[实用新型]一种进气道扫气和热管降温的预燃室装置及发动机

说明书

本实用新型属于发动机技术领域，特别涉及进气道扫气和热管降温的预燃室装置及发动机，包括缸盖、进气门、进气门导管和预燃室本体，缸盖上设置有进气道及进气门导管安装孔，进气门滑动插接在进气门导管中；进气门导管与进气门的杆体之间设置有连接通道，缸盖上还设置有缸盖扫气通道；预燃室本体上设置有预燃室扫气通道；预燃室本体的侧壁上设置有预燃室侧壁冷凝腔、预燃室侧壁蒸发腔和预燃室侧壁热管通道，三者由上至下依次连通以形成封闭腔，封闭腔内填充相变工质以在预燃室本体的侧壁上预燃室侧壁热管。实现对预燃室的扫气，降低预燃室的残余废气系数，提高着火稳定性。降低预燃室本体热负荷的目的，防止开裂以及烧蚀问题。

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别是涉及一种进气道扫气和热管降温的预燃室装置及发动机。

背景技术

随着油耗法规愈加严苛，发动机超高热效率成为追求的目标。加快燃烧速度，提高等容度，减少散热损失，同时抑制爆震，是提高发动机热功转化效率的有效手段。预燃室射流点火能提高燃烧速度、抑制爆震、扩展稀燃极限，在改善发动机热效率方面具有一定的潜力。预燃室射流点火首先引燃预燃室空腔内的混合气，高温高压混合气通过小孔喷向主燃烧室，形成高速射流火焰，大幅增加点火面积，提高燃烧速度。另一方面，预燃室内未燃中间产物也可加快燃烧进程。

发动机进入排气冲程，主燃烧室内燃烧后的废气经过排气门排出，但是受预燃室结构影响，预燃室内只有部分燃烧后的废气会排出。发动机进入进气冲程，新鲜空气或者混合气经进气道进入发动机主燃烧室内，同时也有部分残留在预燃室内废气进入主燃烧室。发动机进入压缩冲程，部分新鲜混合气将会被压入预燃室内。压缩到上止点附近，点火时刻的预燃室内残余废气系数受排气冲程预燃室残留的废气量和压缩冲程进入预燃室的新鲜混合气量影响。

再者，预燃室喷孔附近的预燃室本体内壁面与预燃室内燃烧气体接触，外壁面与主燃烧室内燃烧气体接触，高温气体将热量传递给预燃室本体使其温度升高。在预燃室本体与缸盖接触部分，通过导热方式可将预燃室本体的热量传递给缸盖。然而在预燃室内腔侧壁预燃室喷射孔附近的区域，一面受到主燃烧室高温气体加热，另一面受到预燃室内腔高温气体加热，而且预燃室喷孔没有专门的冷却结构，其热量只能通过导热的方式传递到与缸盖接触的预燃室本体低温壁面区域。由于热导率的限制，导致此部分结构热负荷非常高，容易引起开裂以及烧蚀问题。

现有专利CN109083734A中，利用额外的活塞以及单向阀等零部件实现预燃室内扫气功能，利用扫气通道将进气道空气引入预燃室内，将残余废气扫出，提高预燃室内的着火稳定性。但是该装置需要额外的活塞、阀门等零部件或者运动零部件，以及相关控制装置和结构，增加了机构的复杂程度和成本。

现有专利CN201187370Y中，预燃室安装油气混合气的喷射器，喷射器引入的油气混合气将预燃室内的残余废气挤出预燃室，从而减少预燃室内的残余废气，直接将大量混合气引入预燃室，提高预燃室内的着火稳定性。但是该装置的油气混合气需要提前制备，还需要加热器、喷射器等设备，以及相关控制装置和结构，增加了机构的复杂程度、成本且体积较大。

现有专利CN108071546A中，预燃室安装空气喷射器，喷射器引入的空气将预燃室内的残余废气排出预燃室，导致预燃室内的残余废气减小。利用空气喷射器将外部空气注入预燃室内，将残余废气挤出，提高预燃室内的着火稳定性。但是该装置需要高压气体，还需要喷射器等设备，以及相关控制装置和结构，增加了机构的复杂程度和成本，且气体喷射器体积较大，在小缸径的汽油发动机上较难安装。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的发动机中预燃室残余废气系数较大，预燃室本体热负荷高的问题，提供一种进气道扫气和热管降温的预燃室装置及发动机。