[發明專利]預燃室在雙燃料源發動機中的使用

在審

• 申請號: 202210361113.9
• 申請日: 2015-03-16
• 公開（公告）號: CN114718782A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: M·B·萊利;G·J·漢普森;D·切拉
• 申請（專利權）人: 伍德沃德有限公司
• 主分類號: F02M37/00
• 分類號: F02M37/00;F02B19/10;F02P13/00;F02D19/08;F02D41/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

一種系統具有發動機。發動機具有燃燒室、與燃燒室分開的預燃室和跨越在燃燒室與預燃室之間的開口。發動機還具有第一燃料供應系統和第二燃料供應系統，第一燃料供應系統適于向預燃室供應液體燃料并且第二燃料供應系統適于向燃燒室供應第二不同燃料。在某些情形下，氧氣供應系統向預燃室內供應氧氣。

本發明專利申請是國際申請號為PCT/US2015/020785，國際申請日為2015年3月16日，進入中國國家階段的申請號為201580024817.5，名稱為“預燃室在雙燃料源發動機中的使用”的發明專利申請的分案申請。

優先權申明

本申請要求保護在2014年3月17日提交的美國專利申請No.14/215,450的優先權，該專利申請的全部內容以引用的方式并入到本文中。

背景技術

急需以更稀薄的空氣/燃料比來運行天然氣發動機以實現更高的功率密度，改進的熱效率和低氮氧化物(NOx)排放。隨著混合物變得更稀薄，點燃系統的負擔增加。預燃室火花塞技術是提供可靠點燃的有效方式，即使在主缸中利用均勻稀薄混合物。在預燃室塞中的可靠燃燒生成必需的壓力來驅動在主燃燒室中的湍流射流燃燒。然而，這種系統具有限制，超過這些限制，空氣/燃料比太稀薄而不能在預燃室以及在主燃室中實現可靠的燃燒。為了克服這些限制，多個制造商生產(并且正使用)燃料進給預燃室(燃料FPC，也被稱作換氣式(scavenging)、富油預燃室)，其中通過向預燃室精確地遞送少量燃料，在預燃室內形成更濃稠的空氣/燃料比。通常，燃料FPC具有顯著更大體積并且因此能遞送比預燃室火花塞顯著更多能量的射流。在預燃室中這種更濃稠的混合物形成可靠的點燃和燃燒，而這生成快速壓力升高來驅動湍流射流到主燃室內。

然而，在內燃機中的燃料FPC通常產生發動機的總NOx輸出的大部分。這是由于燃燒時間、溫度和用于在預燃室中燃燒燃料所用的空氣中的氮氣的存在造成。另一方面，在沒有從預燃室排出的這些高能射流的情況下，在主缸中很稀薄混合物的可靠點燃將很難。問題在于在預燃室中實現可靠的燃燒而不產生顯著的NOx。

雙燃料發動機是被配置成利用兩種不同類型的燃料運行的發動機。例如，雙燃料發動機可以利用天然氣和柴油來運行。雙燃料發動機可以利用單種燃料作為主燃料或者兩種燃料的混合物來運行。然而，雙燃料發動機可以具有限制效率的問題。例如，利用天然氣進行火花點燃的發動機并不以與柴油機相同的壓縮比運行，主要是因為爆震問題。這些發動機具有比柴油發動機更低的壓縮比以防止爆震。因此，具有用于天然氣運行的更低壓縮比的雙燃料發動機將在柴油運行期間具有降低的效率。

發明內容

在第一總體方面，一種系統，包括發動機，發動機包括：燃燒室；預燃室，其與燃燒室分開；開口，其跨越在燃燒室與預燃室之間；第一燃料供應系統，其適于向預燃室供應液體燃料；以及，第二燃料供應系統，其適于向燃燒室供應第二不同燃料。

根據方面1的方面2，其中液體燃料是柴油燃料。

根據方面1或方面2的方面3，其中第二燃料供應系統還包括燃料氣體燃料噴射器，具有通向預燃室的出口。

根據方面3的方面4，其中第二燃料供應系統適于經由發動機的進氣口向燃燒室供應λ為1.5或更大的燃料氣體。

根據方面1或方面2的方面5，其中第二燃料供應系統包括：通向發動機的進氣口的燃料氣體出口；以及，氧氣供應系統，其適于向預燃室供應氧氣流。

根據方面3至5中任一項所述的方面6，燃料氣體包括天然氣、生物氣、填埋氣或甲烷。

根據方面3至6中任一項所述的方面7，包括在預燃室中的電熱塞。

根據方面3至7中任一項所述的方面8，其中第一燃料供應系統包括液體燃料噴射器，其具有通向預燃室的出口。