[发明专利]汽油发动机中伴有预燃室点火的进气加热

说明书

一种内燃汽油发动机包括空气加热器，该空气加热器与发动机的进气管道中的空气成热传递关系地耦合到进气管道。发动机的缸盖中还形成有预燃室。预燃室通过壁与燃烧室至少部分地隔开。穿过壁形成有一个或更多个孔，该一个或更多个孔提供从燃烧室到预燃室的流体连通路径，并将从来自燃烧室的空气和燃料的混合物送入到预燃室。孔还限定多个燃烧路径，还多个燃烧路径允许来自预燃室的被点燃的燃料和空气高效地进入燃烧室并在燃烧室内燃烧燃料和空气混合物。空气加热器和预燃室使燃烧效率从第一效率水平提高到大于第一效率水平的第二效率水平。

技术领域

本公开涉及机动车辆，更具体地，涉及机动车辆的内燃汽油发动机的冷启动操作。

背景技术

机动车辆在世界各地的各种气候条件下使用。在一些地方，环境温度可以连续几个月在一天中的大部分时间保持在显著低于40°F。实际上，在类似的时间段内，一些区域可以保持在远低于0°F的温度。典型的机动车辆发动机能够根据发动机尺寸、压缩比、火花强度、电池电量等在如此低的温度下使用燃料和环境空气的混合物来启动。

然而，随着环境温度降低，内燃发动机的燃烧室内的温度可能不足以确保喷射燃料正常点火。由此引起的无效燃烧或不完全燃烧会导致排放增加，效率降低以及在特别寒冷的环境下催化转化器的使用期限缩短。

在一些情况下，发动机控制器标定旨在考虑低环境温度和改变燃烧特性，以提高催化剂起燃速度和提高燃烧效率及清洁度。在一些情况下，缸体加热器可以用于增加内燃发动机的缸体和/或燃烧室的温度。然而，缸体加热器从车辆的车载电源系统、外部电源供应器或两者中获取能量。此外，缸体加热器通常要求对机动车辆进行售后维修，从而增加了机动车辆的电气系统的复杂性。

因此，虽然当前的汽车内燃发动机的低环境温度启动系统和方法实现了其预期目的，但是本领域中仍需要改进的启动系统和方法来增加发动机和催化剂预热速率并减少排放，同时维持或降低发动机和/或电气系统的复杂性。

发明内容

根据本公开的几个方面，本公开提供了一种具有进气加热器的机动车辆内燃发动机，该内燃发动机包括缸盖，缸盖限定燃烧室的一部分。该发动机还包括进气管道，进气管道通过至少一个进气口将新鲜空气送入燃烧室，进气口穿过缸盖而形成。缸盖中设置至少一个燃料喷射器并选择性地被激活以向燃烧室供应燃料。缸盖中形成预燃室。预燃室通过壁与燃烧室至少部分地隔开。穿过壁形成有一个或更多个孔。该一个或更多个孔提供从燃烧室到预燃室的流体连通路径，并将来自燃烧室的空气和燃料的混合物送入到预燃室。空气加热器联接到进气管道并定位成与进气管道中的空气成热传递关系。该一个或更多个孔还限定多个燃烧路径，该多个燃烧路径允许来自预燃室的被点燃的燃料和空气混合物高效地进入燃烧室并在燃烧室内燃烧燃料和空气混合物。选择性激活支撑预燃室的空气加热器使得燃烧效率从第一效率水平提高到大于第一效率水平的第二效率水平。