一种火焰预热塞

技术领域

本发明属于发动机低温起动技术领域，具体涉及一种火焰预热塞。

背景技术

低温起动性能是柴油机的重要性能之一，在低温条件下，进气温度、燃油温度、机体温度较低，燃油雾化效果差，从而导致起动困难，经济性、动力性差，排放污染严重，影响柴油机的运行性能和寿命。通过火焰预热塞对进气加热，可以改善燃油雾化效果，增加着火概率，有效提高低温起动性能。

现有的用于加热进气的火焰预热塞主要由壳体、加热棒、进油嘴、带出热孔的火焰罩组成，工作时通过进油嘴向壳体内供给柴油，当接触到已经通电一段时间的加热棒时发生汽化并向下流动，在加热棒底部的高温端燃烧并通过出热孔喷出，实现对进气的加热。

在现有的火焰预热塞中，进油嘴与加热棒的位置相对固定，在进油流量和电压一定的情况下，加热棒对于柴油的汽化效果也是一定的，进而导致单一的火焰预热塞本身的性能无法根据需求做出调整；另一方面，现有的火焰预热塞在工作时，较大量的液态柴油直接流向加热棒并与加热棒紧密接触，可能会产生燃烧不充分而导致的结焦、积碳等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种火焰预热塞，能够独立安装火焰预热塞的喷油器，其安装位置和角度可根据需求进行调整，并且不会有大量液态燃油与加热棒和发热管接触，可以使燃油充分汽化和燃烧，不会产生结焦、积碳等问题。

实现本发明的技术方案如下：

一种火焰预热塞，包括火焰罩、喷油器固定座、固定座安装板、加热棒固定座和加热棒；

所述火焰罩由头部的半圆管状结构和底部的圆管状结构组成，其中头部的半圆管状结构的一侧开放，开放侧的侧表面用于安装固定座安装板；圆管状结构沿周向均布五排出热孔；

所述加热棒固定座头部下端设置有两个对称安装的发热管，两个发热管通过连接板筋相连，所述连接板筋上加工有一列通孔，其中发热管为四分之三圆管状结构，对称安装时将两发热管缺口一侧呈90度相背安装；将加热棒插入加热棒固定座中，其发热区域被发热管包裹，加热棒的部分表面通过发热管的缺口外露于火焰罩中；

将加热棒固定座的发热管连带加热棒插入火焰罩中，加热棒固定座头部与火焰罩头部通过螺钉连接；

固定座安装板上并列加工三个腰形贯通槽，中间的槽孔用于喷油器向火焰罩内喷入燃油，两侧的槽孔用于安装喷油器固定座；固定座安装板通过螺钉固连于火焰罩头部开放侧的侧表面；

喷油器固定座的两个安装面相对，且呈设定夹角，其中一个安装面与固定座安装板贴合，沿另一个安装面的垂直方形加工有用于安装喷油器的贯通孔，使喷油器沿斜向下方向喷油；贯通孔两侧对称加工有一对螺纹孔，用于与固定座安装板两侧的槽孔通过螺栓连接。

进一步地，所述火焰预热塞还包括密封片，密封片固定安装在火焰罩中部，用于密封固定座安装板和火焰罩装配后的外露缺口。

进一步地，所述连接板筋上的一列通孔位于两个发热管正中间。

进一步地，通过更换不同夹角的喷油器固定座来改变喷油角度。

进一步地，当所需进气温度较高时，将喷油器固定座安装于固定座安装板靠上的位置，并使用较大斜面角度的喷油器固定座来安装喷油器；当所需进气温度不高时，将喷油器固定座安装于固定座安装板靠下的位置，并使用较小斜面角度的喷油器固定座来安装喷油器。

有益效果：

1.本发明的加热棒和喷油器便于拆卸、更换。

2.本发明的喷油器固定座的安装位置和角度可以调整，因此可以根据需求调整喷油器的安装角度和位置，从而调节喷油的位置和角度，进而调节燃烧产热效果。

3.本发明的包裹在加热棒外的发热管能够增大燃油受热面积，更有利于燃油的充分汽化和燃烧。

4.本发明的由于可以使燃油充分汽化和燃烧，不会有大量液态燃油与加热棒和发热管接触，所以不会产生结焦、积碳等问题。

附图说明

图1(a)为本发明火焰预热塞主视图；图1(b)为本发明火焰预热塞侧视图；图1(c)为本发明火焰预热塞三维图。

图2(a)为本发明加热棒固定座主视图；图2(b)为本发明加热棒固定座仰视图；图2(c)为本发明加热棒固定座三维图。

图3(a)为本发明火焰罩主视图；图3(b)为本发明火焰罩俯视图；图3(c)为本发明火焰罩三维图。

图4为本发明不同斜面角度的喷油器固定座结构示意图，(a)为大斜面角度的喷油器固定座,(b)小斜面角度的喷油器固定座。

图5(a)为本发明固定座安装板主视图；图5(b)为本发明固定座安装板仰视图。

图6为本发明密封片结构示意图。

图7为本发明火焰预热塞实验测试高速相机直拍图。

其中，1-加热棒固定座，2-火焰罩，3-喷油器固定座，4-固定座安装板，5-密封片，6-出热孔，7-加热棒，8-发热管，9-通孔。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种火焰预热塞，如图1(a)-(c)所述，包括火焰罩(2)、喷油器固定座(3)、固定座安装板(4)、加热棒固定座(1)、加热棒(7)、密封片(5)，加热棒固定座(1)头部下端设有一列通孔(9)和两个发热管(8)，火焰罩(2)的底部设有若干出热孔(6)。

如图3(a)-(c)所示，火焰罩(2)由两部分组成，分别为头部的半圆管状结构和底部的圆管状结构。其中头部的半圆管状结构的一侧开放，侧表面用于安装固定座安装板(4)；底部为圆管状结构，环绕设有五排出热孔(6)；

如图2(a)-(c)所示，加热棒固定座(1)头部下端设有两个对称安装的发热管(8)，两个发热管(8)通过连接板筋相连，所述连接板筋上加工有一列通孔(9)，其中发热管(8)为四分之三圆管状结构，对称安装时将两发热管(8)缺口一侧呈90度相背安装；于两管正中间位置加工有一排通孔(9),用于流通空气和燃油蒸汽；将加热棒(7)插入加热棒固定座(1)中，其发热区域被发热管(8)包裹，加热棒(7)的部分表面通过发热管(8)的缺口外露于火焰罩(2)中；

将加热棒固定座(1)的发热管(8)连带加热棒(7)和通孔(9)插入火焰罩(2)中，加热棒固定座(1)头部与火焰罩(2)头部的上表面通过螺钉连接；

如图5(a)、(b)所示，固定座安装板(4)上对称分布三个狭长贯通槽，中间较大尺寸的槽孔用于喷油器向火焰罩(2)内喷入柴油，两侧较小尺寸的槽孔用于安装喷油器固定座(3)；固定座安装板(4)通过螺钉安装于火焰罩(2)头部的侧表面；

喷油器固定座(3)正中间开有一个贯通孔，用于安装喷油器；两侧对称开有一对螺纹孔，用于与喷油器安装槽两侧的槽孔通过螺栓连接，可调整喷油器固定座(3)在固定座安装板(4)上的安装位置；

喷油器固定座(3)的两个表面角度不同，其中一面与固定座安装板(4)紧贴安装，另一面与固定座安装板(4)呈一定角度，使喷油器可以沿斜向下方向喷油；可更换不同角度的喷油器固定座(3)来改变喷油角度；

喷油器固定座(3)安装于固定座安装板(4)后，靠近火焰罩(2)出热孔(6)的一端会出现外露缺口，通过螺钉将密封片(5)安装在火焰罩(2)中部，将该缺口密封，密封片(5)的结构如图6所示。

该火焰预热塞的工作过程为：

打开电源，加热棒(7)通电加热，表面温度持续升高，加热棒(7)向发热管(8)传递热量，使其温度也随之升高；

加热棒(7)和发热管(8)加热一段时间后，喷油器开始喷出柴油；

喷出的柴油附着于发热管(8)及加热棒(7)的外露部分，在高温的作用下汽化；部分柴油穿过通孔(9)，在发热管(8)另一侧的高温作用下也发生汽化；

汽化的柴油在火焰罩(2)内向下流动并开始燃烧；

燃烧产生热量由火焰罩(2)底部的出热孔(6)排出，实现对进气的加热作用。

根据不同环境条件下的使用需求，可以通过改变喷油器固定座(3)的位置来调整喷油器的安装位置；如图4(a)、(b)所示，可以通过更换不同斜面角度的喷油器固定座(3)来调整喷油器的安装角度。基于此，实现对喷油位置和角度的调整。一般情况下，当所需进气温度较高时，可将喷油器固定座(3)安装于固定座安装板(4)靠上的位置，并使用图4(a)所示的较大斜面角度(斜面角度是指斜面与水平线的角度)的喷油器固定座(3)来安装喷油器，这样可以使柴油液体附着于加热棒(7)和发热管(8)的面积更大，柴油气体在火焰罩内的停留时间更长，进而使柴油汽化更充分，提高进气温度；当所需进气温度不高时，可将喷油器固定座(3)安装于固定座安装板(4)靠下的位置，并使用图4(b)所示的较小斜面角度的喷油器固定座(3)来安装喷油器，这样可以减小柴油液体附着于加热棒(7)和发热管(8)的面积，并使柴油气体在火焰罩内的停留时间减少，实现对进气较为温和的加热，减少因提高进气温度而产生的NOx等排放物。在实际使用中，可根据具体情况自行选择喷油器的安装角度和位置以满足进气加热的需求。

如图7所示，该火焰预热塞在工作时火焰长度与火焰面积较为理想，燃烧效果良好，能够满足进气预热的需求。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。