点火装置及燃烧系统

1.本实用新型涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种点火装置及燃烧系统。


背景技术：

2.为较为有效地提升基于稀燃和/或低碳替代燃料技术的内燃机的稳定性和快速燃烧能力。现有技术中，可将内燃机内设置成相连通的主燃室和预燃室，其中，燃料在预燃室内燃烧并形成射流火焰用以作为主燃室的点火装置。
3.但预燃室相较于主燃室体积更小，结构较为复杂，因此，预燃室内部易残余高温废气，可能出现预燃室烧蚀和下一循环易失火的问题，进而降低燃烧系统的可靠性。


技术实现要素：

4.针对于现有的技术问题，本实用新型提供一种点火装置及燃烧系统，用于至少部分解决以上技术问题。
5.本实用新型的一方面提供一种应用于引燃内燃机的主燃室内的燃料的点火装置，包括：外壳；预燃室，形成于所述外壳内，并与所述主燃室导通；以及进气组件，所述进气组件的进气端分别连接有空气源和第一燃料源，所述进气组件的排气端和所述预燃室导通；其中，所述空气源和第一燃料源通过所述进气组件择一地和所述预燃室导通，所述预燃室和空气源连通状态下，用以对所述预燃室进行扫气。
6.根据本实用新型的实施例，点火装置还包括火花塞，设置在所述外壳内，所述火花塞的放电端位于所述预燃室内。
7.根据本实用新型的实施例，所述外壳包括：第一壳体；以及第二壳体，所述第二壳体和所述第一壳体活动安装，在安装状态下，所述第二壳体和第一壳体限定所述预燃室。
8.根据本实用新型的实施例，所述第一壳体上形成有通孔，所述通孔和所述预燃室连通，用以将所述火花塞的放电端限制在所述预燃室内。
9.根据本实用新型的实施例，所述第二壳体上形成有多个喷孔，多个所述喷孔间隔地形成于所述第二壳体上，用以将所述预燃室和主燃室导通。
10.根据本实用新型的实施例，所述进气组件包括电磁阀，所述电磁阀中形成第一进气端、第二进气端及排气端；所述第一进气端和所述空气源导通，所述第二进气端和第一燃料源导通。
11.根据本实用新型的实施例，所述电磁阀包括：阀体；以及两个阀块，滑动安装在阀体内，并设置成将第一进气端和/或第二进气端封闭或打开。
12.本实用新型的另一方面还提供一种燃烧系统，包括：机体；活塞，安装在所述机体内；缸盖，安装在所述机体的开口位置，所述机体、活塞和缸盖限定主燃室；以及点火装置。
13.根据本实用新型的实施例，所述点火装置设置在所述缸盖的中部位置，并沿所述缸盖的轴向方向延伸至所述主燃室内。
14.根据本实用新型的实施例，还包括第二燃料源，所述第二燃料源和所述主燃室连
通，第一燃料源由所述点火装置通入的第一燃气引燃所述第二燃料源通入的第二燃气。
15.根据本实用新型上述实施例的点火装置，外壳作为安装基础形成预燃室并连接进气组件，进气组件将预燃室和空气源及第一燃料源分别连通，在和第一燃料源导通的状态下实现对点火装置的进气，在和空气源导通的状态下，将预燃室内残留的高温废气通过压力差引导至主燃室内，进而较为有效的实现对预燃室的扫气，可较为有效的预防预燃室的烧蚀或失火。
16.根据本实用新型上述实施例的燃烧系统，点火装置用于引燃主燃室内通入的燃料，可使得燃烧系统的燃烧过程较为稳定。
附图说明
17.图1是根据本实用新型的一种示意性实施例的点火装置的结构示意图；
18.图2是图1所示示意性实施例的点火装置的外壳部分的局部剖视图；
19.图3是图1所示示意性实施例的点火装置的进气组件部分的局部剖视图；
20.图4是图3所示进气组件部分工作状态的结构示意图；其中，4a是扫气状态；4b是进气状态；4c是跳火状态；
21.图5是根据本实用新型的一种燃烧系统的剖视示意图；以及
22.图6是根据本实用新型的另一种燃烧系统的剖视示意图。
23.附图标记
24.1、点火装置；
25.11、螺母；
26.12、垫片；
27.13、进气组件；
28.131、第一进气端；
29.132、第二进气端；
30.133、阀体；
31.134、密封头；
32.135、压簧；
33.136、阀块；
34.137、连杆；
35.138、排气端；
36.139、线圈
37.14、外壳；
38.141、第一壳体；
39.1411、通孔；
40.1412、气道；
41.142、第二壳体；
42.1421、喷孔；
43.2、缸盖；
44.3、机体；
45.4、活塞；以及
46.5、喷射器。
具体实施方式
47.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
48.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
49.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
50.在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
51.图1是根据本实用新型的一种示意性实施例的点火装置的结构示意图；
52.图2是图1所示示意性实施例的点火装置的外壳部分的局部剖视图；图3是图1所示示意性实施例的点火装置的进气组件部分的局部剖视图；图4是图3所示进气组件部分工作状态的结构示意图；其中，4a是扫气状态；4b是进气状态；4c是跳火状态。
53.本实用新型提供一种点火装置，应用于引燃内燃机的主燃室内的燃料，如图1至图3所示，包括：外壳14，形成于外壳14内的预燃室以及和预燃室导通的进气组件13；上述预燃室和主燃室导通，进气组件13的进气端分别连接有空气源和第一燃料源，其中，空气源和第一燃料源通过进气组件13择一和预燃室导通，在预燃室和空气源连通的状态下，对预燃室进行扫气。
54.详细的，在不配置点火源的状态下，第一燃料源通入预燃室的第一燃气可选择活性较高的燃气，其中，活性较高的燃气表征为能在预燃室和主燃室所形成的温度和压力环境下，被压燃的燃气。应当理解，本实用新型的实施例不限于此。
55.例如，燃料源还可采用液体或其他非气态燃料。
56.根据本实用新型的实施例，点火装置还包括设置在外壳14内的火花塞15，上述火花塞15的放电端位于预燃室内。用以将位于预燃室内的第一燃料引燃。
57.根据本实用新型的实施例，如图2所示，外壳14包括第一壳体141以及第二壳体142；其中，第二壳体142和第一壳体141活动安装，在安装状态下第一壳体141和第二壳体142限定预燃室。用以方便点火装置的装配含火花塞15。
58.详细的，第一壳体141包括一个套管，套管内形成容纳空间，并通过一体制出的隔板将容置空间分隔为第一腔体和第二腔体，位于下部的第二腔体的内壁形成内螺纹。
59.进一步的，第二壳体142包括一个帽型件，帽型件包括一体形成的球头部和沿球头部外径沿切向一体延伸的管型部，管型部的外壁形成外螺纹，用以和套管的内螺纹螺纹配合进行固定。在固定状态下，第二壳体142内的空间和第一壳体141的第二腔体所限定的区域作为预燃室。
60.根据本实用新型的实施例，第一壳体141上形成有通孔1411，通孔1411和预燃室连通，用以将火花塞15限制第一壳体141上。
61.详细的，第一壳体141的隔板上形成有通孔1411，通孔1411的内径和火花塞15的放电端的外径适配，用以将火花塞15的放电端嵌合在内，并使放电端伸入预燃室内。
62.进一步的，火花塞15远离放电端的另一端通过螺母11和垫片12与外壳14固定。应当理解，本实用新型的实施例不限于此。
63.例如，火花塞15也可通过其他连接件和壳体进行固定。或者火花塞15还可和预燃室分体设置，例如，在缸盖2上一体形成预燃室，将火花塞15直接固定在缸盖2上。
64.更进一步的，第一壳体141上还形成有气道1412，用以和进气组件13的排气端连接138。
65.根据本实用新型的实施例，第二壳体142上间隔形成有多个喷孔1421，用以将预燃室和主燃室导通。
66.详细的，喷孔1421包括但不限于设置在第二壳体142的与活塞4相对的端部，以及位于沿主燃室内的端部的周向设置。以能将第一燃料均匀扩散，并能将在预燃室引燃的第一燃料在主燃室内形成射流火焰或热射流为宜。
67.详细的，喷孔1421的数量为4至6个。应当理解，本实用新型的实施例不限于此。
68.例如，喷孔1421的数量为8个或其他数量。
69.根据本实用新型的实施例，进气组件13包括形成第一进气端131、第二进气端132和排气端138的三位三通电磁阀。其中，第一进气端131和空气源导通，第二进气端132和第一燃料源导通。
70.根据本实用新型的实施例，电磁阀包括阀体133以及两个阀块136，两个阀块136滑动安装在阀体133内，并设置成将第一进气端131和/或第二进气端132封闭。
71.详细的，阀体133内形成安装空间，安装空间的两端分别安装有密封头134进行密封，每个密封头134的外部均绕装有电磁线圈线圈139用以提供磁场。
72.详细的，两个阀块136之间采用连杆137固定，用以实现两个阀块136的同步移动，两个阀块136滑动安装在两个密封头134之间的安装空间内，通过磁场吸附以实现位置的变化。
73.进一步的，每个阀块136和相邻的密封头134之间均安装有一个压簧135，在电磁线圈线圈139不提供磁场的状态下，两个压簧135对阀块136施加压力进行复位，用以将两个阀块136限制在将第一进气端131和第二进气端132同时封闭且排气端138常开的位置。
74.更进一步的，点火装置包括如图4所示的三种状态。
75.其中，4a是扫气状态，当线圈通入特定方向的电流时，阀体133内部形成磁场，阀块136在磁场的作用下发生移动，直至系统平衡。第一进气端131和排气端138导通，第二进气端132封闭，高压空气通入预燃室实现扫气功能。
76.其中，4b是通气状态，当线圈内电流方向改变时，阀体133内部磁场方向改变，阀块
136再次在磁场的作用下发生移动，直至系统平衡。第二进气端132和排气端138导通，第一进气端131封闭，第一燃料通入预燃室进行形成混合气。
77.其中，4c是跳火状态，当第一燃料通入完成后，线圈断电，阀块136在压簧135作用下处于阀体133内的中间位置。第一进气端131和第二进气端132均封闭，火花塞15跳火引燃预燃室内的混合气。
78.图5是根据本实用新型的一种燃烧系统的剖视示意图。
79.本实用新型该提供一种燃烧系统，如图5所示，包括机体3、安装在机体3内的活塞4、安装在机体3开口位置的缸盖2以及点火装置1；其中，机体3、活塞4和缸盖之间的区域限定主燃室。
80.根据本实用新型的实施例，点火装置设置在缸盖2的中部位置，并沿缸盖2的轴向方向延伸至主燃室内。
81.详细的，进气组件13处于进气状态，以使得第一燃料进入预燃室。与之配合的主燃室通过进气道通入燃料。火花塞15点燃预燃室内的第一燃料，并通过喷孔1421形成射流火焰或热射流进而引燃主燃室内的燃料。
82.例如，可将甲烷燃料作为第一燃料，并且主燃室内通入的燃料可与第一燃料一致(也采用甲烷)，以形成以甲烷为燃料的内燃机。
83.图6是根据本实用新型的另一种燃烧系统的剖视示意图。
84.根据本实用新型的另一种实施例，如图6所示，燃烧系统还包括第二燃料源，第二燃料源通过第二燃料喷射器5和主燃室连通，第一燃料源由点火装置通入的第一燃气引燃由第二燃料源通入的第二燃气。
85.详细的，在上述实施方式中，喷射器5设置在缸盖2的中部，而点火装置设置在喷射器5旁侧的缸盖2内，喷射器喷出的第二燃料和点火装置喷出的射流火焰交汇。
86.例如，可将甲烷作为第一燃料，以氨燃料作为第二燃料，在预燃室内将甲烷通过火花塞15点燃，再通过引燃的甲烷所形成的射流火焰将主燃室内的氨燃料点燃。
87.进一步的，上述燃料并不限定燃料的类型，燃料除为气态外还应包括液态或超临界流体态。
88.以上对本实用新型的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本实用新型的范围之内。