本发明专利技术具体涉及一种预燃室结构、预燃室的优化方法及内燃机，该预燃室结构用于内燃机，包括气缸盖、预燃室本体和火花塞。气缸盖内设有第一容纳腔，及用于封堵所述内燃机的主燃烧室的第一侧面。预燃室本体设于气缸盖上并凸出第一侧面设置，预燃室本体的内部设有预燃室，沿垂直于第一侧面的方向，预燃室具有相对设置的第一内壁和第二内壁，第一内壁上开设有与预燃室相连通的多个喷孔。火花塞设在第一容纳腔中，且火花塞的点火端伸入预燃室的内部并与预燃室的内壁间隔设置，并且点火端与第一内壁之间的距离小于点火端与第二内壁之间的距离。本发明专利技术的预燃室结构，有助于解决现有预燃室结构存在的扫气困难、点火性能差、预燃室的体积利用率低的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机，具体涉及一种预燃室结构、预燃室的优化方法及内燃机。
技术介绍
1、高能点火是提升点燃式发动机热效率的有效方式，预燃室的点火能量高出普通火花塞点火几个数量级，因此对于加快燃烧速度、提高热效率具有明显的作用。
2、目前，预燃室内火花塞布置于预燃室顶部，火花塞点火后预燃室内压力从顶部传到下部喷孔处。
3、但是，由于被动预燃室中的空燃比由残余废气和主燃烧室中进入的混合气共同决定，没有单独的调节手段。而将预燃室火花塞布置于预燃室顶部，主要存在两个问题：其一，顶部火花塞扫气困难，点火性能差，存在失火的风险，其二，顶部点火，火焰沿预燃室顶部往下部传播，预燃室顶部燃料燃烧产生的高温高压气体将底部未燃燃料挤出预燃室，这就造成底部燃料未利用，预燃室的体积利用率低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是至少解决现有预燃室结构存在的扫气困难，点火性能差，以及预燃室的体积利用率低的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
2、本专利技术的第一方面提出了一种预燃室结构，用于内燃机，所述预燃室结构包括：
3、气缸盖，所述气缸盖内设置有第一容纳腔，所述气缸盖具有用于封堵所述内燃机的主燃烧室的第一侧面；
4、预燃室本体，所述预燃室本体设于所述气缸盖上并凸出所述第一侧面设置，所述预燃室本体的内部设置有预燃室，沿垂直于所述第一侧面的方向，所述预燃室具有相对设置的第一内壁和第二内壁，所述第一内壁上开设有与所述预燃室相连通的多个喷孔；
<
p>5、火花塞，所述火花塞设置在所述第一容纳腔中，且所述火花塞的点火端伸入所述预燃室的内部并与所述预燃室的内壁间隔设置，并且所述点火端与所述第一内壁之间的距离小于所述点火端与所述第二内壁之间的距离。6、本专利技术所述的预燃室结构，包括气缸盖、预燃室本体和火花塞。通过将火花塞的点火端，即火花塞跳火间隙，设置于预燃室的内部。点火端与第一内壁之间的距离小于点火端与第二内壁之间的距离，且第一内壁上开设有与预燃室相连通的多个喷孔，使得火花塞点火时刻位于压缩上止点前，此时，预燃室内的气流方向沿第一方向设置，第一方向为第一内壁面向第二内壁的方向，火花塞点火后，由于沿第一方向传播的火焰速度较快，且火花塞的点火端与第二内壁之间具有一定的空间，使得预燃室内的火焰传播较为充分，预燃室内燃料燃烧较为充分，有助于解决现有预燃室结构存在的扫气困难，点火性能差，以及预燃室的体积利用率低的问题。同时，预燃室室内形成的压力更高，使得射流能量更大，喷射火焰的贯穿距更远。
7、另外，根据本专利技术的预燃室结构，还可具有如下附加的技术特征：
8、在本专利技术的一些实施例中，所述多个喷孔包括第一喷孔，和多个第二喷孔，所述多个第二喷孔以所述第一喷孔为中心间隔布置。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述点火端与所述第一内壁之间的距离为所述点火端与所述第二内壁之间的距离的1/3～1/2。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述预燃室设置为圆柱形，所述预燃室的直径为10～15mm；
11、和/或，所述预燃室的高度为20～25mm。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述气缸盖内设置有与所述第一容纳腔相连通的第二容纳腔，所述第二容纳腔用于安装所述预燃室本体，所述第一容纳腔与所述第二容纳腔呈角度设置。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述第二容纳腔的内壁上构造有内螺纹，所述预燃室本体的部分螺接在所述第二容纳腔上。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述预燃室具有螺旋角、锥角和孔径，其中，所述螺旋角的取值范围为5°～15°，所述锥角的取值范围为130°～150°，所述孔径的取值范围为0.8mm～2mm。
15、本专利技术的第二方面还提出了一种预燃室的优化方法，包括：
16、根据发动机实际情况布置预燃室，其中，火花塞插入所述预燃室中，且所述火花塞的跳火间隙处于所述预燃室的下部空间；
17、对采用跳火间隙的预设高度、预设螺旋角、预设锥角和预设孔径的预燃室进行仿真，根据仿真结果确定螺旋角的第一优化方向；
18、根据所述第一优化方向，寻优，得到螺旋角优化结果；
19、对采用所述预设高度、所述螺旋角优化结果、所述预设锥角和所述预设孔径的预燃室进行仿真，根据仿真结果确定锥角的第二优化方向；
20、根据所述第二优化方向，寻优，得到锥角优化结果；
21、对采用所述预设高度、所述螺旋角优化结果、所述锥角优化结果和所述预设孔径的预燃室进行仿真，根据仿真结果确定孔径的第三优化方向；
22、根据所述第三优化方向，寻优，得到孔径优化结果；
23、对采用所述预设高度、所述螺旋角优化结果、所述锥角优化结果和所述孔径优化结果的预燃室进行仿真，根据仿真结果确定主燃烧室内的燃烧参数是否符合预设要求，如果是，则结束仿真，如果否，则确定跳火间隙高度的第四优化方向；
24、根据所述第四优化方向，寻优，得到高度优化结果。
25、在本专利技术的一些实施例中，所述根据所述第四优化方向，寻优，得到高度优化结果包括：
26、对采用所述高度优化结果、所述螺旋角优化结果、所述锥角优化结果和所述孔径优化结果的预燃室进行仿真；
27、根据仿真结果确定主燃烧室内的燃烧参数是否符合预设要求，如果是，则结束仿真，如果否，则调整跳火间隙的高度参数，并依次重新获取所述螺旋角优化结果、所述锥角优化结果和所述孔径优化结果。
28、本专利技术的第三方面还提出了一种内燃机，所述内燃机具有本专利技术所述的预燃室结构。
29、相较于现有技术，本专利技术所述的内燃机和上述预燃室结构具有相同的有益效果，在此不再赘述。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预燃室结构，用于内燃机，其特征在于，所述预燃室结构包括：
2.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述多个喷孔包括第一喷孔和多个第二喷孔，所述多个第二喷孔以所述第一喷孔为中心间隔布置。
3.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述点火端与所述第一内壁之间的距离为所述点火端与所述第二内壁之间的距离的1/3～1/2。
4.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述预燃室设置为圆柱形，所述预燃室的直径为10～15mm；
5.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述气缸盖内设置有与所述第一容纳腔相连通的第二容纳腔，所述第二容纳腔用于安装所述预燃室本体，所述第一容纳腔与所述第二容纳腔呈角度设置。
6.根据权利要求5所述的预燃室结构，其特征在于，所述第二容纳腔的内壁上构造有内螺纹，所述预燃室本体的部分螺接在所述第二容纳腔上。
7.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述预燃室具有螺旋角、锥角和孔径，其中，所述螺旋角的取值范围为5°～15°，所述锥角的取值范围为130°～150°，所述孔径的取值范围为0.8mm～2mm。
8.一种预燃室的优化方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的预燃室的优化方法，其特征在于，所述根据所述第四优化方向，寻优，得到高度优化结果包括：
10.一种内燃机，其特征在于，所述内燃机具有根据权利要求1-6中任一所述的预燃室结构。
...
【技术特征摘要】
1.一种预燃室结构，用于内燃机，其特征在于，所述预燃室结构包括：
2.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述多个喷孔包括第一喷孔和多个第二喷孔，所述多个第二喷孔以所述第一喷孔为中心间隔布置。
3.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述点火端与所述第一内壁之间的距离为所述点火端与所述第二内壁之间的距离的1/3～1/2。
4.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述预燃室设置为圆柱形，所述预燃室的直径为10～15mm；
5.根据权利要求1所述的预燃室结构，其特征在于，所述气缸盖内设置有与所述第一容纳腔相连通的第二容纳腔，所述第二容纳腔用于安装所述预燃室本体，所述第一容纳腔与所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：宿兴东，谷允成，张海瑞，曾凡，王雪鹏，刘洪哲，韩雨，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。