用于内燃机的预燃室点火装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109798177A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201811363939.9(22)申请日2018.11.16(30)优先权数据15/816,3462017.11.17US(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人J·克雷斯(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟王菲(51)Int.Cl.F02B19/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称用于内燃机的预燃室点火装置和方法(57)摘要用于火花点火内燃机的预燃室点火装置具有通过多个端口与主燃烧室流体连通的预燃室。多个端口中的每个端口的外开口在预燃室主体的外表面中形成并且从在预燃室主体的内表面中形成的相应内开口周向偏移，内表面形成具有锥部的预燃室壁，锥部辅助保持空气和燃料的装料的速度以使火焰中心从预燃室中的火花间隙转移，从而防止火焰中心的淬火。CN109798177ACN109798177A权利要求书1/2页1.一种用于内燃机的预燃室点火装置，包含：包括外表面和限定预燃室的内表面并且包括预燃室壁的预燃室主体，所述预燃室主体具有构造为用于与火花电极组件耦合的近端，以及远端，其中纵向轴线在所述近端和所述远端之间延伸；在所述远端处的所述预燃室主体中形成的多个端口，并且每个所述端口具有在所述外表面中形成的外开口和在所述内表面中形成的内开口，所述多个外开口中的每一个沿周向从所述内开口的所述相应一个偏移，使得所述多个端口相对于所述预燃室壁定向，以引起空气和燃料的进料的旋流；以及所述预燃室壁围绕所述纵向轴线周向延伸并且在所述近端的方向上具有变窄的锥部。2.如权利要求1所述的装置，进一步包括具有包括尖端的电极叉并且在所述近端处与所述预燃室主体耦合的火花电极组件，使得在所述尖端和所述预燃室壁之间形成火花间隙；以及其中，所述尖端位于所述预燃室壁附近的所述预燃室中，并位于所述锥部内或所述锥部附近的轴向位置处。3.如权利要求2所述的装置，进一步包括邻接所述预燃室壁的底板，其中，所述锥部在所述火花间隙和所述底板之间延伸所述预燃室壁的至少大部分长度；以及其中，所述锥部是均匀的，使得在所述近端和所述远端之间，所述预燃室壁相对于所述纵向轴线具有均匀倾斜度。4.如权利要求1所述的装置，其中：所述火花电极组件进一步包括位于所述预燃室内并在所述预燃室壁附近的多个电极叉，以便在所述锥部内或附近形成多个火花间隙；以及所述多个端口中的每一个在所述相应外开口和内开口之间基本上是直的，并且定向成与以所述纵向轴线为中心的圆相切。5.一种用于内燃机的燃烧装料形成系统，包含：在发动机壳体中形成的燃烧室；包括预燃室主体、在所述预燃室主体内形成并具有预燃室壁的预燃室以及火花电极组件的预燃室点火装置；在所述预燃室主体中形成并将所述燃烧室与所述预燃室流体连接的端口，所述端口在外开口和内开口之间延伸，并且所述内开口偏离所述外开口使得所述端口相对于所述预燃室壁定向以引起空气和燃料的进料的旋流；所述预燃室壁具有在所述火花电极组件的方向上变窄的锥部；以及所述火花电极组件具有与所述预燃室壁形成火花间隙的电极叉，用于点燃所述空气和燃料的装料。6.如权利要求5所述的系统，其中：所述预燃室主体限定在近端和远端之间延伸的纵向轴线，并且所述预燃室壁围绕所述纵向轴线周向延伸；以及所述预燃室壁在所述端口和所述火花间隙之间具有圆锥形状，使得当所述旋流的空气和燃料从所述端口朝向所述火花间隙行进时，所述空气和燃料绕所述预燃室的周向行进距离减小。2CN109798177A权利要求书2/2页7.如权利要求6所述的系统，进一步包含：与所述预燃室壁邻接的地板，所述预燃室主体进一步限定在所述预燃室主体中形成的多个端口，并且每个所述端口在所述预燃室主体的外表面中形成的外开口与在所述预燃室壁中形成的内开口之间延伸；所述锥部，其在所述火花间隙和所述底板之间延伸所述预燃室壁的至少大部分长度并且从所述底板到所述火花间隙均匀地延伸，使得所述预燃室壁在所述锥部内相对于所述纵向轴线具有均匀倾斜度。8.如权利要求7所述的系统，其中：所述多个端口的形状基本上为圆柱形，使得所述多个端口中的每个端口在所述相应外开口和内开口之间基本是直的；以及所述火花电极组件具有位于所述预燃室内并在所述预燃室壁附近的多个电极叉，以便在所述锥部内或所述锥部附近形成多个火花间隙。9.一种操作内燃机的方法，所述方法包含：在发动机循环的压缩冲程中，响应于活塞的向上行进，允许空气和燃料从燃烧室进入预燃室；使所述空气和燃料与预燃室壁接触，以引起所述空气和燃料的旋流；将所述空气和燃料向上输送到所述预燃室内的火花间隙；将所述空气和燃料输送到由所述预燃室壁形成的锥部中，使得