一种预燃室结构制造技术

本发明专利技术涉及一种组织稳定燃油分层的预燃室结构，所述的预燃室结构上端面设有火花塞螺纹孔，所述预燃室结构下部的侧面设置有预燃室安装螺纹，所述预燃室结构上部的侧面设置有喷油器安装孔；所述预燃室结构的内部设置有预燃室腔体；所述预燃室结构的下端面加工有涡流喷孔。其优点表现在：保证了点火稳定性，提高了预燃室内燃料利用率，火花塞周围的当量比随时间变化的稳定性显著增强，对点火提前角的适应度更强；预燃室喷油器和主燃室喷油器共用一套高压共轨系统，降低了装置成本，安装也比较紧凑。安装也比较紧凑。安装也比较紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种预燃室结构


[0001]本专利技术涉及汽车发动机
，具体地说，是一种组织稳定燃油分层的预燃室结构。

技术介绍

[0002]随着节能减排、减少温室气体排放的呼声不断高涨，提高燃油热效率是发动机技术的关键。在保证动力性和满足排放法规的基础上，如何进一步降低发动机的油耗成为内燃机行业发展的重中之重。
[0003]稀薄燃烧被公认为是提高车用汽油机热效率最有前途的一种方法。从理论上讲，混合气越稀，等熵指数K值越大，热效率越高。此外，稀薄燃烧还能通过增大节气门开度降低歧管负压，从而减少发动机泵气功。
[0004]尽管稀薄燃烧能提高燃油经济性，然而在实际的应用上存在着一些难以解决的问题，包括：
[0005]1、当混合气变稀时，所需的最小点火能量迅速增加，火核难以形成，使得点火困难。
[0006]2、当混合物变稀时，着火延迟时间加长，再加上火焰传播速度慢，燃烧持续期增加，燃烧等容度降低，热效率降低。严重时还会使未燃增加，燃烧效率降低。
[0007]3、着火延迟时间加长、火焰传播速度的变慢使发动机的循环变动增加，汽车的驾驶性能下降。
[0008]为克服上述稀薄燃烧的问题，预燃室技术受到了广泛的关注。主动式预燃室单独加浓预燃室中的混合气，预燃室采用常规火花塞就能满足稳定点火要求。预燃室混合气燃烧后，高温燃烧产物从预燃室喷入主燃室，快速引燃主燃室中的稀薄混合气。预燃室的喷射点火，在喷孔喷射区域产生多个点火源，可明显加快燃烧速率。
[0009]然而，预燃室气流组织对预燃室燃烧有明显影响。混乱的、不良的气流运动容易导致预燃室点火位置当量比和流速不稳定或偏离理想状态，造成点火不稳定，循环变动增大，甚至失火。
[0010]因此，目前急需一种组织预燃室内稳定涡流的方案，可以形成稳定燃油浓度分层，同时不仅可以保证点火位置处在理想当量比区，还可以保证点火对气流速度要求的预燃室结构。
[0011]前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是，提供一种能够组织稳定燃油分层的预燃室结构。
[0013]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0014]一种预燃室结构，所述的预燃室结构上端面设有火花塞安装孔，所述预燃室结构下部的侧面设置有预燃室安装螺纹，所述预燃室结构上部的侧面设置有喷油器安装孔；所
述预燃室结构的内部设置有预燃室腔体；所述预燃室结构的下端面加工有涡流喷孔；
[0015]所述涡流喷孔的轴线相对于预燃室腔体中心平面的中心逆时针旋转角度α，所述涡流喷孔的轴线相对于预燃室腔体轴线顺时针旋转角度θ。
[0016]作为一个优选例，所述的α角度为10度～20度；所述的θ角度为30度～60度。
[0017]作为另一优选例，所述的涡流喷孔数量为6个，6个喷孔沿预燃室腔体轴周向布置。
[0018]作为另一优选例，所述的预燃室腔体、火花塞安装孔、喷油器安装孔、涡流喷孔为相互连通。
[0019]作为另一优选例，所述预燃室结构下部的预燃室安装螺纹，将预燃室结构固定于发动机缸盖上；所述的发动机缸盖内部设置有排气歧管、进气歧管。
[0020]作为另一优选例，所述的火花塞安装孔中安装有火花塞。
[0021]作为另一优选例，所述的发动机缸盖上固定有预燃室喷油器，所述预燃室喷油器的头部插在喷油器安装孔中。
[0022]作为另一优选例，所述的预燃室喷油器上安装有密封胶圈，用来密封预燃室腔体的空间。
[0023]作为另一优选例，所述的预燃室喷油器和主燃室喷油器共用高压共轨。
[0024]作为另一优选例，所述的发动机缸盖、气门底部、缸体、活塞一起形成主燃室。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026]1、预燃室的涡流喷孔布置，组织了沿预燃室轴线的涡流，使得预燃室内的浓混合气和从主燃室流入的稀混合气在轴向产生燃油分层，点火位置处在理想当量比区。
[0027]2、涡流喷孔组织的绕预燃室轴线涡流，在涡流中心速度较低，而点火位置位于涡流中心，进一步保证了点火稳定性。
[0028]3、相比于非涡流喷孔，预燃室采用涡流喷孔后形成的上浓下稀的浓度分层结构使预燃室下半部的稀混合气被推出预燃室，提高了预燃室内燃料利用率。
[0029]4、相比于非涡流喷孔，涡流喷孔能形成稳定的浓度分层，随着主燃室稀混合气被压入预燃室，预燃室内浓混合气区只会自下而上逐步退缩，而浓度分层结构依然维持，由于火花塞位于预燃室顶部，其周围的当量比随时间变化的稳定性显著增强，对点火提前角的适应度更强。
[0030]5、相比于非涡流喷孔，涡流喷孔布置使得各喷孔喷出高温燃烧产物的时间一致性更好，主燃室燃烧更均匀，有利于减少主燃室燃烧的循环变动，使得运行更平稳。
[0031]6、预燃室喷油器和主燃室喷油器共用一套高压共轨系统，降低了装置成本，安装也比较紧凑。
附图说明
[0032]图1是本专利技术提供的一种预燃室结构的截面示意图。
[0033]图2是本专利技术提供的一种预燃室结构的透视示意图。
[0034]图3是本专利技术提供的一种预燃室结构的立体结构示意图一。
[0035]图4是本专利技术提供的一种预燃室结构的立体结构示意图二。
[0036]图5是预燃室结构的涡流喷孔的俯视截面图。
[0037]图6是预燃室结构的涡流喷孔的主视截面图。
[0038]图7是本专利技术提供的一种预燃室结构应用于多缸供油系统时的截面图。
[0039]图8是本专利技术实施例中预燃室腔体内的速度分布、燃油分布以及主燃室燃烧的示意图。
[0040]图9是本专利技术的预燃室结构采用非涡流喷孔时预燃室腔体内的速度分布、燃油分布以及主燃室燃烧的示意图。
[0041]图10是采用涡流喷孔和非涡流喷孔预燃室内的点火位置lambda和速度随时间变化的对比图。
[0042]图11是采用涡流喷孔与非涡流喷孔的预燃室内的放热量对比图。
[0043]附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
[0044]1、发动机缸盖
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11、排气歧管
[0045]12、进气歧管
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13、主燃室
[0046]2、预燃室结构
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21、火花塞安装孔
[0047]22、喷油器安装孔
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23、预燃室腔体
[0048]24、预燃室安装螺纹
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25、涡流喷孔
[0049]26、第一安装部
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27、第二安装部
[0050]28、连接部
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预燃室结构(2)，其特征在于，所述的预燃室结构(2)上设有火花塞安装孔(21)和喷油器安装孔(22)；所述预燃室结构(2)的内部设置有预燃室腔体(23)，所述预燃室腔体(23)的上部与所述火花塞安装孔(21)和所述喷油器安装孔(22)连通，所述预燃室结构(2)的下部设有与所述预燃室腔体(23)连通的若干涡流喷孔(25)。2.根据权利要求1所述的预燃室结构(2)，其特征在于，所述涡流喷孔(25)绕预燃室腔体(23)的轴线方向分布。3.根据权利要求2所述的预燃室结构(2)，其特征在于，所述涡流喷孔(25)的轴线在预燃室结构的横向截面上的投影相对于预燃室腔体(23)的对应径线偏转角度α。4.根据权利要求3所述的预燃室结构(2)，其特征在于，所述涡流喷孔(25)的轴线在预燃室结构的竖向截面上的投影与预燃室腔体(23)轴线之间形成夹角θ。5.根据权利要求4所述的预燃室结构(2)，其特征在于，所述的偏转角度α为10度～20度；所述的夹角θ为30度～60度。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚，武珊，许汉君，马桂香，张鹏飞，韦静思，陈策远，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：