[实用新型]一种大排量燃气内燃机的预燃室系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气内燃机的燃烧领域，具体涉及一种大排量燃气内燃机的预燃室系统。

背景技术

大排量燃气内燃机一般采用预燃室点火技术，预燃室供给接近标准化学计量比的混合气，能提高燃烧速率，实现高效、清洁燃烧；并通过废气再循环降低燃烧温度和NOx排放。

但上述技术实际应用时存在几个问题。一是预燃室内不易形成稳定的良好点火的混合气，点火不稳定、不可靠。二是若直接供给预燃室接近标准化学计量比的混合气，结构复杂且有回火等安全风险。三专利号为CN201310738497的实用新型中提到一种内燃机的预燃室系统，用于内燃机、尤其是用于燃气发动机的预燃室系统，所述燃烧室系统具有预燃室容积区，在该预燃室容积区内，可点燃的燃料-空气混合物是可点燃的，尤其是通过能设置在预燃系统上的点火装置可点燃的，预燃室系统配置有溢流通道，预燃室容积区能通过该溢流通道与内燃机的主燃烧室相连，预燃室容积区包括点火区域和溢流区域，该溢流区域通过中间壁至少局部地与点火区域分隔开，在点火区域内燃料-空气混合物是可点燃的，并且溢流通道通到溢流区域中，设有空气供给管路，空气、优选压缩过的空气能通过空气供给管路供给到溢流区域中；上述专利中的一种内燃机的预燃室系统存在着预燃室结构复杂，在预燃室处在高温高压工况条件下，可靠性差的缺点。四是燃料适应性差，除天然气等高热值燃料外，不能适应低热值、中热值等可燃气体燃料。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种大排量燃气内燃机的预燃室系统，该预燃室系统能确保预燃室稳定、可靠点火，排除预燃室外有混合气通道的安全风险，同时能适应各种可燃气体燃料，设计制作简单方便。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种大排量燃气内燃机的预燃室系统，包括竖直嵌入并安装在内燃机气缸盖内的预燃装置，其创新点在于：所述预燃装置包括预燃室以及预燃室上方的点火装置；

所述预燃室为顶部敞口设置的中空结构，该预燃室自上而下依次分为点火区、预燃区以及喷射区，其底部的喷射区具有一伸出缸盖下端面并供火焰喷出的喷嘴；

所述点火装置包括一置于预燃室顶部端面上的柱体以及内置于预燃室点火区内的聚燃体；所述柱体的中心嵌入安装一火花塞，该火花塞沿柱体的长轴方向延伸设置，在柱体侧壁钻有延伸至柱体底部的燃气进气通道和空气进气通道；所述聚燃体为一纵截面呈梯形的空心圆台形结构，其上端口包围柱体底部，其下端伸入预燃室的点火区内；所述聚燃体内可产生火焰并通入预燃室内，并由预燃室底部喷嘴喷出。

进一步的，所述燃气进气通道和空气进气通道均匀分布在火花塞纵轴线周围，根据燃料气的热值大小，设置至少1个燃气进气通道和至少1个空气进气通道，在点火区的火花塞周围一直稳定形成λ<1的极易点燃的浓混合气，λ是空气与燃料气的标准化学计量比比值。

进一步的，所述燃气进气通道内部具有燃气阀，且所述空气进气通道内部具有空气阀，所述燃气阀和空气阀优选电子阀或者单向阀。

进一步的，所述燃气进气通道和空气进气通道的出口均以一定的相同角度向火花塞纵轴线方向倾斜，从而使燃气和空气更集中在火花塞周围。

进一步的，所述聚燃体底部具有一个与预燃区连通的点火区通道，该聚燃体形成的点火区容积不大于整个预燃室容积的15%，其进入预燃区的点火区通道的直径大于预燃区直径的50%。

本实用新型的优点在于：

（1）预燃室系统工艺性好，拆装方便，可靠性高；预燃室容积区分为点火区和预燃区两部分，燃气和空气先在点火区充分混合，在火花塞周围形成稳定的浓混合气，保证预燃室点火稳定、可靠；

（2）预燃室内部燃气进气通道和空气进气通道设计合理，能适应高、中、低热值的各种燃气，保证了火花塞对应不同燃料气热值都能容易点燃，且具有单独的燃气和空气进气通道，无混合气通道，安全无风险；

（3）燃气和空气只能进入预燃室而不能回流，在高温高压的情况下，保证了预燃室内部的密封性和安全性；

（4）燃气进气通道和空气进气通道出口向火花塞纵轴线方向弯曲，所以进入预燃室的燃气和空气集中吹向火花塞，降低火花塞局部的温度，延长火花塞的使用寿命；

（5）适当的点火区和预燃区空间分配以及点火区形状设计，有利于预燃室的点火。

附图说明

图1是大排量燃气内燃机的预燃室系统一个实施例的纵剖面结构图。

图2是适用于天然气等高热值燃料气的大排量燃气内燃机的预燃室上部的横剖面图。