一种具有催化反应的预燃室系统、发动机及运行方法
本发明公开了一种具有催化反应的预燃室系统、发动机及运行方法，包括预燃主体、发动机气缸、氨喷射器，在发动机气缸内设有形成于活塞与发动机气缸内部空间的主燃室，预燃主体设有至少两个预燃室，预燃室设有喷射控制孔，喷射控制孔设有控制预燃室与主燃室之间连通和断开的喷射控制气门，在预燃室的内壁设有催化剂层。通过催化剂对氨/空气混合气进行催化，并控制喷射控制气门以形成射流点燃主燃室内的氨/空气混合气，并通过至少两个预燃室的交替工作，令预燃室内的催化剂可对氨/空气混合气进行长时间催化，结构简单、成本低，取消预燃室内氢喷射器以及氢供应系统，同时促使混合气混合更加均匀，提高预燃室内混合气着火能力。
发明专利
CN202310087680.4
2023-01-18
CN115977786A
2023-04-18
F02B19/12(2006.01)
佛山仙湖实验室
王磊;陈海娥;李康;张孚;蒋文斌;戈非;杜喜云
528200 广东省佛山市南海区丹灶镇仙湖度假区阳光路3号仙湖湾商业广场C座内C1号办公室
广州嘉权专利商标事务所有限公司
林华龙
广东;44
1.一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：其包括：预燃主体、发动机气缸、氨喷射器，在所述发动机气缸内设有形成于活塞与发动机气缸内部空间的主燃室，所述预燃主体设有至少两个预燃室，所述预燃室设有与主燃室连通的喷射控制孔，所述喷射控制孔设有控制预燃室与主燃室之间连通和断开的喷射控制气门，所述喷射控制气门封堵于喷射控制孔以形成密闭的预燃腔，在所述预燃腔的内壁设有催化剂层，所述氨喷射器用于将氨燃料喷射进入主燃室。 2.根据权利要求1所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：所述催化剂层为裂解催化剂，在所述预燃室内设有点火装置。 3.根据权利要求1所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：所述催化剂层为氧化催化剂。 4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：所述催化剂层涂设于预燃室的壁面。 5.根据权利要求4所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：所述催化剂层涂设于喷射控制气门的背面。 6.根据权利要求1至3任意一项所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：在所述预燃室壁体设有导向孔，所述喷射控制气门通过导向杆与导向孔直线滑动密封连接，所述喷射控制气门为菌形气门结构，所述喷射控制气门四周与喷射控制孔之间可形成环形缝隙。 7.根据权利要求1至3任意一项所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：所述发动机气缸包括缸体和缸盖，所述预燃主体为缸盖的一部分。 8.根据权利要求7所述的一种具有催化反应的预燃室系统，其特征在于：所述预燃室相互错开设于每个缸体对应位置中部的缸盖上。 9.一种发动机，其特征在于：其包括如权利要求1至8任意一项所述的预燃室系统，所述发动机气缸设有与主燃室连通的进气道和排气道，所述进气道设有进气门，所述排气道设有排气门，所述喷射控制气门的驱动方式包括凸轮驱动、电驱动、液压驱动。 10.一种发动机的运行方法，其特征在于：其包括如权利要求9所述的发动机，该发动机为四冲程运转方式，具体运行方法如下： 在第一个具有四个冲程的循环中的进气冲程和压缩冲程，控制喷射控制气门使预燃室与主燃室连通，进气冲程期间在压力驱动下预燃室内残留的高温燃气进入主燃室，压缩冲程期间主燃室内的氨/空气混合气被挤入预燃室； 做功冲程早期，控制喷射控制气门使预燃室与主燃室断开，预燃室内形成密闭空间，期间利用催化剂使预燃室内形成高温高压混合气，保持喷射控制气门的位置，直到第一个循环结束； 在接下来的第二个循环的进气冲程和压缩冲程，保持喷射控制气门的位置；在压缩冲程后期，控制喷射控制气门使预燃室与主燃室连通，预燃室内高温高压混合气喷射进入主燃室，引燃主燃室内的氨/空气混合气； 之后在做功冲程早期，控制喷射控制气门使预燃室与主燃室断开，保持喷射控制气门的位置，直到第二个循环结束； 至此预燃室完成一次完整工作循环，而对应发动机完成两次完整工作循环； 其中通过至少两个预燃室交替工作以实现发动机正常工作。