用于氣體機的預燃室裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氣體機氣缸的預燃室，尤其涉及一種用于引燃組織稀薄燃燒的大缸徑氣體機的主燃室內稀薄混合氣的預燃室裝置。
【背景技術】
[0002]目前已有用于大缸徑氣體機的預燃室裝置，且多采用旋轉對稱型結構，例如專利“預燃室本體”(專利申請號201520198968.X)等，其預燃室裝置如圖1所示。此專利公開了一種預燃室本體22，應用在氣體燃料內燃機中，包括具有預燃室軸線A的預燃室24和在預燃室24中開口的上升通道26。預燃室本體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可圍繞預燃室軸線A非對稱地設置。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橫截面積。采用本實用新型的預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更加穩定。
[0003]此種旋轉對稱型預燃室結構，將帶來兩個問題:
[0004](I)預燃室內混合氣分布問題:預燃室內較濃混合氣將被來自主燃燒室內稀薄混合氣的稀釋，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燃室的較濃混合氣在中心處隔斷，且受上升通道的導流作用影響，來自主燃室的稀薄混合氣氣流速度方向為垂直向上，到達預燃室頂部撞壁后，向預燃室內側的四周流動，導致火花塞附近混合氣被稀釋，不易形成初始火核，燃燒滯后，且點火后火焰能量降低，火花塞點火不穩定。
[0005](2)火焰傳播問題:由于預燃室內混合氣呈現上述分布現象受氣流速度方向的影響，混合氣被點燃后，火焰首先向左發展，之后向下及四周蔓延，但當發展至預燃室的腔室、上升通道交界處時，由于來自主燃燒室的稀薄混合氣將預燃室的腔室中的較濃混合氣隔斷，火焰直接進入上升通道，然后直接發展至主燃燒室。當火焰充滿上升通道后，才逐漸向向預燃室的腔室右側發展。這將使預燃室腔室的右側空間在點燃主燃燒室稀薄混合氣之前未被充分利用，整個預燃室的點火能量達不到設計能量要求，導致火焰在主燃燒室內傳播速度較慢，影響燃燒穩定性及發動機效率。
【實用新型內容】
[0006]鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，本實用新型提供了一種用于氣體機的預燃室
目.ο
[0007]本實用新型提供了一種氣體機預燃室裝置，包括預燃室，所述預燃室包括:預燃室上部和預燃室下部，所述預燃室上部的第一軸線和所述預燃室下部的第二軸線不在同一直線上且平行設置；
[0008]所述預燃室上部的腔室容積大于所述預燃室下部的腔室容積；
[0009]所述預燃室裝置還包括火花塞，所述火花塞設置在所述預燃室的上方，且所述火花塞安裝在所述預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]與現有技術相比，本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置，將預燃室上方設置的火花塞與預燃室下部均偏離預燃室上部的軸線設置，且火花塞垂直布置在遠離預燃室下部的一側;通過對預燃室上部和預燃室下部的腔體設置合理的容積比，以及預燃室內的線型進行一定的改進，能夠有效提高預燃室內混合氣體的均勻分布以及火焰傳播時對預燃室腔體的利用率。此外，本實用新型在實施例中還進一步改進供氣通道的設置，使得供氣通道的送氣方向位于火花塞氣流的上游。通過本實用新型提供的預燃室裝置，實現預燃室內混合氣的均勻分布、燃空當量比在理想范圍內；并使預燃室內火焰在進入主燃室之前盡可能充滿整個預燃室，以充分利用預燃室內部空間，提高點火能量及穩定性，從而提高氣體機缸內燃燒穩定性，提高發動機效率。
【附圖說明】
[0011]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0012]圖1為現有技術中提供的預燃室組件的示意圖；
[0013]圖2為本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置的結構示意圖；
[0014]圖3為圖2所示結構示意圖中A-A方向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關實用新型，而非對該實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實用新型相關的部分。
[0016]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
[0017]如圖2所示，本實用新型公開了一種用于氣體機的預燃室裝置，包括預燃室，該預燃室包括:預燃室上部I和預燃室下部2，預燃室上部I的第一軸線和預燃室下部2的第二軸線不在同一直線上且平行設置。可見，預燃室上部I和預燃室下部2呈不對稱布置;并且，為滿足預燃室內混合氣體的均勻分布以及點火后火焰傳播時對預燃室腔體的充分利用，預燃室上部的腔室容積大于預燃室下部的腔室容積。預燃室裝置還包括火花塞4，火花塞4設置在預燃室的上方，且火花塞4安裝在預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，本實用新型涉及的第一開口的軸線與火花塞4的軸線實質上為同條一直線。
[0018]此外，如圖2所示，在預燃室下部2的下端設置有多條流體傳送通道3，流體傳送通道關于所述第二軸線對稱布置。多條流體傳送通道用于流體連接預燃室和預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到預燃室內。
[0019]本申請的發明人對預燃室上部和預燃室下部進行相對設置，火花塞垂直設置在預燃室上方，且火花塞的軸線盡可能的遠離預燃室下部的軸線，即相對于預燃室上部，火花塞與預燃室下部之間形成類似對角的設計。通過這樣的設計，相比于現有的預燃室組件，預燃室內混合氣體的組織分布以及氣體被點火后火焰傳播時對預燃室腔體的空間利用均得到極大的提尚。
[0020]作為一種可選的實施方案，本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置中，預燃室上部I和預燃室下部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，預燃室關于第一平面對稱。其中，本實用新型中提及的第一平面僅為示意性地表示第一軸線、第二軸線以及火花塞的軸線位于同一平面，為更好的介紹本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置，故引入第一平面的概念。
[0021]進一步地，在第一平面內，預燃室上部I的腔室側壁具有第一壁線7，預燃室下部2的腔室側壁具有第二壁線6，第一壁線7和第二壁線6均位于同一豎直線上。
[0022]進一步地，預燃室上部在第一平面內還具有第三壁線11，第三壁線與第一壁線7正對;火花塞4靠近第三壁線的一側面與第三壁線11之間的距離為I?2mm。
[0023]顯然地，在上述實施例中，結合圖2，以第一平面為視覺基準，預燃室下部位于預燃室上部的下方且位于左下角，而火花塞位于預燃室上部的上方且極靠近右上角。通過上述實施例提供的用于氣體機的預燃室裝置，能夠更有效的克服預燃室內氣體分布不均勻以及火焰傳播時預燃室腔體的空間利用不充分的問題。
[0024]作為本實用新型一種可選的實施方式，為了更好的實現預燃室腔體內氣流的均勻分布以及火焰的走向，對圓柱形腔體的內壁進一步改進，形成類圓柱形腔體，以更好地實現對氣流的引導分布。
[0025]可選的，在預燃室上部正對預燃室下部的區域內，預燃室上部的腔室頂壁與預燃室上部的腔室側壁之間形成第一圓角壁面8;
[0026]在預燃室上部的下端與預燃室下部的上端相連接的部位，從預燃室上部的腔室側壁至預燃室下部的腔室側壁之間形成過渡段;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、過渡凸臺和第三圓角壁面均可以用于對預燃室內的氣流進行導向、組織分布。
[0028]當然，預燃室上部的腔室側壁和預燃室下部的腔室側壁之間可通過一平面過渡，而本申請的發明人采用第二圓角壁面、過渡凸臺和第三圓角壁面形成的過渡段明顯的更有助于腔體內氣流的導向分布，更有助于提高預燃室裝置的性能，從而提高發動機的性能。并且，第一圓角壁面的設置同樣用于實現類似的性能。
[0029]由于本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置滿足預燃室上部的腔室容積大于預燃室下部的腔室容積。如圖2和圖3所示，在本實用新型的一個或多個實施方式中，預燃室上部的腔室內徑大于預燃室下部的腔室內部;和/或
[0030]預燃室上部的腔室高度大于預燃室下部的腔室高度。
[0031]可選的，預燃室上部的腔室內徑為預燃室下部的腔室內徑的2.7?3.3倍;和/或
[0032]預燃室上部的腔室高度為預燃室下部的腔室高度的1.3?1.5倍;和/或
[0033]預燃室上部的腔室容積為預燃室下部的腔室容積的5.5?6.5倍。
[0034]本實用新型中定義預燃室上部的腔室內徑大小為尺寸a，預燃室上部的腔室內徑大小為尺寸b;預燃室上部的腔室高度大小為尺寸C，預燃室下部的腔室內徑大小為尺寸d。
[0035]其中，尺寸a為尺寸b的2.7?3.3倍，可有效保證預燃室上部濃混合氣體的分布均勻。當尺寸a小于尺寸b的2.7倍，易預燃室上部濃混合氣將快速通過預燃室下部進入主燃燒室內，預燃室內混合氣濃度降低;尺寸a超過尺寸b的3.3倍，易造成預燃室內掃氣不暢，殘余廢氣稀釋增多，混合氣被廢氣稀釋，降低點火能量。顯然地，預燃室上部的第一壁線和預燃室下部的第二壁線位于同一豎直線上，而預燃室上部的腔室內徑大于預燃室下部的腔室內徑，進一步如圖3所示，預燃室下部在水平面的投影內切于預燃室上部在水平面的投影。
[0036]預燃室上部的腔室容積為預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，進而確保預燃室下部對來自主燃燒室稀薄混合氣的導流作用。當尺寸c小于尺寸d的1.3倍時，尺寸d偏大，預燃室下部的導流作用強，導致沖向第一圓角壁面的氣流速度大，則火花塞附近速度大，火花塞不易點火，嚴重時發生失火，影響點火穩定性。尺寸c大于尺寸