[发明专利]内燃机用燃料点火系统、点火方法、改性系统及改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机用燃料点火系统，更详细一点说，是关于利用由发光装置照射的光能、借助光催化剂对混合气体进行点火的内燃机用燃料点火系统。

另外，本发明涉及内燃机用燃料改性系统、燃料改性方法、燃料点火系统与燃料点火方法，更详细一点说，是关于利用光催化剂的缓慢氧化、可以抑制PM(粒子状物质)的生成的内燃机用燃料改性系统、燃料改性方法、燃料点火系统与燃料点火方法。

背景技术

作为用于提高每公升燃料行驶的公里数的方法，可以举出提高热效率作为其中之一。而作为实质的提高热效率的方法，例如可以举出混合气体的高压缩比化或者贫油化等。

关于混合气体的贫油化，由于随着贫油化燃烧稳定性变差，所以在燃烧室内使其产生涡流或者紊乱等的强力气体流动，增加火焰传播速度，由此缩短燃烧时间，使得燃烧稳定。

即使是点火塞，为了确保点火的稳定性，在使电极放电部直径变小的同时，为了提高耐消耗性而使用了铱。

通过多点点火缩短火焰传播距离也可以实现使燃烧稳定。

在日本专利特开昭58-195071号与日本专利特开昭63-173852号公报中，公开了关于多点点火的内容，并报告了不是使用以往的点火塞，而是使用即使对强力的气体流动也可以稳定点火的激光的技术。

激光点火方式，由于可以任意设定点火位置，在这一点上，使得多点点火成为可能。另外，点火需要的时间为数十纳秒(以往的点火塞约需千纳秒)、以非常短的时间即可完成等，这些是在其他点火系统不曾有的特点。

这样，利用这些可以大幅度地改善混合气体的燃烧。

例如在汽车发动机的燃烧室中，若使混合气体高压缩比化、常伴随有爆燃，但是如果变更点火位置或者采用多点点火，就可以缩小尾部气体区域，从而抑制爆燃。

另外，在进行高比热比的贫油燃烧的发动机中，使混合气体产生涡流或者紊乱等的流动来增加火焰传播速度，但是这些流动过强会使点火变得困难。而在这一点上也是，由于以激光点火方式、在数十纳秒内点火就结束，因此可得到稳定的点火。

在日本专利特开昭58-195071号与日本专利特开昭63-173852号中，对于点火需要的能量，公开了在混合气体中以聚光来提高点火效率的技术。

但是，在日本专利特开昭58-195071号与日本专利特开昭63-173852号中所记述的点火装置是在任意空间里的混合气体点火，因此必须使高能量密度的光束聚焦照射。

另外，在使用分光镜时也存在着下述这样的问题，在其内部在点火部位必须设置反射镜，同时还必须设置同样数量的聚光透镜，使得系统变大。

由于存在有吸气阀和排气阀，可以设置发光装置的部位受到限制。

还有上述那样使用光对混合气体进行点火的构思，但其有这样的问题，由于其是利用热能所引起的气相反应，点火时的能量消耗是非常大的。

另外，如果采用激光点火方式，还有装置结构变大从而车载变得困难的问题。

另一方面，作为改善燃烧的其他方法，已知有对燃料改性的方法。将改性的燃料供给到燃烧室内，通过改性为氢或者含氧化合物可以取得扩大贫油熄火范围、减少碳黑的效果。

但是，在由催化反应引起的燃料改性中，温度控制困难。

发明内容

本发明正是鉴于这些以往技术存在的问题而做出的。其目的在于提供一种用大幅度减少的光能量就可以对贫油混合气体进行点火的内燃机用燃料点火系统。另外，其目的还在于，提供可促进混合气体燃烧、抑制PM(粒子状物质)的生成的内燃机用燃料改性系统、燃料改性方法、燃料点火系统与燃料点火方法。

本发明的发明者们，为了达到上述目的，反复进行了深入研究。其结果发现，将发光装置发出的光能照射到光催化剂上，使该光催化剂活性化，生成混合气体点火中所必须的自由基，由此可以达到上述目的，乃至完成本发明。另外，还发现通过由光催化反应使一部分燃料改性、生成氢或者是含氧化合物，也可以解决上述课题，乃至完成本发明。

本发明的第1技术方案是利用由发光装置照射的光能，借助光催化剂对混合气体进行点火的内燃机用燃料点火系统；所提供的内燃机用燃料点火系统的特征在于它具有燃烧室、设于该燃烧室的光催化剂、及对该光催化剂以面状照射光能的发光装置。