柴油發動機的點燃系統的製作方法
2023-06-02 23:33:46
專利名稱：柴油發動機的點燃系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料，特別是一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料，一輛設有所述柴油發動機的汽車通過裝嵌一火花塞在其中作為燃點源，取代一燃料噴嘴來供應燃料，便可以在其中使用氣體燃料。
背景技術：
一般而言，汽油發動機是一種為汽缸輸入足夠的混合空氣和燃料的器件，並點燃所述混合空氣和燃料以令所述混合空氣和燃料燃燒。而柴油發動機是一種通過燃料噴嘴將燃料注入在一汽缸中預先壓縮至一點燃溫度的空氣，並燃燒所述混合空氣和燃料。因此，所述柴油發動機的一燃燒室需要一種結構，其能夠適當地混合所述汽缸內的所述注入的燃料及所述空氣。
在所述柴油發動機中，首先，所述空氣被抽進所述汽缸、並壓縮至一高壓來產生壓縮熱。同時，燃料通過一燃料噴嘴注入所述柴油發動機，並因所述壓縮熱自燃。
因此，所述柴油發動機本身便存有一點燃延時，其間所述燃料注入所述燃燒室燃燒，在燃燒室中，所述燃料的粒子暴露於所述壓縮熱以汽化及自燃。所述點燃延時為一約1/1000-4/1000秒的相當短時間。
所述燃點延時由所述汽缸內的燃料點燃性能、汽缸的氣壓及溫度、燃料霧化、注入狀況、氣渦等決定。同時，一火傳輸時間為所有所述注入的燃料同時點燃並猛烈地燃燒的一段時間，即所述汽缸內的溫度及氣壓急劇上升的一段時間。所述汽缸內的火傳輸按燃料的特性、混合比例及氣渦而改變速度，亦受氣壓上升影響。當所述注入燃料注入時，所述在火傳輸期間產生的火便將其燃燒。因此，當不斷注入所述燃料，所述汽缸內的所述高溫會以一大致固定的氣壓產生連貫的燃燒。此時，燃料注入便在一上死點完成。
近年來，各種工業的國際燃油消耗增加、對燃油的依賴亦日增嚴重。特別在一些需要入口所有原油的國家，對輸入燃油的依賴非常高。為了減低對燃油的依賴，必須發展能夠使用其它能源的汽車。此外，空氣汙染因汽車廢氣日益惡化，發展能使用無汙染能源的汽車實在刻不容緩。
針對這些需要，業界已發展氣體燃料汽車、固液混合汽車、燃料酒精汽車、電動汽車等作為解決方案以推廣可用代替能源的汽車。
在眾多替代燃料中，一種氣體燃料既產生較少汙染、又合乎經濟效益，加上相應的基建已發展完善，因而被視為汽車的潛在替代能源。
可是，將一傳統柴油發動機轉換成一燃燒氣體燃料發動機的方法，技術上來說較轉換一傳統汽油發動機的方法複雜。因為氣體燃料的自燃溫度約為450℃，較輕油的自燃溫度高約200℃。因氣體燃料無法直接使用於柴油發動機，故有需要技術改良以為所述氣體燃料提供一點燃源。
發明內容
針對上述的問題，本發明的目的是提供一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料，通過用一火花塞、即所述氣體燃料的一點燃源取代一燃料噴件及一預熱塞及加入一廢氣密封件，一使用所述柴油發動機的汽車能在所述點燃系統中使用氣體燃料。
本發明一方面提供一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料，包括一設有一主燃燒室的汽缸座、一連接所述汽缸座頂部的汽缸體蓋及一置於所述汽缸體蓋一側、與所述主燃燒室通接的子燃燒室，其特徵在於在所述柴油發動機一燃料噴嘴位置設一第一裝嵌孔，其與所述子燃燒室通接；在所述第一裝嵌孔設一火花塞，其與一分配器相連以點燃所述氣體燃料；在所述柴油發動機的預熱塞位置設一第二裝嵌孔，其與子燃燒室通接；以及連接所述第二裝嵌孔的一廢氣密封件，其氣密封閉所述子燃燒室。
所述廢氣密封件為一螺栓或一銷釘。
此外，所述火花塞或與一火花塞環設於所述第一裝嵌孔，以及所述火花塞或螺接所述第一裝嵌孔。
另外，所述火花塞與一襯套套接，或設於第一裝嵌孔，以及所述襯套或與一襯套環螺接所述第一裝嵌孔。
再者，所述火花塞或與一插孔對應，設於所述襯套或所述第一裝嵌孔，所述火花塞可隨時安插其中。
參照下面詳細說明連同如下附圖，本發明的前述和其它目的、特徵和優點會更清晰圖1A和1B是本發明實施例的用於柴油發動機並可燃燒氣體燃料的點燃系統的正面及側面剖視圖。
圖2是圖1中A部分的放大視圖。
圖3是本發明中設有一襯套的點燃系統的放大視圖。
圖4是本發明中一襯套的部分分解結構圖。
圖5是本發明中一插孔的立體圖。
具體實施例方式
下面現結合附圖對本發明的實施例作詳細的說明。
首先，因為一傳統柴油發動機使用具有220℃-250℃低點燃溫度的輕油，一由一燃料注入泵分配到各汽缸的高壓輕油，被注入已抽進所述燃燒室內並在當中被壓縮的高溫空氣中，並在當中被點燃及燃燒。在轉換所述柴油發動機為一氣體燃料發動機的情況中，因所述氣體燃料的點燃溫度稍高(約為450℃)，因而需要一獨立的點燃源，即一火花塞。在所述氣體發動機中，所述燃料與所述空氣混合，被抽進所述燃燒室並在當中被壓縮，火花由一分配器供應的電產生。
因此，在轉換所述柴油發動機為一氣體燃料發動機的情況中，因無須供應輕油，故移除所述燃料注入泵及所述噴嘴，並由所述火花塞取代。
下面現結合附圖對一種用於柴油發動機並可燃燒氣體燃料的點燃器作詳細的說明。
圖1至5示出了本發明一實施例的一種用於柴油發動機並可燃燒氣體燃料的點燃器。
如圖1所示，在本發明中，一可燃燒氣體燃料的柴油發動機100包括一設有一主燃燒室111的汽缸座110、一連接所述汽缸座110頂部的汽缸體蓋120及一置於所述汽缸體蓋120一側、與所述主燃燒室111通接的子燃燒室123。
圖2示出了上述可在所述柴油發動機內燃燒氣體燃料的所述點燃系統。
如圖所示，在所述汽缸體蓋120設一第一裝嵌孔121，於其設一在所述柴油發動機100的燃料噴嘴，其與所述子燃燒室123通接；及通過機用絲錐，在所述第一裝嵌孔121的內部周邊的一個較低端設一螺紋部分122。
同時，鄰接所述汽缸體蓋120外部的所述第一裝嵌孔121部分的直徑，比鄰接所述子燃燒室123的所述第一裝嵌孔121部分的直徑長。
另，所述第一裝嵌孔121的設定，需配合最佳燃燒條件，例如設於所述汽缸體蓋120的所述子燃燒室123鄰的冷卻水道的厚度，及一火花塞130的裝嵌高度等等。
此外，連接一分配器以點燃氣體燃料的所述火花塞130，在其外螺紋部分與所述第一裝嵌孔121的螺紋部分122螺接，以調較所述火花塞130的所述裝嵌高度。
同時，所述火花塞130與一火花塞環132設於所述第一裝嵌孔121，以限制所述火花塞130的裝嵌高度及防止洩漏。
換言之，所述火花塞130可插入所述第一裝嵌孔121的深度因所述火花塞環132的厚度減少，並以此防止所述火花塞130的一端突出所述子燃燒室123。
此外，在所述子燃燒室123的一較低部分設一通道124，以通接所述主燃燒室111。
再者，圖2示出的一廢氣密封件140功用為通過阻塞在所述柴油發動機的所述子燃燒室的預熱塞位置，來防止廢氣的洩漏。
同時，所述廢氣密封件140可以是一螺栓或一銷釘，在本實施例中使用了是一螺栓。當所述廢氣密封件140為銷釘，所述銷釘固定地以獨立的裝嵌裝置插入所述第二裝嵌孔125。
具體來說，在所述柴油發動機100的預熱塞位置設一所述第二裝嵌孔125，其與所述汽缸體蓋120的所述子燃燒室123通接。所述第二裝嵌孔於其一內部周邊設有一螺紋部分126。
同時，鄰接所述汽缸體蓋120外部的所述第二裝嵌孔125部分的直徑，比鄰接所述子燃燒室123的所述第二裝嵌孔125部分的直徑長，而所述螺紋部分126設於所述較大直徑的部分。
此外，所述廢氣密封件140螺接所述第二裝嵌孔125的所述螺紋部分126，以防止廢氣通過所述第二裝嵌孔125洩漏。
所述廢氣密封件140配合所述第二裝嵌孔125而製成，有一大直徑部分141，其設一外螺紋部分螺接所述第二裝嵌孔125的所述螺紋部分126，並設一細直徑部分142，其直徑較所述大直徑部分細，及設一錐形部分插入所述第二裝嵌孔125的內端，以阻塞所述子燃燒室123的流通道。
圖3及4示出了本發明用於所述點燃系統的一襯套。
如圖所示，一襯套150與一襯套環153，與通接所述汽缸體蓋120的所述子燃燒室123的第一裝嵌孔121螺接。襯套環153調較所述襯套150在所述第一安裝孔121的裝嵌高度。
具體來說，如圖4所示，所述襯套150是一設有不同直徑的中空圓柱體。所述襯套150在其下端有一最細的直徑，其設有外螺紋部分152，與所述襯套環153螺接所述第一裝嵌孔121。所述襯套150在其上端有一最大直徑，設一六角形扳手部分151，以方便所述襯套150的裝嵌。
在裝嵌過程中，所述襯套150的所述外螺紋部分152於其內部周邊及外部周邊均設螺紋，所述六角形錐形扳手部分151由一預選工具裝嵌。
此外，所述火花塞130的所述外螺紋部分132可以與所述襯套150的所述外螺紋部分152的內部周邊螺接，所述火花塞130可以與所述火花塞環132裝嵌於所述襯套150。
所述襯套150可以有不同的裝嵌目的，在本實施例中，裝嵌目的是移除當所述火花塞130裝嵌於所述第一裝嵌孔121時，所述火花塞130與所述第一裝嵌孔121之間的空隙。
圖5是一插孔的立體圖，其在本發明中用以方便所述火花塞及所述襯套的裝嵌，圈中放大部分是所述插孔底部立體圖。
如圖所示，一插孔160有一閉端、一六角形內周邊、及一圓形外周邊。
因此，所述火花塞130的一螺母131插入所述插孔160的內部周邊，以方便所述火花塞130的裝嵌，插入所述襯套150的所述插孔160有一圓形外周邊，以便當所述火花塞130連接所述襯套150後，將所述插孔順暢地旋入所述襯套150，以此有助所述火花塞130的裝嵌。
以下將配合本發明的實施例，描述所述用於柴油發動機並可燃燒氣體燃料的點燃系統的運作及效能。
首先，描述一氣體燃料汽車從開始注入燃料至最終排放廢氣的程序。通過由一燃料箱的一螺絲管操縱閥供應的所述氣體燃料，通過一蒸化器再次引入所述燃料管路，並在其中混合，然後所述混合燃料通過一節流體輸送到一吸入支管。接著，被輸送到吸入支管的所述混合燃料通過一吸入閥被引入所述主燃燒室。被引入所述主燃燒室的所述燃料在所述燃燒室燃燒，然後變成廢氣通過一廢氣閥及一廢氣支管被排放到空氣中。
在所述汽缸體蓋設所述子燃燒室123，通過所述加大的通道124通接所述主燃燒室111。從所述主燃燒室111引入所述子燃燒室123的一強氣流，促進所述子燃燒室123內的空氣及燃料的混合，以初次燃燒所供應的燃料，然後，所述子燃燒室123的燃料氣壓將所述被燃燒的混合空氣引入所述主燃炓室111，以進行二次燃燒。因此，所述子燃燒室123的所述點燃延時縮短、所述主燃燒室111的所述氣壓維持於一低水平，以順暢地進行燃燒過程。
故此，本發明可達致減低嘈音、曲柄機構的負荷、所述廢氣中有害物的成份，及排放的粒子。
與此同時，當所述柴油發動機轉換為一氣體燃料發動機時，因只須加大所述子燃燒室123的所述管道，而其它部件維持不變，故設計及生產都很方便。另外，因初次燃燒在所述子燃燒室123進行，及接著二次燃燒在所述主燃燒室111進行，所述燃料被慢慢燃燒，從而減低嘈音。
此外，所述密封件140取代所述預熱閥螺接所述第二裝嵌孔125，及所述火花塞130螺接所述第一裝嵌孔121。在此位置，所述火花塞130與一火花塞環132設於所述第一裝嵌孔121，以此調節所述火花塞130的一裝嵌高度。
再者，當所述火花塞130與所述第一裝嵌孔121之間出現空隙，所述襯套150便與所述襯套環153插入所述第一裝嵌孔121。所述火花塞130穿過所述火花環132插入所述襯套150，因而更方便裝嵌，及簡便地調較所述火花塞130的所述裝嵌高度。
如上描述可見，本發明可提供一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料。其通過以一火花塞、即所述氣體燃料的一點燃源取代一燃料注入泵及一預熱塞，及加入一廢氣密封件，允許一安裝有所述柴油發動機的車輛使用氣體燃料。
此外，本發明可方便地裝嵌所述火花塞及所述密封件，並方便地調較所述火花塞及所述密封件的一裝嵌位置。
上述優選實施方式說明本發明，對於本發明有關技術領域的普通技術人員而言，在不離開本權利要求的精神和範圍下對所述實施方式可以作出不同改變，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料，包括一設有一主燃燒室的汽缸座、一連接所述汽缸座頂部的汽缸體蓋及一置於所述汽缸體蓋一側、與所述主燃燒室通接的子燃燒室，其特徵在於在所述柴油發動機一燃料噴嘴位置設一第一裝嵌孔，其與所述子燃燒室通接；在所述第一裝嵌孔設一火花塞，其與一分配器相連以點燃所述氣體燃料；在所述柴油發動機的預熱塞位置設一第二裝嵌孔，其與子燃燒室通接；以及連接所述第二裝嵌孔的一廢氣密封件，其氣密封閉所述子燃燒室。
2.根據權利要求1所述的點燃系統，其特徵在於所述廢氣密封件為一螺栓或一銷釘。
3.根據權利要求1所述的點燃系統，其特徵在於所述火花塞與一火花塞環設於所述第一裝嵌孔。
4.根據權利要求3所述的點燃系統，其特徵在於所述火花塞螺接所述第一裝嵌孔。
5.根據權利要求1所述的點燃系統，其特徵在於所述火花塞與一襯套套接，設於所述第一裝嵌孔。
6.根據權利要求5所述的點燃系統，其特徵在於所述襯套與一襯套環螺接所述第一裝嵌孔。
7.根據權利要求6所述的點燃系統，其特徵在於所述火花塞與一插孔對應，設於所述襯套或所述第一裝嵌孔，所述火花塞可隨時安插其中。
全文摘要
本發明提供了一種點燃系統，其用於柴油發動機、可燃燒氣體燃料，包括一設有一主燃燒室的汽缸座、一連接所述汽缸座頂部的汽缸體蓋及一置於所述汽缸體蓋一側、與所述主燃燒室通接的子燃燒室，其特徵在於在所述柴油發動機一燃料噴嘴位置設一第一裝嵌孔，其與所述子燃燒室通接；在所述第一裝嵌孔設一火花塞，與分配器相連以點燃所述氣體燃料；在所述柴油發動機的預熱塞位置設一第二裝嵌孔，其與子燃燒室通接；以及連接所述第二裝嵌孔的一廢氣密封件，其氣密封閉所述子燃燒室。因此，一設一所述柴油發動機的車輛可使用氣體燃料。
文檔編號F02P15/00GK1912379SQ20061010961
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月10日 優先權日2005年8月10日
發明者崔庚浩, 金鎮浩, 趙雄來 申請人:依洛姆株式會社