第二內(nèi)開口延伸到內(nèi)部腔室中的第二入口投射路徑。
[0100]第一孔口的第一入口投射路徑和第二孔口的第二入口投射路徑在內(nèi)部腔室中的沖擊區(qū)域處相交。沖擊區(qū)域在基本上垂直于中心縱向軸線的徑向平面中徑向偏離中心縱向軸線。
[0101]在各實(shí)施例中，噴嘴主體由合適的金屬制成，例如金屬合金。在各實(shí)施例中，噴嘴主體被制造，且經(jīng)由增材制造(有時(shí)也稱為“3D打印”)限定第一孔口和第二孔口。在各實(shí)施例中，遵循本實(shí)用新型原理的用于發(fā)動機(jī)的預(yù)燃室組件的噴嘴的制造方法可以用于制造根據(jù)本實(shí)用新型的原理的噴嘴的任何實(shí)施例。
[0102]工業(yè)實(shí)用性
[0103]由前述探討可以容易地理解本文所述的燃料燃燒系統(tǒng)、預(yù)燃室組件的噴嘴及其制造方法的實(shí)施例的工業(yè)實(shí)用性。根據(jù)本實(shí)用新型的原理構(gòu)造的預(yù)燃室組件的至少一個(gè)實(shí)施例可用于發(fā)動機(jī)中以幫助操作具有稀薄燃料/空氣比的發(fā)動機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的原理構(gòu)造的噴嘴和/或預(yù)燃室組件的實(shí)施例可在任何適合的發(fā)動機(jī)中有潛在應(yīng)用。示例性發(fā)動機(jī)包括用于例如發(fā)電機(jī)和栗中的那些發(fā)動機(jī)。
[0104]在超過特定容量的內(nèi)燃機(jī)中，點(diǎn)火火花的能力可能不再足以在主燃燒室中可靠地點(diǎn)燃燃燒氣體/空氣混合物，這因?yàn)榕欧旁蛲ǔ７浅Ｏ”?。為了增加點(diǎn)火能，根據(jù)本實(shí)用新型的原理構(gòu)造的預(yù)燃室組件可以連接到汽缸蓋并經(jīng)由由噴嘴限定的多個(gè)孔口與主燃燒室連通設(shè)置。少部分混合物富含少量的燃燒氣體或另外的燃料，并在預(yù)燃室中點(diǎn)燃?；鹧?zhèn)鞑?，即，點(diǎn)火中心，經(jīng)由噴嘴中的孔口傳遞到主燃燒室，且火焰?zhèn)鞑c(diǎn)燃稀薄燃料混合物。從噴嘴中噴出的排放火焰型式是有利的，因?yàn)槠渚哂袩岜砻鎱^(qū)域，該熱表面區(qū)域甚至可以以可重復(fù)的方式點(diǎn)燃極其稀薄或稀釋的可燃混合物。
[0105]根據(jù)本實(shí)用新型的原理構(gòu)造的預(yù)燃室組件可有助于增加預(yù)燃室內(nèi)的混合，使得較稀薄混合物可用于NOx控制以及用更快燃燒改善熄火性能，這是由于增加了非重疊火焰面積來提高發(fā)動機(jī)效率。在各實(shí)施例中，根據(jù)本實(shí)用新型的原理構(gòu)造的噴嘴可以限定孔口，所述孔口被定位成使得當(dāng)進(jìn)入弓I起高紊流的預(yù)燃室中時(shí)，來自燃燒室的燃料/空氣混合物中的至少兩個(gè)獨(dú)立流進(jìn)行沖擊。布置沖擊孔口使得流經(jīng)其進(jìn)入噴嘴主體的氣體流在預(yù)燃室中的徑向偏離中心縱向軸線的一個(gè)或多個(gè)沖擊區(qū)域處會聚。沖擊孔口可以配置成弓I入輸送到預(yù)燃室中的燃料混合物中的旋流特性以進(jìn)一步增強(qiáng)混合。由于噴嘴主體的內(nèi)部腔室中增強(qiáng)的紊流，穩(wěn)定的火焰噴射流可以發(fā)展到內(nèi)部腔室中。
[0106]根據(jù)本實(shí)用新型的原理構(gòu)造的噴嘴的實(shí)施例可具有孔口構(gòu)型，該孔口構(gòu)型使噴嘴的內(nèi)部腔室內(nèi)的燃料混合物更穩(wěn)定地燃燒，同時(shí)提高了預(yù)燃室組件的使用壽命。來自沖擊孔口的火焰排放型式可使火焰型式向外蔓延，使得高旋流發(fā)動機(jī)中的火焰重疊降低，而主燃燒室中的火焰面積增加。
[0107]在各實(shí)施例中，噴嘴主體內(nèi)部的相對較冷空氣/燃料混合物的沖擊有助于在噴嘴的內(nèi)部腔室內(nèi)產(chǎn)生紊流，這改善了噴嘴主體和在內(nèi)部腔室內(nèi)運(yùn)動的的燃料/空氣混合物流之間的熱傳遞。改善的熱傳遞特性可有助于減少在工作期間噴嘴主體遭受的由高熱引起的損壞程度。噴嘴的孔口可包括圓角表面，這些圓角表面布置在、并且圍繞每個(gè)孔口的外開口和內(nèi)開口，以有助于延長包括噴嘴的預(yù)燃室組件的使用壽命。圓角表面可配置成有助于減小施加在限定孔的噴嘴主體表面應(yīng)力，由此降低由燃料/空氣混合物穿過孔口和從中排出火焰所導(dǎo)致的有害作用。
[0108]將認(rèn)識到的是，前面的描述提供了所公開系統(tǒng)和技術(shù)的實(shí)例。然而，預(yù)期本實(shí)用新型的其它實(shí)施方式可與前述實(shí)例在細(xì)節(jié)上不同。本實(shí)用新型或其實(shí)例的所有參考旨在參考在該點(diǎn)所描述的特定實(shí)例，一般而言并不旨在對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍造成任何限制。關(guān)于某些特征的區(qū)別和貶低的所有描述都旨在指出所關(guān)注的特征并不是優(yōu)選的，除非另外說明，否則并不會將這些特征完全排除在本實(shí)用新型的范圍之外。
[0109]除非本文另外指出，否則本文對數(shù)值范圍的引用僅用作單獨(dú)地引用落入所述范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)的值的速記方法，并且各單獨(dú)數(shù)值并入說明書內(nèi)，如同在此個(gè)別列舉一樣。本文所述的所有方法可以任何合適的順序進(jìn)行，除非本文另有說明或者上下文清楚地相反指不O
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于發(fā)動機(jī)的預(yù)燃室組件的噴嘴，其特征在于，包括: 噴嘴主體，所述噴嘴主體具有安裝端和遠(yuǎn)側(cè)尖端，所述噴嘴主體限定在所述安裝端和所述遠(yuǎn)側(cè)尖端之間延伸的中心縱向軸線，所述噴嘴主體為中空并包括外表面和內(nèi)表面，所述外表面限定第一外開口和第二外開口，所述內(nèi)表面限定內(nèi)部腔室、第一內(nèi)開口和第二內(nèi)開口；以及 所述噴嘴主體限定有與所述內(nèi)部腔室連通的第一孔口，所述第一孔口在所述第一外開口和所述第一內(nèi)開口之間呈第一孔口構(gòu)型延伸，且所述噴嘴主體限定有與所述內(nèi)部腔室連通的第二孔口，所述第二孔口在所述第二外開口和所述第二內(nèi)開口之間呈第二孔口構(gòu)型延伸，所述第一孔口的所述第一孔口構(gòu)型限定從所述第一內(nèi)開口延伸到所述內(nèi)部腔室中的第一入口投射路徑，且所述第二孔口的所述第二孔口構(gòu)型限定從所述第二內(nèi)開口延伸到所述內(nèi)部腔室中的第二入口投射路徑，所述第一孔口的所述第一入口投射路徑和所述第二孔口的所述第二入口投射路徑在所述內(nèi)部腔室的沖擊區(qū)域處相交，所述沖擊區(qū)域在基本上垂直于所述中心縱向軸線的徑向平面中徑向偏離所述中心縱向軸線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口包括分別布置在、并且圍繞所述第一外開口和所述第一內(nèi)開口的第一外圓角表面和第一內(nèi)圓角表面，而且所述第二孔口包括分別布置在、并且圍繞所述第二外開口和所述第二內(nèi)開口的第二外圓角表面和第二內(nèi)圓角表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口沿相對于所述中心縱向軸線的第一傾斜角延伸，并且所述第二孔口沿相對于所述中心縱向軸線的第二傾斜角延伸，所述第二傾斜角與所述第一傾斜角不同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口布置在相對于所述徑向平面的第一方位角位置，并且所述第二孔口布置在相對于所述徑向平面的第二方位角位置，所述第一方位角與所述第二方位角基本上相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口的所述第一入口投射路徑和所述第二孔口的所述第二入口投射路徑中的至少一個(gè)與所述中心縱向軸線成相交關(guān)系。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口的所述第一入口投射路徑和所述第二孔口的所述第二入口投射路徑中的至少一個(gè)與所述中心縱向軸線成不相交關(guān)系。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口構(gòu)型包括具有第一圓柱軸線的第一圓柱，所述第一圓柱軸線布置為相對于所述中心縱向軸線成第一傾斜角，所述第二孔口構(gòu)型包括具有第二圓柱軸線的第二圓柱，所述第二圓柱軸線布置為相對于所述中心縱向軸線成第二傾斜角，所述第二傾斜角與所述第一傾斜角不同。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴嘴，其特征在于，所述第一傾斜角和所述第二傾斜角限定其間的會聚角，所述會聚角為銳角。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述第一孔口的所述第一孔口構(gòu)型限定從所述第一外開口遠(yuǎn)離所述噴嘴主體延伸的第一出口投射路徑，且所述第二孔口的所述第二孔口構(gòu)型限定從所述第二外開口遠(yuǎn)離所述噴嘴主體延伸的第二出口投射路徑，所述第一孔口的所述第一出口投射路徑和所述第二孔口的所述第二出口投射路徑在離開所述噴嘴主體的所述外表面的方向上彼此成分叉關(guān)系。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述外表面限定第三外開口和第四外開口，且所述內(nèi)表面限定第三內(nèi)開口和第四內(nèi)開口，其中，所述噴嘴主體限定第三孔口，所述第三孔口與所述內(nèi)部腔室連通并且在所述第三外開口與所述第三內(nèi)開口之間呈第三孔口構(gòu)型延伸，且所述噴嘴主體限定第四孔口，所述第四孔口與所述內(nèi)部腔室連通并且在所述第四外開口與所述第四內(nèi)開口之間呈第四孔口構(gòu)型延伸，所述第三孔口的所述第三孔口構(gòu)型限定從所述第三內(nèi)開口延伸到所述內(nèi)部腔室中的第三入口投射路徑，且所述第四孔口的所述第四孔口構(gòu)型限定從所述第四內(nèi)開口延伸到所述內(nèi)部腔室中的第四入口投射路徑，所述第三孔口的所述第三入口投射路徑和所述第四孔口的所述第四入口投射路徑在所述內(nèi)部腔室中的第二沖擊區(qū)域處相交，所述第二沖擊區(qū)域在所述徑向平面中徑向偏離所述中心縱向軸線并且徑向偏離所述第一入口投射路徑和所述第二入口投射路徑的所述沖擊區(qū)域。11.一種燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于，包括: 汽缸體，所述汽缸體至少部分限定主燃燒室； 預(yù)燃室組件，所述預(yù)燃室組件與所述主燃燒室連通，所述預(yù)燃室組件限定預(yù)燃室，所述預(yù)燃室與所述主燃燒室連通，所述預(yù)燃室組件包括預(yù)燃室外殼、適用于選擇性地點(diǎn)燃布置在所述預(yù)燃室中的燃料源的點(diǎn)火裝置，以及根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的噴嘴，所述點(diǎn)火裝置安裝到所述預(yù)燃室外殼，所述噴嘴和所述預(yù)燃室外殼配合在一起以限定所述預(yù)燃室。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括具有電極的火花塞，所述火花塞可移除地安裝到所述預(yù)燃室外殼，使得所述電極與所述預(yù)燃室連通并且所述電極與所述中心縱向軸線對齊。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)燃室外殼和所述噴嘴中的至少一個(gè)限定燃料通道，所述燃料通道與所述預(yù)燃室連通并且適用于放置成與補(bǔ)充燃料源連通，所述燃料燃燒系統(tǒng)還包括: 控制閥，所述控制閥適用于選擇性地關(guān)閉所述燃料通道以防止燃料從所述補(bǔ)充燃料源流到所述預(yù)燃室。
【專利摘要】一種用于發(fā)動機(jī)的預(yù)燃室組件的噴嘴及燃料燃燒系統(tǒng)，包括具有外表面和內(nèi)表面的中空噴嘴主體，所述外表面限定第一和第二外開口，所述內(nèi)表面限定內(nèi)部腔室以及第一和第二內(nèi)開口。所述噴嘴主體限定與所述內(nèi)部腔室連通的第一和第二孔口。所述第一孔口在所述第一外開口與所述第一內(nèi)開口之間呈第一孔口構(gòu)型延伸并且限定從所述第一內(nèi)開口延伸到所述內(nèi)部腔室中的第一入口投射路徑。所述第二孔口在所述第二外開口與所述第二內(nèi)開口之間呈第二孔口構(gòu)型延伸并且限定從所述第二內(nèi)開口延伸到所述內(nèi)部腔室中的第二入口投射路徑。所述第一和第二入口投射路徑在所述內(nèi)部腔室中的沖擊區(qū)域處相交，所述沖擊區(qū)域徑向偏離所述噴嘴的中心縱向軸線。
【IPC分類】F02B19/00
【公開號】CN205370741
【申請?zhí)枴緾N201620103343
【發(fā)明人】C·C·金姆
【申請人】卡特彼勒公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年2月2日