專利名稱：主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前純?nèi)細(xì)鈾C(jī)的燃燒技術(shù)有開式燃燒技術(shù)及預(yù)燃燃燒技術(shù)兩種模式。開式燃燒技
術(shù)就是火花塞直接點燃開式燃燒室內(nèi)的混合氣的燃燒方式，由于燃燒室為開式而得名，沒
有預(yù)燃燒室結(jié)構(gòu)，其燃燒系統(tǒng)簡單、成本低，但經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、性能較差。預(yù)燃燃燒技術(shù)是用預(yù)燃
室作為火源放大器來引燃發(fā)動機(jī)主燃燒室內(nèi)混合氣的燃燒技術(shù)，即在發(fā)動機(jī)上止點前，用
火花塞點燃預(yù)燃室內(nèi)混合氣燃燒后，擴(kuò)大能量多點噴入主燃室引燃主燃燒室內(nèi)混合氣的預(yù)
燃燃燒技術(shù)，機(jī)型采用預(yù)燃燒室而得名，包括預(yù)燃室單獨(dú)進(jìn)濃燃?xì)饣驖饣旌蠚獾牟盍渴筋A(yù)
燃燃燒技術(shù)，預(yù)燃室不單獨(dú)進(jìn)燃?xì)獾漠?dāng)量式預(yù)燃燃燒技術(shù)(此處預(yù)燃室內(nèi)混合氣濃度與主
燃燒室內(nèi)混和氣一致)。預(yù)燃燃燒技術(shù)實施主要是基于從理論上可保證混合氣著火可靠性、
提高混合氣燃燒速度使之充分燃燒，增大完全燃燒的混合氣量，使發(fā)動機(jī)稀薄燃燒、降低發(fā)
動機(jī)缸溫、排溫、提高發(fā)動機(jī)強(qiáng)化水平、熱效率、可靠性及增加發(fā)動機(jī)安全性。 眾所周知燃?xì)鈾C(jī)燃燒好壞，不僅取決于燃燒方式，還取決于燃燒室內(nèi)的混合氣混
合均勻程度，而這些受到氣道、預(yù)燃室、主燃燒室結(jié)構(gòu)的影響。在采用預(yù)燃燃燒技術(shù)的機(jī)型
中，預(yù)燃燒室起到能量放大器的作用，其燃?xì)膺M(jìn)氣方式、內(nèi)部混合氣的二次混合、噴孔位置、
大小、容積，確定了發(fā)動機(jī)能否可靠點燃預(yù)燃室內(nèi)混合氣及多點噴射出強(qiáng)力火焰使主燃室
內(nèi)混合氣充分燃燒。主燃室影響混合氣混合、充分燃燒、掃氣及預(yù)燃室內(nèi)稀混合氣的進(jìn)入、
掃氣完善程度。 國外缸徑200mm以上燃?xì)鈾C(jī)目前采用被動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)原理見圖l，包括燃?xì)膺M(jìn)氣導(dǎo)管31、燃?xì)夥€(wěn)壓管32、火花塞34、預(yù)燃室35、主燃室36，在燃?xì)膺M(jìn)氣導(dǎo)管31內(nèi)設(shè)置預(yù)燃室進(jìn)氣單向閥33。其燃燒機(jī)理是預(yù)燃室內(nèi)通過設(shè)置有兩個預(yù)燃室進(jìn)氣單向閥33的燃?xì)膺M(jìn)氣導(dǎo)管31，直接引入濃混合氣、與在發(fā)動機(jī)壓縮過程中從噴孔壓進(jìn)去的稀混合氣混合成空燃比為0. 7 1. 1的、非常容易著火的混合氣，然后在發(fā)動機(jī)壓縮上止點37前，火花塞小的能量穩(wěn)定容易點燃其混合氣，再把擴(kuò)大點火能量后的強(qiáng)力火焰從預(yù)燃室噴孔直接多點噴射入主燃室，使主燃燒室內(nèi)空燃比為1. 6 2的稀混合氣快速充分燃燒。[0005] 該現(xiàn)有技術(shù)雖然采用了預(yù)燃室濃混合氣點燃后引燃主燃室稀混合氣的預(yù)燃燃燒技術(shù)，但供氣是被動隨機(jī)的，無法進(jìn)行燃?xì)饬空{(diào)整，開啟時間及范圍是隨機(jī)及被動的，因此無法控制預(yù)燃室內(nèi)的空燃比，同時由于被動式單向閥的結(jié)構(gòu)造成動作隨機(jī)不可靠，容易卡死、燒結(jié)，造成發(fā)動機(jī)失火、工作不穩(wěn)定、安全性降低，沒有達(dá)到目的。

實用新型內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供了一種主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，能有效解決缸徑200mm以上燃?xì)獍l(fā)動機(jī)排溫高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差、熱效低、可靠性低等根本性問題，從根本上解決發(fā)動機(jī)失火、不能充分快速燃燒、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、熱負(fù)荷高等問題。[0007] 本實用新型的技術(shù)方案是一種主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，包括主燃燒室、燃?xì)夥€(wěn)
壓管，在主燃燒室中間設(shè)置預(yù)燃室，在預(yù)燃室中間設(shè)置火花塞，在火花塞柱側(cè)部設(shè)置預(yù)燃室
進(jìn)氣柱塞，預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞端部設(shè)置搖臂，搖臂與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪相接觸。 在所述預(yù)燃室燃?xì)夥€(wěn)壓管道上設(shè)置頻率閥，在燃?xì)夥€(wěn)壓管與發(fā)動機(jī)增壓混合氣管
道上設(shè)置壓力比較傳感器，在發(fā)動機(jī)飛輪處設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，頻率閥、壓力比較傳感器和轉(zhuǎn)
速傳感器均與控制器相連，控制器與計算機(jī)相連。 在所述預(yù)燃室外圍設(shè)置冷卻水腔；所述主燃燒室為淺盆形；所述預(yù)燃室為上大下小葫蘆形。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是由于設(shè)置了預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞和與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪相接觸的搖臂，使柱塞運(yùn)動和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動聯(lián)系在一起，進(jìn)氣角度在發(fā)動機(jī)空氣進(jìn)氣角度范圍內(nèi)，而調(diào)整搖臂與柱塞之間的間隙可調(diào)整開啟時刻和范圍，其運(yùn)動長短、開度決定了進(jìn)氣量大小和防止燃?xì)獾勾?，柱塞設(shè)計的和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門一致，行程和凸輪行程一致，動作可靠。同時，燃?xì)夤苈分腥細(xì)饬康拇笮】刂剖歉鶕?jù)控制器獲取發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、壓差信號后，通過控制頻率閥開度實現(xiàn)的。主燃燒室為淺盆形，預(yù)燃室為上大下小葫蘆形，安裝在主燃燒室中間，噴孔設(shè)置在預(yù)燃室底部的中心并且均勻分布，和氣道、進(jìn)排氣門位置、配氣相位匹配，使主燃室、預(yù)燃室混合氣混合得更加均勻。本實用新型有效地解決了被動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)無法控制預(yù)燃室內(nèi)的空燃比，及單向閥結(jié)構(gòu)造成動作隨機(jī)不可靠，容易卡死、燒結(jié)問題，同時預(yù)燃室及主燃室匹配更完善，從根本上解決了發(fā)動機(jī)失火、不能充分快速燃燒、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)等問題，使燃?xì)鈾C(jī)達(dá)到空燃比為1. 6 2的稀薄燃燒要求，從而使燃?xì)鈾C(jī)的工作柔和、不容易產(chǎn)生爆震，提高了發(fā)動機(jī)熱效率及強(qiáng)化水平、降低發(fā)動機(jī)排放及熱負(fù)荷，使發(fā)動機(jī)運(yùn)用更加安全。

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是被動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0013] 圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。 本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 如圖2所示，一種主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，包括預(yù)燃室13、主燃燒室14、火花塞
12、預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞11、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪6、燃?xì)膺M(jìn)氣導(dǎo)管7、燃?xì)夥€(wěn)壓管8。 預(yù)燃室13為上大下小葫蘆形，容積占主燃燒室14容積按4%左右，安裝在主燃燒
室14中間，噴孔16設(shè)置在預(yù)燃室13底部的中心，外圍為冷卻水腔17，有利于降低熱負(fù)荷，
并且均勻分布。 主燃燒室14為淺盆形，和氣道、進(jìn)排氣門位置、配氣相位匹配。[0019] 火花塞12設(shè)置在靠向預(yù)燃室13中間偏離預(yù)燃進(jìn)氣口的位置，處在容易著火穩(wěn)定混合氣的地方；在火花塞柱側(cè)部設(shè)置預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞ll，預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞11端部設(shè)置搖臂18，搖臂18由發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪6帶動運(yùn)動，因此柱塞運(yùn)動和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動聯(lián)系在一起，進(jìn)氣角度在發(fā)動機(jī)空氣進(jìn)氣角度范圍內(nèi)，而調(diào)整搖臂18與預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞11之間的間隙可調(diào)整開啟時刻和范圍，其運(yùn)動長短、開度決定了進(jìn)氣量大小和防止燃?xì)獾勾?，柱塞設(shè)計的和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門一致，行程和凸輪行程一致，動作可靠。 燃?xì)膺M(jìn)氣導(dǎo)管7 —端接進(jìn)氣通道，另一端接燃?xì)夥€(wěn)壓管8，燃?xì)夥€(wěn)壓管8通過頻率閥9接預(yù)燃室燃?xì)?，控制?與頻率閥9相連，在燃?xì)夥€(wěn)壓管8與發(fā)動機(jī)增壓混合氣管道設(shè)置壓力比較傳感器3，壓力比較傳感器3將所測壓力差信號傳輸給控制器4，同時在發(fā)動機(jī)飛輪1處設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器2，轉(zhuǎn)速傳感器2亦將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳輸給控制器4，控制器4根據(jù)發(fā)動機(jī)狀態(tài)運(yùn)算后輸出頻率信號給頻率閥9，使其動作，達(dá)到對燃?xì)夤苈分腥細(xì)饬看笮〉目刂?，同時控制器4可與計算機(jī)5相連，通過計算機(jī)監(jiān)控、更改控制器參數(shù)、程序。[0021] 本實用新型的工作原理是預(yù)燃室13內(nèi)直接引入可進(jìn)行控制的濃燃?xì)饣驖饣旌蠚?，與在發(fā)動機(jī)壓縮過程從噴孔16壓進(jìn)去的稀混合氣混合成空燃比為0. 8 1. 2的非常容易著火的混合氣，然后在發(fā)動機(jī)壓縮上止點15前，火花塞小的能量穩(wěn)定容易點燃此混合氣，再把擴(kuò)大點火能量后的強(qiáng)力火焰從預(yù)燃室噴孔16直接多點噴射入主燃室，使主燃燒室內(nèi)空燃比為1. 6 2的稀混合氣快速充分燃燒，同時實現(xiàn)了實時控制預(yù)燃室13內(nèi)空燃比。[0022] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，包括主燃燒室、燃?xì)夥€(wěn)壓管，在主燃燒室中間設(shè)置預(yù)燃室，在預(yù)燃室中間設(shè)置火花塞，其特征在于在火花塞柱側(cè)部設(shè)置預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞，預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞端部設(shè)置搖臂，搖臂與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪相接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，其特征在于在預(yù)燃室燃?xì)夥€(wěn)壓管道上設(shè)置頻率閥，在燃?xì)夥€(wěn)壓管與發(fā)動機(jī)增壓混合氣管道上設(shè)置壓力比較傳感器，在發(fā)動機(jī)飛輪處設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，頻率閥、壓力比較傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器均與控制器相連，控制器與計算機(jī)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，其特征在于在預(yù)燃室外圍設(shè)置冷卻水腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，其特征在于主燃燒室為淺盆形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，其特征在于預(yù)燃室為上大下小葫蘆形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，其特征在于預(yù)燃室為上大下小葫蘆形。
專利摘要本實用新型公開了一種主動差量式預(yù)燃燃燒系統(tǒng)，包括主燃燒室、燃?xì)夥€(wěn)壓管，在主燃燒室中間設(shè)置預(yù)燃室，在預(yù)燃室中間設(shè)置火花塞，在火花塞柱側(cè)部設(shè)置預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞，預(yù)燃室進(jìn)氣柱塞端部設(shè)置搖臂，搖臂與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣凸輪相接觸。本實用新型的優(yōu)點是從根本上解決了發(fā)動機(jī)失火、不能充分快速燃燒、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、降低熱負(fù)荷、排放、安全性問題，使燃?xì)鈾C(jī)達(dá)到空燃比為1.6～2的稀薄混合氣燃燒要求，從而使燃?xì)鈾C(jī)的工作柔和、不容易產(chǎn)生爆震，提高了發(fā)動機(jī)強(qiáng)化水平、熱效率、降低排放及發(fā)動機(jī)熱負(fù)荷，使發(fā)動機(jī)運(yùn)用更加安全。
文檔編號F02B19/16GK201496140SQ20092030503
公開日2010年6月2日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者楊波 申請人:南車資陽機(jī)車有限公司