一种引燃装置、发动机和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，更具体地，涉及一种引燃装置、一种发动机和一种车辆。


背景技术：

2.随着双碳政策的推进，甲醇作为燃料应用到内燃机上，具有更为积极的意义。经过多年的技术攻关，我国在甲醇内燃机开发中，取得了很大的突破和进展，但甲醇汽车的持续推广，仍然需要从业者踏实做好技术提升工作，其中持续提升热效率就是一个永恒的话题，而对于甲醇汽车来说，低温冷起动技术依然面临着挑战。具体原因为：
3.甲醇具有高汽化潜热、低蒸汽压及低热值的燃料特性，在保持边界一致的前提下，发动机输出同样的扭矩，甲醇蒸发吸收的热量是汽油的6倍以上，在发动机正常运行时，这种燃料特性有助于提升发动机热效率，但在发动机低温冷起动时，容易造成甲醇燃料蒸发困难、缸内温度较低，导致发动机冷起动困难。
4.基于甲醇燃料汽化潜热高、蒸气压低的特点，甲醇燃料喷射后会使发动机缸内温度急剧下降，而在低温下冷起动时，缸内温度本来就很低，甲醇吸热后造成缸内温度继续下降，于是大量甲醇分子形成液滴挂在壁面上，呈现缸内实际可燃混合气浓度及温度都较低的双重不利因素，最终发动机难以起动。
5.为了解决低温冷起动的问题，我们做了大量的试验开发工作，核心关注点是为了解决甲醇燃料的雾化和蒸发问题，单项及组合采取了进气道加热、甲醇燃料加热、水套内冷却液加热及缸内混合气加热方案，可以有效解决低温冷起动问题。但以上加热方案涉及零部件较多，零部件自身热容总量很大；且以上方案涉及空间范围广、散热面积大，热损失大大增加，这就造成了加热部件需求功率大、加热时间长的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例提供了一种引燃装置，能够解决甲醇发动机冷起动困难、加热部件需求功率大、加热时间长的问题。
7.本实用新型实施例还提供了一种发动机和一种车辆。
8.本实用新型实施例提供的引燃装置，包括：壳体，所述壳体具有安装腔和引燃腔，所述安装腔和所述引燃腔之间具有共有壁，所述共有壁之外的所述引燃腔的腔壁具有引燃孔；火花塞，自所述安装腔穿设在所述共有壁上，用于对所述引燃腔进行点火；和加热部件，自所述安装腔穿设在所述共有壁上，用于对所述引燃腔进行加热。
9.在一示例性实施例中，所述引燃装置还包括：点火线圈，设于所述安装腔、并与所述火花塞电连接。
10.在一示例性实施例中，所述点火线圈的外表面设有绝缘层。
11.在一示例性实施例中，所述火花塞的第一端为点火端、第二端为电连接端，所述点火端位于所述引燃腔，所述电连接端位于所述安装腔、并与所述点火线圈电连接。
12.在一示例性实施例中，所述加热部件的第一端为加热端、第二端设有电源线，所述加热端位于所述引燃腔，所述电源线经过所述安装腔的内侧面和所述点火线圈的外侧面之间、并伸出所述壳体。
13.在一示例性实施例中，所述加热部件旋装在所述共有壁上，所述加热部件的第二端设有用于驱动所述加热部件转动的操作部。
14.在一示例性实施例中，所述加热部件包括一个或沿所述火花塞的周向间隔设置的多个。
15.在一示例性实施例中，所述共有壁之外的引燃腔的腔壁为球曲面壁，所述球曲面壁开设有多个所述引燃孔；所述壳体的外侧面设有环形槽，所述环形槽套设有密封圈。
16.本实用新型实施例提供的发动机，包括设有燃烧室的缸盖总成和上述任一实施例所述的引燃装置，所述引燃装置穿设在所述缸盖总成上，所述引燃腔伸入所述燃烧室内。
17.本实用新型实施例提供的车辆，包括上述任一实施例所述的发动机。
18.本实用新型实施例提供的引燃装置，应用于发动机，在低温冷起动前，加热部件通电加热，因引燃腔内部容积很小，即使考虑引燃装置本身热容量及传热影响，相较于传统进气道加热和缸内加热方案，也会极大程度缩短加热时间，降低需求功率，当引燃腔温度满足冷起动条件时，发动机起动，开始倒拖、喷油、点火，引燃腔内燃料因蒸发良好很快被火花塞点燃，引燃腔内火焰自引燃孔冲出引燃腔引燃整个燃烧室，能够成功启动发动机，适用于甲醇发动机、汽油发动机等，能够解决相关技术中存在的甲醇发动机冷起动困难、加热部件需求功率大、加热时间长的问题。
19.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
20.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
21.图1为本实用新型一实施例所述的发动机的局部结构剖视示意图；
22.图2为图1中引燃装置的剖视结构示意图；
23.图3为图2中引燃装置的局部结构示意图；
24.图4为图1中引燃装置的主视结构示意图。
25.其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的关系为：
26.100缸盖总成，110燃烧室，120水套，200引燃装置，210壳体，211安装腔，212引燃腔，213共有壁，214引燃孔，220火花塞，221点火端，222电连接端，230加热部件，231加热端，232电源线，233操作部，240点火线圈，250密封圈。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及
实施例中的特征可以相互任意组合。
28.本实用新型实施例提供的发动机，如图1所示，包括设有燃烧室110的缸盖总成100和引燃装置200，引燃装置200穿设在缸盖总成100上。如图1至图4所示，引燃装置200包括：壳体210，壳体210具有安装腔211和引燃腔212，引燃腔212伸入燃烧室110内，安装腔211和引燃腔212之间具有共有壁213，共有壁213之外的引燃腔212的腔壁具有引燃孔214；火花塞220，自安装腔211穿设在共有壁213上，用于对引燃腔212进行点火，使得引燃腔212内的燃料燃烧；和加热部件230，自安装腔211穿设在共有壁213上，用于对引燃腔212进行加热。
29.该发动机，在低温冷起动前，加热部件230通电加热，因引燃腔212内部容积很小，即使考虑引燃装置200本身热容量及传热影响，相较于传统进气道加热和缸内加热方案，也会极大程度缩短加热时间，降低需求功率，当引燃腔212温度满足冷起动条件时，发动机起动，开始倒拖、喷油、点火，引燃腔212内燃料因蒸发良好很快被火花塞220点燃，引燃腔212内火焰自引燃孔214冲出引燃腔212引燃整个燃烧室110，能够成功启动发动机，适用于甲醇发动机、汽油发动机等，能够解决相关技术中存在的甲醇发动机冷起动困难、加热部件230需求功率大、加热时间长的问题。
30.当发动机运行稳定后，通过ecu控制加热部件230断开电源，停止加热；而且发动机运行过程中燃烧室110通过引燃腔212进行引燃，可以提升发动机稀燃程度，从而达到降低甲醇消耗的目的。
31.其中，由于燃烧室110与引燃腔212是通过引燃孔214连通的，燃料供入燃烧室110内，处于燃烧室110内的燃料会自引燃孔214进入引燃腔212内，即引燃腔212的进燃料方式为被动进燃料式(也被叫做被动进油式)。发动机启动后，启动机不再驱动曲轴转动。
32.在一示例性实施例中，如图1所示，引燃装置200还包括：点火线圈240，设于安装腔211、并与火花塞220电连接，点火线圈240向火花塞220供电，实现火花塞220点火。
33.在一示例中，如图1所示，点火线圈240的外表面设有绝缘层。如图1至图3所示，加热部件230的第一端为加热端231，加热端231位于引燃腔212，用于对引燃腔212进行加热，使得引燃腔212及引燃腔212内部的燃料温度升高。加热部件230的第二端设有电源线232，电源线232经过安装腔211的内侧面和点火线圈240的外侧面之间的间隔伸出壳体210(结合图1和图2进行理解)，与发动机的主线束电连接。
34.在一示例中，如图1至图3所示，火花塞220的第一端为点火端221，点火端221位于引燃腔212，用于对引燃腔212进行点火，点燃引燃腔212内的燃料。如图1和图2所示，火花塞220的第二端为电连接端222，电连接端222位于安装腔211、并与点火线圈240电连接，点火线圈240向火花塞220供电，实现火花塞220点火。
35.可以是，加热部件230设置一个；或者可以是，如图1至图3所示，加热部件230沿火花塞220的周向间隔设置多个，多个可以是2个、3个或4个等；本领域技术人员可以根据需要进行合理设定，均可实现本技术的目的，其宗旨未脱离本实用新型的设计思想，在此不再赘述，均应属于本技术的保护范围内。
36.在一示例性实施例中，如图3所示，加热部件230旋装在共有壁213上。可以是，如图3所示，加热部件230的外侧面设有外螺纹，共有壁213设有内螺纹孔，加热部件230的第二端设有用于驱动加热部件230转动的操作部233，扳手伸入安装腔211内进行驱动操作部233转动，加热部件230随操作部233一起转动，实现加热部件230在共有壁213上进行安装和拆卸。
其中，操作部233可以设置为外六角头。
37.在一示例性实施例中，如图1至图4所示，共有壁213之外的引燃腔212的腔壁为球曲面壁，球曲面壁开设有多个引燃孔214，这样引燃腔212内火焰自引燃孔214会更大范围地进入燃烧室110，能够更好地引燃整个燃烧室110，这样发动机的热效率更高。图1至图4所示，多个引燃孔214可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或9个等，本领域技术人员可以根据需要进行合理选择，均可实现本技术的目的，其宗旨未脱离本实用新型的设计思想，在此不再赘述，均应属于本技术的保护范围内。
38.在一示例性实施例中，如图1和图2所示，壳体210的外侧面设有环形槽，环形槽套设有密封圈250。缸盖总成100内部设有水套120，壳体210穿过水套120，壳体210下部与水套120下方的缸盖总成100之间通过过盈压装的方式进行密封配合，壳体210上部通过密封圈250与水套120上方的缸盖总成100进行密封配合，使水套120形成一个封闭区域。
39.本技术的引燃装置200，加热部件230仅对引燃腔212进行加热，因引燃腔212体积小，涉及周边零部件仅有火花塞220和引燃腔212的腔壁，这两部分相对热容量较低，需求热量较小，故加热部件230需求功率小，加热时间短，对车载电源电量需求低，传统汽车电源就可以满足用电需求，可以有效降低发动机启动时加热部件230的加热时间，满足产业化需求；同时可进一步实现稀燃，提升发动机热效率。
40.在一实施例中，发动机为甲醇发动机。
41.本实用新型实施例提供的车辆(图中未示出)，包括上述任一实施例所述的发动机。
42.该车辆，具备上述任一实施例提供的发动机的全部优点，在此不再赘述。
43.综上所述，本实用新型实施例提供的引燃装置，应用于发动机，在低温冷起动前，加热部件通电加热，因引燃腔内部容积很小，即使考虑引燃装置本身热容量及传热影响，相较于传统进气道加热和缸内加热方案，也会极大程度缩短加热时间，降低需求功率，当引燃腔温度满足冷起动条件时，发动机起动，开始倒拖、喷油、点火，引燃腔内燃料因蒸发良好很快被火花塞点燃，引燃腔内火焰自引燃孔冲出引燃腔引燃整个燃烧室，能够成功启动发动机，适用于甲醇发动机、汽油发动机等，能够解决相关技术中存在的甲醇发动机冷起动困难、加热部件需求功率大、加热时间长的问题。
44.在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
45.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在
不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。