主动预燃室式发动机点火装置的制作方法

1.本发明是关于发动机制造领域，特别是关于一种主动预燃室式发动机点火装置。


背景技术：

2.现行点燃式活塞发动机一般是在进气总管增加混合器，燃气单点喷射，把燃料气体和新鲜空气进行混合后，分别送入各个气缸，在压缩终点附近，靠火花点燃混合的可燃气。
3.现有技术的发动机点火方式目前主要分为：一是采用火花塞，如图1所示；二是采用预燃室，如图2所示；二者均可实现火花点火。但是，目前的预燃室式的点火方式基本都是被动式的，即预燃室的可燃混合气是从气缸内倒灌进气的。
4.现有技术的发动机点火方式存在以下缺陷：
5.火花塞直接点燃方式，需要更高的点火能量，对火花塞可靠性和耐久性要求苛刻，且燃烧和火焰传播不稳定，易发生失火。另外，结构上，为了保证压缩比，相对于柴油机而言，需要增大燃烧室的容积，因此，要么设计结构复杂的带部分燃烧室的天然气发动机专用气缸盖，要么在柴油机结构基础上尽量加大活塞容积，从而影响活塞可靠性。
6.被动式预燃室点火方式，还是进气管单点进气，对混合燃气浓度要求高，不能太稀薄，否则容易失火，但进气冲程，气门打开早期，上一排气冲程末期，缸内还有高温高压燃气，进气管内高浓度混合气又容易造成进气管回火，存在安全隐患。
7.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种主动预燃室式发动机点火装置，其能够以较低的点火能量实现快速、稳定的稀混合气燃烧，而且杜绝了进气管回火故障。
9.为实现上述目的，本发明提供了一种主动预燃室式发动机点火装置，包括预燃室组件、火花塞、进气连接管、计量阀、燃气喷嘴以及进气管；预燃室组件设置在气缸盖内，预燃室组件包括主动式预燃室，其设置在预燃室组件的下部，主动式预燃室的喷射口设置在气缸盖的进气门和排气门之间，且朝向燃烧室；火花塞设置在预燃室组件内，且火花塞的发火部裸露在主动式预燃室内；进气连接管设置在气缸盖内，且进气连接管的一端与主动式预燃室的进气口连通；计量阀的出气口与进气连接管的另一端连通，计量阀的进气口与可燃气供气管路连通；燃气喷嘴设置在气缸盖上，燃气喷嘴与可燃气供气管路连通，且燃气喷嘴用以向燃烧室喷射可燃气；进气管与设置在气缸盖内的进气门连通，进气管用以通过进气门向燃烧室提供空气。
10.在一优选的实施方式中，主动预燃室式发动机点火装置还包括单向阀，其设置在进气连接管的另一端与计量阀的出气口之间，单向阀用以控制可燃气只能由计量阀流向主动式预燃室。
11.在一优选的实施方式中，计量阀、单向阀以及进气连接管构成供气分路。
12.在一优选的实施方式中，主动预燃室式发动机点火装置还包括控制器，其能够采集曲轴和凸轮轴的相位关系，并通过凸轮轴控制进气门和排气门的打开和关闭时刻，进而通过计量阀控制进入主动式预燃室的可燃气量。
13.在一优选的实施方式中，控制器还能够通过采集曲轴和凸轮轴的相位关系，并通过凸轮轴控制进气门和排气门的打开和关闭时刻，来控制燃气喷嘴的可燃气喷射时刻、喷射量以及火花塞的点火时刻。
14.与现有技术相比，本发明的主动预燃室式发动机点火装置具有以下有益效果：本技术通过在气缸盖内部设置预燃室组件，其中设置主动式预燃室，并在预燃室内设置火花塞，以及通过计量阀、单向阀和进气连接管构成的供气分路给主动式预燃室内提供可燃气，使预燃室的可燃气为主动供气形式，而且单向阀可保证可燃气不会从预燃室倒灌；同时，通过控制器采集曲轴、凸轮轴的相位关系，配合所述凸轮轴对进、排气门的控制，进而控制预燃室和喷嘴的可燃气喷射时刻、喷射量以及所述火花塞的点火时刻。由此，能以较低的点火能量实现快速、稳定的稀混合气燃烧，而且杜绝了进气管回火故障。
附图说明
15.图1是根据现有技术一实施方式的火花塞点火的点火装置的结构示意图；
16.图2是根据本发明一实施方式的被动式预燃室点火的点火装置的结构示意图；
17.图3是根据本发明一实施方式的主动预燃室式发动机点火装置的结构示意图。
18.主要附图标记说明：
19.101-主动式预燃室，102-火花塞，103-进气连接管，104-单向阀，105-计量阀，106-控制器，107-燃气喷嘴，10-气缸体，20-气缸盖，30-活塞，40-进气门，50-排气门，60-进气管。
具体实施方式
20.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
21.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
22.如图3所示，根据本发明优选实施方式的一种主动预燃室式发动机点火装置，包括预燃室组件、火花塞102、进气连接管103、计量阀104、燃气喷嘴107以及进气管60。预燃室组件设置在气缸盖20内，预燃室组件包括主动式预燃室101，其设置在预燃室组件的下部，主动式预燃室101的喷射口设置在气缸盖20的进气门40和排气门50之间，且朝向燃烧室。火花塞102设置在预燃室组件内，且火花塞102的发火部裸露在主动式预燃室101内。进气连接管103设置在气缸盖20内，且进气连接管103的一端与主动式预燃室101的进气口连通。计量阀104的出气口与进气连接管103的另一端连通，计量阀104的进气口与可燃气供气管路连通。燃气喷嘴107设置在气缸盖20上，燃气喷嘴107与可燃气供气管路连通，且燃气喷嘴107用以向燃烧室喷射可燃气。进气管60与设置在气缸盖20内的进气门40连通，进气管60用以通过
进气门40向燃烧室提供空气，从燃气喷嘴107进入的可燃气和从进气门40进入的空气，在气缸体10的气缸孔内的活塞30顶部的燃烧室内充分混合形成可燃混合气。
23.在一些实施方式中，主动预燃室式发动机点火装置还包括设置在进气连接管103的另一端与计量阀104的出气口之间的单向阀104，单向阀104用以控制可燃气只能由计量阀104流向主动式预燃室101。其中计量阀104、单向阀104以及进气连接管103构成供气分路。供气分路连通可燃气供气管路。
24.在一些实施方式中，主动预燃室式发动机点火装置还包括能够采集曲轴和凸轮轴的相位关系的控制器106，控制器106同时与整车电脑、火花塞102、计量阀104、燃气喷嘴107等数据连接。同时控制器106能够通过凸轮轴控制进气门40和排气门50的打开和关闭时刻，进而通过计量阀104控制进入主动式预燃室101的可燃气量。
25.在一些实施方式中，控制器106还能够通过采集曲轴和凸轮轴的相位关系，并通过凸轮轴控制进气门40和排气门50的打开和关闭时刻，来控制燃气喷嘴107的可燃气喷射时刻、喷射量以及火花塞102的点火时刻。
26.综上所述，本发明的主动预燃室式发动机点火装置具有以下优点：本技术通过在气缸盖内部设置预燃室组件，其中设置主动式预燃室，并在预燃室内设置火花塞，以及通过计量阀、单向阀和进气连接管构成的供气分路给主动式预燃室内提供可燃气，使预燃室的可燃气为主动供气形式，而且单向阀可保证可燃气不会从预燃室倒灌；同时，通过控制器采集曲轴、凸轮轴的相位关系，配合所述凸轮轴对进、排气门的控制，进而控制预燃室和喷嘴的可燃气喷射时刻、喷射量以及所述火花塞的点火时刻。由此，能以较低的点火能量实现快速、稳定的稀混合气燃烧，而且杜绝了进气管回火故障。本技术结构简单、可靠性高，可实现气体发动机的复合分级燃烧。
27.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。