[发明专利]内燃机的预燃室装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的内燃机的预燃室装置。

背景技术

在内燃机中，当燃料和空气的混合物燃烧时将产生氮氧化物(NOx)。通常，当燃烧温度上升时氮氧化物的数量将增加。特别是，高峰值燃烧温度增加氮氧化物的形成。通过增大燃料混合物的空/燃比，即，使用贫(稀)燃料混合物，可以降低峰值燃烧温度并且因此减少在燃烧中形成的氮氧化物的量。尤其在基于压缩点火的柴油机中产生大量氮氧化物。因此，因为在气体燃料发动机中产生较少量的氮氧化物，所以常常优选使用气体燃料发动机。然而，由于贫燃料混合物，所以特别是在汽缸直径大的活塞发动机中燃烧可能是不完全的。

在贫(稀)混合气发动机或奥托循环发动机中，不会自动发生点火，而是需要辅助设备(诸如火花塞)来引起点火。为增强燃烧并且保护点火装置，一些稀混合气发动机使用与汽缸的燃烧室相连接的预燃室。富燃料混合物被注入预燃室以被点燃并且被输送到燃烧室，由此点燃燃烧室中的贫燃料混合物。特别是在将气体用作燃料的稀混合气发动机中采用预燃室。在那种情况下，预燃室设有用来点燃富燃料混合物的火花塞。

通常，预燃室是旋转对称的。点燃燃料的实际室可以根据其形状，例如球形或椭圆形而变化。预燃室通过终止于若干个喷嘴开口的通道与主燃烧室相连接。开口的数量、方向以及直径根据相应的情况，考虑到例如活塞卸载(piston reliefs)而被最优化。尽管压缩比相对高，发热元件或火花塞仍被用作点火辅助装置。

该装置的缺点是预燃室的温度高，由此传统材料不能忍耐；例如可能发生热腐蚀。特别是，当燃烧反应通过喷嘴开口从预燃室前进到燃烧室时，喷嘴开口受到应力。在那种情况下，必须替换部件或者必须找到新的可用材料。尤其是在气体燃料发动机中，预燃室受到很高的压力梯度和最大的压力。

说明书US4426966公开了一种预燃室装置，该预燃室装置具有复杂的结构和支架，并且因此制造成本高。这些已知的方案在预燃室的一些部件中采用陶瓷材料。陶瓷材料能很好的耐热和耐腐蚀，但是，另一方面，陶瓷材料易碎、昂贵并且难以用机器加工。此外，陶瓷材料的不同的膨胀系数会引起接头的问题，特别是，如具有其喷嘴开口的预燃室的下部受到应力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使公知技术的问题减到最少的装置。特别是，本发明的目的在于提供一种装置，该装置可以用于改善预燃室的结构和操作，使安装简单并且便于保养与维修操作。

根据权利要求1中描述的和其他权利要求中更详细描述的那样来达到本发明的目的。根据本发明，主体部分支撑在汽缸盖上并且设有接合表面以将所述喷嘴部分支撑在该主体部分上。因为仅所述主体部分支撑在所述汽缸盖上，所以该方案简单并且易于为保养与维修目的而安装和拆卸。

所述主体部分的接合表面优选是圆锥形的。所述喷嘴部分可优选通过热配合附接至所述主体部分，由此使这些部分相互压靠，使得该装置保持在一起而无需额外的部件和其他紧固装置。

根据本发明的优选实施方式，所述预燃室装置包括布置在所述预燃室内的锁定部分，所述喷嘴部分通过所述锁定部分附接至所述主体部分。该单独的锁定部分可以用来确保所述主体部分和所述喷嘴部分在所有情况下都保持在互相连接的适当位置，但是所述主体部分和所述喷嘴部分仍可以根据所使用的附接方案按照期望地互相拆开。

所述锁定部分可以通过热配合、焊接、软焊、摩擦接合或螺纹接合等有利地附接至所述主体部分。

在一个实施方式中，所述锁定部分包括楔形元件，该楔形元件布置在实际的所述锁定部分和所述主体部分之间。在另一个实施方式中，所述锁定部分本身是楔形部件或布置在所述喷嘴部分的成形端部和所述主体部分之间的多个部件，所述喷嘴部分的成形端部位于所述预燃室侧。楔效应可以用来进一步确保附接的稳定性。

考虑到所述预燃室的流动条件，所述锁定部分成形为均匀结构，使得不会对所述预燃室中的流动造成干扰。当需要时，所述锁定部分也可以被冷却。

所述主体部分可有利地设有单独的罩部分，该罩部分附接至所述主体部分，并且所述预燃室装置通过所述单独的罩部分附接至所述汽缸盖。因此，制造和材料的选择允许有更多的自由。关于制造，因为附接至所述主体部分的部分或围绕该主体部分的部分，所以所述主体部分可以具有更严格的公差要求。所述主体部分优选地可以由耐热材料(诸如钢或另一种金属合金)制成。

与之对应，所述罩部分设有点火装置，如副油道燃料的供给装置和/或火花塞，由此所述罩部分的可加工性对材料的选择是重要的。