[发明专利]用于内燃机的点火系统

说明书

本发明通常涉及一种用于操作气体燃料内燃机的方法，该气体燃料内燃机包括至少一个主燃烧室(8)以及配置成用于启动点火区域(38)内点火事件的至少一个点火装置(34)。所公开的方法可包括：在由点火装置(34)启动点火事件之前，在约30°至约0°之间、特别地在约10°至约2°之间的曲柄角度的时间内，将加压燃料供应至点火区域(38)，用于使点火区域(38)富集燃料；以及启动点火区域(38)中的点火事件，用于燃烧点火区域(38)内的富集空气/燃料混合物。

技术领域

本发明总体上涉及用于气体燃料内燃机的点火系统、点火装置和汽缸盖，以及用于操作内燃机的相关方法。

背景技术

操作内燃机的一个已知的问题是有害氮氧化物的生成。在燃烧过程中，由于高峰值燃烧温度会形成那些氮氧化物。因此，降低在燃烧过程中的峰值燃烧温度可通常降低氮氧化物的形成。为此，使用稀薄空气燃料混合物，例如稀薄气体燃料空气混合物。与具有化学计量空燃比的燃料混合物相比，稀薄空气燃料混合物具有相对较大的空燃比。

由于从单点点火源(例如火花塞)的相对较慢的速率的火焰传播，操作具有相对较大的空燃比(稀薄混合物)的内燃机可导致主燃烧室内的不完全燃烧。此外，稀薄混合物可引起较差的可燃性。特别地，大口径发动机可遭受那些影响。

为了改进稀薄燃烧气体燃料内燃机的可燃性，该内燃机可提供有预燃室(还称作为预燃烧室)。例如，这种预燃室经由例如多个但至少一个流动传输通道可被流体地连接至相应汽缸的主燃烧室。那些流动传输通道允许在压缩冲程过程中气体燃料和空气的稀薄混合物从主燃烧室流至预燃室中。通常通过经由单独的气体供给通道提供少量气体燃料至预燃室中来实现预燃室中稀薄燃料的富集。通过点火器，例如火花塞，来点燃预燃室中的富集混合物。富集混合物的点火引起从预燃室经由流动传输通道传播至主燃烧室中的热气火焰前锋。因而，主燃烧室中的稀薄混合物点燃并燃烧，且因而，抵靠驱动曲轴的可移动的活塞扩张。

例如，Caterpillar公司的美国专利5,024,193公开了一种具有限定了预燃室的预燃烧室组件的燃料燃烧系统。该预燃室具有预选择的形状和体积。提供了多个预选择的几何横截面的喷射通道，用于将燃烧气体从预燃室以大于声速的速率导向并可控地扩张至主燃烧室中。

本发明至少部分地旨在改进或克服现有系统的一个或多个方面。

发明内容

根据本发明的一方面，公开了一种用于操作气体燃料内燃机的方法，该气体燃料内燃机包括至少一个主燃烧室以及配置成用于启动点火区域内点火事件的至少一个点火装置。该方法可包括：在由点火装置启动点火事件之前，在约30°至约0°之间、特别地在约10°至约2°之间的曲柄角度的时间内，将加压燃料供应至点火区域，用于使点火区域富集燃料。该方法还可包括：启动点火区域的点火事件，用于燃烧点火区域内的富集空气/燃料混合物。

根据本发明的另一方面，公开了一种用于包括至少一个主燃烧室的内燃机的点火系统。该点火系统可包括具有限定点火区域的点火部分的点火装置。该点火装置可被配置成用于启动点火区域中的点火事件，用于启动至少一个主燃烧室内的燃烧过程。该点火系统还可包括配置成用于供应加压燃料至点火区域的至少一个燃料供应通道，用于使点火区域富集燃料，其中，在由点火装置启动点火事件之前，在约30°与约0°之间、特别地在约10°与约2°之间的曲柄角度的时间内，加压燃料被供应至点火区域。

根据本发明的另一方面，气体燃料内燃机可包括可移动地容纳相关联的活塞的至少一个汽缸，其中，该至少一个汽缸和相关联的活塞可限定用于在其中燃烧空气/燃料混合物的主燃烧室。该气体燃料内燃机还可包括至少一个根据本发明的点火系统。