用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體機(jī)氣缸的預(yù)燃室，尤其涉及一種用于引燃組織稀薄燃燒的大缸徑氣體機(jī)的主燃室內(nèi)稀薄混合氣的預(yù)燃室裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前已有用于大缸徑氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置，且多采用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱型結(jié)構(gòu)，例如專利“預(yù)燃室本體”(專利申請(qǐng)?zhí)?01520198968.X)等，其預(yù)燃室裝置如圖1所示。此專利公開了一種預(yù)燃室本體22，應(yīng)用在氣體燃料內(nèi)燃機(jī)中，包括具有預(yù)燃室軸線A的預(yù)燃室24和在預(yù)燃室24中開口的上升通道26。預(yù)燃室本體22還可包括在上升通道26中開口的用于流體連接主燃燒室8和上升通道26的多條流體傳送通道28。所述多條流體傳送通道28可圍繞預(yù)燃室軸線A非對(duì)稱地設(shè)置。另外或可選地，第一流體傳送通道28C可具有比第二流體傳送通道小的流動(dòng)橫截面積。采用本實(shí)用新型的預(yù)燃室本體可以使得通過流體傳送通道流入到上升通道中的流體流動(dòng)更加穩(wěn)定。
[0003]此種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱型預(yù)燃室結(jié)構(gòu)，將帶來兩個(gè)問題:
[0004](1)預(yù)燃室內(nèi)混合氣分布問題:預(yù)燃室內(nèi)較濃混合氣將被來自主燃燒室內(nèi)稀薄混合氣的稀釋，且分布將受來自主燃燒室氣流影響，來自主燃燒室的稀薄混合氣將預(yù)燃室的較濃混合氣在中心處隔斷，且受上升通道的導(dǎo)流作用影響，來自主燃室的稀薄混合氣氣流速度方向?yàn)榇怪毕蛏?，到達(dá)預(yù)燃室頂部撞壁后，向預(yù)燃室內(nèi)側(cè)的四周流動(dòng)，導(dǎo)致火花塞附近混合氣被稀釋，不易形成初始火核，燃燒滯后，且點(diǎn)火后火焰能量降低，火花塞點(diǎn)火不穩(wěn)定。
[0005](2)火焰?zhèn)鞑栴}:由于預(yù)燃室內(nèi)混合氣呈現(xiàn)上述分布現(xiàn)象受氣流速度方向的影響，混合氣被點(diǎn)燃后，火焰首先向左發(fā)展，之后向下及四周蔓延，但當(dāng)發(fā)展至預(yù)燃室的腔室、上升通道交界處時(shí)，由于來自主燃燒室的稀薄混合氣將預(yù)燃室的腔室中的較濃混合氣隔斷，火焰直接進(jìn)入上升通道，然后直接發(fā)展至主燃燒室。當(dāng)火焰充滿上升通道后，才逐漸向向預(yù)燃室的腔室右側(cè)發(fā)展。這將使預(yù)燃室腔室的右側(cè)空間在點(diǎn)燃主燃燒室稀薄混合氣之前未被充分利用，整個(gè)預(yù)燃室的點(diǎn)火能量達(dá)不到設(shè)計(jì)能量要求，導(dǎo)致火焰在主燃燒室內(nèi)傳播速度較慢，影響燃燒穩(wěn)定性及發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本發(fā)明提供了一種用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置。
[0007]本發(fā)明提供了一種氣體機(jī)預(yù)燃室裝置，包括預(yù)燃室，所述預(yù)燃室包括:預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部，所述預(yù)燃室上部的第一軸線和所述預(yù)燃室下部的第二軸線不在同一直線上且平行設(shè)置；
[0008]所述預(yù)燃室上部的腔室容積大于所述預(yù)燃室下部的腔室容積；
[0009]所述預(yù)燃室裝置還包括火花塞，所述火花塞設(shè)置在所述預(yù)燃室的上方，且所述火花塞安裝在所述預(yù)燃室上部的腔室頂壁的第一開口處，所述第一開口的軸線與所述第一軸線之間距離大于所述第一開口的軸線與所述第二軸線之間的距離。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置，將預(yù)燃室上方設(shè)置的火花塞與預(yù)燃室下部均偏離預(yù)燃室上部的軸線設(shè)置，且火花塞垂直布置在遠(yuǎn)離預(yù)燃室下部的一側(cè)；通過對(duì)預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部的腔體設(shè)置合理的容積比，以及預(yù)燃室內(nèi)的線型進(jìn)行一定的改進(jìn)，能夠有效提高預(yù)燃室內(nèi)混合氣體的均勻分布以及火焰?zhèn)鞑r(shí)對(duì)預(yù)燃室腔體的利用率。此外，本發(fā)明在實(shí)施例中還進(jìn)一步改進(jìn)供氣通道的設(shè)置，使得供氣通道的送氣方向位于火花塞氣流的上游。通過本發(fā)明提供的預(yù)燃室裝置，實(shí)現(xiàn)預(yù)燃室內(nèi)混合氣的均勻分布、燃空當(dāng)量比在理想范圍內(nèi)；并使預(yù)燃室內(nèi)火焰在進(jìn)入主燃室之前盡可能充滿整個(gè)預(yù)燃室，以充分利用預(yù)燃室內(nèi)部空間，提高點(diǎn)火能量及穩(wěn)定性，從而提高氣體機(jī)缸內(nèi)燃燒穩(wěn)定性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
【附圖說明】
[0011]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中提供的預(yù)燃室組件的示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明提供的用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為圖2所示結(jié)構(gòu)示意圖中A-A方向的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0016]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0017]如圖2所示，本發(fā)明公開了一種用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置，包括預(yù)燃室，該預(yù)燃室包括:預(yù)燃室上部1和預(yù)燃室下部2，預(yù)燃室上部1的第一軸線和預(yù)燃室下部2的第二軸線不在同一直線上且平行設(shè)置?？梢姡A(yù)燃室上部1和預(yù)燃室下部2呈不對(duì)稱布置；并且，為滿足預(yù)燃室內(nèi)混合氣體的均勻分布以及點(diǎn)火后火焰?zhèn)鞑r(shí)對(duì)預(yù)燃室腔體的充分利用，預(yù)燃室上部的腔室容積大于預(yù)燃室下部的腔室容積。預(yù)燃室裝置還包括火花塞4，火花塞4設(shè)置在預(yù)燃室的上方，且火花塞4安裝在預(yù)燃室上部的腔室頂壁的第一開口處，第一開口的軸線與第一軸線之間的距離大于第一開口的軸線與第二軸線之間的距離。其中，本發(fā)明涉及的第一開口的軸線與火花塞4的軸線實(shí)質(zhì)上為同條一直線。
[0018]此外，如圖2所示，在預(yù)燃室下部2的下端設(shè)置有多條流體傳送通道3，流體傳送通道關(guān)于所述第二軸線對(duì)稱布置。多條流體傳送通道用于流體連接預(yù)燃室和預(yù)燃室下方的主燃燒室12，通過多條流體傳送通道使得氣體燃料和空氣的稀混合物在壓縮沖程期間從主燃燒室流動(dòng)到預(yù)燃室內(nèi)。
[0019]本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部進(jìn)行相對(duì)設(shè)置，火花塞垂直設(shè)置在預(yù)燃室上方，且火花塞的軸線盡可能的遠(yuǎn)離預(yù)燃室下部的軸線，即相對(duì)于預(yù)燃室上部，火花塞與預(yù)燃室下部之間形成類似對(duì)角的設(shè)計(jì)。通過這樣的設(shè)計(jì)，相比于現(xiàn)有的預(yù)燃室組件，預(yù)燃室內(nèi)混合氣體的組織分布以及氣體被點(diǎn)火后火焰?zhèn)鞑r(shí)對(duì)預(yù)燃室腔體的空間利用均得到極大的提尚。
[0020]作為一種可選的實(shí)施方案，本發(fā)明提供的用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置中，預(yù)燃室上部1和預(yù)燃室下部2的腔室均為圓柱形腔體，第一軸線、第二軸線以及火花塞的軸線(或第一開口的軸線)均位于第一平面，預(yù)燃室關(guān)于第一平面對(duì)稱。其中，本發(fā)明中提及的第一平面僅為示意性地表示第一軸線、第二軸線和火花塞的軸線位于同一平面，為更好的介紹本發(fā)明提供的用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置，故引入第一平面的概念。
[0021 ] 進(jìn)一步地，在第一平面內(nèi)，預(yù)燃室上部1的腔室側(cè)壁具有第一壁線7，預(yù)燃室下部2的腔室側(cè)壁具有第二壁線6，第一壁線7和第二壁線6均位于同一豎直線上。
[0022]進(jìn)一步地，預(yù)燃室上部在第一平面內(nèi)還具有第三壁線11，第三壁線11與第一壁線7正對(duì)；火花塞4靠近第三壁線的一側(cè)面與第三壁線11之間的距離為1?2mm。
[0023]顯然地，在上述實(shí)施例中，結(jié)合圖2，以第一平面為視覺基準(zhǔn)，預(yù)燃室下部位于預(yù)燃室上部的下方且位于左下角，而火花塞位于預(yù)燃室上部的上方且極靠近右上角。通過上述實(shí)施例提供的用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置，能夠更有效的克服預(yù)燃室內(nèi)氣體分布不均勻以及火焰?zhèn)鞑r(shí)預(yù)燃室腔體的空間利用不充分的問題。
[0024]作為本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式，為了更好的實(shí)現(xiàn)預(yù)燃室腔體內(nèi)氣流的均勻分布以及火焰的走向，對(duì)圓柱形腔體的內(nèi)壁進(jìn)一步改進(jìn)，形成類圓柱形腔體，以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的引導(dǎo)分布。
[0025]可選的，在預(yù)燃室上部正對(duì)預(yù)燃室下部的區(qū)域內(nèi)，預(yù)燃室上部的腔室頂壁與預(yù)燃室上部的腔室側(cè)壁之間形成第一圓角壁面8 ;
[0026]在預(yù)燃室上部的下端與預(yù)燃室下部的上端相連接的部位，從預(yù)燃室上部的腔室側(cè)壁至預(yù)燃室下部的腔室側(cè)壁之間形成過渡段；過渡段包括依次圓滑過渡的第二圓角壁面9、過渡凸臺(tái)10和第三圓角壁面10’ ；
[0027]第一圓角壁面、第二圓角壁面、過渡凸臺(tái)和第三圓角壁面均可以用于對(duì)預(yù)燃室內(nèi)的氣流進(jìn)行導(dǎo)向、組織分布。
[0028]當(dāng)然，預(yù)燃室上部的腔室側(cè)壁和預(yù)燃室下部的腔室側(cè)壁之間可通過一平面過渡，而本申請(qǐng)的發(fā)明人采用第二圓角壁面、過渡凸臺(tái)和第三圓角壁面形成的過渡段明顯的更有助于腔體內(nèi)氣流的導(dǎo)向分布，更有助于提高預(yù)燃室裝置的性能，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。并且，第一圓角壁面的設(shè)置同樣用于實(shí)現(xiàn)類似的性能。
[0029]由于本發(fā)明提供的用于氣體機(jī)的預(yù)燃室裝置滿足預(yù)燃室上部的腔室容積大于預(yù)燃室下部的腔室容積。如圖2和圖3所示，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)燃室上部的腔室內(nèi)徑大于預(yù)燃室下部的腔室內(nèi)部；和/或
[0030]預(yù)燃室上部的腔室高度大于預(yù)燃室下部的腔室高度。
[0031 ] 可選的，預(yù)燃室上部的腔室內(nèi)徑為預(yù)燃室下部的腔室內(nèi)徑的2.7?3.3倍；和/或
[0032]預(yù)燃室上部的腔室高度為預(yù)燃室下部的腔室高度的1.3?1.5倍；和/或
[0033]預(yù)燃室上部的腔室容積為預(yù)燃室下部的腔室容積的5.5?6.5倍。
[0034]本發(fā)明中定義預(yù)燃室上部的腔室內(nèi)徑大小為尺寸a，預(yù)燃室下部的腔室內(nèi)徑大小為尺寸b ;預(yù)燃室上部的腔室高度大小為尺寸c，預(yù)燃室下部的腔室內(nèi)徑大小為尺寸d。
[0035]其中，尺寸a為尺寸b的2.7?3.3倍，可有效保證預(yù)燃室上部濃混合氣體的濃度在理想范圍內(nèi)分布。當(dāng)尺寸a小于尺寸b的2.7倍，預(yù)燃室上部濃混合氣將快速通過預(yù)燃室下部進(jìn)入主燃燒室內(nèi)，預(yù)燃室內(nèi)混合氣濃度降低；尺寸a超過尺寸b的3.3倍，易造成預(yù)燃室內(nèi)掃氣不暢，殘余廢氣增多，混合氣被廢氣稀釋，降低點(diǎn)火能量。顯然地，預(yù)燃室上部的第一壁線和預(yù)燃室下部的第二壁線位于同一豎直線上，而預(yù)燃室上部的腔室內(nèi)徑大于預(yù)燃室下部的腔室內(nèi)徑，進(jìn)一步如圖3所示，預(yù)燃室下部在水平面的投影內(nèi)切于預(yù)燃室上部在水平面的投影。
[0036]預(yù)燃室上部的腔室容積為預(yù)燃室下部的腔室容積的5.5?6.5倍，從而才能有效保證尺寸c為尺寸d的1.3?1.5倍，進(jìn)而確保預(yù)燃室下部對(duì)來自主燃燒室稀薄混合氣的導(dǎo)流作用。當(dāng)尺寸c小于尺寸d的1.3倍時(shí)，尺寸d偏大，預(yù)燃室下部的導(dǎo)流作用強(qiáng)，導(dǎo)致沖向第一圓角壁面的氣流速度大，則火花塞附近速度大，火花塞不易點(diǎn)火，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生失火，影響點(diǎn)火穩(wěn)定性。尺寸c大于尺寸d的1.5倍時(shí)，尺寸d偏小，預(yù)燃室下部的導(dǎo)