用于内燃机的预燃烧室组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机的预燃烧室组件(60)。为了同时减小点火电极(80)和相关联质量元件(100)的过度磨损，点火电极(80)可包括至少一个电极臂(82)，其同时沿相对于预燃室(66)的纵向轴线(90)的至少径向方向以及沿相对于该纵向轴线(90)的至少轴向方向延伸，其中，质量元件(100)包括设有至少一个径向内表面(104)的至少一个质量突部(102)，所述至少一个径向内表面面向点火电极(82)并且基本上相对于纵向轴线(90)不平行。

【技术实现步骤摘要】
用于内燃机的预燃烧室组件
本专利技术涉及一种用于内燃机的预燃烧室组件，并且具体地涉及一种包括点火电极并且用在气态燃料内燃机中使用的预燃烧室组件。
技术介绍
已知在一些内燃机应用(例如，气态燃料应用)中采用火花点火的预燃烧室组件(在下文称为“预燃室组件)，其包括预燃烧室(在下文称为“预燃室”)。通常，预燃室是位于预燃室组件或发动机气缸盖中的相对较小的气体积聚腔室。预燃室经由多个小的流动通道与内燃机的主燃烧室流体连通。在操作期间，点火电极产生用于点燃预燃室内的气态燃料和空气的混合物(而非点燃主燃烧室中的气体燃料)的火花。气态燃料在预燃室中的点燃产生燃烧燃料的开端，燃烧燃料通过流动通道喷射或以其他方式行进到主燃烧室中，由此点燃其中的气态燃料和空气的混合物。进一步已知提供关键形状的点火电极。在此种情形中，点火电极可包括多个电极臂，所述多个电极臂基本上直立地从连接区段延伸到预燃室的内部中。在现有技术中，点火电极的制造过程可包括一些机械制造步骤，例如包括从金属板中切割出关键部件、将每个电极臂弯曲成期望的形状，以及将金属涂层(例如，铱涂层)施加至经弯曲的点火电极。然而，该机械弯曲过程可例如由于材料的屈服强度而受到限制，并且在点火电极的操作期间，电极臂可能由于所选择的弯曲半径对于所使用的材料以及所使用的材料厚度过小而断裂。US2014/0196684A1公开了一种用于内燃机、尤其是气体发动机的火花塞。火花塞包括中心电极和至少一个接地电极群，每个接地电极群均包括一个或多个接地电极片。中心电极包括至少一个具有中心电极表面的中心电极片，并且中心电极表面横向于火花塞的纵向轴线的横截面在从0°至50°的范围内、较佳地以至多45°的角度倾斜。接地电极群的每个接地电极片具有面向中心电极表面的接地电极表面，该中心电极表面与接地电极表面隔开并且基本上平行于接地电极表面行进。从US2005/0211217A1已知一种预燃型火花塞，其中预燃室完全地位于气缸盖的底表面下方。本专利技术至少部分地涉及改进或克服现有技术的一个或多个方面。
技术实现思路
根据本专利技术，用于内燃机的预燃室组件可包括预燃室主体和点火电极，该预燃室主体配置成安装于内燃机并且限定沿着纵向轴线延伸的预燃室的至少一部分，该点火电极包括中心电极和至少一个电极臂，所述至少一个电极臂从中心电极至少部分地延伸到预燃室中。至少一个电极臂可同时相对于纵向轴线沿至少径向方向以及相对于纵向轴线沿至少轴向方向延伸。所公开的预燃室组件可进一步包括质量元件，质量元件包括面向至少一个电极臂的至少一个径向内表面。至少一个径向内表面可基本上相对于纵向轴线不平行。通过以下的说明和附图，本专利技术的其它特征和方面清晰可见。附图说明结合在本文并且构成申请书一部分的附图说明了本专利技术的示例性实施例并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图中：图1是包括质量元件的示例性公开的预燃室组件的剖视图；图2是沿着图1的线II–II截取的剖视图；图3是示出图1的质量元件的示例性公开的实施例的剖视图；图4是示出质量元件的又一示例性公开的实施例的剖视图；图5是示出质量元件的又一示例性公开的实施例的剖视图；图6是又一示例性公开的预燃室组件的剖视图。具体实施方式下文是本专利技术的示例性实施例的详细描述。这里所描述并且在附图中说明的示例性实施例旨在教示本专利技术的原理，使得本领域普通技术人员能在许多不同的环境中并且对于许多不同的应用来实施和使用本专利技术。因此，示例性实施例并不旨在并且不应被认为是专利保护范围的限制描述。而是，专利保护范围应由所附的权利要求所限定。在本专利技术的含义内，质量元件和电极臂的径向内表面的基本上对应性意指质量元件和电极臂的径向内表面均相对于纵向轴线具有基本上类似的斜度。明确地说，当在穿过纵向轴线延伸的横截面中观察时，质量元件和电极臂的径向内表面的斜度方向是基本上类似的。此外，在本专利技术的含义内，质量元件的纵向轴线和径向内表面之间的不平行度意指质量元件的径向内表面至少部分地相对于包括预燃室的纵向轴线的横截面倾斜。本专利技术可至少部分地基于如下发现：提供形成经火花点燃的预燃室组件的接地电极的质量元件，其中，该质量元件具有基本上对应于点火电极的相关联电极臂的外部形状的径向内表面，可提供产生火花的限定位置，用于可靠地点燃内燃机中的空气-燃料混合物。本专利技术可进一步至少部分地基于如下发现：形成例如由贵金属，例如铱、铂、锇或任何其合金构成的点火电极，这可导致点火电极的较小磨损并且由此可增强预燃室组件的寿命。本专利技术可进一步至少部分地基于如下方向：提供具有基本上遵循相关联电极臂的外部形状的大量突部的质量元件，这可导致在预燃室组件的操作期间同时在质量突部和相关联电极臂处导致更均匀的磨损。在开发过程中，已发现，例如作为用于电极臂的材料的铱可例如比铂具有更高的熔点。然而，在此类情形中，电极和/或电极臂的磨损可能比通常由例如镍合金形成的对应质量元件的磨损较轻。因此，质量元件的较高磨损可导致材料凹陷，并且由此会增大质量元件和例如由铱制成的电极臂之间的火花间隙。当超过预定阈值时，可能不再确保在质量元件和由铱制成的电极臂之间适当地产生火花。示例性公开的预燃室组件可克服所述缺点。现参见附图，在图1中示出用在内燃机中(例如气态燃料内燃机)中的预燃室组件60的示例性实施例，其用于支持内燃机的主燃烧室(未示出)内的燃烧事件。虽然本文的预燃室组件60参照气态燃料内燃机进行描述，但示例性公开的预燃室组件60可结合需要支持点燃主燃烧室的空气-燃料混合物的装置的任何内燃机。如图1所示，预燃室组件60包括预燃烧室主体(在下文称为“预燃室主体)62和附接于预燃室主体62的预燃烧室盖(在下文称为“预燃室盖”)70。预燃室主体62包括螺纹部分64，螺纹部分64配置成与内燃机的气缸盖的螺纹部分接合。预燃室主体62和预燃室盖70均可由铸造形成。在示例性实施例中，预燃室主体62和预燃室盖70可例如通过铸造形成并且可由具有高的耐热和抗机械应力的材料(例如铬镍合金)构成。预燃室主体62和预燃室盖70可绕纵向轴线90设置并且包括基本上圆柱形的横截面。预燃室主体62限定预燃室66的第一部分68。预燃室盖70限定预燃室66的第二部分69。第一部分68和第二部分69彼此流体连通。点火电极80可沿着纵向轴线90延伸并且包括中心电极85，中心电极85具有至少部分地突入到预燃室66的第一部分68中的中心电极端部81。点火电极80进一步包括至少一个电极臂82，所示至少一个电极臂82同时沿相对于纵向轴线90的至少径向方向和沿相对于纵向轴线90的轴向方向从中心电极端部81延伸。也就是说，至少一个电极臂82具有相对于纵向轴线90沿径向方向延伸的部分和相对于纵向轴线90沿轴向方向延伸的部分。至少一个电极臂82包括远端部分86和近端部分87，其配置成附接于连接区段88，该连接区段经由例如焊接附接于中心电极85。在一些实施例中，电极臂82可与中心电极85一体地形成。在一些实施例中，除了提供电极臂82以外，中心电极85可设有至少一个电极销、至少一个突出电极峰部和/或至少一个电极突部。预燃室组件60可进一步包括质量元件100，质量元件100安装于预燃室主体62，以使得质量元件100绕电极臂82周向地延伸。质量元件100包括至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的预燃室组件(60)，包括：预燃室主体(62)，其配置成安装于所述内燃机并且限定预燃室(66)的沿着纵向轴线(90)延伸的至少一部分；点火电极(80)，其包括中心电极(85)和至少一个电极臂(82)，所述至少一个电极臂(82)从所述中心电极(85)至少部分地延伸到所述预燃室(66)中，且所述至少一个电极臂(82)同时沿相对于所述纵向轴线(90)的至少径向方向和沿相对于所述纵向轴线(90)的至少轴向方向延伸；以及质量元件(100)，其包括面向所述至少一个电极臂(82)的至少一个径向内表面(104)，且所述至少一个径向内表面(104)基本上相对于所述纵向轴线(90)不平行。

【技术特征摘要】
2015.11.25 EP 15196302.21.一种用于内燃机的预燃室组件(60)，包括：预燃室主体(62)，其配置成安装于所述内燃机并且限定预燃室(66)的沿着纵向轴线(90)延伸的至少一部分；点火电极(80)，其包括中心电极(85)和至少一个电极臂(82)，所述至少一个电极臂(82)从所述中心电极(85)至少部分地延伸到所述预燃室(66)中，且所述至少一个电极臂(82)同时沿相对于所述纵向轴线(90)的至少径向方向和沿相对于所述纵向轴线(90)的至少轴向方向延伸；以及质量元件(100)，其包括面向所述至少一个电极臂(82)的至少一个径向内表面(104)，且所述至少一个径向内表面(104)基本上相对于所述纵向轴线(90)不平行。2.根据权利要求1所述的预燃室组件(60)，其中，所述质量元件(100)绕所述至少一个电极臂(82)周向地延伸。3.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室组件(60)，其中，所述质量元件(100)包括朝向所述至少一个电极臂(82)延伸的至少一个质量突部(102)，所述至少一个质量突部(102)包括所述至少一个径向内表面(104)。4.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室组件(60)，其中，所述至少一个电极臂(82)包括相对于所述纵向轴线(90)的径向外表面(84)，所述质量元件(100)的所述径向内表面(104)基本上对应于所述至少一个电极臂(82)的径向外表面(84)。5.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室组件(60)，其中，火花间隙(92)形成在所述质量元件(100)的所述径向内表面(104)和所述至少一个电极臂(82)之间，所述火花间隙(92)相对于所述纵向轴线(90)沿着所述轴向方向是基本上恒定的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的预燃室组件(60)...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·舍费尔，
申请(专利权)人：卡特彼勒能源方案有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE