[實用新型]內燃機

有效

• 申請號: 201621090140.3
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN206221056U
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: J·D·喜爾得納;A·J·勒茨
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02B19/00
• 分類號: F02B19/00;F02B23/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本實用新型涉及一種內燃機。具體地，本實用新型涉及一種設置在內燃機的預燃室和主燃燒室中的火花塞，以防止稀薄失火。

背景技術

內燃機在運行過程中通常排放氮氧化物（“NO_x”）。當氮和氧均存在于燃燒所用的空氣中時，在主燃燒室中混合，便形成這些氮氧化物。通常，所形成的NO_x水平隨著燃燒室中的最高燃燒溫度的升高而增加，由此，可以通過使主燃燒室中的最高燃燒溫度最小化來減少NO_x的排放。

為此，使用較稀薄的燃料混合物來降低主燃燒室中的最高燃燒溫度，從而減少所排放的NO_x的量。當與化學當量的空燃比相比時，稀薄的燃料混合物具有相對較大的空燃比。因此，在燃料混合物中使用更多的空氣可以有利地減少NO_x的排放。

進一步，多數內燃機采用火花塞在發動機循環中周期性地點燃空氣/燃料混合物。然而，隨著燃燒室尺寸的增加，火花塞誘導燃燒的效率降低。這種現象部分是因為火花塞所產生的電弧非常局部化。當空燃比較稀、以便減少排放并增加燃料效率時，這種情況尤其嚴重。例如，在大燃燒室中，可能需要相對較長的時間讓燃燒過程在整個燃燒室中蔓延。此外，使用稀薄的空燃比可以導致不完全的燃燒，即主燃燒室中的稀薄失火。而且，主燃燒室中的湍流可能在稀薄空氣燃料混合物燃燒之前使點火火焰熄滅。發動機中的稀薄失火導致功率輸出下降以及未燃燒燃料的量的增加。在一些情況下，點火火焰的熄滅導致發動機停機。

為了將不完全燃燒的發生情況減至最少，一些內燃機結合了預燃燒室或預燃室。濃縮或非濃縮燃料都可以在這些預燃室中前進。在預燃室中的燃料點火產生燃燒燃料的射流，其被引入主燃燒室，從而點燃主燃燒室內的稀薄空氣-燃料混合物。來自預燃室的射流火焰通常足以使主燃燒室中的稀薄空氣燃料混合物完全燃燒。

美國第5,832,892號專利公開了一種主燃燒室和副燃燒室，以防止發動機爆震。主燃燒室和副燃燒室均具有火花塞，配置成點燃對應的燃燒室中的進料。第5,832,892號專利公開了在主燃燒室中的火花塞點火，以形成到達副燃燒室的入口開口的火焰鋒。火焰鋒到達入口開口之后，該入口開口打開。來自主燃燒室的火焰通過入口開口之后，副燃燒室中的火花塞點燃副燃燒室中的進料。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種內燃機，可以防止內燃機的主燃燒室稀薄失火。

在本實用新型的一個方面，公開了一種內燃機，包括主燃燒室、預燃室、第一火花塞和第二火花塞；所述主燃燒室與預燃室流體連通，所述第一火花塞設置在預燃室內，用于點燃進料，以形成引入主燃燒室的火焰射流；所述第二火花塞設置在主燃燒室內，用于點燃主燃燒室內位于來自預燃室的火焰射流的路徑上的進料；所述第二火花塞用于在第一火花塞點燃預燃室內的進料前點燃主燃燒室內的進料。

進一步的，所述內燃機還包括用于將所述進料引入所述預燃室的進料閥。

優選地，所述第二火花塞設置成靠近所述主燃燒室的中心或者緊鄰所述預燃室。所述預燃室設置在所述主燃燒室的中心部位。

又進一步的，所述內燃機還包括電子控制單元，其用于致動所述第一火花塞和所述第二火花塞，并控制所述第一火花塞和第二火花塞的點火正時。

本實用新型通過在內燃機的預燃燒室或預燃室中設置第一火花塞，在內燃機的主燃燒室中設置第二火花塞，通過控制第二火花塞在第一火花塞點燃預燃室內的進料前點燃主燃燒室內的進料，從而可以保證預燃室和主燃燒室中的進料完全燃燒，防止主燃燒室稀薄失火。

附圖說明

圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的一種內燃機的橫截面圖，其中火花塞被致動；

圖2示出了一種內燃機的橫截面圖，其中另一個火花塞被致動；

圖3示出了一種內燃機的橫截面圖，其中在主燃燒室內引入火焰射流；

圖4示出了根據本實用新型的另一個實施例的一種內燃機的橫截面圖。

具體實施方式

本實用新型涉及一種用于提高燃燒過程并防止失火的內燃機。圖1示出了示例性發動機100，其配置成為任何車輛提供動力。在示例性實施例中，發動機100可以是用于地面作業機械的內燃機。在各種其它實施例中，發動機100可以是基于固態、液態或氣態燃料而運行的任何發動機，其用于各種用途，比如汽車、建筑機械、任何運輸車輛等。