[发明专利]用于发动机预燃室冷却剂流的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于发动机预燃室冷却剂流的系统和方法”。提供了用于预燃室的方法和系统。在一个示例中，一种系统包括使冷却剂的混合物流动到所述预燃室的冷却剂腔室。另外或替代地，在一些状况期间，仅一种冷却剂可以被引导到所述冷却剂腔室。

技术领域

本说明书总体上涉及一种预燃室点火系统和用于操作这种系统的方法。

背景技术

发动机过去利用预燃室燃烧来提高燃烧效率并相应地减少排放。预燃室燃烧系统通常包括位于主燃烧室上方的辅助预燃室，其中点火装置和燃料喷射器联接到辅助预燃室。在此类系统中，燃烧按以下顺序展开：(i)少量燃料被直接喷射到预燃室中；(ii)向预燃室中的空气/燃料混合物提供火花；以及(iii)热气体喷射到主燃烧室中以点燃设置在其中的充气。以这种方式将点燃的气体喷射到主燃烧室中使得与不采用预燃室方案的发动机相比，热气体射流能够更深地渗透到主燃烧室中，从而引起更均匀分布的点火。

由Attard在US 2012/0103302中示出的一种示例方法包括一种具有点火组件的系统，所述点火组件具有预燃室、燃料喷射器和火花塞，所述火花塞被安装在主燃烧室上方的气缸盖中。Attard的预燃室点火系统实现了稀燃料条件下的快速燃烧。然而，发明人已认识到Attard的系统和其他预燃室组件具有若干潜在缺陷。例如，残余的废气可能滞留在预燃室中，从而会在后续燃烧循环中稀释空气/燃料混合物。结果，燃烧效率降低并且排放相关联地增加。此外，在化学计量条件期间，喷射到预燃室中的补充燃料可能不会增强可燃性或燃烧速率。因此，Attard的系统可能仅在发动机操作的有限窗口期间实现效率增益。

在预燃室的有限温度控制下会出现其他问题。在先前的示例中，预燃室可以仅从单个冷却剂回路接收冷却剂。这可能会限制预燃室的冷却和/或加热，从而可能导致无数的问题，包括但不限于达到尖端腐蚀温度极限、达到焦化温度极限、最佳燃烧温度和/或燃烧稳定性温度过冲或欠冲以及发生预燃室爆震。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种系统来解决，所述系统包括在主燃烧室外部的预燃室，所述预燃室被配置为燃烧燃料和空气，其中所述预燃室被配置为从两个单独的冷却剂回路接收包括冷却剂的共混冷却剂流。

作为一个示例，冷却剂流可以包括来自第一冷却剂回路的第一流和来自第二冷却剂回路的第二流。所述第一冷却剂回路可以是主冷却剂回路，并且所述第二冷却剂回路可以是辅助冷却剂回路。所述冷却剂回路的温度可以不同，因为所述第一冷却剂回路是高温冷却剂回路并且所述第二冷却剂回路是低温冷却剂回路。所述冷却剂可以经由冷却剂共混阀混合，所述冷却剂共混阀被配置为共混期望量的所述冷却剂中的每一者以获得期望冷却剂温度。以这种方式，可以通过经由混合两种冷却剂流来增强对预燃室温度的控制来避免上述问题。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了混合动力车辆的发动机；

图2示出了发动机的预燃室，所述预燃室被配置为将热空气/燃料混合物引导到主燃烧室中；

图3示出了预燃室和主燃烧室中的每一者的冷却剂流动图；

图4示出了用于使冷却剂流动到预燃室的方法，所述方法包括：使仅来自第一冷却剂回路、第二冷却剂回路的冷却剂流动或者使混合来自第一和第二冷却剂回路的冷却剂；并且

图5示出了预示性发动机操作序列，其绘制了响应于各种预燃室状况而引起到预燃室的冷却剂流的变化。

具体实施方式