本發(fā)明涉及的是一種氣體發(fā)動機氣缸的預(yù)燃室，尤其是一種用于引燃稀薄混合氣的船用大缸徑氣體發(fā)動機的預(yù)燃室裝置。

背景技術(shù)：

對于氣體發(fā)動機，為提高其功率密度，通常采用提高壓縮比的方式，但提高增壓比容易造成爆燃現(xiàn)象，因而需要在缸內(nèi)實現(xiàn)稀薄燃燒。當混合氣較稀，燃燒速度降低，燃燒持續(xù)期延長，導致發(fā)動機熱效率下降；如果混合氣過于稀薄，會出現(xiàn)火焰淬熄和失火，此時會使得未燃hc排放顯著上升，燃料經(jīng)濟性下降。

解決此問題的方式之一是提高點火能量，即采用預(yù)燃室系統(tǒng)來增強點火能力。將整個燃燒區(qū)域分為主燃燒室和預(yù)燃室，通過燃氣加濃噴射在預(yù)燃室內(nèi)形成濃度適宜點燃的混合氣，由置于預(yù)燃室上部的火花塞點火燃燒。預(yù)燃室內(nèi)壓力迅速升高，促使高溫燃氣以火焰射流的形式經(jīng)通道進入主燃燒室。預(yù)燃室中的火焰經(jīng)通道進入主燃燒室并發(fā)展成多束火焰點燃主燃燒室內(nèi)的稀薄混合氣，此方法不僅可以接觸更多的未燃混合氣，而且可以提高點火能量，加強燃燒室內(nèi)的氣流擾動，有效提高稀薄混合氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，提高熱效率?/p>

目前已有用于氣體發(fā)動機的預(yù)燃室裝置，多采用單火花塞，例如專利申請?zhí)枮?01510901713.x的專利文件中公開的“用于氣體機的預(yù)燃室裝置”等。此用于氣體機的預(yù)燃室裝置包括：預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部，預(yù)燃室上部的第一軸線和預(yù)燃室下部的第二軸線不在同一直線上且平行設(shè)置。點火后，火焰從預(yù)燃室的右上角火花塞處經(jīng)壁面引導，大致沿對角線傳播至預(yù)燃室下部的左下方。

對于船用大缸徑氣體發(fā)動機，此種預(yù)燃室結(jié)構(gòu)存在以下問題：

對于船用大缸徑氣體發(fā)動機，考慮到其缸徑較大，燃燒室容積增大，稀薄混合氣分布不均易造成失火，故主燃燒室內(nèi)需要更大的點火能量，預(yù)燃室的容積也相應(yīng)增大，此時預(yù)燃室內(nèi)火焰的傳播距離加長，造成預(yù)燃室內(nèi)燃燒緩慢，進而火焰噴射速度下降，降低了主燃燒室內(nèi)的點火能量，影響發(fā)動機的點火穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使船用大缸徑氣體發(fā)動機內(nèi)稀薄混合氣容易點燃的船用大缸徑氣體發(fā)動機的預(yù)燃室。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部，預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部之間形成預(yù)燃室腔體，在預(yù)燃室上部設(shè)置兩個火花塞，預(yù)燃室上部開有燃氣噴射通道和兩個燃氣噴射通道出口，預(yù)燃室下部開有火焰噴射通道，預(yù)燃室腔體的上部為倒ω形。

本發(fā)明還可以包括：

1、兩個火花塞分別設(shè)置在預(yù)燃室上部倒ω形兩端凹坑的中心處。

2、倒ω形的型線頂點處為圓弧形。

3、火焰噴射通道為沿軸向呈對稱布置的人字形。

4、在預(yù)燃室上部頂壁和預(yù)燃室上部側(cè)壁之間有圓角過渡段。

本發(fā)明提供了一種能夠使船用大缸徑氣體發(fā)動機內(nèi)稀薄混合氣容易點燃的氣體發(fā)動機預(yù)燃室。包括預(yù)燃室上部和預(yù)燃室下部，針對船用大缸徑氣體發(fā)動機的工作特點，在預(yù)燃室上部設(shè)置了雙火花塞，同時為了合理組織預(yù)燃室內(nèi)氣流運動，將預(yù)燃室腔體上部設(shè)計為倒ω形，配合相應(yīng)的燃氣通道，使火花塞附近形成較濃的混合氣，以上措施保證了預(yù)燃室容積較大時預(yù)燃室內(nèi)混合氣的可靠點火以及火焰進入燃燒室時有較高的噴射速度，從而使大缸徑氣體發(fā)動機有更高的點火能量來保證稀薄燃燒。

工作原理及過程：

使用時，需放置在船用氣體發(fā)動機氣缸中，通過燃氣加濃噴射使得預(yù)燃室內(nèi)形成適宜點燃的濃混合氣，點火時需借助安裝在預(yù)燃室上部的火花塞。點火后預(yù)燃室內(nèi)的壓力迅速升高，使得高溫燃氣以火焰射流的形式經(jīng)通道進入主燃燒室。預(yù)燃室中的火焰經(jīng)通道進入主燃燒室并發(fā)展形成多束火焰點燃主燃燒室內(nèi)的稀薄混合氣，同時在主燃燒室內(nèi)產(chǎn)生強烈的湍流擾動，提高稀薄混合氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，拓展稀薄燃燒的界限，使得發(fā)動機獲得更高的熱效率以及更好的排放效果。

本發(fā)明所具有的有益效果是：提供了一種船用大缸徑氣體發(fā)動機預(yù)燃室，通過在船用氣體發(fā)動機中設(shè)置本發(fā)明，使得一部分較濃混合氣先在預(yù)燃室內(nèi)燃燒，由于預(yù)燃室內(nèi)燃氣濃度較高，且組織了合理的氣流運動，因而很容易點燃，點燃后，火焰會從預(yù)燃室下部底端的火焰孔噴出，迅速擴大火焰燃燒范圍，使主燃燒室內(nèi)的稀薄混合氣更容易點燃，預(yù)燃室氣體燃燒后產(chǎn)生的能量要遠大于火花塞的能量，從而保證了船用大缸徑氣體發(fā)動機內(nèi)稀薄混合氣的可靠點火。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的預(yù)燃室裝置在發(fā)動機氣缸內(nèi)的安裝示意圖。

圖2是本發(fā)明的用于船用大缸徑氣體機預(yù)燃室的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明進行詳細闡述。

結(jié)合圖2，本發(fā)明的用于船用大缸徑氣體發(fā)動機的預(yù)燃室裝置包括預(yù)燃室上部1、預(yù)燃室下部2，預(yù)燃室上部1和預(yù)燃室下部2之間形成預(yù)燃室腔體3，預(yù)燃室腔體3上部呈倒ω形。倒ω形的型線頂點處為圓弧形，可以根據(jù)不同的氣流引導需要調(diào)整其曲率半徑。預(yù)燃室還包括火花塞4和火花塞5，火花塞4和火花塞5分別設(shè)置在預(yù)燃室上部倒ω形兩端凹坑的中心處。為滿足預(yù)燃室內(nèi)混合氣濃度的合理分布，沿壓縮過程中預(yù)燃室內(nèi)的氣體流向，在火花塞4和火花塞5的上游分別設(shè)置了燃氣通道出口7和8，使得點燃時火花塞4和火花塞5附近的燃氣濃度更高以保證預(yù)燃室內(nèi)的可靠點火。

此外，在預(yù)燃室下部2的底端設(shè)置有火焰噴射通道10，通道沿軸向呈對稱布置，用于連接預(yù)燃室下部2和下方的主燃燒室，在壓縮沖程，主燃燒室內(nèi)的稀混合氣經(jīng)此通道進入預(yù)燃室內(nèi)。在預(yù)燃室上部頂壁和預(yù)燃室上部側(cè)壁之間有圓角過渡段9，過渡段9為圓弧形，其曲率半徑大于整個預(yù)燃室回轉(zhuǎn)半徑的1/6。在保證過渡段9的圓角半徑的同時，使兩個火花塞的安裝位置盡量遠離，即預(yù)燃室上部的倒ω形兩端凹坑盡量遠離，以使得火焰?zhèn)鞑r從圖2中預(yù)燃室的左上角和右上角分別延逆時針和順時針方向傳播至預(yù)燃室下部，在火焰通道處匯合，以充分利用預(yù)燃室的空間。

本發(fā)明提供的船用大缸徑氣體發(fā)動機的預(yù)燃室裝置，在預(yù)燃室上部設(shè)置了雙火花塞，同時為了合理組織氣流將預(yù)燃室腔體上部設(shè)計為倒ω形，與現(xiàn)有的預(yù)燃室相比，雙火花塞的應(yīng)用縮短了預(yù)燃室內(nèi)的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，加快了預(yù)燃室內(nèi)的燃燒速度，為了更好的了解本發(fā)明提供的預(yù)燃室裝置，結(jié)合圖2進一步介紹本發(fā)明提供的預(yù)燃室裝置的工作原理。

在壓縮沖程，來自主燃燒室的稀薄混合氣經(jīng)預(yù)燃室下部通道進入預(yù)燃室，經(jīng)過預(yù)燃室上部的倒ω形狀的氣流導向，分別流向兩側(cè)的火花塞，使火花塞附近有一定的流速，且在預(yù)燃室上部有一定的湍流，以加快點火時的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，在火焰?zhèn)鞑r火焰能先充滿預(yù)燃室上部空間，再通過預(yù)燃室下部進入主燃燒室，充分利用了預(yù)燃室內(nèi)的空間。同時，在火花塞沿著氣流流向的上游方向分別設(shè)置兩個燃氣通道，在特定的時刻噴射燃氣，使預(yù)燃室內(nèi)的混合氣在火花塞附近濃度較高，同時在預(yù)燃室的兩側(cè)由上到下濃度逐漸降低。結(jié)合不同工況，通過控制燃氣通道的噴射量可使得預(yù)燃室內(nèi)部混合氣濃度保持在合理的范圍，從而提高點火穩(wěn)定性。

本發(fā)明的預(yù)燃室上部呈倒ω形，每個凹坑內(nèi)分別設(shè)置有火花塞和燃氣噴射通道，火花塞位于凹坑正上方，燃氣噴射通道位于凹坑靠近氣缸中心軸線一側(cè)。預(yù)燃室下部成球形，預(yù)燃室下部底端開有人字形火焰噴射通道。本發(fā)明最大的特點在于：針對大缸徑氣體發(fā)動機工作方式，在預(yù)燃室內(nèi)配置了雙火花塞，同時為了合理組織預(yù)燃室內(nèi)的氣流運動，將預(yù)燃室上部設(shè)計為倒ω形狀，提高了預(yù)燃室內(nèi)混合氣的點火穩(wěn)定性，進而促進主燃燒室內(nèi)燃料的穩(wěn)定燃燒。

本發(fā)明提供的船用大缸徑氣體發(fā)動機的預(yù)燃室裝置，通過對預(yù)燃室上部形狀的設(shè)計和火花塞的布置，對預(yù)燃室內(nèi)部氣流進行了合理組織，使得預(yù)燃室內(nèi)的混合氣在點火時有合理的濃度分布，即在火花塞附近較濃，且火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，在點火后可以迅速充滿預(yù)燃室上部，合理利用了預(yù)燃室空間。提高了主燃燒室內(nèi)的點火能量及點火穩(wěn)定性，保證了大缸徑氣體發(fā)動機內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性和燃燒速率。

以上描述僅為本申請的實例以及對所運用技術(shù)原理的說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，可以在不脫離本發(fā)明范圍的前提下做出各種變動以適應(yīng)不同的情況。因此，本發(fā)明不局限于公開的具體實施方案，而是包括落在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施方案。