用于气体机的预燃室装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体机气缸的预燃室，尤其涉及一种用于引燃组织稀薄燃烧的大缸径气体机的主燃室内稀薄混合气的预燃室装置。
【背景技术】
[0002]目前已有用于大缸径气体机的预燃室装置，且多采用旋转对称型结构，例如专利“预燃室本体”(专利申请号201520198968.X)等，其预燃室装置如图1所示。此专利公开了一种预燃室本体22，应用在气体燃料内燃机中，包括具有预燃室轴线A的预燃室24和在预燃室24中开口的上升通道26。预燃室本体22还可包括在上升通道26中开口的用于流体连接主燃烧室8和上升通道26的多条流体传送通道28。所述多条流体传送通道28可围绕预燃室轴线A非对称地设置。另外或可选地，第一流体传送通道28C可具有比第二流体传送通道小的流动横截面积。采用本实用新型的预燃室本体可以使得通过流体传送通道流入到上升通道中的流体流动更加稳定。
[0003]此种旋转对称型预燃室结构，将带来两个问题:
[0004](1)预燃室内混合气分布问题:预燃室内较浓混合气将被来自主燃烧室内稀薄混合气的稀释，且分布将受来自主燃烧室气流影响，来自主燃烧室的稀薄混合气将预燃室的较浓混合气在中心处隔断，且受上升通道的导流作用影响，来自主燃室的稀薄混合气气流速度方向为垂直向上，到达预燃室顶部撞壁后，向预燃室内侧的四周流动，导致火花塞附近混合气被稀释，不易形成初始火核，燃烧滞后，且点火后火焰能量降低，火花塞点火不稳定。
[0005](2)火焰传播问题:由于预燃室内混合气呈现上述分布现象受气流速度方向的影响，混合气被点燃后，火焰首先向左发展，之后向下及四周蔓延，但当发展至预燃室的腔室、上升通道交界处时，由于来自主燃烧室的稀薄混合气将预燃室的腔室中的较浓混合气隔断，火焰直接进入上升通道，然后直接发展至主燃烧室。当火焰充满上升通道后，才逐渐向向预燃室的腔室右侧发展。这将使预燃室腔室的右侧空间在点燃主燃烧室稀薄混合气之前未被充分利用，整个预燃室的点火能量达不到设计能量要求，导致火焰在主燃烧室内传播速度较慢，影响燃烧稳定性及发动机效率。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种用于气体机的预燃室装置。
[0007]本发明提供了一种气体机预燃室装置，包括预燃室，所述预燃室包括:预燃室上部和预燃室下部，所述预燃室上部的第一轴线和所述预燃室下部的第二轴线不在同一直线上且平行设置；
[0008]所述预燃室上部的腔室容积大于所述预燃室下部的腔室容积；
[0009]所述预燃室装置还包括火花塞，所述火花塞设置在所述预燃室的上方，且所述火花塞安装在所述预燃室上部的腔室顶壁的第一开口处，所述第一开口的轴线与所述第一轴线之间距离大于所述第一开口的轴线与所述第二轴线之间的距离。
[0010]与现有技术相比，本发明提供的用于气体机的预燃室装置，将预燃室上方设置的火花塞与预燃室下部均偏离预燃室上部的轴线设置，且火花塞垂直布置在远离预燃室下部的一侧；通过对预燃室上部和预燃室下部的腔体设置合理的容积比，以及预燃室内的线型进行一定的改进，能够有效提高预燃室内混合气体的均匀分布以及火焰传播时对预燃室腔体的利用率。此外，本发明在实施例中还进一步改进供气通道的设置，使得供气通道的送气方向位于火花塞气流的上游。通过本发明提供的预燃室装置，实现预燃室内混合气的均匀分布、燃空当量比在理想范围内；并使预燃室内火焰在进入主燃室之前尽可能充满整个预燃室，以充分利用预燃室内部空间，提高点火能量及稳定性，从而提高气体机缸内燃烧稳定性，提高发动机效率。
【附图说明】
[0011]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0012]图1为现有技术中提供的预燃室组件的示意图；
[0013]图2为本发明提供的用于气体机的预燃室装置的结构示意图；
[0014]图3为图2所示结构示意图中A-A方向的剖视图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0017]如图2所示，本发明公开了一种用于气体机的预燃室装置，包括预燃室，该预燃室包括:预燃室上部1和预燃室下部2，预燃室上部1的第一轴线和预燃室下部2的第二轴线不在同一直线上且平行设置。可见，预燃室上部1和预燃室下部2呈不对称布置；并且，为满足预燃室内混合气体的均匀分布以及点火后火焰传播时对预燃室腔体的充分利用，预燃室上部的腔室容积大于预燃室下部的腔室容积。预燃室装置还包括火花塞4，火花塞4设置在预燃室的上方，且火花塞4安装在预燃室上部的腔室顶壁的第一开口处，第一开口的轴线与第一轴线之间的距离大于第一开口的轴线与第二轴线之间的距离。其中，本发明涉及的第一开口的轴线与火花塞4的轴线实质上为同条一直线。
[0018]此外，如图2所示，在预燃室下部2的下端设置有多条流体传送通道3，流体传送通道关于所述第二轴线对称布置。多条流体传送通道用于流体连接预燃室和预燃室下方的主燃烧室12，通过多条流体传送通道使得气体燃料和空气的稀混合物在压缩冲程期间从主燃烧室流动到预燃室内。
[0019]本申请的发明人对预燃室上部和预燃室下部进行相对设置，火花塞垂直设置在预燃室上方，且火花塞的轴线尽可能的远离预燃室下部的轴线，即相对于预燃室上部，火花塞与预燃室下部之间形成类似对角的设计。通过这样的设计，相比于现有的预燃室组件，预燃室内混合气体的组织分布以及气体被点火后火焰传播时对预燃室腔体的空间利用均得到极大的提尚。
[0020]作为一种可选的实施方案，本发明提供的用于气体机的预燃室装置中，预燃室上部1和预燃室下部2的腔室均为圆柱形腔体，第一轴线、第二轴线以及火花塞的轴线(或第一开口的轴线)均位于第一平面，预燃室关于第一平面对称。其中，本发明中提及的第一平面仅为示意性地表示第一轴线、第二轴线和火花塞的轴线位于同一平面，为更好的介绍本发明提供的用于气体机的预燃室装置，故引入第一平面的概念。
[0021 ] 进一步地，在第一平面内，预燃室上部1的腔室侧壁具有第一壁线7，预燃室下部2的腔室侧壁具有第二壁线6，第一壁线7和第二壁线6均位于同一竖直线上。
[0022]进一步地，预燃室上部在第一平面内还具有第三壁线11，第三壁线11与第一壁线7正对；火花塞4靠近第三壁线的一侧面与第三壁线11之间的距离为1?2mm。
[0023]显然地，在上述实施例中，结合图2，以第一平面为视觉基准，预燃室下部位于预燃室上部的下方且位于左下角，而火花塞位于预燃室上部的上方且极靠近右上角。通过上述实施例提供的用于气体机的预燃室装置，能够更有效的克服预燃室内气体分布不均匀以及火焰传播时预燃室腔体的空间利用不充分的问题。
[0024]作为本发明一种可选的实施方式，为了更好的实现预燃室腔体内气流的均匀分布以及火焰的走向，对圆柱形腔体的内壁进一步改进，形成类圆柱形腔体，以更好地实现对气流的引导分布。
[0025]可选的，在预燃室上部正对预燃室下部的区域内，预燃室上部的腔室顶壁与预燃室上部的腔室侧壁之间形成第一圆角壁面8 ;
[0026]在预燃室上部的下端与预燃室下部的上端相连接的部位，从预燃室上部的腔室侧壁至预燃室下部的腔室侧壁之间形成过渡段；过渡段包括依次圆滑过渡的第二圆角壁面9、过渡凸台10和第三圆角壁面10’ ；
[0027]第一圆角壁面、第二圆角壁面、过渡凸台和第三圆角壁面均可以用于对预燃室内的气流进行导向、组织分布。
[0028]当然，预燃室上部的腔室侧壁和预燃室下部的腔室侧壁之间可通过一平面过渡，而本申请的发明人采用第二圆角壁面、过渡凸台和第三圆角壁面形成的过渡段明显的更有助于腔体内气流的导向分布，更有助于提高预燃室装置的性能，从而提高发动机的性能。并且，第一圆角壁面的设置同样用于实现类似的性能。
[0029]由于本发明提供的用于气体机的预燃室装置满足预燃室上部的腔室容积大于预燃室下部的腔室容积。如图2和图3所示，在本发明的一个或多个实施方式中，预燃室上部的腔室内径大于预燃室下部的腔室内部；和/或
[0030]预燃室上部的腔室高度大于预燃室下部的腔室高度。
[0031 ] 可选的，预燃室上部的腔室内径为预燃室下部的腔室内径的2.7?3.3倍；和/或
[0032]预燃室上部的腔室高度为预燃室下部的腔室高度的1.3?1.5倍；和/或
[0033]预燃室上部的腔室容积为预燃室下部的腔室容积的5.5?6.5倍。
[0034]本发明中定义预燃室上部的腔室内径大小为尺寸a，预燃室下部的腔室内径大小为尺寸b ;预燃室上部的腔室高度大小为尺寸c，预燃室下部的腔室内径大小为尺寸d。
[0035]其中，尺寸a为尺寸b的2.7?3.3倍，可有效保证预燃室上部浓混合气体的浓度在理想范围内分布。当尺寸a小于尺寸b的2.7倍，预燃室上部浓混合气将快速通过预燃室下部进入主燃烧室内，预燃室内混合气浓度降低；尺寸a超过尺寸b的3.3倍，易造成预燃室内扫气不畅，残余废气增多，混合气被废气稀释，降低点火能量。显然地，预燃室上部的第一壁线和预燃室下部的第二壁线位于同一竖直线上，而预燃室上部的腔室内径大于预燃室下部的腔室内径，进一步如图3所示，预燃室下部在水平面的投影内切于预燃室上部在水平面的投影。
[0036]预燃室上部的腔室容积为预燃室下部的腔室容积的5.5?6.5倍，从而才能有效保证尺寸c为尺寸d的1.3?1.5倍，进而确保预燃室下部对来自主燃烧室稀薄混合气的导流作用。当尺寸c小于尺寸d的1.3倍时，尺寸d偏大，预燃室下部的导流作用强，导致冲向第一圆角壁面的气流速度大，则火花塞附近速度大，火花塞不易点火，严重时发生失火，影响点火稳定性。尺寸c大于尺寸d的1.5倍时，尺寸d偏小，预燃室下部的导