[發明專利]一種預燃室、內燃機及汽車

在審

• 申請號: 201911410600.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111120077A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李金成;劉耀東;楊文蕾;錢丁超;段加全;韓令海;宮艷峰;陳海娥
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02B19/16
• 分類號: F02B19/16
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發明涉及汽車技術領域，公開了一種預燃室、內燃機及汽車。預燃室的用于伸入到內燃機的主燃室的腔室內的一端上開設有第一噴孔，第一噴孔的一端連通預燃室的腔室，另一端連通主燃室的腔室。其中，第一噴孔的孔徑由連通預燃室的腔室的一端向連通主燃室的腔室的一端逐漸增大。本發明的預燃室的優點在于，當高溫高壓氣體通過第一噴孔由預燃室的腔室進入內燃機的主燃室的腔室內時，能夠減小射流火焰的貫穿距，進而避免射流火焰過早地與活塞或主燃室的缸壁接觸，從而降低了傳熱損失。

技術領域

本發明涉及汽車技術領域，尤其涉及一種預燃室、內燃機及汽車。

背景技術

內燃機主要分為汽油機、柴油機等熱力發動機。近年來，傳統汽油機不斷受到油耗法規、排放法規和新能源發展的挑戰。目前，主流量產汽油機的有效熱效率為38-41％。未來，45％乃至更高的有效熱效率成為汽油機行業的迫切需求和發展方向。隨著有效熱效率目標的不斷提升，預燃室在汽油機上的研究和應用逐漸廣泛，被認為是未來汽油機最有希望的技術路線之一。

預燃室一般位于氣缸蓋內，通過一個或數個噴孔與主燃室相連。預燃室內安裝有火花塞，火花塞點燃的高溫高壓氣體從噴孔噴入主燃室，引燃其中的混合氣進行燃燒。由于汽油的點燃極限較窄，淬熄厚度較大，早期的預燃室主要應用在柴油機和氣體發動機上，它們都具有較大的預燃室容積(一般大于主燃燒室容積的3％)和較大的預燃室噴孔直徑。近年來，預燃室技術逐漸應用于賽車的汽油機，它具有較小的預燃室容積(一般小于主燃燒室容積的3％)和較小的預燃室噴孔直徑，相比前者，較小的預燃室噴孔直徑使得預燃室中的射流火焰以更快的速度通過噴孔，在相同的時間內，更廣泛地將燃燒產生的活性基分布到主燃室當中，從而加快燃燒速度，拓寬稀燃極限，提高燃燒效率。

但是當前，預燃室在汽油機上的應用主要存在以下問題：1、在射流火焰提高燃燒速度的同時，如果貫穿距較大，射流火焰過早地與活塞或缸壁接觸，會顯著地增大傳熱，造成熱損傷，得不償失；2、在冷啟動時，需要靠后的燃燒重心來保持較高的尾氣排放溫度，以促進尾氣管路上的催化器的快速起燃(催化器起燃需要較高的溫度)，但預燃室的快速燃燒和過冷的主燃室的壁面，使得燃燒重心很難特別靠后。

因此，亟需提出一種預燃室、內燃機及汽車，能夠解決以上問題。

發明內容

本發明的一個目的在于提出一種預燃室，當高溫高壓氣體由預燃室的腔室進入內燃機的主燃室的腔室內時，能夠減小射流火焰的貫穿距，進而避免射流火焰過早地與活塞或主燃室的缸壁接觸，從而降低傳熱損失。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種預燃室，所述預燃室的用于伸入到內燃機的主燃室的腔室內的一端上開設有第一噴孔，所述第一噴孔的一端連通所述預燃室的腔室，另一端連通所述主燃室的腔室，所述第一噴孔的孔徑由連通所述預燃室的腔室的一端向連通所述主燃室的腔室的一端逐漸增大。

可選地，所述第一噴孔有多個，多個所述第一噴孔以所述預燃室的軸線為中心軸陣列環設于所述預燃室的用于伸入到所述主燃室的腔室內的一端的側壁上。

可選地，各所述第一噴孔的軸線與所述預燃室的軸線不相交，以使各所述第一噴孔呈渦旋狀排布于所述預燃室的側壁上。

可選地，所述第一噴孔的數量為4-8個，所述第一噴孔的軸線與所述預燃室的軸線的夾角為50-80°。

可選地，所述第一噴孔呈圓臺通孔狀，所述第一噴孔連通所述預燃室的腔室的一端的孔徑為0.5-2mm，所述第一噴孔連通所述主燃室的腔室的一端的孔徑為2-4mm。

可選地，所述預燃室的用于伸入到所述主燃室的腔室內的一端的底部中心區域開設有一個用于連通所述預燃室的腔室和所述主燃室的腔室的第二噴孔。

可選地，所述第二噴孔的孔徑從連通所述預燃室的腔室的一端向連通所述主燃室的腔室的一端逐漸增大。