[发明专利]改进的内燃机及包含该内燃机的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别适用于用贫燃料/空气混合物运行的改进的内燃机及包含该内燃机的车辆。

背景技术

已知，内燃机中的每个气缸都设有两个或多个阀，即，进气阀和排气阀。这些阀在气缸盖(cylinder head，气缸头)内的腔室内(通常称为燃烧室)开口。当使用两个阀(即，一个进气阀和一个排气阀)时，这些阀以通常的方式形成并“成行”设置以使能量输出最优化。图1示出了气缸盖1000，其进气阀1001和排气阀1002成行设置以用于单一火花点火发动机。图2示出了气缸盖1010，其进气阀1011和排气阀1012设置成用于双火花点火发动机，该双火花点火发动机中具有常称的半球形燃烧室。

通常，这种发动机使用均匀的空气-燃料供料，并且每个气缸只设有一个火花塞。这种布置的一个缺点是从点火到完成的燃烧过程需要相当长的时间。当发动机速度更高时，可用燃烧持续时间可能不够，因而需要使用非最佳(即，持续改善的)点火时间以避免不完全燃烧和随之发生的能量损失、燃料浪费以及排放的增加。进一步的缺点源自需要更富的燃料/空气混合物，以便实现燃烧室内更好的操纵灵活性和足够的火焰传播，以及足够的能量输出和/或降低的爆震，尤其是当使用贫燃料/空气混合物时。

在某种程度上，这些问题可通过使用具有两个火花塞的发动机来解决。当在小膛发动机(small bore engine)中使用时，这是反直觉的，因为在小膛发动机中，火焰传播距离相对短并且通常足以实现有效的燃烧。此外，由于用于容纳这两个火花塞的空间较小，也会产生问题。这可通过将其中一个火花塞定位在发动机的定时侧(timing side)来解决，如在本申请人的2002年7月16日的第195904号印度专利(对应于国际专利公开号WO 2005/042954A1)中所描述的，该专利公开了一种小膛双火花塞发动机，其根据四冲程原理而运行，具有“成行式”构造的进气阀和排气阀，并且该专利以引入方式结合于此(并在图2中示出)。设置保护套以便火花塞延伸穿过定时链腔室，从而保护其不被润滑油弄脏并防止由此产生的无效运行。然而，由于该“成行式”构造提供了良好的能量输出但在燃料经济性为主要目标的情况下基本上无益的，必须在这种发动机中做出妥协。通过使用更高旋速的进入空气-燃料供料，燃烧效率方面有充足的改进余地。

该申请人还在其国际公开日期为2007年7月19日的第WO2007/080604号国际专利公布中描述了一种发动机，其进气阀和排气阀成“偏置”构造，并在此处在图3中示出。在该发动机中，火花点火装置远离发动机的定时链而设置，因此不需要如第195904号印度专利中那样设置用于其中一个火花塞的保护套。此外，通过燃烧室内增加的涡流(增加的涡流可至少部分地通过该偏置阀构造来实现)，实现了更好的供料混合。因此，该发动机已经相当有益。但是，已经注意到一种趋势，仍未燃烧的尾气不利地影响排放和燃料效率。进一步的趋势(源自前述趋势)是发生爆震的趋势。因此，仍需要改进燃烧室的几何结构和设计，以便降低爆震并提高燃烧效率和燃料经济性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种内燃机，其根据四冲程原理运行，具有优于现有发动机的改进的性能，尤其是当在贫燃料燃烧模式下运行时。

为实现该目的，本发明提供了一种四冲程内燃机，其包括：

燃烧室，其具有至少一个进气阀和至少一个排气阀、和至少两个点火装置；以及缸膛(cylinder bore)，其由缸膛壁限定，具有可在所述缸膛内往复运动的活塞。

其中，所述燃烧室是所述缸膛的体积延伸，所述燃烧室由侧壁限定，并且具有邻近所述缸膛壁的开放式平面基座，并且至少一个点火装置基本上设置在位于或者邻近所述燃烧室的所述基座的第一侧壁处。

这种发动机布置，并且尤其是燃烧室的设计允许很好地利用燃烧室内的空间，在燃烧过程中，这有助于燃烧效率和燃料经济性。该燃烧室是通过火花塞的特定位置而提高燃烧效率的单坡顶式燃烧室。该燃烧室也可通过使横轴基本上垂直于缸膛的中心轴线而被延长。

通常，两个点火装置或者火花塞的使用在某种程度上有助于燃烧效率。但是，在位于或者邻近燃烧室的基座的第一侧壁处的至少一个点火装置的设置更进一步提高了燃烧效率。当第二或另外的点火装置设置在位于或邻近燃烧室的基座的第二侧壁处时实现了最大的优势。该目的将使火焰前锋通过其传播穿过燃烧室的距离最大化，并提高了可用燃烧室容积的使用。这提高了燃烧效率，尤其在使用贫燃料供料时。