[发明专利]一种小型转子发动机燃烧室内火花塞点火装置及方法

说明书

本发明公开一种小型转子发动机燃烧室内火花塞点火装置及方法，属于小型转子发动机领域。本发明的装置包括第一工作室、第二工作室、普通火花塞、火花塞通道、引燃室、密封片、第三工作室。还包括发动机气缸、改造火花塞、改造火花塞阳极、衬套、阴极、三角转子。本发明通过去除引燃室和火花塞通道优点如下：(1)降低能量损失，降低相邻两缸窜气概率；(2)在其余结构不改变的情况下，压缩比也可以得到提升，尺度越小的发动机压缩比提升的幅度越大。通过将点火位置由引燃室内部改进到燃烧室内部带来如下优点：(1)大幅缩短火焰传播距离，减少小型转子发动机爆震与火焰淬熄的可能性；(2)火花直接接触压缩后的新鲜混合气，点火难度大大降低。

技术领域

本发明涉及小型转子发动机的基础零部件组成，尤其涉及一种基于小型转子发动机的燃烧室内火花塞点火装置及工作方法，属于小型转子发动机领域。

背景技术

随着微电子机械系统(MEMS)的发展和多种微型化军事装备概念的提出，研制体积小、质量轻、能量密度高、能持续运行的微能量系统已成为各国关注的焦点。与传统的便携式电源相比，微小型发动机采用碳氢作为燃料，其能量密度要高的多，电压也能保持稳定，还具有成本低廉的优点。因此微小型发动机在工业、农业、环境保护、医疗卫生等各行各业的电子器件将有广泛的应用前景，还可直接为微型汽车、微型飞机、微型泵等微型机械提供动力。

目前，根据所用燃料的不同，用于小型转子发动机的点火装置主要分为两种：电热塞点火装置与火花塞点火装置。

电热塞点火装置主要用于使用低闪点燃料的小型转子发动机。在这种小型转子发动机中，电热塞维持持续的高温(高于燃料闭口闪点)来引燃低闪点燃料。这种燃料例如：甲醇(闭口闪点8℃)、乙醇(闭口闪点12℃)等。

火花塞点火装置则主要用于小型汽油小型转子发动机、小型煤油小型转子发动机和其他小型重油小型转子发动机中。这些小型转子发动机使用的燃料无法使用电热塞进行点燃，只能依靠能量较高的火花塞进行点燃。

无论是采用电热塞点火装置，还是采用普通火花塞点火装置，在小型转子发动机中，都需要给电热塞/火花塞预留单独的引燃室，同样都要给电热塞/火花塞预留连通引燃室与燃烧室的电热塞/火花塞通道(以后统称火花塞通道)。在传统小型转子发动机正常工作情况下，位于燃烧室内部的可燃压缩混合气的一部分通过火花塞通道被压入引燃室，经电热塞/火花塞点燃之后，产生火焰，并再次通过火花塞通道将位于燃烧室内部的混合气点燃。这样，引燃室和火花塞通道的存在将不可避免地增加了火焰传播距离、提高了混合气引燃难度、并会造成一部分能量损失，成为了阻碍小型转子发动机效率进一步提升的绊脚石。同时，在密封片扫过火花塞通道时，相邻两缸之间会发生严重的窜气，同样会降低小型转子发动机的性能表现。

发明内容

针对传统小型转子发动机点火装置的引燃室和火花塞通道带来的点火过程火焰传播距离长、点火难度大、能量损失严重、密封片扫过时刻窜气严重等问题，本发明公开一种小型转子发动机燃烧室内火花塞点火装置及方法要解决的技术问题是：提供一种不需要引燃室和火花塞通道的火花塞点火装置及方法，即采用小型转子发动机燃烧室缸内直接点火，使火花塞点火的位置由引燃室内部改进为燃烧室内部，同时将引燃室和火花塞通道与燃烧室隔离开，进而在点火装置中省去引燃室与火花塞通道的结构，避免该结构造成的火焰传播距离长、点火难度大、能量损失严重、密封片扫过时刻窜气严重等问题，即：通过去除引燃室和火花塞通道带来如下优点：(1)降低能量损失，降低相邻两缸窜气概率；(2)在其余结构不改变的情况下，压缩比也可以得到提升，尺度越小的发动机压缩比提升的幅度越大。通过将点火位置由引燃室内部改进到燃烧室内部带来如下优点：(1)大幅缩短火焰传播距离，减少小型转子发动机爆震与火焰淬熄的可能性；(2)火花直接接触压缩后的新鲜混合气，点火难度大大降低。

本发明的目的通过下述技术装置实现。