[发明专利]感应驱动的点火系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请为2010年1月14日提交的第12/687,520号申请的部分继续案，该申请又为2008年10月16日提交的第12/252,719号(现在是美国专利第7,647,907号)申请的继续案，该申请又为2007年12月6日提交的第11/951,875号(现在是美国专利第7,533,643号)申请的部分继续案，该申请又请求享有2006年12月7日提交的美国临时申请第60/873,359号的权益，所有的申请通过引用以其整体并入到本文中。

技术领域

本发明涉及点火源领域，并且更具体地涉及在内燃机中使用的点火源。

背景技术

在内燃机尤其是往复类型的内燃机领域中，测定量的燃料和空气被压缩，且通过外部点火源或通过压缩热来点燃。其中空气/燃料混合物通过压缩热点燃的发动机通常称为柴油发动机。柴油发动机使用了一种系统，其中将用于燃烧的空气压缩至高到足以点燃从燃料喷射源供送的燃料的升高温度。此类燃料喷射源通常为喷射器，喷射器具有暴露于燃烧室的末端，且其以分离的流来喷注燃料。燃料喷射器从中心位置以辐射图案喷射燃料，或沿给定的方向喷射燃料来通过燃烧室空气的旋流促进混合。然而，在任一情况下，燃料喷射和产生的燃烧的引发都大致在一个点处或一个点附近开始。

均质充气压缩点火发动机的领域中的近期发展已经提出了在压缩之前将燃料喷射到进入空气中，且使用各种方案来点燃产生的混合物。该提议通常涉及点式点火源，如火花塞。

迄今为止，道路上最常见的发动机类型为火花点火的汽油发动机。汽油发动机最初是在十九世纪末开发出的，且此后由于其相对安静的操作和启动简便已经广泛用于向乘用车辆供能。随着增长的能源价格和消费者需求，就要求火花点火发动机比其在前些年做得明显更多。汽油发动机的发展大部分已经集中于将最多的空气流有效地传送至燃烧室，且在燃烧事件发生之后排出燃烧产物。类似于多级阀、调节的进气系统、可变几何形状的进气系统和通过涡轮增压器或机械增压器对进气充气的主要增压的开发是用于尝试和改善空气流的常用途径。

对应地，通过使用喷射器已经演进和发展了燃料系统。喷射器已经是电子控制的，以改变量和定时，以产生将高度灵活的燃料喷射到混合物中，用于燃烧。已经作出了附加的提议来用于将燃料直接地喷射到燃烧室中，类似于在早期的梅赛德斯奔驰运动汽车上机械地实施的系统。

最近，已经提出了生物燃料，将使用来自于粮食作物、多细胞纤维或植物质的乙醇或甲醇的各种形式，从而提供可再生资源。此类燃料提供了高辛烷值的优点，以便在燃烧室内可容易处理较高压缩比。它们还允许排放物的显著减少。然而，此类燃料的一个缺陷在于，火焰前锋的传播较慢，使得需要点火正时远在上死点(TDC)之前来确保所有混合物都燃烧。这继而又降低了效率，因为在活塞朝TDC移动时，燃烧沿一个方向推压以相反方向移动的活塞。

火花塞为用于引发火花点火发动机中的燃料空气混合物的燃烧的常用点火器。多年来的各种发展已经增加了穿过火花间隙的能量，以便其更有效地促进燃烧。此外，一些发明人还提出了通过使火花间隙受到电磁力以有效地加宽在其上引发燃烧的区域来促进点火。

然而，这些途径中的大多数仍受到它们实际上为点式或接近点式燃烧引发器的限制。

存在涉及柴油发动机的另一个问题，且它们不能在寒冷天气中启动。如上文所述，柴油发动机使用压缩热来点燃燃烧室中的空气/燃料混合物。然而，当气缸盖和气缸组较冷时，它们用作散热器，吸收由压缩生成的一部分热。目前，电热塞用于加热发动机组和周围的气缸。由于电热塞基本上为电阻负载，其在电流穿过它们时发出热，故预热过程会花费一些时间：高达20秒。因此，就存在对在寒冷天气条件下较快地且更有效地加热柴油发动机组的需求。

发明内容

本发明提供一种感应点火系统。权利要求且仅权利要求才限定本发明。

本发明使用与由电磁场影响金属相关联的快速生热。本发明的一个实施例通过使用极快的且准确地控制的感应加热来用于热源而超出了单源点火装置，该热源不由常规点式点火原理限制。感应驱动的热源提供其几何形状的较宽选择，以便其可配置到燃烧室的各处。由于存在多个点火源或点火位置，故这允许了火焰前锋的扩张。

附图说明

图1A为结合感应点火引发系统的一个实施例的发动机燃烧室的顶部平面视图。

图1B为结合感应点火引发系统的另一个实施例的发动机燃烧室的顶部平面视图。

图2为结合感应点火引发系统的备选实施例的发动机燃烧室的顶部平面视图。