[发明专利]用于可调整预燃室的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于可调整预燃室的系统和方法”。提供了用于发动机的方法和系统，所述发动机包括联接到气缸盖的发动机气缸以及预燃室。预燃室包括靠近气缸盖的第一端、火花间隙以及封闭包括死容积的内部容积的预燃室壁。死容积包括定位在第一端与火花间隙之间的所有内部容积。可移动元件定位在内部容积中并且流体地联接到死容积，其中移动所述可移动元件改变死容积与内部容积的比率。通过这种方式，可在多个发动机状况下增强燃烧状况。

技术领域

本说明书总体上涉及用于调整预燃室容积的方法和系统。

背景技术

内燃发动机可在气缸内燃烧空气-燃料混合物以产生扭矩，所述扭矩可用于推进车辆。在一些此类发动机中，点火源可用于在压缩冲程期间点燃每个气缸内的空气-燃料混合物。例如，在火花点火发动机中，每个气缸可以包括用于直接点燃气缸内的空气-燃料混合物的火花塞。在其他示例中，气缸内的空气-燃料混合物可被来自预燃烧室(在本文中称为预燃室)的热气体和火焰射流点燃。

被动预燃室可以是位于气缸的余隙容积中的壁围腔室，并且可以包括火花塞。在发动机操作期间，将空气-燃料混合物引入气缸中，并且在气缸的压缩冲程期间将空气-燃料混合物的一部分经由被动预燃室与气缸之间的压力差引入被动预燃室中。当请求点火时，致动预燃室中的火花塞，从而点燃预燃室中的空气-燃料混合物的所述部分。在点燃预燃室中的空气-燃料混合物的所述部分之后，火焰和热气体射流可离开预燃室并经由预燃室壁中的一个或多个孔进入气缸。这些射流点燃气缸中的空气-燃料混合物以产生扭矩。

在一些发动机工况期间，预燃室点火可提供优于传统的火花点火发动机的性能和效率益处。例如，与传统的火花点火发动机的类似气缸相比，具有预燃室点火的气缸可在更稀释的情况下(例如，较多排气再循环或较稀空燃比)操作，这可以促成较低的燃料消耗和排放。在其他示例中，具有预燃室点火的气缸可产生比由火花塞点火的气缸更多的动力，这是由于气缸中燃烧率增大，这可减少发生爆震燃烧的时间量，由此允许点火正时进一步朝向最大制动扭矩(MBT)提前。

在预燃室的一些示例中，串联间隙点火器可布置在其中。所述串联间隙点火器可以包括在第一容积中的第一火花间隙和在第二容积中的第二火花间隙。预燃室外部的第二火花间隙可在宽范围的条件下提供点火。

发明内容

然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，无串联间隙点火器的被动预燃室可能无法在整个发动机工况范围内提供可靠的点火。因此，具有被动预燃室的发动机可能需要第二火花塞，这会增加成本并减少阀、燃料喷射器、冷却通道等的可用空间。作为另一示例，串联间隙点火器的电极在某些发动机状况期间可能会升温。在较高功率发动机状况期间，先前示例的电极可能无法充分消散热量，从而导致热点。热点可能导致不期望的预点火，这可能会降低发动机功率输出和燃烧稳定性。热点的反复出现可能会缩短火花塞的剩余使用寿命。此外，预燃室中串联间隙点火器的封装尺寸可能大于具有仅包括单个火花间隙的点火装置的预燃室。

在一个示例中，上述问题可以通过发动机来解决，所述发动机包括联接到气缸盖的发动机气缸以及预燃室。预燃室包括靠近气缸盖的第一端、火花间隙以及封闭包括死容积的内部容积的预燃室壁。死容积包括定位在第一端与火花间隙之间的所有内部容积。可移动元件定位在内部容积中并且流体地联接到死容积，其中移动所述可移动元件改变死容积与内部容积的比率。通过这种方式，可以实现在多个发动机状况下增强燃烧状况的技术效果。

作为一个示例，响应于进气门关闭(IVC)正时的变化而调整可移动元件。响应于IVC关闭正时进一步远离下止点(BDC)，可移动元件可以移动以增大死容积与预燃室的内部容积的比率。相反，响应于IVC关闭正时朝向下止点(BDC)移动地更近，可移动元件可以移动以减小死容积与预燃室的内部容积的比率。作为另一个示例，可以响应于死容积与预燃室的内部容积的比率的变化而调整IVC正时。因而，可以提高燃料经济性，并且预燃室的点火装置的寿命也可能会延长。