CN106870095A - 水套式预燃点火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水套式预燃点火系统，具有这样的特征，包括：内燃机循环管路、循环水泵以及水套式预燃装置，其中，水套式预燃装置包括：预燃室部件，包括竖直嵌入在内腔中的预燃室壳体和安装在预燃室壳体内的火花塞；预燃室水套，其外壁与气缸盖的内壁之间设置有通孔，该通孔作为进水通道，预燃室壳体与预燃室水套的内壁之间具有环形的间隙，该间隙作为第一冷却水道和进水通道连通，进水通道经由内燃机循环管路的出水端引入冷却水到第一冷却水道中，该冷却水环绕预燃室壳体流动进行换热后流出。本发明的水套式预燃点火系统让冷却水能从底部流入后直接从顶部流出，避免了流动死角，能够对预燃室壳体有效降温、散热，散热效率高、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机，具体涉及一种内燃机的预燃点火系统。
背景技术
大排量燃气内燃机一般采用预燃室点火技术，在给预燃室输送少量的燃料气后，预燃室壳体内的火花塞产生电火花点燃燃料气和空气的混合物产生火焰并通过喷嘴喷出，喷出的火焰在燃烧室中引燃大量的燃料气体混合物，进而燃烧做功。
现有技术中，内燃机的气缸盖与预燃室壳体紧密贴合，形成一个整体厚度较大的结构，预燃室壳体与外界几乎隔绝，散热效果极差，并使得预燃室在一段时间的工作后，预燃室壳体的温度高达几百度。
预燃室壳体的高温会出现很多问题，一方面，过高的温度有可能达到燃料气体混合物的燃点，这样会使得燃料气体混合物在与壳体接触时就会立即燃烧，而不受到火花塞点火的控制，也就是说，高温的预燃室壳体会使得燃气内燃机内部一直燃烧，而不能由火花塞点火来正常地控制并燃烧做功，即不能正常的工作了。另一方面，过高的温度，会使得预燃室喷嘴因过热而融化损坏或是喷孔的方向发生偏移，而导致内燃机不能正常工作；并且火花塞的使用寿命也会大大缩短。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种散热效率高、使用寿命长，能够让预燃室壳体进行有效降温、散热并且实现冷却水循环利用的的水套式预燃点火系统。
本发明提供了一种水套式预燃点火系统，设置在内燃机中，具有这样的特征，包括：内燃机循环管路，具有进水端和出水端，用于输送冷却水；循环水泵，设置在内燃机循环管路上，用于泵送冷却水；以及水套式预燃装置，固定设置在内燃机的气缸盖的内腔中，分别与内燃机循环管路上的进水端和出水端连接，其中，水套式预燃装置包括：预燃室部件，固定设置在内腔中，包括竖直嵌入在内腔中的预燃室壳体和安装在预燃室壳体内的火花塞；预燃室水套，套在预燃室壳体上，其外壁与气缸盖的内壁之间设置有通孔，该通孔作为进水通道，预燃室壳体与预燃室水套的内壁之间具有环形的间隙，该间隙作为第一冷却水道和进水通道连通，进水通道经由内燃机循环管路的出水端引入冷却水到第一冷却水道中，该冷却水环绕预燃室壳体流动进行换热后流出。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，循环水泵为高温离心泵或高温磁力泵。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，内燃机循环管路由铜管、橡胶管以及不锈钢管中的任意一种连接而成。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室壳体预燃室壳体呈圆筒形，包括自上而下依次设置的预燃室上座和与其连接的预燃室腔壳体，预燃室腔壳体呈倒锥形，预燃室腔壳体的底部具有呈半球形的喷嘴，该喷嘴上设置有6～8个喷孔，这6～8个喷孔均匀圆周排布在所述喷嘴上。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室上座内竖直地设置有多个贯穿孔，多个贯穿孔作为第二冷却水道和第一冷却水道相连通。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，贯穿孔有六个，六个贯穿孔呈圆周均匀排布在预燃室上座内。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室水套的外壁上设置有第一环形凹槽，该第一环形凹槽上套设有密封套与气缸盖的内壁密封，预燃室上座的外壁上设置有第二环形凹槽，该第二环形凹槽上套设有密封套与预燃室水套的内壁密封。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征：其中，预燃室腔壳体的外壁固定设置有散热翅片，该散热翅片用于增强传热。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征，还包括：预燃室压块组件，设置在气缸盖上，用于固定预燃室部件，其上设置有与第二冷却水道连通的环形出水槽，该环形出水槽用于换热后的冷却水流出。
在本发明提供的水套式预燃点火系统中，还可以具有这样的特征，还包括：六个连接管，一端和环形出水槽连通，另一端与进水端连通。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的水套式预燃点火系统，因为该点火系统具有内燃机循环管路和预燃室水套，冷却水能够从内燃机循环管路的出水端引入并进入进水通道，从进水通道进入到第一冷却水道，再从第一冷却水道进入第二冷却水道，冷却水环绕预燃室壳体流动与预燃室壳体进行换热后流出，换热后的水最后通过环形出水槽流入到内燃机循环管路中，由于水的比热容较大，且被升温后的最高温度为100℃，能够将预燃室壳体的热量转移从而对预燃室壳体进行冷却，所以，本发明的水套式预燃点火系统不仅能够让冷却水能从底部流入后直接从顶部流出，避免了流动死角，增加了流动性，而且采用循环管路对水进行循环，无需另外添加设备，节约了资金，也实现对预燃室壳体进行有效降温、散热，散热效率高、使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的实施例中水套式预燃点火系统的结构示意图；以及
图2是图1中A-A方向的剖视放大图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的水套式预燃点火系统作具体阐述。
图1是本发明的实施例中水套式预燃点火系统的结构示意图图。
如图1所示，在本实施例中，水套式预燃点火系统100设置在燃气内燃机中，它包括水套式预燃装置10、连接管20、内燃机循环管路30以及循环水泵40。
水套式预燃装置10竖直地嵌入在内燃机的气缸盖200的内腔中，它包括预燃室部件11、预燃室水套12以及预燃室压块组件13。
预燃室部件11包括预燃室壳体111和火花塞112。
预燃室壳体111呈圆筒形，它竖直地嵌入在气缸盖200的内腔中，如图1所示，预燃室壳体111包括自上而下依次连接的预燃室上座113和预燃室腔壳体114。在本实施例中，预燃室壳体111的高度为230mm。
图2是图1中A-A方向的剖视放大图。
如图1、2所示，预燃室上座113的内部具有圆柱形的空腔，该空腔用来容纳火花塞112，预燃室上座113的侧壁上竖直地设置有六个内径为1～10mm的圆形的贯穿孔113a，六个贯穿孔113a呈圆周均匀的排布在预燃室上座113的侧壁上，这六个贯穿孔113a作为第二冷却水道，此外，预燃室上座113下部的外壁上设置有凹槽，该凹槽上套设有密封套21与预燃室腔壳体114的内壁密封，本实施例中，第二冷却水道的内径为4mm。
预燃室腔壳体114呈倒锥形，它的内部也具有倒锥形的空腔，预预燃室腔壳体114的内部与预燃室上座113的内部通过连通孔114a连通，此外，预燃室腔壳体114的外部焊接有螺旋形的散热翅片(图中未显示)。在本实施例中，预燃室腔壳体114的外径为62mm。
预燃室腔壳体114的底部上具有呈半球形的喷嘴115，喷嘴115上设置有6～8圆形的喷孔116，喷孔116孔径为5mm。在本实施例中，喷孔116有6个，这6个喷孔116呈圆周均匀排布在喷嘴115上。
火花塞112与连通孔114a相配合，它的下端通过螺纹固定在连通孔114a上，上端伸入到预燃室上座113内的圆柱形空腔中。
预燃室水套12套在预燃室壳体111上，它的外壁与气缸盖200的内壁之间设置有可以插拔的插槽块14，插槽块14上具有宽度为2～10mm的方形的通孔，该通孔作为进水通道，内燃机循环管路30中的冷却水从进水通道进入，在本实施例中，进水通道的宽度为4mm。
预燃室水套12下端的内壁与预燃室腔壳体114的外壁具有宽度为2～10mm的环形的间隙，该间隙作为第一冷却水道，第一冷却水道和进水通道连通,并且第一冷却水道还与第二冷却水道连通，第一冷却水道与第二冷却水道连通处具有90度的弯折段。此外，预燃室水套的高度为200mm，在本实施例中，第一冷却水道的宽度为2mm。
预燃室水套12的外壁上有第一环形凹槽，第一环形凹槽上套设有密封套21与气缸盖200的内壁密封，预燃室上座113的外壁上设置有第二环形凹槽，该第二环形凹槽上套设有密封套21与预燃室水套12的内壁密封。
预燃室水套12的下部具有的八个凸块(图中未显示)，该八个凸块用来让预燃室水套12竖直嵌入在气缸盖200上。
预燃室压块组件13通过螺钉固定在气缸盖200上，它用来固定预燃室部件11，预燃室压块组件13上设置有环形出水槽131，环形出水槽131与第二冷却水道连通，换热后的冷却水从第二冷却水道流入环形出水槽131中，再从环形出水槽131流入到的内燃机循环管路30中。
连接管20的下端通过螺母固定在环形出水槽131上，并与环形出水槽131相连通，连接管20的上端汇集到内燃机循环管路30的进水端中。在本实施例中，连接管20有六个，六个连接管20汇集到机组循环管路30的进水端。
内燃机循环管路30用来输送换热后的水，换热后的水在内燃机循环管路30中并通过外部的冷风机进行冷却，冷却后的水再返回至进水通道、第一冷却通道以及第二冷却通道中，从而对预燃室壳体111再进行冷却，实现水的循环利用，内燃机循环管路30具有进水端和出水端，进水端与六个连接管20连通，出水端与进水通道连通，在本实施例中，内燃机循环管路30由不锈钢管连接而成，此外，还可以采用铜管或橡胶管。
循环水泵40安装在内燃机循环管路30上，它用来对冷却水进行加压并泵送冷却水，使得冷却水通过内燃机循环管路30进入到进水通道中。在本实施例中，循环水泵40采用高温磁力泵，此外，还可以采用高温离心泵。
本实施例的水套式预燃点火系统100的工作原理为：
图1中短箭头表示冷却水水流方向，高温磁力泵将冷却水进行加压后，冷却水通过内燃机循环管路30的出水端进入进水通道，并从进水通道进入到第一冷却水道，再由第一冷却水道进入第二冷却水道，冷却水在第一冷却水道和第二冷却水道中环绕预燃室壳体111，预燃室壳体111内的高温传到冷却水中，从而对预燃室壳体111进行降温、散热，传热后的水再从第二冷却水道进入环形出水槽131中，通过六根连接管20进入到机组循环管路的进水端，高温磁力泵再进行加压泵送，从而实现了水的循环利用。
实施例作用与效果
根据本实施例所涉及的水套式预燃点火系统，因为该点火系统具有内燃机循环管路和预燃室水套，冷却水能够从内燃机循环管路的出水端引入并进入进水通道，从进水通道进入到第一冷却水道，再从第一冷却水道进入第二冷却水道，冷却水环绕预燃室壳体流动与预燃室壳体进行换热后流出，换热后的水最后通过环形出水槽流入到内燃机循环管路中，由于水的比热容较大，且被升温后的最高温度为100℃，能够将预燃室壳体的热量转移从而对预燃室壳体进行冷却，所以，本实施例的水套式预燃点火系统不仅能够让冷却水能从底部流入后直接从顶部流出，避免了流动死角，增加了流动性，而且采用循环管路对水进行循环，无需另外添加设备，节约了资金，也实现了对预燃室壳体进行有效降温、散热，散热效率高、使用寿命长。
在本实施例中，由于预燃室腔壳体的外壁设置有散热翅片，一方面，使得接触的面积增大，从而使得预燃室腔壳体上的高温热量能够更快地传到第一冷却水道中的冷却水中；另一方面，散热翅片能加强水的流动，产生更强烈的乱流，传热系数更大，散热效果也更好。由于这样的设置能够使得预燃室壳体更好地散热，防止内燃机被烧坏。
在本实施例中，由于预燃室水套的外壁设有第一环形凹槽，第一环形凹槽上设有密封套与气缸盖密封，使得预燃室水套能够完整地与气缸盖密封贴合，防止冷却水渗漏到气缸盖中，防止气缸盖、预燃室水套受到腐蚀，增加预燃室水套的使用寿命。
在本实施例中，由于在气缸盖内壁与预燃室水套之间设置有可以插拔的插槽块，当从内燃机循环管路长时间引入冷却水时，冷却水中的水垢会存留在插槽块的通孔中，冷却效果很可能会受影响，此时，可以拔出插槽块并对其进行清洗，使得冷却水能够顺畅的从进水通道进入，冷却效率变高。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水套式预燃点火系统，设置在内燃机中，其特征在于，包括：
内燃机循环管路，具有进水端和出水端，用于输送冷却水；
循环水泵，设置在所述内燃机循环管路上，用于泵送所述冷却水；以及
水套式预燃装置，固定设置在所述内燃机的气缸盖的内腔中，分别与所述内燃机循环管路上的进水端和出水端连接，
其中，所述水套式预燃装置包括：
预燃室部件，固定设置在所述内腔中，包括竖直嵌入在所述内腔中的预燃室壳体和安装在所述预燃室壳体内的火花塞；
预燃室水套，套在所述预燃室壳体上，其外壁与所述气缸盖的内壁之间设置有通孔，该通孔作为进水通道，
所述预燃室壳体与所述预燃室水套的内壁之间具有环形的间隙，该间隙作为第一冷却水道和所述进水通道连通，
所述进水通道经由所述内燃机循环管路的所述出水端引入冷却水到所述第一冷却水道中，该冷却水环绕所述预燃室壳体流动进行换热后流出。
2.根据权利要求1所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述循环水泵为高温离心泵或高温磁力泵。
3.根据权利要求1所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述内燃机循环管路由铜管、橡胶管以及不锈钢管中的任意一种连接而成。
4.根据权利要求1所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述预燃室壳体呈圆筒形，包括自上而下依次设置的预燃室上座和与其连接的预燃室腔壳体，
所述预燃室腔壳体呈倒锥形，
所述预燃室腔壳体的底部具有呈半球形的喷嘴，该喷嘴上设置有6～8个喷孔，这6～8个喷孔均匀圆周排布在所述喷嘴上。
5.根据权利要求4所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述预燃室上座内竖直地设置有多个贯穿孔，多个所述贯穿孔作为第二冷却水道和所述第一冷却水道相连通。
6.根据权利要求5所述的水套式预燃装置，其特征在于：
其中，所述贯穿孔有六个，六个所述贯穿孔呈圆周均匀排布在所述预燃室上座内。
7.根据权利要求4所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述预燃室水套的外壁上设置有第一环形凹槽，该第一环形凹槽上套设有密封套与所述气缸盖的内壁密封，
所述预燃室上座的外壁上设置有第二环形凹槽，该第二环形凹槽上套设有密封套与所述预燃室水套的内壁密封。
8.根据权利要求4所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述预燃室腔壳体的外壁固定设置有散热翅片，该散热翅片用于增强传热。
9.根据权利要求5所述的水套式预燃点火系统，其特征在于：
其中，所述水套式预燃装置还包括预燃室压块组件，该预燃室压块组件设置在所述气缸盖上，用于固定所述预燃室部件，其上设置有与所述第二冷却水道连通的环形出水槽，该环形出水槽用于换热后的冷却水流出。
10.根据权利要求9所述的水套式预燃点火系统，其特征在于，还包括：
六个连接管，一端和所述环形出水槽连通，另一端与所述进水端连通。
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