[發明專利]用于內燃機的點火系統

有效

• 申請號: 201580050200.0
• 申請日: 2015-08-10
• 公開（公告）號: CN106715859B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: H·霍爾斯特;E·J·希克爾
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒發動機有限及兩合公司
• 主分類號: F02B19/10
• 分類號: F02B19/10;F02B19/12;F02D41/00;F02P5/15;F02D19/02
• 代理公司: 11247 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

本發明通常涉及一種用于操作氣體燃料內燃機的方法，該氣體燃料內燃機包括至少一個主燃燒室(8)以及配置成用于啟動點火區域(38)內點火事件的至少一個點火裝置(34)。所公開的方法可包括：在由點火裝置(34)啟動點火事件之前，在約30°至約0°之間、特別地在約10°至約2°之間的曲柄角度的時間內，將加壓燃料供應至點火區域(38)，用于使點火區域(38)富集燃料；以及啟動點火區域(38)中的點火事件，用于燃燒點火區域(38)內的富集空氣/燃料混合物。

技術領域

本發明總體上涉及用于氣體燃料內燃機的點火系統、點火裝置和汽缸蓋，以及用于操作內燃機的相關方法。

背景技術

操作內燃機的一個已知的問題是有害氮氧化物的生成。在燃燒過程中，由于高峰值燃燒溫度會形成那些氮氧化物。因此，降低在燃燒過程中的峰值燃燒溫度可通常降低氮氧化物的形成。為此，使用稀薄空氣燃料混合物，例如稀薄氣體燃料空氣混合物。與具有化學計量空燃比的燃料混合物相比，稀薄空氣燃料混合物具有相對較大的空燃比。

由于從單點點火源(例如火花塞)的相對較慢的速率的火焰傳播，操作具有相對較大的空燃比(稀薄混合物)的內燃機可導致主燃燒室內的不完全燃燒。此外，稀薄混合物可引起較差的可燃性。特別地，大口徑發動機可遭受那些影響。

為了改進稀薄燃燒氣體燃料內燃機的可燃性，該內燃機可提供有預燃室(還稱作為預燃燒室)。例如，這種預燃室經由例如多個但至少一個流動傳輸通道可被流體地連接至相應汽缸的主燃燒室。那些流動傳輸通道允許在壓縮沖程過程中氣體燃料和空氣的稀薄混合物從主燃燒室流至預燃室中。通常通過經由單獨的氣體供給通道提供少量氣體燃料至預燃室中來實現預燃室中稀薄燃料的富集。通過點火器，例如火花塞，來點燃預燃室中的富集混合物。富集混合物的點火引起從預燃室經由流動傳輸通道傳播至主燃燒室中的熱氣火焰前鋒。因而，主燃燒室中的稀薄混合物點燃并燃燒，且因而，抵靠驅動曲軸的可移動的活塞擴張。

例如，Caterpillar公司的美國專利5,024,193公開了一種具有限定了預燃室的預燃燒室組件的燃料燃燒系統。該預燃室具有預選擇的形狀和體積。提供了多個預選擇的幾何橫截面的噴射通道，用于將燃燒氣體從預燃室以大于聲速的速率導向并可控地擴張至主燃燒室中。

本發明至少部分地旨在改進或克服現有系統的一個或多個方面。

發明內容

根據本發明的一方面，公開了一種用于操作氣體燃料內燃機的方法，該氣體燃料內燃機包括至少一個主燃燒室以及配置成用于啟動點火區域內點火事件的至少一個點火裝置。該方法可包括：在由點火裝置啟動點火事件之前，在約30°至約0°之間、特別地在約10°至約2°之間的曲柄角度的時間內，將加壓燃料供應至點火區域，用于使點火區域富集燃料。該方法還可包括：啟動點火區域的點火事件，用于燃燒點火區域內的富集空氣/燃料混合物。

根據本發明的另一方面，公開了一種用于包括至少一個主燃燒室的內燃機的點火系統。該點火系統可包括具有限定點火區域的點火部分的點火裝置。該點火裝置可被配置成用于啟動點火區域中的點火事件，用于啟動至少一個主燃燒室內的燃燒過程。該點火系統還可包括配置成用于供應加壓燃料至點火區域的至少一個燃料供應通道，用于使點火區域富集燃料，其中，在由點火裝置啟動點火事件之前，在約30°與約0°之間、特別地在約10°與約2°之間的曲柄角度的時間內，加壓燃料被供應至點火區域。

根據本發明的另一方面，氣體燃料內燃機可包括可移動地容納相關聯的活塞的至少一個汽缸，其中，該至少一個汽缸和相關聯的活塞可限定用于在其中燃燒空氣/燃料混合物的主燃燒室。該氣體燃料內燃機還可包括至少一個根據本發明的點火系統。