[发明专利]一种射流阀控制的预燃室点火内燃机

说明书

本发明提供了一种射流阀控制的预燃室点火内燃机，其在预燃室和主燃烧室之间的气流通道中设置一个射流阀，在预燃室火花塞点燃先导混合气之前，所述射流阀关闭，切断预燃室通往主燃烧室的气体通道，在预燃室火花塞点燃先导混合气并使其燃烧一段时间以后，其先导混合气到达所需的高温高压状态，所述射流阀在最佳正时时刻开启，使预燃室高温高压气体喷射至主燃烧室并引燃主燃烧室内的混合气。本发明由于采用射流阀，当射流阀关闭时，预燃室混合气的点火和燃烧不受主燃烧室混合气的压力、温度、浓度和气流运动的影响，使预燃室混合气的点火和燃烧稳定进行，减小燃烧循环波动。

技术领域

本发明涉及到一种内燃机技术，尤其涉及一种由射流阀控制的预燃室点火内燃机。

背景技术

预燃室点火能够明显缩短主燃烧室混合气燃烧持续期，且能够点燃超稀薄混合气，降低燃烧温度，减少Nox的排放，提高燃烧效率，降低内燃机油耗，这是全球对其展开研究的主要原因。

预燃室点火包括主动预燃室和被动预燃室点火，是指首先点燃内燃机预燃室中的混合气，也称先导混合气，并将先导混合气燃烧产生的高温高压气体通过预燃室与主燃烧室间的通道，形成射流气体，通过喷孔喷入主燃烧室，引燃主燃烧室混合气，也称主混合气。其中，主动预燃室是指预燃室内的先导混合气由独立管道送入；被动预燃室是指预燃室内的先导混合气由主燃烧室活塞压入；

以上都是已知技术，并存在各种缺陷：

第一、无论是主动预燃室还是被动预燃室，预燃室与主燃烧室间的通讯通道允许射流气体通过，当先导混合气点燃以后，其产生的高温高压射流气体第一次通过所述通道，对通道进行加热，特别是对通道面向主燃烧室的喷孔进行加热；当主混合气被射流气体点燃，在主燃烧室内产生高温高压气体，所述气体压力此时高于预燃室压力，高温高压气体从主燃烧室反向流入预燃室，通过所述通道和喷孔，对其进行第二次加热；当活塞膨胀下行，主燃烧室压力下降，预燃室内的高温气体再一次通过所述通道和喷孔，到达主燃烧室，第三次对其加热，使所述通道和喷孔处于高热状态，高热状态的通道和喷孔将会使内燃机发生早燃，导致预燃室点火失败。同时，射流气体多次通过喷孔也会产生节流损失。

第二、由于预燃室与主燃烧室之间没有阀门隔离，导致预燃室点燃以后，其先导混合气立即向主燃烧室喷射，其初始喷射的射流气体温度并不高，而且由于先导混合气流失，其最终燃烧压力也不能达到足够高，因而需要较多质量的先导混合气，导致节流损失和热损失增加，也会使主混合气燃烧时刻发生或提前或延迟的波动，导致循环波动增加，效率下降。

第三、某些以前的专利，在预燃室上设置冷却装置，然而，所有的冷却装置都难以对喷孔处实施有效的冷却。

第四、预燃室火花塞需要采用特殊设计的预燃室火花塞。

第五、在低温冷启动条件下运行困难。没有阀门的主动或被动式预燃室的点火在某些情况下是非常困难的。比如，在低温启动内燃机时，预燃室空间很小，预燃室壁温度很低，这些常常使得预燃室混合气点燃以后，其火核生长缓慢，且容易淬熄。

美国专利10550757公开了一种阀门点火预燃室内燃机，其在喷口处设置一个单向阀门，当预燃室压力大于主燃烧室压力时，喷口处的阀门打开，射流气体喷入主燃烧室，而当主燃烧室混合气燃烧产生高温高压气体时，所述气体不能通过所述单向阀，因而不能对喷口进行第二次加热，有效避免早燃。这是一个很好的发明专利，然而，却具有以下缺陷：

第一、没有积碳清理功能。所述阀门具有上下两个密封面，当阀门开启时，其上密封面有气流通过，而下密封面自始至终都没有气流通过，因此，非常容易被积碳所污染，最终改变所述阀门的开启高度；

第二、所述导管的设计和安装不利于散热；

第三、所述导管上的密封面在安装和高温条件下容易产生加工和装配变形以及热变形，严重影响密封面的密封效果；、