5.根据权利要求1所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，其特征在于：所述助推器包括助推杆和动力杆，动力杆通过助推杆安装至助推器运动槽；所述助推杆为圆柱体，其直径D1与助推器运动槽的直径相等，直径D1为8mm,助推杆的高度H1为20mm;动力杆的直径D2范围为2-4mm,动力杆的高度H2为30mm;助推杆的中心线与预燃室腔体的中心线重合。6.根据权利要求1所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，其特征在于：所述射流3技术领域[0001]本发明属于内燃机领域，尤其是涉及一种高效换气的预燃室射流点火装置。背景技术[0002]石油作为人类发展的主要能源，它的储量有限，并且使用时伴随着污染物的生产，因此全球日益增加的研究人员致力于开发低碳、零碳等替代燃料。甲醇作为具代表性的替年代开始作为燃料在内燃机中得到应用。甲醇具有辛烷值高、抗爆能力强及燃烧速度快等特性，发动机燃烧甲醇时可在高压缩比下运行以提高发动机热效率。[0003]在甲醇发动机领域，传统火花塞点火技术使甲醇发动机面临燃烧不稳定的问题，因此难以保证燃烧的稳定性，以及拓宽稀薄燃烧的极限。甲醇发动机采用射流点火技术后，可以有效拓宽甲醇发动机内甲醇的稀燃极限，其中预燃室内可燃混合气的燃烧过程将直接影响预燃室内高能活性物质的产生及喷向主燃室的过程。现有预燃室存在预燃室内废气排放不完全，新鲜空气吸入不充分的问题，不利于对主燃室内甲醇混合气的稳定点燃，进而使产生稳定高能射流火焰，使甲醇发动机实现稳定、高效运行成为一个亟待解决的问题。发明内容[0004]有鉴于此，本发明旨在提出一种高效换气的预燃室射流点火装置，以促进预燃室内废气的排出和新鲜空气的吸入，进而提高预燃室产生高能射流火焰的稳定性，最终实现甲醇发动机稳定和高效的运行，以及拓宽稀燃极限和解决冷启动问题。[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种高效换气的预燃室射流点火装置，包括预燃室壳体、喷油器、火花塞和助推所述预燃室壳体设有喷油器安装槽、火花塞安装槽、助推器运动槽和射流孔；预燃室壳体内还设有内腔；所述喷油器安装槽用于安装喷油器；所述火花塞安装槽用于安装火花塞；所述助推器运动槽用于安装助推器；所述射流孔设置在内腔的底部，用于与发动机主燃室连通；所述喷油器的喷孔与内腔连通，用于喷射燃料至预燃室腔，并与预燃室腔内空气混合形成可燃混合气；所述火花塞的火花塞电极与内腔连通，用于点燃预燃室腔内可燃混合气；所述助推器的底面作为内腔的顶部壁面。[0006]进一步的，所述喷油器的上端与油管连接，用于给喷油器提供甲醇燃料；所述喷油器通过电路控制系统控制喷向预燃室腔内喷油的频率和喷油量，进而在预燃室腔体内形成可燃混合气。[0007]进一步的，所述射流孔用于向主燃室喷射射流火焰，进而点燃主燃室甲醇混合气。4[0008]进一步的，所述火花塞通过电路控制系统控制火花塞的通电和断电时刻，进而控制点燃预燃室内可燃混合气的时刻。[0009]进一步的，所述助推器包括助推杆和动力杆，动力杆通过助推杆安装至助推器运动槽；[0010]进一步的，所述射流孔的数量为1-12个，射流孔的直径为2-4mm。(1)本发明所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，其助推器置于助推器安[0012](2)本发明所述的一种高效换气的预燃室射流点火装置，可以在不改变点火和喷油位置的情况下，根据试验需要，通过调整助推器的上下起止点位置，调整预燃室容积以适应不同喷油量以及不同燃料的应用。[0013]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是预燃室射流点火装置剖视示意图；图2是压缩行程新鲜空气通过射流孔引入预燃室示意图；图3是预燃室射流点燃甲醇发动机示意图；图4是排气行程废气通过射流孔排出发动机示意图。[0014]附图标记说明：[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可5以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0018]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0019]一种高效换气的预燃室射流点火装置，如图1-图4所示，包括预燃室壳体1、喷2、火花塞3和助推器4;所述预燃室壳体1设有喷油器安装槽101、火花塞安装槽102、助推器运动槽103和射流孔104;预燃室壳体1内还设有内腔；所述喷油器安装槽101用于安装喷油器2;所述火花塞安装槽102用于安装火花塞3;所述助推器运动槽103用于安装助推器4;所述射流孔104设置在内腔的底部，用于与发动机主燃室连通；所述喷油器2的喷孔与内腔连通，用于喷射燃料至预燃室腔，并与预燃室腔内空气混合形成可燃混合气；所述火花塞3的火花塞电极301与内腔连通，用于点燃预燃室腔内可燃混合气；火花塞电机301包括中心电机和侧电极均与内腔连通；所述助推器4的底面作为内腔的顶部壁面。[0020]优选的，所述喷油器2的上端与油管连接，用于给喷油器2提供甲醇燃料；所述喷油器2通过电路控制系统控制喷向预燃室腔内喷油的频率和喷油量，进而在预燃室腔体内形成可燃混合气。[0021]优选的，所述射流孔104用于向主燃室喷射射流火焰6,进而点燃主燃室甲醇混合[0022]优选的，所述火花塞3通过电路控制系统控制火花塞3的通电和断电时刻，进而控制点燃预燃室内可燃混合气的时刻。[0023]优选的，所述助推器4包括助推杆401和动力杆402,动力杆402通过助推杆401安装至助推器运动槽103;所述助推杆401为圆柱体，其直径D1与助推器运动槽103的直径相等，直径D1为8mm,助推杆401的高度H1为20mm;动力杆402的直径D2范围为2-4mm,动力杆402的高度H2为30mm;助推杆401的中心线与预燃室腔体的中心线重合。[0024]在发动机进气行程中，助推器4向上运动抽动主燃室内新鲜空气5至预燃室；如图4所示，在发动机排气行程中，助推器4向下运动将废气7通过射流孔104挤压至主燃室，并通过排气管道排出发动机；助推器4的上下运动促进预燃室内废气7的排出以及新鲜空气5的流入，有助于预燃室内混合气当量比的准确配比以及稳定燃烧，产生高能稳定射流火焰6,进而有利于甲醇发动机维持稳定性性能。[0025]优