水套空冷式預(yù)燃裝置的制作方法

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)的預(yù)燃裝置。

背景技術(shù)：

大排量燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)一般采用預(yù)燃室點(diǎn)火技術(shù)，在給預(yù)燃室輸送少量的燃料氣后，預(yù)燃室殼體內(nèi)的火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃燃料氣和空氣的混合物產(chǎn)生火焰并通過噴嘴噴出，噴出的火焰在燃燒室中引燃大量的燃料氣體混合物，進(jìn)而燃燒做功。

現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋與預(yù)燃室殼體緊密貼合，形成一個(gè)整體厚度較大的結(jié)構(gòu)，預(yù)燃室殼體與外界幾乎隔絕，散熱效果極差，并使得預(yù)燃室在一段時(shí)間的工作后，預(yù)燃室殼體的溫度高達(dá)幾百度，同時(shí)火花塞的溫度也非常高。

預(yù)燃室殼體的高溫會(huì)出現(xiàn)很多問題，一方面，過高的溫度有可能達(dá)到燃料氣體混合物的燃點(diǎn)，這樣會(huì)使得燃料氣體混合物在與殼體接觸時(shí)就會(huì)立即燃燒，而不受到火花塞點(diǎn)火的控制，也就是說，高溫的預(yù)燃室殼體會(huì)使得燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)內(nèi)部一直燃燒，而不能由火花塞點(diǎn)火來正常地控制并燃燒做功，即不能正常的工作。另一方面，過高的溫度，會(huì)使得預(yù)燃室噴嘴因過熱而融化損壞或是噴孔的方向發(fā)生偏移，而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)不能正常工作。

另外，火花塞的高溫也會(huì)使得點(diǎn)火不安全，輕則發(fā)生躥火現(xiàn)象，更嚴(yán)重話，可能會(huì)因熱變形而發(fā)生炸裂，火花塞的使用壽命也會(huì)大大縮短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種散熱效率高、能夠讓預(yù)燃室殼體、火花塞、預(yù)燃室噴嘴進(jìn)行有效降溫、散熱的水套空冷式預(yù)燃裝置。

本發(fā)明提供了一種水套空冷式預(yù)燃裝置，用于為具有內(nèi)腔的氣缸蓋的內(nèi)燃機(jī)散熱，其特征在于，包括：預(yù)燃室腔殼體，嵌入在內(nèi)腔中，內(nèi)部具有預(yù)燃室腔，下部具有至少一個(gè)噴孔；預(yù)燃室上座，設(shè)置在內(nèi)腔中，一端與預(yù)燃室腔殼體連接，內(nèi)部具有用于安裝火花塞的貫通孔；火花塞連接棒，設(shè)置在貫通孔內(nèi)，一端與火花塞連接，該火花塞連接棒與預(yù)燃室上座的內(nèi)壁之間具有第一環(huán)形間隙，該第一環(huán)形間隙作為空氣進(jìn)氣通道；以及預(yù)燃室水套，套在預(yù)燃室腔殼體和預(yù)燃室上座上，其外壁與氣缸蓋的內(nèi)壁之間設(shè)置有第一通孔，該第一通孔作為進(jìn)水通道，其中，預(yù)燃室水套的內(nèi)壁與預(yù)燃室腔殼體的外壁具有第二環(huán)形間隙，該第二環(huán)形間隙作為第一冷卻水道和進(jìn)水通道連通，預(yù)燃室上座的壁內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)第二通孔，該第二通孔的一端與空氣進(jìn)氣通道連通，另一端與預(yù)燃室腔連通，預(yù)燃室上座的壁內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)第三通孔，該第三通孔作為第二冷卻水道，其一端與第一冷卻水道連通，進(jìn)水通道由外部的內(nèi)燃機(jī)循環(huán)管路引入冷卻水到第一冷卻水道中，該冷卻水再從第一冷卻水道流入到第二冷卻水道后排出，空氣進(jìn)氣通道從外部的空氣源引入冷卻空氣到第二通孔中，冷卻空氣再從第二通孔進(jìn)入預(yù)燃室腔，并通過預(yù)燃室腔后從噴孔排出。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，第二通孔具有四個(gè)，四個(gè)第二通孔內(nèi)均設(shè)置有單向閥，用于使得冷卻空氣單向進(jìn)入至預(yù)燃室腔中。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征，還包括：預(yù)燃室壓塊，與預(yù)燃室上座的另一端固定連接，用于固定預(yù)燃室上座和預(yù)燃室水套，其上設(shè)置有與空氣進(jìn)氣通道連通的進(jìn)風(fēng)孔以及與第二冷卻水道連通的出水槽。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，火花塞連接棒的一端設(shè)置有圓孔，該圓孔用于容納火花塞，火花塞連接棒的內(nèi)壁設(shè)置有第一環(huán)形凹槽，該第一環(huán)形凹槽上套設(shè)有o形圈與火花塞密封。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，預(yù)燃室上座的上部的外壁具有第二環(huán)形凹槽，該第二環(huán)形凹槽上套設(shè)有o形圈用于與預(yù)燃室水套的內(nèi)壁密封。預(yù)燃室上座的下部的外壁具有第三環(huán)形凹槽，該第三環(huán)形凹槽上套設(shè)有o形圈用于與預(yù)燃室腔殼體的內(nèi)壁密封，預(yù)燃室水套的上部的外壁具有第四環(huán)形凹槽，該第四環(huán)形凹槽上套設(shè)有o形圈用于與氣缸蓋的內(nèi)壁密封。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，預(yù)燃室上座的壁內(nèi)還設(shè)置有與外界的燃?xì)膺M(jìn)氣管連通的兩個(gè)第四通孔，兩個(gè)第四通孔作為燃?xì)膺M(jìn)氣通道與預(yù)燃室腔連通。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，第二冷卻水道有六個(gè)，六個(gè)第二冷卻水道呈圓周均勻排布在預(yù)燃室上座內(nèi)，空氣進(jìn)氣通道具有四個(gè)，四個(gè)空氣進(jìn)氣通道、六個(gè)第二冷卻水道、兩個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣通道相錯(cuò)設(shè)置。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，氣缸蓋的下部的內(nèi)壁上設(shè)置有插槽塊，第一通孔設(shè)置在插槽塊上。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，預(yù)燃室腔殼體的內(nèi)部呈倒錐形，預(yù)燃室腔殼體的底部具有呈半球形的噴嘴，該噴嘴上設(shè)置有多個(gè)噴孔。

在本發(fā)明提供的水套空冷式預(yù)燃裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，噴孔的個(gè)數(shù)為6～8個(gè)，這6～8個(gè)噴孔呈圓周均勻排布在噴嘴上。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的水套空冷式預(yù)燃裝置，因?yàn)樵擃A(yù)燃裝置具有預(yù)燃室腔殼體，預(yù)燃室上座、火花塞連接棒以及預(yù)燃室水套，預(yù)燃室水套與預(yù)燃室腔殼體之間具有進(jìn)水通道，一方面，進(jìn)水通道能夠引入冷卻水到第一冷卻水道中，冷卻水再從第一冷卻水道流入到第二冷卻水道后排出；另一方面，空氣進(jìn)氣通道能夠從外部的空氣源引入冷卻空氣到第二通孔中，冷卻空氣再從第二通孔進(jìn)入預(yù)燃室腔，并通過預(yù)燃室腔后從噴孔排出。這兩個(gè)過程的冷卻空氣和冷卻水與火花塞連接棒、火花塞、預(yù)燃室上座、預(yù)燃室腔殼體以及噴嘴接觸，從而實(shí)現(xiàn)了火花塞連接棒、火花塞、預(yù)燃室上座、預(yù)燃室腔殼體以及噴嘴的降溫、散熱，且散熱效率高，能夠防止火花塞因熱變形而發(fā)生炸裂，并提高火花塞使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中水套空冷式預(yù)燃裝置與氣缸蓋的總剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1中b-b方向的剖視放大圖；以及

圖3是圖1中c-c方向的剖視放大圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的水套空冷式預(yù)燃裝置作具體闡述。

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中水套空冷式預(yù)燃裝置與氣缸蓋的總剖面結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示，水套空冷式預(yù)燃裝置100與外部的空氣源通過進(jìn)氣管路(圖中未顯示)連接，由進(jìn)氣管路引入冷卻空氣。水套空冷式預(yù)燃裝置100同時(shí)與外部的內(nèi)燃機(jī)循環(huán)管路(圖中未顯示)連接，通過循環(huán)管路引入冷卻水，在本實(shí)施例中，它豎直地嵌入在內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋200的內(nèi)腔中，水套空冷式預(yù)燃裝置100包括預(yù)燃室腔殼體10、預(yù)燃室上座20、火花塞連接棒30、預(yù)燃室水套40以及預(yù)燃室壓塊50。

預(yù)燃室腔殼體10豎直地嵌入在氣缸蓋200的內(nèi)腔中，它的內(nèi)部具有一個(gè)預(yù)燃室腔11，預(yù)燃室腔11呈倒錐形。預(yù)燃室腔殼體10的底部具有一個(gè)呈半球形的噴嘴12，噴嘴12的周壁上設(shè)置有孔徑為1～8mm的噴孔13，噴孔13有6～8個(gè)，這6～8個(gè)噴孔13在噴嘴12的周壁上的同一高度的上均勻地排布，預(yù)燃室腔11內(nèi)點(diǎn)燃的火焰從這6～8個(gè)噴孔13中噴出，此外，預(yù)燃室腔殼體10的下部的外壁上設(shè)置有環(huán)形的凸臺(tái)14，凸臺(tái)14用來卡住預(yù)燃室腔殼體10，從而對(duì)預(yù)燃室腔殼體10進(jìn)行定位，在本實(shí)施例中，噴孔13的孔徑為5mm，噴孔13的個(gè)數(shù)為6個(gè)。

圖2是圖1中b-b方向的剖視放大圖。

圖3是圖1中c-c方向的剖視放大圖。

如圖1、2、3所示，預(yù)燃室上座20安裝在氣缸蓋200的內(nèi)腔中，它的下端與預(yù)燃室腔殼體10的上端套接固定，預(yù)燃室上座20的內(nèi)部具有貫穿孔，該貫穿孔用來安裝火花塞21，火花塞21的下端與預(yù)燃室上座20內(nèi)部螺紋密封。預(yù)燃室上座20的內(nèi)壁與火花塞連接棒30之間具有第一環(huán)形間隙，該第一環(huán)形間隙作為空氣進(jìn)氣通道22。預(yù)燃室上座20的壁內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)第二通孔23，第二通孔23的上端與空氣進(jìn)氣通道22相連通，第二通孔23的下端與預(yù)燃室腔11相連通。此外，預(yù)燃室上座20的壁內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)第三通孔24，該第三通孔24作為第二冷卻水道。在本實(shí)施例中，第二通孔23具有四個(gè)，四個(gè)第二通孔23呈圓周均勻排布在預(yù)燃室上座20的壁內(nèi)；第三通孔24有六個(gè)，六個(gè)第三通孔24呈圓周排布在預(yù)燃室上座20的壁內(nèi)。

預(yù)燃室上座20的壁內(nèi)還設(shè)置有兩個(gè)第四通孔25，兩個(gè)第四通孔25與外界的燃?xì)膺M(jìn)氣管道(圖中未顯示)相連通，第四通孔25作為燃?xì)膺M(jìn)氣通道，兩個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣通道、四個(gè)空氣進(jìn)氣通道22以及六個(gè)第二冷卻水道相錯(cuò)設(shè)置。預(yù)燃室上座20的上部的外壁上設(shè)置有第二環(huán)形凹槽，該第二環(huán)形凹槽上套設(shè)有o形圈26，使得預(yù)燃室上座20的上部的外壁與預(yù)燃室水套40的內(nèi)壁密封；預(yù)燃室上座20的下部的外壁上具有第三環(huán)形凹槽，該第三環(huán)形凹槽上套設(shè)有o形圈26，使得預(yù)燃室上座20的下部的外壁與預(yù)燃室腔殼體10的內(nèi)部密封。此外，四個(gè)第二通孔23內(nèi)均設(shè)置有單向閥27，使得空氣從第二通孔23內(nèi)單向進(jìn)入至預(yù)燃室腔11中。

火花塞連接棒30設(shè)置在貫穿孔中，它的下端與火花塞21的上端套接，上端從預(yù)燃室壓塊40中伸出，火花塞連接棒30的下端設(shè)置有圓孔，此圓孔用來容納火花塞21，火花塞21的內(nèi)壁設(shè)置有第一環(huán)形凹槽，第一環(huán)形凹槽上設(shè)置有o形圈26，使得火花塞連接棒30與火花塞21密封連接，火花塞21的上端還具有一根穿過火花塞連接棒30且與外界高壓點(diǎn)火線圈相連的火花塞連接線28，高壓點(diǎn)火線圈由內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火模塊(圖中未畫出)控制點(diǎn)火。在本實(shí)施例中，火花塞連接棒30采用聚四氟乙烯制成。

預(yù)燃室水套40套在預(yù)燃室腔殼體10和預(yù)燃室上座20上，它的外壁和氣缸蓋的內(nèi)壁之間設(shè)置有可以插拔的插槽塊41，插槽塊41上具有寬度為2～10mm的方形的第一通孔(圖中未畫出)，該第一通孔作為進(jìn)水通道，內(nèi)燃機(jī)循環(huán)管路中的冷卻水從進(jìn)水通道進(jìn)入，在本實(shí)施例中，進(jìn)水通道的寬度為4mm。

預(yù)燃室水套40的內(nèi)壁和預(yù)燃室腔殼體10的外壁之間具有第二環(huán)形間隙，該第二環(huán)形間隙作為第一冷卻水道42，第一冷卻水道42的下端和進(jìn)水通道連通，上端與第二冷卻水道連通。預(yù)燃室水套40的上部的外壁設(shè)置有第四環(huán)形凹槽，該凹槽上套設(shè)有o形圈26，用來和氣缸蓋200的內(nèi)壁密封。

預(yù)燃室壓塊50和預(yù)燃室上座20的上端通過螺釘固定，它用來固定預(yù)燃室上座20，預(yù)燃室壓塊40內(nèi)橫向設(shè)置有進(jìn)風(fēng)孔51，進(jìn)風(fēng)孔51的右端與空氣進(jìn)氣通道22連通，進(jìn)風(fēng)孔51的左端與進(jìn)氣管路連通。預(yù)燃室壓塊50上還設(shè)置有環(huán)形出水槽52，環(huán)形出水槽52和第二冷卻水道連通，換熱后的冷卻水從第二冷卻水道流到環(huán)形出水槽52中，再由環(huán)形出水槽52流入至內(nèi)燃機(jī)循環(huán)管路中。

本實(shí)施例的水套空冷式預(yù)燃裝置100的工作原理為：

本實(shí)施的水套空冷式預(yù)燃裝置100分別采用冷卻水和冷卻空氣對(duì)火花塞連接棒30、火花塞21、預(yù)燃室上座20、預(yù)燃室腔殼體10以及噴嘴12進(jìn)行降溫、散熱。

圖1中較大的短箭頭表示冷卻水流方向，從外部的內(nèi)燃機(jī)循環(huán)管路流入的冷卻水經(jīng)過進(jìn)水通道流入到第一冷卻水道42中，再由第一冷卻水道42流入到第二冷卻水道，再從第二冷卻水道流到環(huán)形出水槽52中，最后進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)循環(huán)管路，這一過程，冷卻水同時(shí)對(duì)預(yù)燃室上座20、預(yù)燃室腔殼體10以及噴嘴12接觸換熱，從而對(duì)預(yù)燃室上座20、預(yù)燃室腔殼體10以及噴嘴12降溫、散熱。

圖1中較小的短箭頭表示冷卻空氣流動(dòng)方向，從外界空氣源吸入的冷卻空氣經(jīng)過空氣進(jìn)氣管路流入到進(jìn)風(fēng)孔51中，接著由進(jìn)風(fēng)孔51進(jìn)入到空氣進(jìn)氣通道22中，然后，冷卻空氣從空氣進(jìn)氣通道22進(jìn)入到四個(gè)第二通孔23中，再經(jīng)過單向閥27的控制，進(jìn)入到預(yù)燃室腔11中，在預(yù)燃室腔11中與從燃?xì)膺M(jìn)氣通道通入的燃料氣混合進(jìn)行點(diǎn)火，這一過程中，冷卻空氣實(shí)現(xiàn)了對(duì)火花塞連接棒30、火花塞21、預(yù)燃室上座20、預(yù)燃室腔殼體10以及噴嘴12的降溫、散熱。

以上兩個(gè)過程可同時(shí)進(jìn)行，也可分開進(jìn)行，即冷卻水和冷卻空氣間隔通入。

實(shí)施例的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例所涉及的水套空冷式預(yù)燃裝置，因?yàn)樵擃A(yù)燃裝置具有預(yù)燃室腔殼體，預(yù)燃室上座、火花塞連接棒以及預(yù)燃室水套，預(yù)燃室水套與預(yù)燃室腔殼體之間具有進(jìn)水通道，一方面，進(jìn)水通道能夠引入冷卻水到第一冷卻水道中，冷卻水再從第一冷卻水道流入到第二冷卻水道后排出；另一方面，空氣進(jìn)氣通道能夠從外部的空氣源引入冷卻空氣到第二通孔中，冷卻空氣再從第二通孔進(jìn)入預(yù)燃室腔，并通過預(yù)燃室腔后從噴孔排出。這兩個(gè)過程的冷卻空氣和冷卻水均與火花塞連接棒、火花塞、預(yù)燃室上座、預(yù)燃室腔殼體以及噴嘴接觸，從而實(shí)現(xiàn)了火花塞連接棒、火花塞、預(yù)燃室上座、預(yù)燃室腔殼體以及噴嘴的降溫、散熱，且散熱效率高，能夠防止火花塞因熱變形而發(fā)生炸裂，并提高火花塞使用壽命。

此外，在本實(shí)施例中，由于在四個(gè)第二通孔中均設(shè)置有單向閥，冷卻空氣只能從第二通孔進(jìn)入預(yù)燃室腔中，而不能逆向運(yùn)動(dòng)，這樣能夠保證預(yù)燃室腔內(nèi)的燃?xì)獍踩旌?，預(yù)燃室爆炸產(chǎn)生的火焰不能回火流入預(yù)燃室上座及其管路，從而保證內(nèi)燃機(jī)組的安全運(yùn)行。

另外，在本實(shí)施例中，由于火花塞連接棒下端將火花塞上端包住，且火花塞和連接棒用o型圈密封，這樣，能夠防止空氣從火花塞連接棒漏出，火花塞連接棒使用聚四氟乙烯材料，耐溫絕緣防止火花塞竄火。

另外，在本實(shí)施例中，由于預(yù)燃室上座的下部的外壁設(shè)有第三環(huán)形凹槽，第三環(huán)形凹槽上設(shè)有o型圈與預(yù)燃室腔殼體的內(nèi)壁密封，使得預(yù)燃室上座能夠完整地與預(yù)燃室腔殼體密封貼合，防止冷卻空氣漏出，防止在預(yù)燃時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)，延長預(yù)燃室上座及預(yù)燃室腔殼體的使用壽命。

最后，在本實(shí)施例中，由于在預(yù)燃室腔殼體的下部的外壁上設(shè)置有凸臺(tái)，該凸臺(tái)與氣缸蓋緊密壓合，從而能夠防止預(yù)燃室腔殼體移動(dòng)并產(chǎn)生縫隙，進(jìn)而能夠防止冷卻水漏出。

上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。