多腔室点火器制造技术

空气/燃料混合物从内燃机的燃烧腔室接收到封壳内，封壳包围在第一点火主体与第二点火主体之间的火焰核心触发间隙。接收到封壳内的空气/燃料混合物引导至火焰核心触发间隙内。然后在火焰核心触发间隙中点燃混合物。

Multiple chamber igniter

The air / fuel mixture is received in the enclosure from the combustion chamber of the internal combustion engine, and the seal surrounds the flame core between the first ignition body and the second ignition body to trigger the gap. The air / fuel mixture received in the enclosure is guided to the flame core and triggered within the gap. The mixture is then ignited in a gap triggered by the flame core.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多腔室点火器优先权声明本申请要求保护在2014年8月13日提交的美国专利申请第14/458,947号的优先权，美国专利申请第14/458,947号为在2013年6月10日提交的美国专利申请第13/913,940号的部分后续申请，这些专利申请的全部内容以引用的方式并入到本文中。
技术介绍
利用气态燃料，诸如天然气操作的发动机通常被供应贫燃料混合物，贫燃料混合物是空气与燃料的混合物，其包含超过燃烧的化学计量量的过量空气。在某些发动机中，在点火塞内的多个腔室能允许贫燃料混合物更高效燃烧。然而，在腔室内在点火器附近的余热能造成提前点火事件，因此限制了燃烧效率。而且，在其它腔室内的余热能改进燃烧效率。因此，有效地管理在多个腔室点火塞中的热传导能改进燃烧效率。附图说明图1是内燃机的一部分的侧视截面图，其包括在前腔室中的预燃室点火塞；图2是示例预燃室火花塞的一部分的半侧视截面图；图3A和图3B是示例预燃室点火塞和前腔室的一部分的半侧视截面图，示出了在点火之前和点火之后进出预燃室和前腔室的流动；图4A至图4G是点火塞和前腔室的其它示例的半侧视截面图，其中图4B并未示出端帽，图4E示出了延伸到前腔室内的点火器的点火主体，并且图4H是带槽的圆盘端帽的透视图；以及图5是示例管状接收器外壳的一部分的外透视图，示出了多个侧通路。图6是相对于示例M18大小点火塞的曲柄角，在主燃烧腔室和点火塞中的平均压力的曲线图。图7是内燃机的一部分的侧视截面图，包括在前腔室中的另一示例预燃室点火塞，此处示出在限定发动机冷却剂通路的管状接收器外壳中。图8是示例预燃室点火塞和限定发动机冷却剂通路的管状接收器外壳的一部分的半侧视截面图。图9是具有前腔室和射流通路的示例管状接收器外壳的一部分的详细半侧视截面图。在各种附图中相似的附图标记表示相似元件。具体实施方式本文中的构思涉及使用前腔室来点燃在发动机的燃烧腔室中的空气/燃料混合物。图1示出了示例内燃机100的一部分的截面图。示例内燃机100是往复式发动机并且包括缸盖102、缸体122和活塞104。活塞104位于缸体122内侧的缸内。在发动机操作期间，活塞104能在缸内侧往复移动。燃烧腔室106是位于缸内侧、在缸盖102与活塞104之间的体积，并且由缸体122界定。示例内燃机100包括带进气阀110的进气通路108和带排气阀114的排气通路112。通路108、112在缸盖102中且邻近燃烧腔室106，并且阀110、114形成燃烧腔室106的壁的一部分。在发动机操作期间，进气阀110打开以使空气/燃料混合物流的新鲜填充量从进气通路108进入到燃烧腔室106内。在其它实例中，进气阀110仅允许空气进入并且在燃烧腔室中的燃料喷射器允许燃料进入以在燃烧腔室106中形成空气/燃料混合物。在燃烧之后，排气阀114打开以将燃烧残留物从燃烧腔室106排出并进入到排气通路112内。尽管在本文中的构思关于往复式内燃机描述，这些构思也能适用于其它内燃机配置。示例内燃机100包括示例管状接收器外壳116和点火塞124。管状接收器外壳116位于缸盖102中并且螺纹地和/或以其它方式联接到缸盖102。在某些实例中，管状接收器外壳116可以伸入到燃烧腔室106内，与燃烧腔室106的壁齐平或者相对于燃烧腔室106的壁凹入。示例点火塞124接纳于示例管状接收器外壳116内并且通过螺纹和/或其它方式联接到外壳。管状接收器外壳116因此限定在点火塞124周围的外部封壳。前腔室120是在管状接收器外壳116内邻近燃烧腔室106但与燃烧腔室106分开的外部腔室。在某些实例中，前腔室120可以形成于缸盖102本身中并且能省略管状接收器外壳116。前腔室120因此还邻近点火塞124内部但与点火塞124内部分开。在其它实例中，并非为分开的外壳内，前腔室120可以与点火塞124整合(例如，在共同或联合的外壳或封壳中)。前腔室120被示出具有关于管状接收器外壳116和点火塞124的中心线对称的形状，但是在其它实例中，其可以是不对称形状。前腔室120被示出其最大横向内部尺寸(例如，直径)大于点火塞124和壳体的最大横向内部尺寸。前腔室120也具有比塞124的容纳流体的体积更大的内部体积。在某些实例中，前腔室120可以是塞124的容纳流体体积的10倍、20倍或甚至30倍体积。示例管状接收器外壳116包括发散侧通路118。侧通路118的外端止于管状接收器外壳116外部并且标称地位于燃烧腔室106内。侧通路118的内端会聚到中心通路126，中心通路126通向前腔室120。侧通路118的数量可以是一个或多个并且可以从中心通路126发散以对称或不对称图案位于管状接收器外壳116上。侧通路118允许填充量、火焰和残留物在前腔室120与燃烧腔室106之间流动。如在下文中更详细地讨论，在前腔室120中的空气/燃料混合物点燃之后，侧通路118和中心通路126充当射流通路以将燃烧的空气/燃料混合物从前腔室120喷入到发散火焰射流内，发散火焰射流深入地到达燃烧腔室106内并且点燃在燃烧腔室106中的填充量。侧通路118和中心通路126也将新鲜空气/燃料混合物从燃烧腔室106喷到塞124内。中心通路126将流动喷到沿着前腔室120的中心的合并流内，合并流主要朝向点火塞124导向。点火塞124是被配置成触发火焰核心以点燃燃烧腔室中的填充量的装置，诸如火花塞、热表面点火器、激光器点火器和/或其它类型的点火器。图1的塞124是“预燃室”型塞，因为其包括封壳，封壳限定内部腔室，内部腔室封围火焰核心触发位置。封壳本身封闭于前腔室120内和因此是内部封壳。然而，点火塞124可以具有其它配置，包括端部开放的塞。而且，火花表面可以凹入于点火塞腔内，具有或不具有流动限制端帽或者伸入到前腔室120内。图2示出了可以用作塞124的示例点火塞200的截面图。可以使用其它配置的点火塞。示例点火塞200是细长的并且以纵向中心轴线206为中心。在示例点火塞200中，中心点火主体208沿着纵向轴线206延伸并且从塞主体或基座212更远地延伸。在示例点火塞200中，第二点火主体210是管状的并且安置于壳体214内侧。在其中点火塞是火花塞的实例中，基座212是绝缘体并且中心点火主体208和第二点火主体210是两个电极，两个电极在主体之间最窄点处形成火花间隙(即，触发点燃的点火间隙)。在其中点火塞是热表面点火器的实例中，中心点火主体208和第二点火主体210中的一者或二者是用来在主体之间的间隙中触发火焰核心的热表面。管状点火主体210包围中心点火主体208并且具有管状部分，管状部分在轴向向前延伸超过中心点火主体208的端部。这个管状部分形成速度控制管224。速度控制管224是管状结构，其在图2中被示出延伸超过中心点火主体208的端部。速度控制管224被配置成收集并且导向流动到中心点火主体208与管状点火主体210之间的火焰核心触发间隙(例如，火花间隙)内。速度控制管224和管状点火主体210可以是圆筒形、多边形或某些其它形状。中心点火主体208同样具有圆柱形状、多边形状或某些其它形状。点火主体也可以具有沿着其轴向长度的可变形状。管状点火主体210和中心点火主体208可以具有或不具有相同或相对应形状。而且，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来点燃内燃机中的混合物的系统，所述系统包括：点火塞，所述点火塞包括点火器；封壳，所述封壳包括塞插座和围绕所述塞插座的发动机冷却剂通路，所述塞插座接纳所述点火塞，所述封壳限定围绕所述点火器端部的外部腔室，所述外部腔室的体积大于容纳流体的内部腔室，所述容纳流体的内部腔室封围所述点火塞，所述外部腔室包括在所述封壳的内部与外部之间的射流通路，所述外部腔室弯曲以导向通过所述射流通路的来流在所述外部腔室中循环并且与所述来流重新组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.13 US 14/458,9471.一种用来点燃内燃机中的混合物的系统，所述系统包括：点火塞，所述点火塞包括点火器；封壳，所述封壳包括塞插座和围绕所述塞插座的发动机冷却剂通路，所述塞插座接纳所述点火塞，所述封壳限定围绕所述点火器端部的外部腔室，所述外部腔室的体积大于容纳流体的内部腔室，所述容纳流体的内部腔室封围所述点火塞，所述外部腔室包括在所述封壳的内部与外部之间的射流通路，所述外部腔室弯曲以导向通过所述射流通路的来流在所述外部腔室中循环并且与所述来流重新组合。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发动机冷却剂通路是环形的并且绕所述塞插座在周向、与所述点火器在轴向重合地延伸。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述封壳包括第一部件和第二部件，所述第一部件包括所述射流通路和所述外部腔室，所述第二部件联接到所述第一部件并限定所述塞插座。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二部件仅在所述发动机冷却剂通路的相对端处接触所述第一部件。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述塞插座的与所述射流通路相对的端部通向所述外部腔室，并且其中所述发动机冷却剂通路在所述塞插座的外部并且邻近所述内部腔室的侧壁。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，封壳，所述封壳包括端帽，所述端帽限定所述射流通路；以及其中所述射流通路包括在所述外部腔室与所述发动机的燃烧腔室之间的中心通路和多个发散侧通路。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述侧通路是直的。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个侧通路包括第一组具有第一最小直径的侧通路和第二组具有第二最小直径的侧通路，所述第二最小直径大于所述第一最小直径。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述端帽包括限定所述中心通路的第一子部件和限定所述侧通路的第二子部件，并且其中所述中心通路是直的。10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一部件基本上由第一材料制成并且所述第二部件基本上由第二材料制成，所述第一材料的热导率低于所述第二材料。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述外部腔室的侧壁表面被涂布热屏障。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，当所述封壳联接到所述内燃机时，所述封壳限定发动机冷却剂入口，所述发动机冷却剂入口适合与所述内燃机的发动机冷却剂通路连通发动机冷却剂。13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述外部腔室是弯曲的以在邻近所述射流通路处并且正交于所述来流或者在所述来流的总方向上重新组合所述外部腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·切拉，G·J·汉普森，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US