[發明專利]內燃機用燃料點火系統、點火方法、改性系統及改性方法

無效

• 申請號: 200680030279.1
• 申請日: 2006-08-21
• 公開（公告）號: CN101243253A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 丹羽勇介;松本政春
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: F02P23/04
• 分類號: F02P23/04;F02P23/02;F02B23/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及內燃機用燃料點火系統，更詳細一點說，是關于利用由發光裝置照射的光能、借助光催化劑對混合氣體進行點火的內燃機用燃料點火系統。

另外，本發明涉及內燃機用燃料改性系統、燃料改性方法、燃料點火系統與燃料點火方法，更詳細一點說，是關于利用光催化劑的緩慢氧化、可以抑制PM(粒子狀物質)的生成的內燃機用燃料改性系統、燃料改性方法、燃料點火系統與燃料點火方法。

背景技術

作為用于提高每公升燃料行駛的公里數的方法，可以舉出提高熱效率作為其中之一。而作為實質的提高熱效率的方法，例如可以舉出混合氣體的高壓縮比化或者貧油化等。

關于混合氣體的貧油化，由于隨著貧油化燃燒穩定性變差，所以在燃燒室內使其產生渦流或者紊亂等的強力氣體流動，增加火焰傳播速度，由此縮短燃燒時間，使得燃燒穩定。

即使是點火塞，為了確保點火的穩定性，在使電極放電部直徑變小的同時，為了提高耐消耗性而使用了銥。

通過多點點火縮短火焰傳播距離也可以實現使燃燒穩定。

在日本專利特開昭58-195071號與日本專利特開昭63-173852號公報中，公開了關于多點點火的內容，并報告了不是使用以往的點火塞，而是使用即使對強力的氣體流動也可以穩定點火的激光的技術。

激光點火方式，由于可以任意設定點火位置，在這一點上，使得多點點火成為可能。另外，點火需要的時間為數十納秒(以往的點火塞約需千納秒)、以非常短的時間即可完成等，這些是在其他點火系統不曾有的特點。

這樣，利用這些可以大幅度地改善混合氣體的燃燒。

例如在汽車發動機的燃燒室中，若使混合氣體高壓縮比化、常伴隨有爆燃，但是如果變更點火位置或者采用多點點火，就可以縮小尾部氣體區域，從而抑制爆燃。

另外，在進行高比熱比的貧油燃燒的發動機中，使混合氣體產生渦流或者紊亂等的流動來增加火焰傳播速度，但是這些流動過強會使點火變得困難。而在這一點上也是，由于以激光點火方式、在數十納秒內點火就結束，因此可得到穩定的點火。

在日本專利特開昭58-195071號與日本專利特開昭63-173852號中，對于點火需要的能量，公開了在混合氣體中以聚光來提高點火效率的技術。

但是，在日本專利特開昭58-195071號與日本專利特開昭63-173852號中所記述的點火裝置是在任意空間里的混合氣體點火，因此必須使高能量密度的光束聚焦照射。

另外，在使用分光鏡時也存在著下述這樣的問題，在其內部在點火部位必須設置反射鏡，同時還必須設置同樣數量的聚光透鏡，使得系統變大。

由于存在有吸氣閥和排氣閥，可以設置發光裝置的部位受到限制。

還有上述那樣使用光對混合氣體進行點火的構思，但其有這樣的問題，由于其是利用熱能所引起的氣相反應，點火時的能量消耗是非常大的。

另外，如果采用激光點火方式，還有裝置結構變大從而車載變得困難的問題。

另一方面，作為改善燃燒的其他方法，已知有對燃料改性的方法。將改性的燃料供給到燃燒室內，通過改性為氫或者含氧化合物可以取得擴大貧油熄火范圍、減少碳黑的效果。

但是，在由催化反應引起的燃料改性中，溫度控制困難。

發明內容

本發明正是鑒于這些以往技術存在的問題而做出的。其目的在于提供一種用大幅度減少的光能量就可以對貧油混合氣體進行點火的內燃機用燃料點火系統。另外，其目的還在于，提供可促進混合氣體燃燒、抑制PM(粒子狀物質)的生成的內燃機用燃料改性系統、燃料改性方法、燃料點火系統與燃料點火方法。

本發明的發明者們，為了達到上述目的，反復進行了深入研究。其結果發現，將發光裝置發出的光能照射到光催化劑上，使該光催化劑活性化，生成混合氣體點火中所必須的自由基，由此可以達到上述目的，乃至完成本發明。另外，還發現通過由光催化反應使一部分燃料改性、生成氫或者是含氧化合物，也可以解決上述課題，乃至完成本發明。

本發明的第1技術方案是利用由發光裝置照射的光能，借助光催化劑對混合氣體進行點火的內燃機用燃料點火系統；所提供的內燃機用燃料點火系統的特征在于它具有燃燒室、設于該燃燒室的光催化劑、及對該光催化劑以面狀照射光能的發光裝置。