用于发动机的预燃室组件的喷嘴及燃料燃烧系统技术方案

一种用于发动机的预燃室组件的喷嘴及燃料燃烧系统，包括具有外表面和内表面的中空喷嘴主体，所述外表面限定第一和第二外开口，所述内表面限定内部腔室以及第一和第二内开口。所述喷嘴主体限定与所述内部腔室连通的第一和第二孔口。所述第一孔口在所述第一外开口与所述第一内开口之间呈第一孔口构型延伸并且限定从所述第一内开口延伸到所述内部腔室中的第一入口投射路径。所述第二孔口在所述第二外开口与所述第二内开口之间呈第二孔口构型延伸并且限定从所述第二内开口延伸到所述内部腔室中的第二入口投射路径。所述第一和第二入口投射路径在所述内部腔室中的冲击区域处相交，所述冲击区域径向偏离所述喷嘴的中心纵向轴线。

【技术实现步骤摘要】

本技术通常涉及一种用于内燃机的燃料燃烧系统，且尤其涉及一用于内燃机预燃室组件的喷嘴。
技术介绍
一种类型的内燃机通常使用多个汽缸，所述汽缸用来压缩燃料和空气的混合物，使得在与每个汽缸都相连的火花塞点火后，点燃压缩的混合物。由此所得的膨胀燃烧气体使汽缸内的活塞移动。当活塞在汽缸内沿着一个方向行进到止点后，活塞反向来压缩另一体积的燃料和空气混合物。所得的机械动能可进行转换以用于各种应用，举例来说，例如驱动机动车辆或发电。另一种类型的内燃机，称作压燃式发动机，其使用高压缩气体（如，空气）在一个压缩冲程内点燃通过喷射到汽缸中的燃料。在这种内燃机中，空气被压缩到一接触燃料就会实现燃料自动点燃的水平。柴油燃料的化学特性特别适合这种自动点燃情况。自动点燃的方式并不限于柴油发动机，然而，并且其同样已经被应用在其他类型的内燃机中。例如，自燃往复式内燃机可以配置成通过往复式活塞来压缩主燃烧室内的燃料。为了便于启动，每个主燃烧室都与预燃室相连，尤其在启动低温发动机时特别有用。燃料不仅注入到主燃烧室内，还注入到预燃室的燃烧室内，这样，通过活塞的压缩使两个腔室内的燃料与空气混合物都被压缩。预燃室内布置电热塞或其它类型的加热器，用于充分提升预燃室内的温度以便点燃压缩的燃料与空气混合物。随后，预燃室内由点燃所得的燃烧气体与主燃烧室连通。其它类型的内燃机使用天然气作为燃料源，并且包括在各自汽缸内往复运动的至少一个活塞。在与每个汽缸相连的汽缸盖内布置有火花塞，并且火花塞在一个时序电路上被点燃，这样，当活塞达到压缩冲程末端的时候，火花塞被点燃，以此来点燃压缩的燃料与空气混合物。在又一些类型的内燃机中，预燃室与天然气发动机配合使用。由于天然气与空气混合物的自动点燃需要极高的温度，所以电热塞或其它热源，如应用在典型柴油发动机内的热源，可能不起作用。更确切地说，天然气发动机的每一个汽缸都与预燃室相连，所述预燃室设有火花塞来启动预燃室内的燃烧，所述预燃室随后可与主燃烧室连通。这种火花塞点燃型的天然气发动机预燃室布置在例如3600系列天然气发动机中，该系列发动机可从位于美国伊利诺斯州皮奥瑞亚市的卡特彼勒公司购得。在稀薄燃烧条件下操作这些发动机是未来的发展趋势。稀薄燃烧是指燃料在内燃机中有过量空气的情况下进行燃烧（即低燃料/空气比）。在稀薄燃烧发动机中，过量的空气会使更多的燃料燃烧，并且减少不希望产生的物质的排放。然而，低燃料/空气比使得主燃烧室内难以持续达到完全和彻底的燃烧。美国专利第6,854,439号专利技术名称为“预燃室燃烧系统”（PrechamberCombustionSystem）并且针对具体用于大型柴油机的燃烧系统，其特征在于预燃室具有面向发动机主燃烧室的大体为杯形的底端尖部，并且具有与预燃室中心线基本对齐的中心传输通道，以及具有围绕预燃室中心线周向布置的多个附加传输通道。燃烧系统采用的活塞在活塞顶部形成有深碗部，中心传输通道将预燃室的燃烧产物直接有力地填充进该深碗部中。然而本技术中持续需要另外的解决方案来加强预燃室内的燃烧以提高燃烧效率。例如，持续需要通过采用增加预燃室内的混合物来提高预燃室内的燃烧效率。应当理解为，专利技术人已经进行
技术介绍
说明来帮助读者，并不能将该
技术介绍
说明视为指示，即任何指出的问题都是本领域所认识到的问题。在某些方面和实施例中，所描述的原理可以缓解其它系统所存在的问题，将理解为由附加的权利要求来限定技术所保护的范围，而不是由任何公开的特征所具有的解决本文所提到的任何具体问题的能力来限定。
技术实现思路
在一个实施例中，本技术提供了一种用于发动机预燃室组件的喷嘴。喷嘴包括具有安装端和远侧尖端的喷嘴主体。喷嘴主体限定了在安装端和远侧尖端之间延伸的中心纵向轴线。喷嘴主体为中空，且包括外表面和内表面。外表面限定了第一外开口和第二外开口。内表面限定了内燃室、第一内开口和第二内开口。喷嘴主体限定了与内部腔室连通的第一孔口。第一孔口在第一外开口和第一内开口之间呈第一孔口构型延伸。喷嘴主体限定了与内部腔室连通的第二孔口。第二孔口在第二外开口和第二内开口之间呈第二孔口构型延伸。第一孔口的第一孔口构型限定了从第一内开口延伸到内部腔室中的第一入口投射路径。第二孔口的第二孔口构型限定了从第二外开口延伸到内部腔室中的第二出口投射路径。第一孔口的第一入口投射路径和第二孔口的第二入口投射路径在内部腔室中的冲击区域相交。冲击区域在基本上垂直于中心纵向轴线的径向平面中径向偏离中心纵向轴线。所述第一孔口包括分别布置在、并且围绕所述第一外开口和所述第一内开口的第一外圆角表面和第一内圆角表面，而且所述第二孔口包括分别布置在、并且围绕所述第二外开口和所述第二内开口的第二外圆角表面和第二内圆角表面。所述第一孔口沿相对于所述中心纵向轴线的第一倾斜角延伸，并且所述第二孔口沿相对于所述中心纵向轴线的第二倾斜角延伸，所述第二倾斜角与所述第一倾斜角不同。所述第一孔口布置在相对于所述径向平面的第一方位角位置，并且所述第二孔口布置在相对于所述径向平面的第二方位角位置，所述第一方位角与所述第二方位角基本上相同。所述第一孔口的所述第一入口投射路径和所述第二孔口的所述第二入口投射路径中的至少一个与所述中心纵向轴线成相交关系。所述第一孔口的所述第一入口投射路径和所述第二孔口的所述第二入口投射路径中的至少一个与所述中心纵向轴线成不相交关系。所述第一孔口构型包括具有第一圆柱轴线的第一圆柱，所述第一圆柱轴线布置为相对于所述中心纵向轴线成第一倾斜角，所述第二孔口构型包括具有第二圆柱轴线的第二圆柱，所述第二圆柱轴线布置为相对于所述中心纵向轴线成第二倾斜角，所述第二倾斜角与所述第一倾斜角不同。所述第一倾斜角和所述第二倾斜角限定其间的会聚角，所述会聚角为锐角。所述第一孔口的所述第一孔口构型限定从所述第一外开口远离所述喷嘴主体延伸的第一出口投射路径，且所述第二孔口的所述第二孔口构型限定从所述第二外开口远离所述喷嘴主体延伸的第二出口投射路径，所述第一孔口的所述第一出口投射路径和所述第二孔口的所述第二出口投射路径在离开所述喷嘴主体的所述外表面的方向上彼此成分叉关系。所述外表面限定第三外开口和第四外开口，且所述内表面限定第三内开口和第四内开口，其中，所述喷嘴主体限定第三孔口，所述第三孔口与所述内部腔室连通并且在所述第三外开口与所述第三内开口之间呈第三孔口构型延伸，且所述喷嘴主体限定第四孔口，所述第四孔口与所述内部腔室连通并且在所述第四外开口与所述第四内开口之间呈第四孔口构型延伸，所述第三孔口的所述第三孔口构型限定从所述第三内开口延伸到所述内部腔室中的第三入口投射路径，且所述第四孔口的所述第四孔口构型限定从所述第四内开口延伸到所述内部腔室中的第四入口投射路径，所述第三孔口的所述第三入口投射路径和所述第四孔口的所述第四入口投射路径在所述内部腔室中的第二冲击区域处相交，所述第二冲击区域在所述径向平面中径向偏离所述中心纵向轴线并且径向偏离所述第一入口投射路径和所述第二入口投射路径的所述冲击区域。...

【技术保护点】
一种用于发动机的预燃室组件的喷嘴，其特征在于，包括：喷嘴主体，所述喷嘴主体具有安装端和远侧尖端，所述喷嘴主体限定在所述安装端和所述远侧尖端之间延伸的中心纵向轴线，所述喷嘴主体为中空并包括外表面和内表面，所述外表面限定第一外开口和第二外开口，所述内表面限定内部腔室、第一内开口和第二内开口；以及所述喷嘴主体限定有与所述内部腔室连通的第一孔口，所述第一孔口在所述第一外开口和所述第一内开口之间呈第一孔口构型延伸，且所述喷嘴主体限定有与所述内部腔室连通的第二孔口，所述第二孔口在所述第二外开口和所述第二内开口之间呈第二孔口构型延伸，所述第一孔口的所述第一孔口构型限定从所述第一内开口延伸到所述内部腔室中的第一入口投射路径，且所述第二孔口的所述第二孔口构型限定从所述第二内开口延伸到所述内部腔室中的第二入口投射路径，所述第一孔口的所述第一入口投射路径和所述第二孔口的所述第二入口投射路径在所述内部腔室的冲击区域处相交，所述冲击区域在基本上垂直于所述中心纵向轴线的径向平面中径向偏离所述中心纵向轴线。

【技术特征摘要】
2015.02.09 US 14/6174081.一种用于发动机的预燃室组件的喷嘴，其特征在于，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体具有安装端和远侧尖端，所述喷嘴主体限定在所述安装端和所述远侧尖端之间延伸的中心纵向轴线，所述喷嘴主体为中空并包括外表面和内表面，所述外表面限定第一外开口和第二外开口，所述内表面限定内部腔室、第一内开口和第二内开口；以及
所述喷嘴主体限定有与所述内部腔室连通的第一孔口，所述第一孔口在所述第一外开口和所述第一内开口之间呈第一孔口构型延伸，且所述喷嘴主体限定有与所述内部腔室连通的第二孔口，所述第二孔口在所述第二外开口和所述第二内开口之间呈第二孔口构型延伸，所述第一孔口的所述第一孔口构型限定从所述第一内开口延伸到所述内部腔室中的第一入口投射路径，且所述第二孔口的所述第二孔口构型限定从所述第二内开口延伸到所述内部腔室中的第二入口投射路径，所述第一孔口的所述第一入口投射路径和所述第二孔口的所述第二入口投射路径在所述内部腔室的冲击区域处相交，所述冲击区域在基本上垂直于所述中心纵向轴线的径向平面中径向偏离所述中心纵向轴线。
2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一孔口包括分别布置在、并且围绕所述第一外开口和所述第一内开口的第一外圆角表面和第一内圆角表面，而且所述第二孔口包括分别布置在、并且围绕所述第二外开口和所述第二内开口的第二外圆角表面和第二内圆角表面。
3.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一孔口沿相对于所述中心纵向轴线的第一倾斜角延伸，并且所述第二孔口沿相对于所述中心纵向轴线的第二倾斜角延伸，所述第二倾斜角与所述第一倾斜角不同。
4.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一孔口布置在相对于所述径向平面的第一方位角位置，并且所述第二孔口布置在相对于所述径向平面的第二方位角位置，所述第一方位角与所述第二方位角基本上相同。
5.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一孔口的所述第一入口投射路径和所述第二孔口的所述第二入口投射路径中的至少一个与所述中心纵向轴线成相交关系。
6.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一孔口的所述第一入口投射路径和所述第二孔口的所述第二入口投射路径中的至少一个与所述中心纵向轴线成不相交关系。
7.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一孔口构型包括具有第一圆柱轴线的第一圆柱，所述第一圆柱轴线布置为相对于所述中心纵向轴线成第一倾斜角，所述第二孔口构型包括具有第二圆柱轴线的第二圆柱，所述第二圆柱轴线布置为相对于所述中心纵向轴线成第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·C·金姆，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US