[實用新型]一種天然氣轉子發動機的引火槽

有效

• 申請號: 201320049257.7
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN203146104U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 潘劍鋒;范寶偉;劉楊先;邵霞;陳瑞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F02B53/12
• 分類號: F02B53/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本實用新型屬于微燃燒技術和動力機械系統點火技術相結合的領域，具體涉及一種天然氣轉子發動機缸體上的引火槽。?

背景技術

隨著經濟的發展，能源危機和環境污染問題的日益加劇，人們越來越重視天然氣等新能源的利用。轉子發動機是一種新型的發動機，它具有質量輕、體積小、運行平穩、噪聲小、高速性能好等許多往復式發動機無法比擬的優點。轉子發動機由于其燃燒室內部整體的單向流動，使其更適合燃燒氣體燃料。因而天然氣轉子發動機以其高效、清潔等優點，已成為內燃機的重要研究方向。但是由于轉子發動機單向轉動，導致其內部流場為隨轉子運動方向的單向流動，并且流速很大。這同時會帶來兩方面的缺陷：第一，缸內混合氣氣體遷移速度過大造成火花塞附近氣流流速也很大，點火能量容易散失而導致點火不易成功，為了點火成功，發動機需要安裝高能的點火系統，這不但增加發動機成本而且發動機點火系統工作的可靠性較低；第二，并且點火成功后，由于混合氣流速較大，整個火焰面會不斷向前移動，即火焰后鋒面很難固定在火花塞附近，而是不斷被高速氣流帶向燃燒室前部，這樣燃燒室后部的未燃混合氣必須運動到火焰后鋒面才能被點燃，所以燃燒期就長了，而且氣體遷移速度越大，火花點火后的時間越長，火焰后鋒面位置越往前而遠離火花塞，由此，使燃燒期延長，燃氣得不到充分膨脹，這不僅大大提高了燃料的消耗率，還導致排放物的未燃烴含量大為增加。?

為了克服轉子發動機的上述缺點，在轉子發動機上設計引火槽并把火花塞裝在引火槽的底部，由于引火槽底部的氣流速度較小，有利于點火成功，并且點火成功后，已燃混合氣會在槽內產生氣旋，火焰后鋒面就滯留于引火槽處，起到了穩定火焰的作用，保證從燃燒室后部來的混合氣到達引火槽就被點燃，有效地縮短了燃燒持續期，提高熱效率，降低排放物的含量。其中由于設置引火槽的目的是讓氣流流經引火槽時槽內形成氣漩，以降低氣流速度，使火花塞易于點火和穩定火焰后緣，因此引火槽應該有足夠的深度，但是在滿足深度較深的情況下，其寬度的設計面臨兩個互相矛盾的問題即：如果寬度較小，可能會造成火焰在槽內的淬熄，而同時如果寬度較大又不利于氣漩的形成，并且當轉子的密封片經過引火槽時，會引起較大漏氣量，這不利于轉子發動機性能的提高。?

已有引火槽裝置，是在缸體型面上與火花塞相應的位置開設矩形引火槽。為了產生氣漩其深度一般為6mm，其長度大約等于轉子凹坑的寬度，但是引火槽的寬度無法同時滿足防止火焰淬熄和防止漏氣的要求，一般同時考慮這兩方面的問題，而只采用一個中間的折中值，一?般設置為4mm，這樣在很大程度上限制發動機性能的提高。?

實用新型內容

本實用新型目的是設計一種全新的引火槽，使其起到火花塞易于點火和穩定火焰后緣的作用，并同時滿足防止火焰淬熄和防止漏氣的要求。槽道的形狀設計不再是矩形槽，而是為了使氣流平順的進入以在其內部產生合理的氣漩，槽道前后壁面的與氣缸型面的連接處設計為圓弧連接，同時為防止漏氣，槽道的寬度僅為3mm。為了使火花塞易于點火和防止火焰傳播過程中淬熄，把表面附有催化劑（鉑）的碳化硅薄片鑲嵌在引火槽槽道內的前后壁面上。?

本實用新型通過如下技術方案得以實現：一種天然氣轉子發動機的引火槽，包括前壁面、后壁面，和前后壁面之間的槽道；前、后壁面分別由圓弧段和嵌有碳化硅薄片的非圓弧段組成，自底部向氣缸型面平行延伸，在靠近氣缸型面處分別向外側延展形成弧形壁面，其中前壁面一側的弧形半徑小于后壁面一側的弧形半徑；在槽道的非弧形壁面上留有矩形凹坑，凹坑內鑲嵌碳化硅薄片，其中碳化硅薄片上附有鉑催化劑涂層，其中凹坑深度與碳化硅薄片厚度相同，以使前后壁面的圓弧段和嵌有碳化硅薄片的非圓弧段分別能平順的連接。?

在槽道的非弧形壁面上設有碳化硅薄片，碳化硅薄片上有催化劑（鉑）涂層，形成帶有催化劑的通道。?

作為一個具體的實例，上述方案中所述槽道深度為6mm，槽道的寬度為3mm，前壁面一側的圓弧半徑為0.5mm，后壁面一側的大圓弧半徑為1mm。?

本實用新型與現有的引火槽相比，其有益效果有：?

1.引火槽前壁面與氣缸型面用小圓弧連接，后壁面與氣缸型面用大圓弧連接，使引火槽槽道內部產生合理的氣漩，極大提高了點火的成功率，并有利于火焰面后緣的穩定，有利于提高整體燃燒速度；并且槽道的寬度僅為3mm，極大改善了漏氣現象。?

2.把引火槽表面鑲嵌附有催化劑（鉑）的碳化硅薄片，在催化劑——鉑的催化作用下，可以使得天然氣的燃燒所需點火能量降低，并且能夠使燃燒過程在微尺度下可以穩定進行，使火花塞更易于點火并防止火焰傳播過程中淬熄。?