[发明专利]预燃室喷射点火器和包括该预燃室喷射点火器的发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月29日提交的韩国专利申请第10-2012-0021105号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及发动机，特别地，涉及包括使用预燃室喷射点火器的燃烧室的发动机，所述预燃室喷射点火器将之前从空气-燃料混合物形成的喷燃火焰喷入燃烧室内的空间，使得所述喷燃火焰充当喷入所述燃烧室内的空间的燃料的点火源从而点燃所述燃料，从而通过使用作为大火焰中心的喷燃火焰来可靠地维持燃烧，并且因此显著改善燃料消耗并减少NOx的产生。

背景技术

在通用的发动机中，将燃料直接喷入燃烧室（GDI类型）或将燃料和空气混合然后供应至燃烧室（MPI类型）之后，在燃烧室中通过从火花塞产生的火花而形成燃烧火焰中心，从而点燃空气-燃料混合物并使其爆炸（火焰蔓延）。

MPI类型和GDI类型之间的差别在于，在将燃料直接喷入燃烧室的情况下（GDI类型），进行分层燃烧，而在将燃料和空气混合并供应至燃烧室的情况下（MPI类型），进行均匀燃烧。

由于在燃烧室中通过点火和爆炸（火焰蔓延）启动爆炸冲程，从发动机产生动力。

然而，如果火花塞在燃烧室中产生点火火花并且通过点火火焰在燃烧室中形成燃烧火焰中心，则火焰中心的尺寸较小，且其持续时间较短，无法保证燃烧室中的完全燃烧。

该问题对上述燃烧方案施加了固有的限制。

为了克服所述限制，可向发动机施加稀薄燃烧（超稀薄燃烧），但是稀薄燃烧（超稀薄燃烧）的另一问题在于由于用于改善燃料消耗的高热量燃烧而产生大量NOx。

在这种情况下，可使用DeNOx催化剂减少NOx的产生，但是DeNOx催化剂昂贵，因此增加了成本并降低了竞争力。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供发动机，所述发动机包括燃烧室，所述燃烧室使用预燃室喷射点火器，所述预燃室喷射点火器使空气-燃料混合物燃烧，所述空气-燃料混合物为在燃烧室外部混合的外部空气和喷射的燃料，并且将由燃烧产生的大火焰中心的喷燃火焰供应至燃烧室，从而通过喷燃火焰（火焰蔓延）点燃燃料并使其爆炸，并且可靠地维持燃烧室的燃烧，从而使用快速冷燃烧显著改善燃料消耗并减少NOx的产生。

本发明的各个方面提供发动机，所述发动机包括燃烧室，所述燃烧室使用预燃室喷射点火器，所述预燃室喷射点火器以大火焰中心的形式将从燃烧室外部供应的喷燃火焰供应至燃烧室中，使得喷燃火焰充当喷入燃烧室的燃料的点火源，从而免除供应空气和燃料的空气-燃料混合物口，因此防止由于空气-燃料混合物的流动和压力的变化而导致的空气-燃料混合物液化。

本发明的各个方面提供一种预燃室喷射点火器，其中空气从大气被供应至具有往复式活塞的燃烧室；燃料被喷入所述流入的空气从而形成空气-燃料混合物，并且所述空气-燃料混合物然后在所述燃烧室中燃烧从而产生燃烧火焰；所述燃烧火焰以至少一个喷燃火焰的形式被喷入所述燃烧室内的空间；所述喷燃火焰充当点火源使得喷入所述燃烧室内的空间的燃料进行燃烧；和在所述燃烧室中通过所述喷射燃料的燃烧产生了爆炸冲程。

所述预燃室喷射点火器还可包括：压缩块，所述压缩块具有压缩室，在所述压缩室中，外部空气和喷入所述空气的燃料混合从而形成空气-燃料混合物；副喷射器，所述副喷射器安装至所述压缩块从而将所述燃料喷入所述压缩室；加压活塞，所述加压活塞改变所述压缩室的体积从而增加所述空气-燃料混合物的压力；阀单元，当所述空气-燃料混合物的压力增加时，所述阀单元打开，使得所述空气-燃料混合物从所述压缩室排出；燃烧块，所述燃烧块具有燃烧空间从而使从所述阀单元排出的所述空气-燃料混合物燃烧；火花塞，所述火花塞安装在所述燃烧块中从而产生火花，使得穿过所述燃烧块的所述空气-燃料混合物燃烧；和喷射嘴，所述喷射嘴以至少一个喷燃火焰的形式喷射由所述空气-燃料混合物的燃烧产生的火焰，其中所述喷燃火焰的喷射方向朝向具有所述往复式活塞的所述燃烧室内的空间。

所述空气-燃料混合物可形成流动通道，所述空气-燃料混合物通过所述阀单元而穿过所述流动通道流出，流入所述燃烧块，并且直接从所述燃烧块流入所述喷射嘴。

所述阀单元和所述燃烧块可与所述压缩块接合，并且所述喷射嘴可与所述压缩室接合。