[发明专利]预燃室点火系统

说明书

本申请涉及预燃室点火系统。提供用于预燃室点火系统的方法和系统。在一个示例中，预燃室点火系统包括延伸到燃烧室中的预燃室、被成形为通过预燃室的底部开口适配的活塞凸出部，以及由预燃室的侧壁形成的多个孔口。一种用于预燃室点火系统的方法包括调整预燃室内的火花正时并且将凸出部压入预燃室中以点燃主燃烧室内的空气/燃料。

技术领域

本描述总体涉及用于内燃发动机的预燃室点火系统的方法和系统。

背景技术

内燃发动机包括由发动机缸体形成的多个汽缸。每个汽缸由汽缸盖盖住，并且汽缸和汽缸盖一起形成多个燃烧室。每个燃烧室包括设置在其中的活塞。在一个示例中，内燃发动机可以由多个燃料喷射器供应有燃料(例如，汽油、柴油等)。每个燃烧室被配置成燃烧燃料和可燃气体(例如，空气)的混合物。燃烧室经由包括耦接到每个燃烧室的一个或多个进气道的进气系统接收空气。每个进气道包括设置在其中的进气门。所喷射的燃料和空气可以混合并且可以在每个燃烧室内燃烧。由燃烧所产生的气体然后可以经由包括耦接到每个燃烧室的一个或多个排气道的排气系统离开每个燃烧室，其中单独的排气门设置在每个排气道内。

包括如上所述的被配置用于直接喷射的内燃发动机的车辆可以附加地包括排气再循环(EGR)系统。EGR系统将一部分排气从排气系统转移回到进气系统，以冷却燃烧温度并且减少节流损失，从而改善车辆排放和燃料经济性。然而，在一些示例中，经由EGR系统利用排气稀释进气可以导致燃烧不稳定性和减小的燃烧率。

解决燃烧不稳定性和减小的燃烧率的尝试包括将每个燃烧室与单独的预燃室流体地耦接。一个示例方法由Attard在美国专利No.2012/0103302中示出。在其中，公开了一种用于内燃发动机的点火系统，其中点火系统包括耦接到燃烧室并且在汽缸盖的内部内形成的预燃室。该预燃室包括远离预燃室的近端部分定位的喷嘴。点火装置的点火器部分点燃预燃室内的燃料，并且部分燃烧的预燃室产物被迫向下通过预燃室中的孔口，以点燃燃烧室内的主燃料充气。另一示例方法由Tozzi在美国专利No.7,922,551中示出。在其中，公开了一种包括具有预燃室的柱形壳的火花塞，其中柱形壳由端盖盖住，所述端盖包括多个孔。在预燃室内可以发生燃料/空气的燃烧，并且来自预燃室的燃烧材料的羽流(plume)可以点燃主燃烧室内的燃料/空气。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，对于相对大量的EGR气体与新鲜的进气混合的发动机工况，可以不优化预燃室(诸如由火花塞的柱形壳形成的预燃室，或者在汽缸盖的内部中形成的预燃室)的几何结构。例如，虽然预燃室可以被配置成通过增加预燃室内的混合物的压力和温度来增加空气/燃料混合物的可燃性，但是燃烧气体可以被捕集在预燃室内，从而通过利用预燃室内的所捕集的气体稀释新鲜的进气来抑制在随后的燃烧循环期间的燃烧。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以由一种系统解决，该系统包括：由汽缸盖盖住的汽缸形成的燃烧室；由汽缸盖形成的预燃室，该预燃室远离汽缸盖延伸并且进入汽缸中；和设置在汽缸内的活塞，该活塞包括被成形为适配在预燃室内的凸出部。作为一个示例，预燃室包括由预燃室的侧壁形成的多个孔口，并且活塞的凸出部通过预燃室的底部开口压入预燃室中。第一火花塞的尖端设置在预燃室内并且可以由控制器致动以点燃预燃室内的空气/燃料混合物。部分燃烧的空气/燃料混合物可以从预燃室的孔口向外喷洒并且进入燃烧室中，从而点燃燃烧室内的空气/燃料混合物。在另一示例中，预燃室的火花正时可以由控制器响应于发动机工况调整。通过以这种方式配置该系统，可以增加预燃室内的空气/燃料混合物的压力和温度，从而增加空气/燃料混合物的可燃性。预燃室内的空气/燃料混合物的燃烧可以通过调整预燃室内的火花正时来控制，并且发动机性能可以增加。

应该理解，提供上述发明内容是为以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的概念选择。这不意味着确立所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明