一种射流速度可调的主动式预燃室的制作方法

本发明涉及燃气机，具体涉及一种射流速度可调的主动式预燃室。

背景技术：

1、内燃机在运行过程中会排放氮氧化物nox，且nox的排放量会随着燃烧温度的上升而增加；为此，使用较稀薄的燃料空气混合物可以降低燃烧室中的燃烧温度，从而减少排放的nox的量，然而，过稀的燃料空气混合物很可能不完全燃烧，使火花塞的诱导燃烧效率降低，尤其是在大缸径发动机中，可能需要相对较长的时间才能让火焰在整个燃烧室中蔓延，为降低不完全燃烧的发生概率，设置预燃烧室是一种可行方法，也是目前大缸径发动机的发展方向。

2、现有技术中的主动式预燃烧室内部集成有喷射器和火花塞，并设有喷孔连接主燃烧室，通过在预燃烧室内点燃相对浓的燃料空气混合物，形成火焰射流从而引燃主燃烧室内相对稀薄的燃料空气混合物，来自预燃烧室的火焰射流通常足以使主燃烧室中的稀薄混合物完全燃烧；然而现有的主动式预燃烧室由于其空间限制，一般只能安装一个火花塞，难以有效控制预燃烧室中火焰射流的速度，不能很好地适应不同发动机的工况需求。

3、为了解决燃烧速度调控的问题，申请号为201810206018.5的时空可控高能点火装置中，公开了一种技术方案，包括供电模块、控制模块、升压电路、点火驱动电路、点火线圈以及火花塞，供电模块用于对控制模块和升压电路供电；控制模块通过点火驱动电路接入点火线圈的第一输入端，控制模块控制点火驱动电路的开启和关闭；点火线圈的第二输入端连接升压电路的输出端；点火线圈的第一输出端接地，第二输出端通过高压导线连接火花塞；该发明通过升压电路对电压进行升压，有利于多次点火的控制；该发明通过控制模块分别控制多个点火线圈，能够错开各自的储能时刻和放电时刻，克服了电感式储能时间长的缺点，同时每个火花塞的点火时刻能够独自控制，在空间上形成多点点火，并且各点的点火时刻可在时间上错开；但是该申请主要专注于一种高能点火解决方法，更适合于直接安装火花塞的发动机，主动式预燃烧室相比于直接火花塞点火，可以实现多点引燃、大体积引燃、局部湍流燃烧等，尤其主动式预燃烧室内可实现近理论空燃比，从而实现全局超稀薄燃烧；然而，主动式预燃室结构复杂，内部空间有限，现有技术的高能点火装置无法应用，如何在狭小空间内实现射流速度调控具有挑战性。

4、综上，需要提供一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种射流速度可调的主动式预燃室，包括预燃室壳体，预燃室壳体的顶部设置有预燃室顶盖，预燃室顶盖和预燃室壳体之间为预燃室腔体，预燃室壳体的底部设置有喷孔；所述预燃室顶盖上安装有与预燃室腔体连通的喷射器，所述预燃室腔体内设置有至少两个点火电极，点火电极贯通预燃室顶盖，并且点火电极设置在预燃室腔体内的一端与预燃室壳体内的地极之间形成火花间隙，点火电极的另一端延伸至预燃室顶盖的上端。

2、作为一种优选方案，所述点火电极位于预燃室顶盖内部的部分包覆有绝缘体。

3、作为一种优选方案，所述点火电极包括中心电极和引出电极，其中，中心电极的一端设置在预燃室腔体内，中心电极的另一端延伸至预燃室顶盖内部；引出电极的一端设置在预燃室顶盖内部与中心电极连接，引出电极的另一端延伸至预燃室顶盖的上端。

4、作为一种优选方案，所述中心电极与引出电极通过电阻封料连接。

5、作为一种优选方案，所述设置在预燃室腔体内的中心电极的一端设有折弯部，所述折弯部与地极之间所述火花间隙。

6、作为一种优选方案，所述地极凸出的设置在预燃室壳体内部的侧壁上。

7、作为一种优选方案，所述预燃室顶盖与预燃室壳体通过螺纹连接。

8、作为一种优选方案，所述预燃室顶盖的底部与预燃室壳体之间设置有密封垫片。

9、作为一种优选方案，所述预燃室腔体通过喷孔与主燃烧室连通。

10、作为一种优选方案，所述点火电极与电子控制单元连接。

11、本发明结构简单紧凑，在有限的预燃室腔体内集成多个点火电极来替代原有的火花塞，通过对多个点火电极的点火相位差进行控制，改变预燃室内的燃烧压力，从而调节预燃室内的火焰喷射速度。

技术特征：

1.一种射流速度可调的主动式预燃室，包括预燃室壳体（1），预燃室壳体（1）的顶部设置有预燃室顶盖（2），预燃室顶盖（2）和预燃室壳体（1）之间为预燃室腔体（4），其特征在于，预燃室壳体（1）的底部设置有喷孔（5），所述预燃室顶盖（2）上安装有与预燃室腔体（4）连通的喷射器（6），所述预燃室腔体（4）内设置有至少两个点火电极，点火电极贯通预燃室顶盖（2），并且点火电极设置在预燃室腔体（4）内的一端与预燃室壳体（1）内的地极（7）之间形成火花间隙（8），点火电极的另一端延伸至预燃室顶盖（2）的上端。

2.根据权利要求1所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述点火电极位于预燃室顶盖（2）内部的部分包覆有绝缘体（10）。

3.根据权利要求1所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述点火电极包括中心电极（11）和引出电极（12），其中，中心电极（11）的一端设置在预燃室腔体（4）内，中心电极（11）的另一端延伸至预燃室顶盖（2）内部；引出电极（12）的一端设置在预燃室顶盖（2）内部与中心电极（11）连接，引出电极（12）的另一端延伸至预燃室顶盖（2）的上端。

4.根据权利要求3所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述中心电极（11）与引出电极（12）通过电阻封料（13）连接。

5.根据权利要求3所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述设置在预燃室腔体（4）内的中心电极（11）的一端设有折弯部（9），所述折弯部（9）与地极（7）之间设置有所述火花间隙（8）。

6.根据权利要求3所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述地极（7）凸出的设置在预燃室壳体（1）内部的侧壁上。

7.根据权利要求1所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述预燃室顶盖（2）与预燃室壳体（1）通过螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述预燃室顶盖（2）的底部与预燃室壳体（1）之间设置有密封垫片（3）。

9.根据权利要求1所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述预燃室腔（4）通过喷孔（5）与主燃烧室连通。

10.根据权利要求1至9任一项权利要求所述的射流速度可调的主动式预燃室，其特征在于，所述点火电极与电子控制单元连接。

技术总结
本发明提供了一种射流速度可调的主动式预燃室，包括预燃室壳体，预燃室壳体的顶部设置有预燃室顶盖，预燃室顶盖和预燃室壳体之间为预燃室腔体，预燃室壳体的底部设置有喷孔；预燃室顶盖上安装有与预燃室腔体连通的喷射器，预燃室腔体内设置有至少两个点火电极，点火电极贯通预燃室顶盖，并且点火电极设置在预燃室腔体内的一端与预燃室壳体内的地极之间形成火花间隙，点火电极的另一端延伸至预燃室顶盖的上端；本发明结构简单紧凑，在有限的预燃室腔体内集成多个点火电极来替代原有的火花塞，通过对多个点火电极的点火相位差进行控制，改变预燃室内的燃烧压力，从而调节预燃室内的火焰喷射速度。

技术研发人员：刘艳朝,吕晓东,贾英新,姜旭龙,陈润
受保护的技术使用者：中车大连机车车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/16