d的1.5倍時，尺寸d偏小，預燃室下部的導流作用減弱，則經過第一圓角壁面流向火花塞的氣流速度低，點火后火焰傳播慢，影響發動機效率。
[0037]進一步地，第一圓角壁面和第二圓角壁面的曲率半徑均為預燃室上部的腔室內徑(尺寸a)的1/5?1/3。
[0038]當第一圓角壁面的曲率半徑大于尺寸a的1/3，將導致對來自主燃燒室的氣流導向作用加強，預燃室頂部甚至火花塞附近受主燃燒室稀薄混合氣稀釋嚴重，且火花塞附近氣流速度過大，火花塞不易點火，降低火花塞點火穩定性;當第一圓角壁面的曲率半徑小于尺寸a的1/5，可能導致此彎角處火焰傳播不到，形成死區，浪費預燃室內空間。
[0039]當第二圓角壁面的曲率半徑大于尺寸a的1/3，將導致預燃室上部濃混合氣過多通過預燃室下部進入主燃燒室內，預燃室內濃度減小，點火能量降低，并且也將減小過渡凸臺對氣流的組織作用；當第二圓角壁的曲率半徑小于尺寸a的1/5，可能引起此處局部混合氣過濃，反而降低火焰能量。
[0040]第三圓角壁面的曲率半徑為預燃室上部的腔室內徑(尺寸a)的1/8?1/6，第三圓角壁面代替原來尖角的存在對氣流的組織分布具有一定的引導作用，但主要是為了氣流點火燃燒的情況下，避免由于尖角的存在引起的局部熱負荷過高，減少過渡凸臺與預燃室下部的腔室側壁之間的集中熱量，故第三圓角壁面的曲率半徑不宜過大。
[0041]特別地，過渡凸臺的設置，一方面使得預燃室上部右下側的氣流不致直接流向預燃室下部，避免濃混合氣過早過多通過預燃室下部進入主燃燒室內，保證預燃室內部混合氣濃度控制在合理的范圍內；另一方面，可在預燃室上部中組織一定的湍流，促進混合氣混合，使預燃室上部分布有較均勻的濃混合氣。
[0042]作為一種可選的實施方式，本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置還包括燃氣供給通道5，燃氣供給通道5連接預燃室上部的腔室頂壁上的第二開口，燃氣供給通道的軸線和第二開口的軸線均位于第一平面內，且第二開口的軸線位于第一軸線和第一開口的軸線之間，其中第二開口即為燃氣供給通道的出口；
[0043]燃氣供給通道的軸線與火花塞的軸線成一夾角，且燃氣供給通道的軸線方向向所述第一開口傾斜。
[0044]進一步地，燃氣供給通道設置在流向火花塞的氣流上游，燃氣供給通道的軸線與火花塞的軸線之間的夾角為30?40，并且第二開口與第一開口的中心距為預燃室上部的腔室內徑的1/4?1/3。
[0045]結合圖2，其中第一圓角壁面的設置，將來自主燃燒室的氣流被第一圓角壁面導向右側，并將燃氣供給通道出口較濃的混合氣吹向火花塞附近，使火花塞附近混合氣濃度較高，且在火花塞附近形成一定的氣流速度，促進初始火焰快速傳播。
[0046]本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置，涉及對預燃室上下部相對位置、預燃室上部型線、火花塞及燃氣供給通道布置位置的設計，為了更好地了解本實用新型提供的預燃室裝置，結合圖2和圖3，進一步介紹本實用新型提供的預燃室裝置的工作原理。
[0047]在特定時刻，特定量的燃氣通過預燃室燃氣供給通道噴入預燃室內，沿燃氣供給通道的方向，在第一圓角壁面、第二圓角壁面、過渡凸臺的共同作用下，使混合氣在由預燃室火花塞附近、預燃室上部右側腔體逐漸向左側及預燃室下部由濃到稀的分布。
[0048]來自主燃燒室的稀薄混合氣，通過流體傳送通道，經過預燃室下部，進入預燃室上部。由于第一壁線和第二壁線在同一條線垂直布置，預燃室上部中濃混合氣受主燃燒室稀薄混合氣稀釋程度分布為:沿預燃室上部左下側向左上側再向右側逐漸減小。
[0049]通過上述實施例中預燃室腔體的型線設計，可使預燃室內部混合氣綜合呈現出，如圖2截面中，由預燃室火花塞附近、預燃室上部右側腔體逐漸向左側及預燃室下部由濃到稀的分布，且在預燃室上部右側中較濃混合氣分布較均勻。通過控制通過預燃室燃氣供給通道5進入預燃室內的燃氣的量，即可將預燃室內濃混合氣燃空當量比控制在較理想范圍內，使其具有高的火花塞點火穩定性。
[0050]火花塞垂直布置在遠離預燃室下部的一側，火花塞靠近第三壁線的一側面距離第三壁線一般保持安裝空間距離I?2mm，在第一壁線和第二壁線附近的側壁區域以及第一圓角壁面的導流作用下，火花塞附近的氣流方向向右；當點火后，火焰將快速傳播至預燃室上部右上側部，由于預燃室上部尤其是右側腔體內，混合氣燃空當量比較理想、分布較均勻，且在過渡凸臺的作用下預燃室上部內具有一定的湍流，使得火焰迅速發展至先充滿預燃室上部，再沿預燃室下部，通過預燃室通孔噴入主燃燒室。如此可充分利用預燃室空間，對于點燃主燃燒室內稀薄混合氣具有更高的點火能量及穩定性，從而提高了氣體機缸內燃燒穩定性及燃燒速率，提高發動機效率。
[0051]本實用新型提供的用于氣體機的預燃室裝置，通過對預燃室上下部相對位置、預燃室上部型線、火花塞及燃氣供給通道布置位置的設計，對預燃室內部氣流進行組織，可避免來自主燃燒室的稀薄混合氣氣流將預燃室上部濃混合氣在中心處隔斷，使預燃室內具有較理想的濃混合氣分布，且火花塞附近濃混合氣分布較均勻，燃空當量比在理想范圍內，具有較高的火花塞點火穩定性，并使之后的預燃室內火焰在進入主燃室之前盡可能充滿整個預燃室，充分利用預燃室內部空間，對于點燃主燃燒室內稀薄混合氣具有更高的點火能量及穩定性，從而提高了氣體機缸內燃燒穩定性及燃燒速率，提高發動機效率。
[0052]以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的實用新型范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述實用新型構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。
【主權項】
1.一種用于氣體機的預燃室裝置，包括預燃室，其特征在于， 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； 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； 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。2.根據權利要求1所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于， 所述預燃室上部和所述預燃室下部的腔室均為圓柱形腔體； 所述第一軸線、所述第二軸線和所述火花塞的軸線均位于第一平面內，所述預燃室關于所述第一平面對稱。3.根據權利要求2所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于， 在所述第一平面內，所述預燃室上部的腔室側壁具有第一壁線，所述預燃室下部的腔室側壁具有第二壁線，所述第一壁線和所述第二壁線位于同一豎直線上。4.根據權利要求3所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于，所述預燃室上部在所述第一平面內還具有第三壁線，所述第三壁線與所述第一壁線正對； 所述火花塞靠近所述第三壁線的一側面與所述第三壁線之間的距離為I?2mm。5.根據權利要求2-4任一項所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于， 所述預燃室上部的腔室內徑大于所述預燃室下部的腔室內徑;和/或 所述預燃室上部的腔室高度大于所述預燃室下部的腔室高度。6.根據權利要求5所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于，所述預燃室上部的腔室內徑為所述預燃室下部的腔室內徑的2.7?3.3倍;和/或 所述預燃室上部的腔室高度為所述預燃室下部的腔室高度的1.3?1.5倍;和/或 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。7.根據權利要求3所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于， 在所述預燃室上部正對所述預燃室下部的區域內，所述預燃室上部的腔室頂壁與所述預燃室上部的腔室側壁之間形成第一圓角壁面； 在所述預燃室上部的下端與所述預燃室下部的上端相連接的部位，從所述預燃室上部的腔室側壁至所述預燃室下部的腔室側壁之間形成過渡段;所述過渡段包括依次圓滑過渡的第二圓角壁面、過渡凸臺和第三圓角壁面； 所述第一圓角壁面、所述第二圓角壁面、所述過渡凸臺和所述第三圓角壁面均可以用于對所述預燃室內的氣流進行導向、組織分布。8.根據權利要求7所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于，所述第一圓角壁面和所述第二圓角壁面的曲率半徑均為所述預燃室上部的腔室內徑的1/5?1/3;所述第三圓角壁面的曲率半徑為所述預燃室上部的腔室內徑的1/8?1/6。9.根據權利要求2所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于，還包括:燃氣供給通道，所述燃氣供給通道連接所述預燃室上部的腔室頂壁上的第二開口，所述燃氣供給通道的軸線和所述第二開口的軸線均位于所述第一平面內，且所述第二開口的軸線位于所述第一軸線和所述第一開口的軸線之間； 所述燃氣供給通道的軸線與所述火花塞的軸線成一夾角，且所述燃氣供給通道的軸線方向向所述第一開口傾斜。10.根據權利要求9所述的用于氣體機的預燃室裝置，其特征在于， 所述燃氣供給通道的軸線與所述火花塞的軸線之間的所述夾角為30?40; 所述第二開口和所述第一開口的中心距為所述預燃室上部的腔室內徑的1/4?1/3。
【專利摘要】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，預燃室包括：預燃室上部和預燃室下部，預燃室上部的第一軸線和預燃室下部的第二軸線不在同一直線上且平行設置；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，火花塞設置在預燃室的上方，且火花塞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距離大于第一開口的軸線與第二軸線之間的距離。本實用新型能夠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，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。
【IPC分類】F02B19/12, F02P13/00, F02B19/16
【公開號】CN205225432
【申請號】CN201521014241
【發明人】李紅梅, 平濤, 李翔
【申請人】中國船舶重工集團公司第七一一研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月8日