[發明專利]微波等離子體點火內燃機燃燒系統

有效

• 申請號: 201310462347.3
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103470427A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王志;黃健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F02P23/04
• 分類號: F02P23/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及發動機領域，尤其涉及一種微波等離子體點火內燃機燃燒系統。

背景技術

發動機中一個基本的部件是將燃料的化學能轉化為機械能的燃燒室，燃燒室內燃料的點燃取決于幾個因素：油氣溫度、點火器的類型、點火能量、燃料空氣比、點火能量輸入點及燃料由噴油嘴輸油的自動化程度，燃燒室需要一個點火器來觸發燃燒過程，普遍用于汽車及飛機發動機上的眾所周知的點火器是火花塞點火系統，該點火系統產生一個高壓脈沖加到火花塞上，在火花塞的兩個電極之間產生一個瞬態的高電場，這個高電場引起油氣混合氣體擊穿或放電，形成等離子體火花繼而導致燃燒室油氣混合體的燃燒。

汽油機一直是火花塞單點點火，因此帶來了汽油機燃燒不穩定、燃燒不迅速和燃燒不完全三大難題。為了實現高效節能，國際上主要研究思路一直是在傳統火花塞基礎上提高點火能量，但效果甚微。因此，改進點火方式從而產生多點點火甚至空間點火，將是汽油機節能減排的重大突破。但是，目前傳統汽油機采用火花塞點火模式仍然難以實現稀燃。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種微波等離子體點火內燃機燃燒系統，能夠提高發動機的稀燃能力。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種微波等離子體點火內燃機燃燒系統，包括微波點火裝置和燃燒室，所述微波點火裝置向所述燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖，所述微波脈沖用于擊穿并點燃所述燃燒室內的可燃混合氣體。

進一步地，所述微波點火裝置包括電源、微波源和微波塞，其中，所述電源、所述微波源和所述微波塞依次連接，所述微波塞從所述微波源接收微波能量以向所述燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖。

進一步地，所述電源通過脈沖發生器與所述微波源相連接，所述脈沖發生器根據接收的觸發信號向所述脈沖源發送控制信號，所述脈沖源根據所述控制信號向所述微波塞發送微波能量。

進一步地，所述燃燒室為由活塞1、缸體2、缸蓋3、進氣門5、排氣門7形成的腔體。

進一步地，所述腔體為圓柱型。

進一步地，所述微波塞設置在所述缸蓋3上。

進一步地，所述腔體為在所述活塞1或者所述缸蓋3上形成的凹槽。

（三）有益效果

本發明通過向燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖，在燃燒室內實現諧振效果，產生強電磁場，從而擊穿并點燃燃燒室內的可燃混合氣體，進而拓寬了發動機稀燃極限，提高發動機的稀燃能力，并實現穩定的稀薄燃燒。

附圖說明

圖1是本發明實施方式提供的一種微波等離子體點火內燃機燃燒系統的結構圖；

圖2是本發明實施方式提供的一種微波點火裝置的結構圖；

圖3是本發明實施方式提供的另一種微波等離子體點火內燃機燃燒系統的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

圖1是本發明實施方式提供的一種微波等離子體點火內燃機燃燒系統的結構圖，該微波等離子體點火內燃機燃燒系統包括微波點火裝置和燃燒室，所述微波點火裝置向所述燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖，所述微波脈沖用于擊穿并點燃所述燃燒室內的可燃混合氣體，具體地，微波脈沖在燃燒室中發生諧振，產生大體積的等離子體和活性基團，從而點燃燃燒室內的可燃混合氣體。其中，微波點火裝置包括微波塞6，燃燒室9為由活塞1、缸體2、缸蓋3、進氣門5、排氣門7形成的腔體，該燃燒室可以由金屬材質構成，該微波點火裝置向所述燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖，在燃燒室內實現諧振效果，產生強電磁場，從而擊穿并點燃燃燒室內的可燃混合氣體。

具體地，微波點火裝置用于向燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖，參見圖2，具體包括電源11、微波源10和微波塞6，所述電源11、所述微波源10和所述微波塞6依次連接，所述微波塞6從所述微波源10接收微波能量以向所述燃燒室饋入預設頻率的微波脈沖。

此外，該微波點火裝置還包括脈沖發生器，電源11通過脈沖發生器與所述微波源10相連接，所述脈沖發生器根據接收的觸發信號向所述脈沖源10發送控制信號，所述脈沖源10根據所述控制信號向所述微波塞發送微波能量。

具體地，參見圖1，燃燒室9為由活塞1、缸體2、缸蓋3、進氣門5、排氣門7形成的腔體，該腔體可以為圓柱型，氣體從進氣道4進入燃燒室，燃燒后的廢氣從排氣道8排出燃燒室。微波塞設置在所述缸蓋3上。