[发明专利]用于点燃式发动机的双喷射式湍流射流点火预燃室装置

说明书

本发明提供一种用于点燃式发动机的双喷射式湍流射流点火预燃室装置，包括两个压紧螺栓，喷油器(3)，气体喷射器(9)，预燃室上腔体(8)，预燃室喷嘴(5)，预燃室喷嘴压紧件(6)和火花塞(7)。其中，火花塞(7)、喷油器(3)以及气体喷射器(9)固定于预燃室上腔体(8)内，喷油器(3)和气体喷射器(9)分别通过一个压紧螺栓固定于预燃室上腔体(8)中；两个压紧螺栓均具有通孔(10)且两端均具有螺纹，一端通过螺纹与预燃室上腔体(8)连接，用于固定气体喷射器(9)或喷油器(3)，另一端用于连接气路或油路；预燃室喷嘴(5)被预燃室喷嘴压紧件(6)压紧并固定在预燃室上腔体(8)下端，形成预燃室内腔(12)。

技术领域

本发明涉及内燃机燃烧技术领域，是一种用于点燃式发动机的多模式湍流射流点火预燃室装置。

背景技术

环境污染加剧使内燃机面临的排放问题更加严峻！为限制内燃机的排放，各国政府和国际组织制定了更加严格的排放法规。如何在提高内燃机热效率的同时降低排放成为全世界范围内关注的热点话题。废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)技术是将缸内燃烧后排出的部分废气分离并引入进气侧，使其再次参与缸内燃烧的技术，主要目的是改善发动机在部分负荷下的燃油经济性、降低NOx排放。发动机尾气中含有大量CO₂和H₂O等高热容气体，废气与新鲜充量混合后，可提高混合气的比热容，降低缸内火焰传播速度，减缓燃烧速率，同时降低缸内最大燃烧温度，抑制NOx生成。本质上讲，EGR是实现发动机缸内稀释燃烧的重要技术手段。对于汽油机而言，引入EGR稀释进气总量会降低进气中氧气浓度，使缸内燃烧速率和火焰传播速度降低，发动机的动力性能变差。

预燃室射流点火是一种由火花塞点燃预燃室中混合气，而后由预燃室喷孔喷出的射流火焰引燃主燃室混合气的点火方式。射流火焰可在主燃烧室内形成分布广泛的点火源，促使混合气多点着火，可减小火焰传播距离，缩短燃烧持续期，改善燃烧过程。研究表明，采用射流点火燃烧方式可提高发动机稀燃极限，实现稳定稀薄燃烧，有效提升发动机热效率、减少污染物排放。

目前，在采用EGR技术的发动机中，压缩行程进入预燃室中的混合气实际为废气、燃料和空气三者的混合物。对于高EGR率的工况，预燃室中废气比例较高，氧浓度较低，导致预燃室内点火困难，无法稳定形成射流火焰，易造成失火，影响发动机热效率，并使排放恶化；低EGR率工况，点火后预燃室内的火焰发展速度变慢，延缓燃烧过程，导致射流火焰强度和速度降低，引燃效果变差，削弱射流火焰对主燃烧室内混合气燃烧过程的改善和促进作用。为解决上述问题，本发明提出一种多模式湍流射流点火预燃室装置，通过双喷射器设计，在预燃室内喷射新鲜空气以增加氧气充量，而后进行喷油，可保证预燃室内稳定着火。此外，对于采用空气稀释的稀薄燃烧工况，可采用单喷射器工作模式，仅在预燃室内喷射燃料，提高预燃室内当量比，使预燃室稳定着火，产生最佳引燃效果，最终达到提升发动机热效率、降低排放的目的。

发明内容

本发明目的在于提出一种用于点燃发动机的多模式湍流射流点火预燃室装置。其采用双喷射器设置，具有多种工作模式，可在预燃室内喷射新鲜空气和燃料，保证预燃室内稳定着火，而后初始火焰经由预燃室喷嘴形成射流火焰。进而实现高EGR率、空气稀释等稀燃工况下发动机缸内混合气的稳定燃烧，提升稀燃极限，提高发动机热效率并降低排放。技术方案如下：

一种用于点燃式发动机的双喷射式湍流射流点火预燃室装置，包括两个压紧螺栓，喷油器3，气体喷射器9，预燃室上腔体8，预燃室喷嘴5，预燃室喷嘴压紧件6，火花塞7，其中，

火花塞7、喷油器3以及气体喷射器9固定于预燃室上腔体8内，喷油器3和气体喷射器9分别通过一个压紧螺栓固定于预燃室上腔体8中。两个压紧螺栓均具有通孔10且两端均具有螺纹，一端通过螺纹与预燃室上腔体8连接，用于固定气体喷射器9或喷油器3，另一端用于连接气路或油路，一个压紧螺栓的通孔10，用于将空气送入气体喷射器9，另一个压紧螺栓的通孔10，用于将燃料送入喷油器3。