用于内燃发动机的预燃室组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种用于内燃发动机的预燃室组件。本发明还涉及一种内燃发动机、一种预燃室上部和一种预燃室下部。
【背景技术】
[0002]例如至少部分依赖于气态燃料运行的内燃发动机通常需要点火装置(也称作预燃室组件)来点燃气态燃料和空气的混合物。包括预燃室的预燃室组件可具有部分地突伸到预燃室中的火花塞。这种预燃室组件还可包括用于向预燃室中供给一定量的燃料的燃料供给源。当空气/燃料混合物在预燃室内点燃后，火焰可经设置在预燃室中的孔口前移到主燃烧室内，在此火焰可点燃主要量的燃料和空气量以用于运转内燃发动机。
[0003]US 2014/0251259 Al公开了一种用于内燃发动机的预燃室系统。该预燃室系统包括用于将预燃室与内燃发动机的燃烧室连接的立管通道和用于影响预燃室中的气体的流动的引导装置。
[0004]JP 2008-169706 A公开了一种辅助燃烧室型发动机，该发动机包括面向活塞的主燃烧室和经由喷嘴端口与主燃烧室连通的辅助燃烧室。
[0005]本发明至少部分针对于改善或克服现有技术系统的一个或多个方面。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一方面，公开了一种用于内燃发动机的预燃室组件。预燃室组件可包括限定出预燃室的至少一部分的预燃室下部和限定出预燃室的其余部分并且可安装到预燃室下部的预燃室上部。预燃室上部可包括至少一个燃料供给通道。预燃室下部和预燃室上部可限定出预燃室组件的纵向轴线。预燃室组件还可包括设置在预燃室上部和预燃室下部中的至少一者中并围绕纵向轴线至少部分地周向延伸的至少一个燃料蓄积腔室。燃料蓄积腔室可与至少一个燃料供给通道流体连接。预燃室组件还可包括设置在预燃室上部和预燃室下部中的至少一者中并且构造成将所述至少一个燃料蓄积腔室与预燃室流体连接的至少一个燃料通路。所述至少一个燃料通路中的每个燃料通路均可沿着基本位于与纵向轴线垂直的平面内的相应燃料通路轴线延伸。
[0007]根据本发明的另一方面，一种内燃发动机可包括往复地接纳活塞的至少一个气缸和至少一个根据本发明的预燃室组件，所述至少一个气缸和活塞界定出至少一个主燃烧室。至少一个预燃室组件可至少部分地突伸到至少一个主燃烧室中。
[0008]根据本发明的另一方面，公开了一种内燃发动机的预燃室组件的预燃室上部。该预燃室上部可构造成安装到包括预燃室的预燃室组件的预燃室下部。该预燃室上部可包括具有纵向轴线并限定出预燃室的至少一部分的预燃室上部本体。该预燃室上部本体可包括至少一个燃料供给通道。该预燃室上部还可包括围绕纵向轴线至少部分地周向延伸并且至少部分地形成在预燃室上部本体中的至少一个燃料蓄积腔室。所述至少一个燃料蓄积腔室可与所述至少一个燃料供给通道流体连接。预燃室上部还可包括至少部分地形成在预燃室上部本体中的至少一个燃料通路。该至少一个燃料通路可构造成将该至少一个燃料蓄积腔室与预燃室流体连接。锁住至少一个燃料通路中的每个燃料通路均可沿着基本位于与纵向轴线垂直的平面内的燃料通路轴线延伸。
[0009]根据本发明的另一方面，公开了一种内燃发动机的预燃室组件的预燃室下部。该预燃室下部可构造成安装到包括预燃室的预燃室组件的预燃室上部。该预燃室下部可包括具有纵向轴线并限定出预燃室的至少一部分的预燃室下部本体。该预燃室下部还可包括围绕纵向轴线至少部分地周向延伸并且至少部分地形成在预燃室下部本体中的至少一个燃料蓄积腔室。该预燃室下部还可包括至少部分地形成在预燃室下部本体中的至少一个燃料通路。所述至少一个燃料通路可构造成将所述至少一个燃料蓄积腔室与预燃室流体连接。所述至少一个燃料通路中的每个燃料通路均可沿着基本位于与纵向轴线垂直的平面内的燃料通路轴线延伸。
[0010]本发明的其它特征和方面将从下文的描述和附图而显而易见。
【附图说明】
[0011]图1是带有安装在内燃发动机的气缸盖中的预燃室组件的内燃发动机的概略剖视图；
[0012]图2是更详细地示出的带有安装好的预燃室组件的气缸盖的概略剖视图；
[0013]图3是根据本发明一实施例的包括预燃室上部的图2的预燃室组件的剖视图；
[0014]图4是沿着图3的线1-1截取的预燃室上部的局部剖视图；
[0015]图5是根据本发明的另一方面的预燃室上部的局部剖视图；
[0016]图6是根据本发明的另一实施例的包括预燃室上部的预燃室组件的剖视图；
[0017]图7是图6的用圆“Z”标示的部分的放大图；
[0018]图8是沿着图6的线I1-1I截取的预燃室上部的局部剖视图；
[0019]图9是根据本发明的另一方面的预燃室上部的局部剖视图；
[0020]图10是根据本发明的另一方面的预燃室上部的局部剖视图；和
[0021]图11是根据本发明的另一方面的预燃室上部的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0022]以下是对本发明的示例性实施例的详细描述。文中所述和附图所示的示例性实施例旨在教导本发明的原理，从而使本领域的普通技术人员能够在许多不同的环境中并针对许多不同应用实施并使用本发明。因此，示例性实施例并非旨在成为且不应该被认为是对专利保护范围的限制性说明。确切而言，专利保护范围应该通过所附权利要求来限定。
[0023]本发明可至少部分基于以下认识:通过在预燃室组件的预燃室上部和预燃室下部之间的界面处设置至少一个燃料通路，能更可靠地向预燃室组件供给燃料。
[0024]本发明还可至少部分基于以下认识:如果至少一个燃料通路可沿着位于与由预燃室上部和预燃室下部限定出的纵向轴线基本垂直的平面内的轴线延伸，则可改善燃料的供给。如果至少一个燃料通路在与纵向轴线基本垂直的平面内延伸，则仅由至少一个燃料通路供给到预燃室的全部燃料在与纵向轴线垂直的平面内具有动量分量。因而，供给到预燃室的全部燃料可进入由预燃室上部限定出的预燃室的上部，并且可以不经形成在预燃室的下部中的孔口绕开预燃室的上部。因此，所供给的燃料可更有效地涌入预燃室中，并且更高效地增浓预燃室中的燃料-空气混合物。
[0025]然而，在与由预燃室上部和预燃室下部限定出的纵向轴线基本垂直的平面内设置燃料通路可能存在制造局限性。例如，在燃料通路的制造期间，可能发生燃料通路的错位。
[0026]因而，本发明还可至少部分基于以下认识:如果燃料通路形成在预燃室上部和预燃室下部之间的界面处，则可更可靠地设置位于与纵向轴线基本垂直的平面内的燃料通路。这是因为，这种情况下，例如通过在预燃室上部与预燃室下部之间的界面处铣槽，可以为燃料通路提供更少的机械加工。
[0027]本发明还可至少部分基于以下认识:通过相对于纵向轴线以倾斜方式设置所述至少一个燃料通路，可产生所喷射的燃料的旋流，该旋流又可增加预燃室内的湍流，并因而增强所喷射的燃料与预燃室中已经存在的燃料-空气混合物的混合。
[0028]本发明还可至少部分基于以下认识:可通过使至少一个燃料供给通道与至少一个燃料通路交汇来形成至少一个燃料蓄积腔室。当至少一个燃料供给通道由至少一个燃料供给通道和至少一个燃料通路的交汇区域限定时，不需要额外的制造工序来形成燃料蓄积腔室，且因此可更高效地制造预燃室。
[0029]本发明还可至少部分基于以下认识:根据供给到预燃室的燃料的流量，至少一个燃料通路可确定尺寸成使得预燃室内产生的火焰可在至少一个燃料通路中被熄灭，且因而可防止火焰闪回到至少一个燃料蓄积腔室中或至少一个燃料供给通道中。特别地，包括至少一个燃料通路的预燃室上部和预燃室下部本体可吸收火焰的热，由此淬熄火焰并最终熄灭火焰。由于火焰可在至少一个燃料通路中被熄灭，所以可防止燃料通路内的残留燃料的点燃，这可以使得产生较少的烟灰。
[0030]现在参照附图，内燃发动机10的一个示例性实施例在图1中被示出。内燃发动机10可包括未示出的部件，例如燃料系统、空气系统、冷却系统、周边设备、传动系构件、涡轮增压器等。出于本发明的目的，内燃发动机10可以是四冲程气态燃料内燃发动机。然而，本领域技术人员将认识到，气态燃料内燃发动机10可以是将使用预燃室的任意类型的发动机(二冲程发动机、涡轮发动机、燃气发动机、柴油发动机、天然气发动机、丙烷发动机等)。此外，内燃发动机10可具有任意尺寸，具有任意数目的气缸，并且具有任意构型(“V”形构型、直列构型、径向构型等)。内燃发动机10可用来驱动任意机器或其它设备，包括机车应用、公路卡车或车辆、非公路卡车或机器、土方设备、发电机、航天应用、海洋应用、栗、静止设备或其它发动机驱动的应用。
[0031]内燃发动机10可包括具有多个气缸14(图1中示出了其中一个)的发动机缸体
12。活塞16可以可滑动地设置在气缸(或气缸套)14内以在上死点位置与下死点位置之间往复运动。连杆18可将活塞16与曲轴22的偏心曲柄销20连接，使得活塞16的往复运动可引起曲轴22的旋转。
[0032]内燃发动机10还可包括气缸盖24，该气缸盖与发动机缸体12接合以覆盖气缸14，由此界定出主燃烧室26。气缸盖24可限定出可分别允许进气进入主燃烧室26中和排气离开主燃烧室26的进气口和排气口 28。发动机气门30可定位成选择性地打开和关闭开口 28。每个气缸14都可包括多个进气口和排气口 28。
[0033]内燃发动机10可包括一系列气门致动组件40(图1中示出了其中一个)。每个气缸14可设置有多个气门致动组件40。例如，一个气门致动组件可用来打开和关闭进气门，而另一个气门致动组件可设置成打开和关闭排气门。
[0034]气门致动组件4