[发明专利]高涡流引擎

权利要求书

1.一种内燃引擎，包含：在该内燃引擎的汽缸内的一燃烧容积(combustion volume)，其至少是由一汽缸壁及在该汽缸内的一活塞所界定；及一涡流埠，其经由一涡流埠出口将一流体输送至该燃烧容积内，使得该被输送的流体以一流体速度被引导环绕该汽缸的周边，该流体速度系以远离该汽缸壁的曲线的切线一预定角度加以配置，用以产生一涡流运动于该燃烧容积内，该涡流运动系发生在一用涡流数来量化的涡流率，该涡流数系表示该流体在活塞的一循环期间环绕该汽缸回转的次数。

2.根据权利要求1项所述之内燃引擎，包含：一火花源，其将该燃烧容积内的该流体点燃。

3.根据权利要求1项所述之内燃引擎，其中该涡流埠的入口具有第一截面流面积，及包含该涡流埠出口的一涡流埠出口区具有一第二截面流面积，其随着离开该入口的距离而减小，及其中该涡流埠出口的大小不随着离开该入口的距离而改变。

4.根据权利要求1项所述之内燃引擎，更包含一套筒阀，其包含该涡流埠，该套筒阀被设置成至少部分环绕该汽缸，其中该涡流埠包含一截面积递减的管子。

5.根据权利要求1项所述之内燃引擎，更包含一燃料喷注器，其将燃料输送至该燃烧容积持续一段与该涡流率相匹配的燃料输送期间，用以将该被输送的燃料均匀地散布于整个燃烧容积，其中该内燃引擎被建构来如一柴油引擎般地操作。

6.根据权利要求1项所述之内燃引擎，更包含一火花源及一燃料喷注器，其用与该涡流率相匹配的一喷注定时(injection timing)将燃料输送至该燃烧容积，用以将该被输送的燃料均匀地散布于整个燃烧容积，其中该内燃引擎被建构来如一直接喷注火花点火引擎般地操作。

7.根据权利要求6项所述之内燃引擎，其中该燃料喷注器被引导用以在靠近该汽缸壁处，产生比在该汽缸中心处更富含燃料的一混合物区域。

8.根据权利要求6项所述之内燃引擎，其中该流体包含空气，该火花源被设置在该汽缸的周边，及该燃料喷注器喷注该燃料使得该燃料的小滴(droplet)与该被输送的流体混合，使得该涡流运动引发的向心力将该等小滴推至该汽缸的周边以产生混合物梯度，其在该周边处包含更富含燃料的区域让该火花源点火。

9.根据权利要求1项所述之内燃引擎，其中该涡流数等于该流体离开该涡流埠出口进入该汽缸时该流体的切线速度除以该汽缸的圆周及除以该引擎的曲柄轴的曲柄轴旋转速率。

10.根据权利要求9项所述之内燃引擎，其中该切线速度等于通过该涡流埠出口进入该汽缸内的该流体的离开角度的余弦值乘上该流体在该涡流埠内的流动速度。

11.一种方法，包含：经由一涡流埠将一流体输送至一内燃引擎的汽缸内的燃烧容积中，该燃烧容积至少是由一汽缸壁及在该汽缸内的一活塞所界定，将该被输送的流体以一流体速度引导环绕该汽缸的周边，该流体速度系以远离该汽缸壁的曲线的切线一预定角度加以配置；及藉由引导该被输送的流体，用以在该流体点火以前，产生一涡流运动于该燃烧容积内，该涡流运动系发生在一用涡流数来量化的涡流率，该涡流数系表示该流体在活塞的一循环期间环绕该汽缸回转的次数。

12.根据权利要求11项所述之方法，包含用由该燃烧容积内的一火花源所产生的火花，点燃该燃烧容积内的流体。

13.根据权利要求11项所述之方法，其中该涡流埠的入口具有第一截面流面积，及包含该涡流埠出口的一涡流埠出口区具有一第二截面流面积，其随着离开该入口的距离而减小，及其中该涡流埠出口的大小不随着离开该入口的距离而改变。

14.根据权利要求11项所述之方法，更包含一套筒阀，其包含该涡流埠，该套筒阀被设置成至少部分环绕该汽缸，其中该涡流埠包含一截面积递减的管子。

15.根据权利要求11项之方法，更包含用一燃料喷注器将燃料输送至该燃烧容积持续一段与该涡流率相匹配的燃料输送期间，用以将该被输送的燃料均匀地散布于整个燃烧容积，其中该内燃引擎被建构来如一柴油引擎般地操作。