[发明专利]气门点火预燃室

说明书

提供了用于内燃发动机(2)的气门点火预燃室(1)，所述内燃发动机(2)包括燃烧室(5)，在所述燃烧室(5)中用中性气体或多或少稀释的主要装料(30)被点燃，所述预燃室(1)包括：分层腔(6)，点火装置(11)通向所述分层腔(6)并且分层喷射器(8)可以在压力下向所述分层腔(6)中喷射易燃引燃装料(9)；分层气门(13)，其能够特别是在所述燃烧室(11)中占优势的气体的压力的作用下关闭分层管道(7)的全部或部分。

技术领域

本发明的主题是一种气门点火预燃室，所述气门点火预燃室允许通过由火花点燃的引燃装料点燃被引入内燃发动机的燃烧室中的主要装料，所述预燃室被设计成优化所述引燃装料点燃所述主要装料的效率。

背景技术

根据现有技术的往复式内燃发动机的最大和平均效率相对较低。在汽车中，奥托循环(Otto-cycle)火花点火发动机的最大效率为大约百分之三十五，而在柴油循环发动机的情况下最高效率为大约百分之四十。关于目前汽车发动机使用的平均效率，火花点火发动机的平均效率最常低于百分之二十，而柴油发动机通常低于百分之二十五。

在所述发动机中，由燃料燃烧释放并且未被转换成有用功的能量的一部分主要以冷却系统中的热量和所述发动机的排气的形式消散。

除了效率低之外，汽车中使用的往复式内燃发动机产生对环境和健康有害的污染气体和颗粒。

尽管存在这些不利的特性，但是由于缺乏提供更好的能量、环境、功能和经济折衷的其他解决方案，所以奥托循环或柴油内燃发动机几乎装备在世界上流通的所有机动车辆上。

这种情况解释了发动机制造商为了通过各种方式改进内燃发动机的能量和环境平衡所做的重大研究和开发努力。这些努力特别旨在完善构成所述发动机的技术，并且向它们添加允许实施新策略的新特征。

在这些策略中，用中性气体或富含氧气的新鲜空气稀释往复式内燃发动机的空气和燃料装料。

发明内容

本发明涉及这种稀释，并且特别是旨在用于具有最常消耗汽油或天然气的火花点火的往复式内燃发动机。

用新鲜空气或用先前冷却的排气稀释火花点火发动机的装料允许提高所述发动机的平均和/或最大热力学效率。这导致减少产生相同有用功所需的燃料消耗。

当火花点火发动机以部分扭矩操作时，将稀释后的装料引入它的 (它们的)一个或多个气缸中产生的泵气损失小于引入未稀释的装料。所述损失的减少是由于稀释后的装料在相同的能量含量下更大的事实。因此，为了在所述一个或多个气缸中引入相同大小的能量，在所述发动机进气时通常通过节气门进行的节流不太明显，并且出现在所述进气口处的气体的压力较高。另外，由于在火花点火发动机的一个或多个气缸中引入相同的能量，稀释装料增加了后者的质量和总热容量。因此，在所有其他条件相同的情况下，所述装料的燃烧在较低温度下进行。除了减少燃烧产生的氮氧化物的量之外，所述低温还减少了一个或多个气缸的壁处由于所述装料将其热量的一部分传递到所述壁而导致的热量损失。

最后，特别是如果装料用氧气不足或甚至缺氧的中性气体稀释，则所述装料对空气燃料混合物的不受控自燃不太敏感。所述自燃引起嘎嘎声，这是一种特征在于爆震燃烧的非期望现象，它使火花点火发动机的性能恶化并损坏构成火花点火发动机的机械部件。通过装料的稀释提供的对嘎嘎声的减敏允许所述发动机以更高的压缩比操作，或者以在性能方面可能最有利时间触发的点火来操作，或者进行这两者。

在稀释后的空气和燃料装料的这种特定背景下，以化学计量操作的火花点火发动机不同于在过量空气下(也被称为“稀燃”)操作的所述发动机。