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内燃机的预燃烧室及其操作方法.pdf

  • 上传人：00****42
  • 文档编号：6171018
  • 上传时间：2019-05-16
  • 格式：PDF
  • 页数：17
  • 大小：4.02MB
    • 摘要
    申请专利号：

    CN201310370038.3

    		 申请日：

    2013.08.22
    公开号：

    CN103628969A

    		 公开日：

    2014.03.12
    当前法律状态：

    授权

    		 有效性：

    有权
    法律详情：

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02B 19/16申请日:20130822|||著录事项变更IPC(主分类):F02B 19/16变更事项:发明人变更前:E.J.斯克塞尔 D.韦斯特变更后:E.J.斯克塞尔 D.韦斯特 D·穆斯尔|||公开
    IPC分类号：

    F02B19/16

    		 主分类号：

    F02B19/16
    申请人：

    卡特彼勒发动机有限及两合公司
    发明人：

    E.J.斯克塞尔; D.韦斯特
    地址：

    德国基尔
    优先权：

    2012.08.22 EP 12181393.5
    专利代理机构：

    北京市中咨律师事务所 11247

    		 代理人：

    张鲁滨;吴鹏
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    内容摘要

    本发明涉及内燃机的预燃烧室及其操作方法。暴露于高的热应力和机械应力中的内燃机（10）的预燃烧室端部（76）在用于布置与内燃机的主燃烧室（26）流体连通的孔口（190，290）的空间方面可能受限。本文公开了通过提供相对于中心轴线（112）以第一角度（α）延伸的第一组孔口（190）和相对于中心轴线（112）以第二角度延伸的第二组孔口（290）来有效地使用有限的空间，其中所述孔口的出口布置在第一轴向位置（P1）。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种内燃机（10）的预燃烧室组件（60）的预燃烧室端部（76），所述预燃烧室端部（76）包括：
    圆顶状的壁结构（118），其形成预燃烧室（122）的至少一部分并且具有中心轴线（112）；以及
    多个孔口（190，290），其延伸通过所述壁结构（118）并且包括布置在所述壁结构（118）的内侧的入口和布置在所述壁结构（118）的外侧的出口，所述多个孔口（190，290）的出口的中心区域相对于所述中心轴线（112）方位地分布并且在相对于所述中心轴线（112）的第一轴向位置（P1）处布置在围绕所述圆顶状的壁结构（118）周向延伸的出口带（210）内，
    其中，所述多个孔口（190，290）包括相对于所述中心轴线（112）以第一角度（α）延伸的第一组孔口（190）和相对于所述中心轴线（112）以第二角度（β）延伸的第二组孔口（290），所述第一角度（α）不同于所述第二角度（β）。

    2.  根据权利要求1所述的预燃烧室端部（76），其中，所述出口带（210）具有第一宽度（W1），所述第一组孔口（190）的出口具有第二宽度（W2），且所述第二组孔口（290）的出口具有第三宽度（W3），其中所述第一宽度（W1）等于所述第二宽度（W2）和所述第三宽度（W3）中的较大宽度。

    3.  根据权利要求1或2所述的预燃烧室端部（76），其中，所述第一组孔口（190）的入口布置在相对于所述中心轴线（112）的第二轴向位置（P2）处，且所述第二组孔口（290）的入口布置在相对于所述中心轴线（112）的第三轴向位置（P3）处，所述第二轴向位置（P2）不同于所述第三轴向位置（P3）。

    4.  根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76），其中，所述第一组孔口（190）的出口和所述第二组孔口（190）的出口在所述出口带（210）上交替。

    5.  根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76），其中，所 述第一组孔口（190）的入口布置在第二轴向位置（P2），且所述第二组孔口（290）的入口布置在第三轴向位置（P3），所述第二轴向位置（P2）不同于所述第三轴向位置（P3）。

    6.  根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76），其中，所述多个孔口（190，290）中的至少一个孔口沿所述壁结构（118）的厚度具有阶梯状的横截面，并且所述入口的直径小于所述出口的直径。

    7.  根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76），其中，所述第一角度（α）在从约35至120度的范围内，和/或所述第二角度（β）比所述第一角度（α）小约10%至50%。

    8.  根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76），其中，所述圆顶状的壁结构（118）包括第一部分（106）和通过连接部分（110）连接到所述第一部分（106）的第二部分（108），所述第一部分（106）是圆筒形的，且所述第二部分（108）是在该第二部分（108）处封闭所述预燃烧室端部（76）的大致圆球形圆顶，
    其中，所述出口带（210）在所述连接部分（110）处周向地布置。

    9.  根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76），其中，所述第一组孔口（190）和所述第二组孔口（290）布置成使得所述壁结构（118）的壁厚度（t）对于转移来自所述第一组孔口（190）和所述第二组孔口（290）的热量是足够的。

    10.  一种用于连接在内燃机（10）的预燃烧室上部（70）上的预燃烧室下部（74），所述预燃烧室下部（74）包括：
    用于安装至少一个火花塞（88）的火花塞安装部分（78）；以及
    连接到所述火花塞安装部分（78）上的根据上述权利要求中任一项所述的预燃烧室端部（76）。

    11.  根据权利要求10所述的预燃烧室下部（74），其中，所述火花塞安装部分（78）包括将所述预燃烧室（122）与内燃机（10）的燃料系统相互连接的燃料供给连接部（150），所述燃料供给连接部（150）构成为向所述预燃烧室（122）供给燃料和空气的混合物。

    12.  一种内燃机（10），包括：
    主燃烧室（26）；
    气缸盖（24），其构成为形成所述主燃烧室（26）的至少一部分；以及
    预燃烧室组件（60），其用于连接在所述气缸盖（24）上并且包括预燃烧室上部（70）和根据权利要求10或11所述的预燃烧室下部（74），其中，所述预燃烧室端部（76）至少部分地延伸至所述主燃烧室（26）内，并且所述预燃烧室（122）经由所述多个孔口（190，290）与所述主燃烧室（26）流体连通。

    13.  一种用于操作根据权利要求1至9中任一项所述的预燃烧室端部（76）的方法，所述方法包括：
    向所述预燃烧室（122）供给燃料和空气的混合物；
    点燃所述预燃烧室（122）内的燃料；以及
    经由第一组和第二组孔口（190，290）将点燃的燃料排出至所述主燃烧室（26）内。

    14.  根据权利要求13所述的方法，其中，点燃所述预燃烧室（122）内的燃料由至少部分地延伸至所述预燃烧室端部（76）的所述预燃烧室（122）内的火花塞（88）执行。

    15.  根据权利要求13或14所述的方法，其中，供给至所述预燃烧室（122）的燃料是气态燃料。

    说明书

    说明书内燃机的预燃烧室及其操作方法
    技术领域
    本发明总体上涉及一种用于内燃机的预燃烧室组件的预燃烧室端部（tip）。更具体地，本发明涉及一种气态燃料内燃机的预燃烧室端部，其中该预燃烧室端部包括第一组孔口和第二组孔口。
    背景技术
    已知在一些内燃机应用中、例如在气态燃料应用中使用预燃烧室。典型地，预燃烧室是位于发动机气缸盖中的相对小的气体聚集腔。预燃烧室经由若干小的孔口与发动机的主燃烧室流体连通。在工作期间，火花塞点燃预燃烧室内的气态燃料（不同于点燃主燃烧室中的气态燃料）。预燃烧室中气态燃料的点燃产生了通过孔口喷射或否则前进并且进入主燃烧室的燃烧燃料的前部，由此点燃了其中的气态燃料与空气的混合物。
    预燃烧室中的温度非常热，这对火花塞和预燃烧室端部的寿命是不利的。为了减少一些预燃烧室部件的温度，已知的是利用例如冷却的预燃烧室组件。
    在力求满足将来的排放法规、动力输出需求和包括预燃烧室端部的内燃机的性能的过程中，预燃烧室可能小型化。然而，与此同时，可以保持将预燃烧室与主燃烧室流体地连接的孔口的有效截面，以确保燃烧燃料的稳定的和平滑的过渡并且将燃烧燃料的速度保持在适当的速度范围中。
    US7438043B2公开了一种设有辅助燃烧室的内燃机，该辅助燃烧室具有将辅助燃烧室与主燃烧室流体地连接的第一组和第二组喷射孔。第一组喷射孔和第二组喷射孔布置成使得相邻的一对喷射孔在圆周方向上偏移预定间隔。两组喷射孔以平行的方式布置。
    JP2007/040174A公开了一种包括辅助燃烧室的间接喷射燃烧发动机。辅助燃烧室包括相对于气缸轴线以不同的角度打开的一个或多个第一喷射孔，以及朝向活塞顶表面的一个或多个第二喷射孔。
    US2010/0326400A1公开了一种设有预室的燃烧系统，该预室适于以产生高效燃烧过程的方式与活塞配合。该预室包括多个孔口，所述孔口具有布置在相同轴向位置的入口和布置在不同轴向位置的出口。
    WO91/12418A1公开了一种用于稀燃内燃机的燃料燃烧系统，其包括限定出预室的预燃烧室组件，该预室具有预选择的形状和容积并且包括多个喷射通路。
    本发明旨在至少部分地改进或克服现有系统的一个或多个方面。
    发明内容
    根据本发明的一个方面，内燃机的预燃烧室组件的预燃烧室端部可包括形成预燃烧室的至少一部分并且具有中心轴线的圆顶状的壁结构，以及延伸通过该壁结构的多个孔口。所述多个孔口可包括布置在所述壁结构的内侧的入口和布置在所述壁结构的外侧的出口。所述多个孔口的出口的中心区域相对于所述中心轴线方位地（azimuthically）分布。所述多个孔口的出口可在相对于所述中心轴线的第一轴向位置布置在围绕圆顶状的壁结构周向延伸的出口带内。所述多个孔口可包括相对于所述中心轴线以第一角度延伸的第一组孔口和相对于所述中心轴线以第二角度延伸的第二组孔口，其中第一角度可以不同于第二角度。
    根据本发明的另一方面，用于连接在内燃机的预燃烧室上部上的预燃烧室下部可包括用于安装至少一个火花塞的火花塞安装部分，以及连接到该火花塞安装部分上的根据本发明的预燃烧室端部。
    根据本发明的另一方面，内燃机可包括主燃烧室、构成为形成该主燃烧室的至少一部分的气缸盖、以及用于连接在该气缸盖上的预燃烧室组件。预燃烧室组件可包括预燃烧室上部和根据本发明的预燃烧室下部。预燃烧室端部可至少部分地延伸到主燃烧室中，并且预燃烧室可经由多个孔口与 主燃烧室流体连通。
    根据本发明的另一方面，用于操作根据本发明的预燃烧室端部的方法可包括：向预燃烧室供给燃料和空气的混合物；点燃预燃烧室内的燃料；以及经由第一和第二组孔口将点燃的燃料排出至主燃烧室。
    在一些实施例中，所述出口带可具有第一宽度，所述第一组孔口的出口可具有第二宽度，且所述第二组孔口的出口可具有第三宽度，其中第一宽度可等于第二宽度和第三宽度中的较大宽度。
    在一些实施例中，所述多个孔口的出口的中心区域可相对于所述中心轴线方位地分布。在还有一些实施例中，第一和第二组孔口的出口在出口带上彼此交替。
    在一些实施例中，所述多个孔口中的至少一个孔口沿壁结构的厚度可具有阶梯状的横截面，其中入口的直径可小于出口的直径。
    在一些实施例中，所述圆顶状的壁结构可包括第一部分和由连接部分连接到第一部分上的第二部分。第一部分可以是圆筒形的，且第二部分可以是在第二部分处封闭预燃烧室端部的大致圆球形圆顶，其中出口带可在连接部分处周向地布置。
    在一些实施例，内燃机可以是以气态燃料——例如天然气——运行的气态燃料内燃机。
    从以下描述和附图中本发明的其它特征和方面将会显而易见。
    附图说明
    图1是内燃机一实施例的示意性截面图，其中本发明的预燃烧室组件被示出为安装在发动机的气缸盖中。
    图2是更详细地示出的图1的预燃烧室组件的示意性截面图。
    图3是图2的预燃烧室组件的预燃烧室下部的示意性局部剖视图。
    图4是预燃烧室下部的预燃烧室的沿图3中的线A-A的截面图。
    图5是沿图4中的通过第一组孔口的线B-B的截面图。
    图6是沿图4中的通过第二组孔口的线C-C的截面图。
    图7示出了多个孔口的另一示例性实施例的截面图。
    具体实施方式
    以下是本发明的示例性实施例的详细说明。在此描述的和附图中示出的示例性实施例旨在教导本发明的原理，使得本领域技术人员能够在许多不同环境中和针对许多不同应用来实施和使用本发明。因此，示例性实施例并非旨在并且不应当被认为是对专利保护范围的限制。专利保护的范围应当由所附的权利要求进行限定。
    本发明可以部分地基于以下认知：相对于预燃烧室的中心轴线以不同的倾斜度布置内燃机的预燃烧室的多个孔口，可以有效地利用用于将多个孔口布置在预燃烧室内的有限的空间，并且仍然可以确保燃烧的燃料向内燃机的主燃烧室中的稳定的转移。
    本发明还可以部分地基于以下认知：布置预燃烧室端部的多个孔口以使得多个孔口的出口布置在相同的轴向位置，可以产生预燃烧室端部向主燃烧室的低透过性，同时可以保持发动机的性能和动力输出。此外，燃烧的燃料的火焰可以在单个平面中。
    本发明还可以部分地基于以下认知：将预燃烧室端部的第一组孔口的入口布置成与第二组孔口的入口至少部分地相互锁定，可以产生用于使预燃烧室端部——尤其是多个孔口——充分冷却的第一和第二组孔口之间的足够的壁厚度。
    本发明还可以部分地基于以下认知：使多个孔口中的至少一个孔口具有锥形截面可以支持经由多个孔口从预燃烧室向主燃烧室流动的燃烧燃料流的增大的有效横截面。尤其是，在通过至少一个孔口的入口后，燃烧燃料流可以脱离预燃烧室与入口之间形成的边缘。由于至少一个锥形的孔口，燃烧燃料流的有效横截面可以增大，这可以产生燃烧燃料流的较小速度，从而产生对预燃烧室端部的较小的机械应力和热应力。
    现在参照图1，在图1中示出了内燃机10的示例性实施例。内燃机10可以包括未示出的特征，例如燃料系统、空气系统、冷却系统、外围部件、 动力传动系部件、涡轮增压器等。为了公开的目的，内燃机10被认为是四冲程气态燃料内燃机。然而，本领域技术人员将会理解，气态燃料内燃机10可以是使用了预燃烧室的任意类型的（涡轮，气体，柴油，天然气，丙烷等）发动机。此外，内燃机10可以是任意尺寸、具有任意数目的气缸并且为任意构型（V型，直列，径向，等）。内燃机10可以用来为任意机器或其它装置提供动力，包括机车应用、公路卡车或车辆、越野卡车或机器、土石方设备、发电机、航空航天应用、海上应用、泵、静止的设备或其它发动机提供动力的应用。
    内燃机10可包括具有多个气缸14的气缸体12（其中一个在图1中示出）。活塞16可以可滑动地布置在气缸14内以在上止点位置和下止点位置之间往复运动。连杆18可以将活塞16连接到曲轴22的离心式曲柄销20上，以使得活塞的往复运动可以引起曲轴22的转动。
    内燃机10还可以包括与气缸体12接合的气缸盖24以覆盖气缸14，由此限定出主燃烧室26。气缸盖24可以限定出分别允许进气气体进入主燃烧室26和排气气体流出主燃烧室26的进气和排气开口28。发动机气门30可以布置为有选择地打开和关闭开口28。各气缸14可以包括多个进气和排气开口28。
    内燃机10可以包括一系列的气门致动组件40（在图1中示出了其中一个）。可为每个气缸14提供多个气门致动组件40。例如，一个气门致动组件可以用来打开和关闭进气气门，并且另一气门致动组件可以设置成打开和关闭排气气门。
    气门致动组件40可以包括摇臂46。摇臂46可以枢转地安装在气缸盖24中，并且可以在一端连接到发动机气门30并且可以在另一端连接到推杆48上。摇臂46围绕其枢转点50的振荡可以使得气门30在打开位置和关闭位置之间移动。气门致动组件40还可以包括将气门30向关闭位置偏置（即，关闭进气和排气开口28）的气门弹簧52。
    推杆48的另一端可以接合可与凸轮轴56接合的挺柱54。凸轮轴56可以操作地与曲轴22接合。凸轮轴56可以以本领域技术人员显而易见的 任何方式与曲轴22连接，其中曲轴22的转动可以导致凸轮轴56的转动。例如，凸轮轴56可以通过传动机构（未示出）连接到曲轴22上。
    如图1所示，第一凸轮凸角58可以布置在凸轮轴56上以与挺柱54接合。本领域技术人员可以意识到，为了致动附加的发动机气门，凸轮轴56可以包括附加的凸轮凸角以与其它的挺柱接合。
    内燃机10还可以包括预燃烧室组件60，其在气门30之间布置在气缸盖24内。预燃烧室组件60可以以各种方式配置。可以使用能够布置在气缸盖24中以支持主燃烧室26外部的燃烧事件并且将燃烧导向至主燃烧室26的任意组件。
    参照图2，更详细地示出了预燃烧室组件60。预燃烧室组件60可以从气缸盖24延伸至主燃烧室26内。在所描述的实施例中，预燃烧室组件60可以包括预燃烧室上部70和连接到该预燃烧室上部70的预燃烧室下部74。图2中，预燃烧室上部70与预燃烧室下部74之间的分隔部分可由虚线C示出。
    预燃烧室上部70可例如经由螺纹而连接到气缸盖24上。预燃烧室上部70可以是大致圆筒形的，并且可以由任意适当的材料制成。例如，预燃烧室上部70可以由球墨铸铁-珠光体铁素体制成。
    预燃烧室上部70可以构成为在其中容纳火花塞88以使得火花塞88的火花端可以延伸出预燃烧室上部70。本发明的上下文中的火花塞88可以指本领域中可用的任意适当的点火装置。
    预燃烧室下部74可以是大致圆筒形的，并且可通过任意合适的方法——例如钎焊或焊接——而连接到预燃烧室上部70。优选地，预燃烧室下部74可以例如经由螺纹可移动地连接到预燃烧室上部70。例如，预燃烧室下部74可以如由螺纹90所示地螺纹连接到预燃烧室上部70。这可以允许在预燃烧室下部74磨损的情况下——尤其在预燃烧室端部76（在下文中更详细地描述）磨损的情况下——由新的预燃烧室下部替换预燃烧室下部74。例如，在工作大约15.000小时的使用时间后，可以替换预燃烧室下部74。预燃烧室下部74可以优选地浇铸到总体结构上并且随后加工成 需要的最终尺寸。
    应当注意螺纹90可以设置成在组装预燃烧室上部70和预燃烧室下部74以形成预燃烧室组件60时进行支持。预燃烧室上部70与预燃烧室下部74之间的连接可以通过将预燃烧室上部70螺纹连接到气缸盖24而被密封，由此将预燃烧室下部74压向凸缘114（在下文中更详细地描述）。
    预燃烧室下部74可以具有可以延伸通过预燃烧室下部74的台阶孔96。台阶孔96可以适于接收从预燃烧室上部74延伸的火花塞88。台阶孔96可以具有适于接收火花塞88的端部的火花塞安装孔98。火花塞安装孔98可以适于与火花塞88的端部上的螺纹进行螺纹配合。台阶孔96可以限定出适于密封接合火花塞88的密封面100。
    参照图3，示出了预燃烧室下部74的详细的局部切面视图。预燃烧室下部74可以包括预燃烧室端部76和火花塞安装部分78。预燃烧室端部76可以是大致圆筒形的并且可以通过任意合适的方式——例如钎焊或焊接——而可连接到火花塞安装部分78上。例如，可以使用控制深度的熔透焊接——例如激光或电子束焊接——来将预燃烧室端部76连接到火花塞安装部分78上。
    例如，火花塞安装部分78可以由能够经得起相对高温度的不锈钢材料——例如锻造的不锈钢合金牌号347——制成。
    预燃烧室端部76可以包括圆顶状的壁结构118，该壁结构具有基座部分104、连接到基座部分104上的第一部分106、第二部分108以及连接部分110。第一部分106可通过连接部分110连接到第二部分108。基座部分104可以是基本圆筒形部分，第一部分106也可以是圆筒形的，第二部分108可以是大致圆球形圆顶，其构成为在面对主燃烧室26的第二部分108处封闭壁结构118。第一部分106的至少一部分、连接部分110和第二部分108可以延伸到主燃烧室26中（例如，见图2）。基座部分104、第一部分106、第二部分108和连接部分110可以围绕预燃烧室端部76的中心轴线112布置。
    在轴向上距连接部分110预定位置处围绕预燃烧室端部76设置有密封 面114。密封面114可以相对于中心轴线112横向地延伸，并且可以设置成密封设置于气缸盖24中的密封面116以防止主燃烧室26与第一和第二冷却液通道32、34（见图2）之间的泄漏。
    密封面114可以与邻近布置在气缸盖24中的孔120定位的密封面116接合。孔120可以朝向主燃烧室26打开并且可以接收预燃烧室端部76。孔120可以使得第二部分108延伸到并且暴露于主燃烧室26中。
    壁结构118可以具有布置在其中的预燃烧室122。预燃烧室122可以在预燃烧室端部76的第一部分106处开口以接收火花塞88的电极端。因而，火花塞安装部分78可以形成预燃烧室122的至少一部分。
    预燃烧室端部76可以包括布置在连接部分110处的多个间隔开的、径向取向的孔口190和290。多个孔口190、290可以延伸通过壁结构118，并且可以包括在壁结构118内侧的入口和在壁结构118外侧的出口。多个孔口190、290可以与预燃烧室122以及主燃烧室26流体地相互连接。多个孔口190和290可以构成为以预定模式引导燃烧燃料——例如来自预燃烧室122的膨胀气体——进入主燃烧室26。
    预燃烧室端部76可以由高温材料制成。例如，高温、热稳定的并且环境上耐久的合金，例如，镍-铬-钨-钼合金可以是合适的。可以理解，在不背离本发明的情况下，适当成分的其它高温材料可以用来替代。预燃烧室端部76可以是由棒料浇铸或机加工的。
    如图3进一步所示，火花塞安装部分78可以进一步包括流体地连接到预燃烧室122并且连接到燃料系统（附图中未示出）的燃料供给连接部150。燃料供给连接部150可以构成为接收例如气态燃料的混合物并且将气态燃料和空气的混合物供给至预燃烧室122。燃料供给连接部150还可以构成为容纳用于控制向预燃烧室122的燃料供给的控制阀（图3中未明确示出）。
    预燃烧室端部76可以包括布置在第一轴向位置P1处的出口带210。关于图3，出口带210由两个虚横线示出。优选地，出口带210可以布置在预燃烧室端部76的连接部分110处。出口带210可以是围绕圆顶状的壁结构118的整个圆周延伸的圆形部分，并且可以具有第一宽度W1。出口 带210可以是多个孔口190、290的出口可以布置的部分。
    如图3进一步所示，多个孔口190和290的出口的中央区域可以相对于中心轴线112方位地分布。
    孔口190、290可以包括第一组孔口190和第二组孔口290。第一组孔口190可以包括例如四个孔口192、194、196和198（也见图4）。第二组孔口290也可以包括例如四个孔口292、294、296和298（也参见图4）。在一些实施例中，第一组孔口190和第二组孔口290可以分别包括多于或少于四个的孔口。
    尽管多个孔口190和290可以具有圆柱形形状，但第一组孔口190的出口如图3所示可以具有与第二组孔口290的出口不同的横截面。这可以引起第一和第二组孔口190和290不同的倾斜，这在下文中更详细地描述。
    第一组孔口190的出口可以具有第二宽度W2。第二组孔口290的出口可以具有比第二宽度W2大的第三宽度W3。然而，在一些实施例中，第三宽度W3可以等于第二宽度W2。出口带210的第一宽度W1可以等于第三宽度W3，如图3所示。在一些实施例中，第一宽度W1可以大于第二宽度W2和第三宽度W3中的较大宽度。
    参照图4，示出了沿图3的线A-A的横截面视图。第一组孔口190的四个孔口192、194、196和198可相对于第二组孔口290的四个孔口292、294、296和298交替地布置。例如，当为第一组孔口190提供四个孔口192、194、196和198并且也为第二组孔口290提供四个孔口292、294、296和298时，各个孔口的出口的中心区域可彼此以约45度的角度布置（见图4）。
    应当注意，如图4所示，第二组孔口290的各孔口292、294、296和298不是相对于中心轴线112径向地布置。尤其是，应当注意，第二组孔口290的各孔口292、294、296和298可以从投影面延伸出，即，不是垂直于中心轴线112。相反地，孔口192、194、196、198可以完全布置在投影面中，即，孔口192、194、196、198可以径向地布置且因此相对于中心轴线112垂直。考虑到以上，图4所示的投影面A-A中的第二组孔口290的孔口292、294、296和298可以不延伸通过整个壁结构118。
    然而，在一些实施例中，第一组孔口190也可以不相对于中心轴线112径向地延伸，即，第一组孔口190也可以从图4的投影面延伸出。
    参照图5，示出了沿图4的线B-B的横截面视图。如图5所示，在投影面B-B中的孔口194和198可以相对于中心轴线112以第一角度α径向地延伸通过壁结构118。在示出的实施例中，由于第一组孔口190径向地相对于中心轴线112布置，第一角度α可为约90度。然而，如已经提及的，本领域技术人员可以意识到，角度α也可以不同于90度，例如在从约35度至120度的范围内。
    如图5进一步示出的，第一组孔口190的孔口196可以以第一角度α延伸至投影面B-B中，并且由于孔口198可以延伸出投影面B-B，孔口198在图5中是不可见的。还如图5中所示，第二组孔口290的孔口294和296也可以延伸至图5的投影面B-B中。
    关于图3至6，可以得出第一组孔口190的各孔口192、194、196和198的入口可以在相对于中心轴线112的第二轴向位置P2处布置在壁结构118的内侧。在图3至6中所示的实施例中，第二位置P2可以与第一轴向位置P1相同，因为角度α可以是约90度。然而，在角度α不等于约90度时，第二轴向位置P2可以不同于第一轴向位置P1。优选地，第二轴向位置P2可以高于第一轴向位置P1。
    第二组孔口290的各孔口292、294、296和298的入口可以在相对于中心轴线112的第三轴向位置P3处布置在壁结构118的内侧。第三轴向位置P3可以不同于第二轴向位置P2和第一轴向位置，即，第一组孔口190的入口与第二组孔口290的入口可以布置在不同的水平上，如图5和6中最佳地所示。
    参照图6，示出了沿图4的线C-C的截面图，第二组孔口290的各孔口292、294、296和298可以相对于中心轴线112以第二角度β延伸通过壁结构118。第二角度β可以不同于第一角度α。
    如图示的实施例中所示，第二角度β可以约为70度。在一些实施例中，第二角度β可以在从约30度至100度的范围内。在还有一些实施例中，第 二角度β可以小于第一角度α。
    在一些实施例中，第二角度β可以取决于第一角度α和多个孔口190、290的直径。例如，第二角度β可以小于第一角度α约10%至50%。
    如上所述，可以选择多个孔口190和290的直径以及第一角度α和第二角度β，以使得两个相邻孔口之间的壁厚度可以提供用于传导孔口的热量的充分的材料。
    如图3至6所示，第一和第二组孔口190和290可具有圆柱形横截面。在一些实施例中，第一和第二组孔口190和290可具有矩形横截面、椭圆形横截面或用于预燃烧室端部的孔口的任意其它公知的横截面。在还有一些实施例中，第一组孔口190可与第二组孔口290具有不同的横截面。
    在图3至6所示的实施例中，第一组孔口190的出口可与第二组孔口290的出口相互锁定，以使得第一组孔口190的孔口的出口紧接着第二组孔口290的孔口的出口。
    参照图7，至少一个孔口390可以包括锥状的横截面。优选地，锥状横截面可以是阶梯状的横截面，其包括具有不同直径的至少两个圆柱形部分，其中入口的直径可以小于出口的直径。如图7所示的，阶梯状横截面可以包括三个圆柱形部分。然而，在一些实施例中，阶梯状横截面可以包括多于三个的圆柱形部分。
    至少一个孔口390还可以相对于中心轴线112以适当的角度延伸通过圆顶状的壁结构118。
    工业实用性
    参照附图，并且在工作中，预燃烧室组件60可以安装在气缸盖24中。燃料系统（附图中未明确地示出）可以经由燃料供给连接部150供给气态燃料和空气的混合物至预燃烧室122。安装在预燃烧室组件60上的火花塞88可以点燃在预燃烧室122内的气态燃料和空气的混合物。气态燃料和空气的混合物在预燃烧室122内燃烧后，燃烧的燃料——例如以火焰的形式——可以经由多个孔口190和290排出到主燃烧室26中。在那里，燃烧的燃料可以开始主燃烧过程并且可以点燃由进气开口28供给的主燃烧室 26内的气态燃料和空气的混合物。
    由于多个孔口190和290的出口可以在第一轴向位置P1布置在出口带210内，燃烧室端部76可以不过度地延伸到主燃烧室26中。因而，通过主燃烧过程施加到预燃烧室端部76上的热应力可以减少，因此，可以提高预燃烧室端部76的寿命。
    此外，通过提供第一和第二组孔口190和290，可以增加布置在壁结构118内侧的入口的数目。结果是，可以提高孔口的有效总横截面。这可以引起从预燃烧室122流入主燃烧室26的燃烧的燃料的速度的减小，从而减小施加在预燃烧室端部76上的热应力。
    参照图7，多个孔口390可以具有阶梯状的横截面。在经由多个孔口390从预燃烧室122流入主燃烧室26时，燃烧的燃料可能脱离壁结构118，尤其是在入口处。这会减小燃烧的燃料流的横截面并且会导致较高的速度。
    由于孔口390的锥状的横截面，当流经阶梯状的孔口390时，燃烧的燃料的有效横截面可再次增加。这可以支持减小燃烧的燃料流的速度，从而可以减小对预燃烧室端部76的热应力。
    此外，回到图4，本领域技术人员可以意识到，例如，孔口192可以以第一距离与孔口194间隔开，该第一距离小于描述孔口192与孔口194的出口之间的距离的第二距离b。因此，从壁结构118的内侧到外侧在相同的轴向位置处延伸的孔口的数目是有限的。因而，第二组孔口290的孔口可以通过与第一组孔口190的孔口相互锁定而有效地使用在壁结构118的外侧的空间。
    此外，回到图6，例如，孔口294的入口可与孔口296的入口以壁厚度t间隔开。壁厚度t可以提供用于从孔口向预燃烧室端部76的壁结构118传导热量的充分的材料，这也可以对预燃烧室端部76产生较少的热应力。
    尽管已经在此描述了本发明的优选实施例，但在不背离所附权利要求的范围的情况下可以加入各种改进和修改。

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