CN110206629A - 用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机点火装置技术领域，公开了一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统，其中主动预燃室点火系统包括预燃室和设置在预燃室上的火花塞，还包括供油管路、供气管路、油气混合室和设置于预燃室上的喷射阀，供油管路连接于油气混合室的进油口，供气管路连接于油气混合室的进气口，油气混合室用于将燃油和空气混合后，经喷射阀的出口喷射至预燃室内。通过设置油气混合室可以使燃油被充足良好地雾化和气化，从而避免在狭小的预燃室内部进行燃油喷射而造成的湿壁，同时将喷射阀同火花塞集成一体的预燃室方案，使预燃室体积更小、更紧凑且易于布置。该主动预燃室点火系统可实现良好的燃油雾化，有利于预燃室内混合气的燃烧。

Description

用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统

技术领域

本发明涉及发动机点火装置技术领域，尤其涉及一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统。

背景技术

随着能源与环境问题的日益突出，人们的环保及节能意识也越来越强。车辆作为日常的交通工具，由于保有量巨大，所产生的排放不同忽视。世界各国针对车辆的排放和油耗法规越来越严格，内燃机作为车辆的主要动力源，也面临着严峻的转型升级的挑战。只有不断提高内燃机自身的品质，积极调整配合电气化程度越来越高的动力总成，才能获得更强大的生命力。

混动机技术的不断成熟给内燃机的发展带来了新的机遇。对内燃机而言，高效的运行区间是局限的。传统的内燃机需要全工况运行，并且大部分工况是运行在效率相对低下的非经济油耗区，而混动机技术的发展使内燃机摆脱了全工况运行的使命，通过内燃机和电机的配合，使内燃机仅工作在“点”工况、“线”工况，保证了内燃机运行在理想的经济油耗区域，因此混动改变了传统发动机，而发动机也依托混动专职工作在高效的区域成为了高效的混动专用发动机。在这个前提下，追求内燃机最高热效率有了更实际的意义。

当前实现专用发动机50％甚至更高热效率的技术之一就是稀燃，即通过采用稀空燃比的燃烧。传统的火花塞点火由于点火能量不足难以在高湍流、超稀混合气的情况下实现稳定点火；传统火花塞点火存在点火能量的上限并且容易对放电电极产生侵蚀；主动预燃室点火是一种有效拓展混合气稀燃极限，实现稳定燃烧的点火方式。主动预燃室点火系统是面向未来的点火方式，当前的主动预燃室点火方案通过适配件分别将喷油器和火花塞实现耦合，尺寸较大，导致对当前高度集成的发动机缸盖改动较大，而且由于预燃室容积较小，当前的主动预燃室方案中，喷油器同预燃室的适配性较差，过量的燃油喷射，造成燃烧不完全产生的碳烟随着时间的积累有堵塞预燃室喷孔的风险。

发明内容

本发明实施例提供一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统，用以解决现有主动预燃室点火系统中预燃室尺寸较大、喷油雾化差、喷油湿壁、点火及燃烧不稳定性的问题。

本发明实施例提供一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，包括预燃室和设置于所述预燃室上的火花塞，还包括供油管路、供气管路、油气混合室和设置于所述预燃室上的喷射阀，所述供油管路连接于所述油气混合室的进油口，所述供气管路连接于所述油气混合室的进气口，所述油气混合室用于将燃油和空气混合后，经所述喷射阀的出口喷射至所述预燃室内。

其中，所述油气混合室包括设置于所述预燃室外的雾化箱，所述供油管路的出口通过雾化喷油器连接于所述雾化箱的进油口，所述供气管路的出口连接于所述雾化箱的进气口，所述供气管路上设有空气电磁阀，所述雾化箱的混合气出口通过混合气单向阀连接于所述喷射阀的进口，所述喷射阀的出口连通于所述预燃室。

其中，沿所述雾化箱的长度方向间隔设有多个扰流板，多个所述扰流板依次交叉设置在所述雾化箱相对的两个内壁上。

其中，所述雾化箱的外壁设有电加热管和/或连通于发动机冷却液系统的循环加热管路。

其中，所述喷射阀包括阀杆、阀体和控制机构，所述阀体上设有连通于所述预燃室的出口，所述阀体的出口与所述混合气出口相连通；所述阀杆的一端抵接于所述阀体的出口，以封闭所述阀体的出口；所述控制机构连接于所述阀杆的另一端，用于推动所述阀杆朝向所述预燃室内移动，以打开或关闭所述阀体的出口。

其中，所述喷射阀包括阀杆、阀体和控制机构，所述阀体上设有连接于所述供油管路的进油通道、连接于所述供气管路的进气通道以及连通于所述预燃室的出口；所述控制机构连接于所述阀杆的顶部，用于推动所述阀杆移动，以使所述喷射阀在封闭状态和打开状态之间转化；

所述油气混合室设于所述喷射阀的内部，所述油气混合室包括相互隔离的油腔和气腔，所述油腔和所述气腔由上至下依次设置于所述阀杆的中部；所述油腔的进口连通于所述进油通道，所述气腔连通于所述进气通道；

当所述喷射阀处于封闭状态时，所述油腔的出口抵接于所述阀体，所述阀杆的底端抵接于所述阀体的出口；当所述喷射阀处于打开状态时，所述阀杆的底部与所述阀体的出口之间形成间隙，所述油腔的出口、所述进气通道、所述气腔和所述间隙之间相互连通。

其中，所述火花塞和所述喷射阀相对布置于所述预燃室的顶部，所述火花塞的点火端和所述喷射阀的出口均位于所述预燃室内，所述预燃室的底部沿所述预燃室的周向设有多个射流口。

其中，所述喷射阀呈倾斜布置，所述喷射阀的出口包括设于所述喷射阀的底端的中间的第一喷孔和沿所述喷射阀的周向设置的多个第二喷孔；所述多个射流口包括一个排气侧射流口，所述排气侧射流口的直径大于其他的射流口的直径；所述第一喷孔正对所述排气侧射流口。

其中，所述控制机构包括衔铁、弹簧和线圈，所述衔铁固定于所述阀杆的上端，所述弹簧设于所述衔铁的下方，以将所述衔铁向上顶压；所述衔铁的下方还设有线圈，所述线圈用于在通电时向下吸引所述衔铁。

本发明实施例还提供一种用于混合动力发动机的燃烧系统，包括上述主动预燃室点火系统，还包括设置于所述预燃室的下方的主燃室，所述主燃室还连通有进气道和排气道；所述进气道上设有进气喷油器，所述进气喷油器的进口连接于所述供油管路，所述进气喷油器的出口连通于所述进气道。

本发明实施例提供的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统，其中主动预燃室点火系统包括预燃室和设置在预燃室上的火花塞，还包括供油管路、供气管路、油气混合室和设置在预燃室上的喷射阀，其中供油管路用于连通外界的供油装置，供气管路用于连通外界的压缩空气装置。供油管路将燃油导入油气混合室，供气管路将高压空气导入油气混合室内，燃油和高压空气再油气混合室的混合均匀后，从混合气出口导出浓混合气，并利用喷射阀将浓混合气喷射进入预燃室，预燃室内的火花塞点燃浓混合气，生成的火焰射流再进入主燃室点燃主燃室内的稀混合气。通过设置油气混合室可以使燃油被充足良好地雾化和气化，从而避免在狭小的预燃室内部进行燃油喷射而造成的湿壁，同时将喷射阀同火花塞集成一体的预燃室方案，使预燃室体积更小、更紧凑且易于布置。该主动预燃室点火系统可实现浓度可控的混合气制备及精确供给，良好的燃油雾化有利于预燃室内混合气的燃烧，减少不完全燃烧产物的产生，是一种拓展汽油机稀燃的有效点火方案，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的一种用于混合动力发动机的燃烧系统的示意图；

图2是图1中的预燃室、火花塞和喷射阀的剖视图；

图3是本发明实施例中的另一种用于混合动力发动机的燃烧系统的示意图；

图4是图3中的预燃室、火花塞和喷射阀的剖视图；

图5是图4中的喷射阀的局部放大图，其中a图是喷射阀处于封闭状态时示意图，b图是喷射阀处于打开状态时示意图；

图6是本发明实施例中的一种喷射阀和火花塞耦合布置于预燃室的示意图，其中a图是预燃室的仰视图，b图是预燃室的剖视图；

附图标记说明：

1：预燃室； 11：射流口； 12：排气侧射流口；

2：火花塞； 3：供油管路； 31：油箱；

32：供油单向阀； 4：供气管路； 41：压缩空气瓶；

42：空气电磁阀； 5：雾化箱； 51：雾化喷油器；

52：扰流板； 53：压力传感器； 54：泄压阀；

55：泄流阀； 6：喷射阀； 61：阀杆；

62：阀体； 621：阀体的出口； 622：进油通道；

623：进气通道； 63：控制机构； 631：导线；

632：第一弹簧； 633：衔铁； 634：第二弹簧；

635：线圈； 64：喷射阀壳体； 641：第一喷孔；

642：第二喷孔； 65：第一喷孔油束； 66：第二喷孔油束；

7：混合气管路； 71：混合气单向阀； 8：油气混合腔；

81：油腔； 811：环形油腔； 812：柱形油腔；

813：油腔的出口； 82：气腔； 83：间隙；

9：主燃室； 91：进气道； 92：排气道；

93：进气喷油器； 10：发动机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。

图1是本发明实施例中的一种用于混合动力发动机的燃烧系统的示意图，图2是图1中的预燃室、火花塞和喷射阀的剖视图，如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，包括预燃室1和设置于预燃室1上的火花塞2，还包括供油管路3、供气管路4、油气混合室和设置于预燃室1上的喷射阀6，供油管路3连接于油气混合室的进油口，供气管路4连接于油气混合室的进气口，油气混合室的混合气出口通过喷射阀6连接于预燃室1。

具体地，火花塞2主要用于点燃油气混合气，可以采用M10或者更小螺纹安装在预燃室1的顶部。火花塞2可以采用准型火花塞、缘体突出型火花塞、电极型火花塞或者极型火花塞，只要满足点火需求即可。喷射阀6可以单向开启，用于连通混合气出口和预燃室1，以将油气混合气喷射进预燃室1内。火花塞2和喷射阀6集成布置于预燃室1的顶部，可以尽可能减少预燃室1的体积尺寸。

供油管路3用于连接外界的供油装置，供油装置可以为汽车的邮箱。供气管路4用于连接外界的压缩空气装置，压缩空气装置可以为压缩空气瓶41，并可由车载的空气压缩机供气。油气混合室将来自于供油管路3的燃油和来自于供气管路4的高压空气进行均匀地混合，形成空燃比小于1的浓混合气，然后经过喷射阀6喷入预燃室1，被火花塞2点燃，形成火焰射流，再进入主燃室9点燃主燃室9内的稀混合气，稀混合气的空燃比大于1。

本实施例提供的一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，包括预燃室和设置在预燃室上的火花塞，还包括供油管路、供气管路、油气混合室和设置在预燃室上的喷射阀，其中供油管路用于连通外界的供油装置，供气管路用于连通外界的压缩空气装置。供油管路将燃油导入油气混合室，供气管路将高压空气导入油气混合室内，燃油和高压空气再油气混合室的混合均匀后，从混合气出口导出浓混合气，并利用喷射阀将浓混合气喷射进入预燃室，预燃室内的火花塞点燃浓混合气，生成的火焰射流再进入主燃室点燃主燃室内的稀混合气。通过设置油气混合室可以使燃油被充足良好地雾化和气化，从而避免在狭小的预燃室内部进行燃油喷射而造成的湿壁，同时将喷射阀同火花塞集成一体的预燃室方案，使预燃室体积更小、更紧凑且易于布置。该主动预燃室点火系统可实现浓度可控的混合气制备及精确供给，良好的燃油雾化有利于预燃室内混合气的燃烧，减少不完全燃烧产物的产生，是一种拓展汽油机稀燃的有效点火方案，实用性强。

进一步地，如图1和图2所示，油气混合室包括设置于预燃室1外的雾化箱5，供油管路3通过雾化喷油器51连接于雾化箱5的进油口，供气管路4通过空气电磁阀42连接于雾化箱5的进气口，雾化箱5的混合气出口通过混合气单向阀71连接于喷射阀6的进口，喷射阀6的出口连通于预燃室1。

具体地，雾化箱5的容积可设置在500-1000mL之间，雾化箱5可采用耐高温的高分子材料制成。雾化箱5的顶部安装有压力传感器53，压力传感器53用于采集雾化箱5的内部压力。更具体地，还包括系统控制器(图中未示出)，空气电磁阀42、雾化喷油器51和压力传感器53均电连接于系统控制器。利用系统控制器可以精确地控制雾化箱5中的浓油气混合气的空燃比。

在一个具体地实施例中，将混合气的空燃比控制在0.5-1之间的精确值，混合气的标准供给压力控制在2.5bar，压缩空气瓶41可提供2.5bar的稳定压缩空气压力。当雾化箱5内部的压力低于2.3bar时，系统控制器控制空气电磁阀42开启，同时根据压力传感器53的实时反馈信号计算出进入雾化箱5的压缩空气量，然后按照预设的空燃比值，控制雾化喷油器51喷入相应的燃油量。

雾化箱5的顶部还设有泄压阀54，泄压阀54用于卸掉超过雾化箱5的最大可承受压力的上限的压力，防止雾化箱5超压损坏。在一个具体地实施例中，雾化箱5内部的混合气标准压力为2.5bar，泄压阀54的起跳值为3bar。雾化箱5的底部还设有泄流阀55，泄流阀55用于排出凝结在雾化箱5内的水汽。

进一步地，如图1所示，雾化箱5的内壁沿雾化箱5的长度方向间隔设有多个扰流板52，多个扰流板52依次交叉设置在雾化箱5相对的两个内壁上。通过扰流板52可以扰动雾化箱5内的气流的流动方向，加速燃油和空气的混合，进而形成更加均匀的混合气，同时还可以减少压缩空气在进气时对混合气出口的影响。

进一步地，雾化箱5的外壁设有电加热管(图中未示出)和/或连通于发动机冷却液系统的循环加热管路(图中未示出)。具体地，当雾化箱5的外壁同时设置有电加热管和循环加热管路时，在低温冷启动的过程中，系统控制器控制电加热管工作，提高雾化箱5内的温度，提高压缩空气温度，使混合气快速雾化，改善预燃室1内油气雾化效果。

当暖机过程完成后，系统控制器关闭电加热管，并切换为循环加热管路的加热方式。循环加热管路连通于发动机冷却液管路，因而在发动机10充分热机以后可保持雾化箱5始终处于90℃的恒温条件，进而实现对雾化箱5的持续加热和保温，有助于燃油和压缩空气的进一步混合。

进一步地，如图2所示，喷射阀6包括阀杆61、阀体62和控制机构63，阀体62上设有连通于预燃室1的出口，阀体的出口621通过混合气管路7与雾化箱5的混合气出口相连通。阀杆61的下端抵接于阀体的出口621，以封闭阀体的出口621。控制机构63连接于阀杆61的上端，以推动阀杆61朝向预燃室1内移动，打开阀体的出口621。

具体地，阀杆61包括上部的第一柱体、中部的第二柱体以及下部的圆台，第一柱体连接于控制机构63，第二柱体的外壁套设有阀体62，圆台抵接于阀体的出口621，阀体的出口621为锥形沉头孔，且与圆台相互配合。初始时，圆台抵接于阀体的出口621，进而将混合气管路7的出口封堵住，喷射阀6处于封闭状态；动作时，阀杆61在控制机构63的驱动下向下平移，圆台伸出阀体62一段距离，圆台与阀体的出口621之间形成间隙，混合气可以通过该间隙出流，喷射阀6处于打开状态；动作结束后，阀杆61在控制机构63的驱动下向上复位，圆台重新封堵阀体的出口621，喷射阀6恢复封闭状态。

更进一步地，控制机构63可以采用电磁控制机构，包括衔铁633、第二弹簧634和线圈635，衔铁633固定于阀杆61的上端，第二弹簧634设于衔铁633的下方，第二弹簧634处于压缩状态，因而可以将衔铁633向上顶压，进而将圆台抵紧于阀体的出口621，使喷射阀6封闭。衔铁633的下方还设有线圈635，线圈635用于在通电时向下吸引衔铁633，同时克服第二弹簧634的预紧力，使得衔铁633向下移动，进而带动阀杆61下移，使喷射阀6打开。线圈635可以通过导线631连接于外部的供电装置。

更进一步地，衔铁633的上方还设有第一弹簧632，第一弹簧632也处于压缩状态，可以将衔铁633向下顶压，且第一弹簧632的预紧力小于第二弹簧634的预紧力，因而初始时衔铁633受到向上的压力，动作时衔铁633受到向下的压力。通过设置两个弹簧可以保证阀杆的平移运动更加稳定。

如图1所示，本发明实施例还提供一种用于混合动力发动机的燃烧系统，包括上述的主动预燃室点火系统，还包括设置于预燃室1的下方的主燃室9，主燃室9还连通有进气道91和排气道92。进气道91上设有进气喷油器93，进气喷油器93的进口连接于供油管路3，进气喷油器93的出口连通于进气道91。

具体地，进气喷油器93将来自油箱31的燃油喷入发动机10的进气道91，同进气道91中的空气进行混合，形成均质的稀薄混合气。雾化喷油器51和进气喷油器93均采用相同的喷油器，可采用低压喷射。

上述实施例中的燃油和空气在雾化箱中混合后再进入喷射阀，属于预先混合的方式，油气混合室设置于喷射阀的外部。除了预先混合的方式外，还可以采用空气辅助混合的方式，如图3-图5所示，本发明实施例还提供了一种空气辅助混合的主动预燃室点火系统，该实施例与预先混合的主动预燃室点火系统的区别主要在于将油气混合室集成于喷射阀6中。

具体地，如图4所示，喷射阀6包括阀杆61、阀体62和控制机构63，阀体62上设有连接于供油管路3的进油通道622、连接于供气管路4的进气通道623以及连通于预燃室1的出口。供油管路3上设有供油单向阀32，供气管路4上设有空气电磁阀42。控制机构63连接于阀杆61的顶部，以使喷射阀6在封闭状态和打开状态之间可转化。

油气混合室为油气混合腔8，包括相互隔离的油腔81和气腔82，油腔81和气腔82由上至下依次设置于阀杆61的中部，油腔81的进口连通于进油通道622，气腔82连通于进气通道623。

如图5中的a图所示，当喷射阀6处于封闭状态时，油腔的出口813抵接于阀体62，阀杆61的底端抵接于阀体的出口621。

如图5中的b图所示，当喷射阀6处于打开状态时，阀杆61的底部与阀体的出口621之间形成间隙83，油腔的出口813连通于进气通道623，气腔82同时连通于进气通道623和间隙83。进气压力大于进油压力，因而燃油与压缩空气在气腔82和间隙83中混合后被喷入预燃室1内。

更具体地，油腔81包括上部的环形油腔811和下部的柱形油腔812。环形油腔811可为沿阀杆61的周向设置在阀杆61中部外侧壁上的凹槽。环形油腔811的外侧连通于进油通道622，进油通道622可为贯穿阀体62侧壁的通道。柱形油腔812可为设置在阀杆61中部段内部的空腔。柱形油腔812的上部沿周向设有多个进油口，并通过进油口连通于环形油腔811。柱形油腔812的下部沿周向设有多个贯穿阀杆61的油腔的出口813，油腔的出口813位于气腔82的上方并间隔一定距离。

当控制机构63不通电时，阀杆61受第二弹簧634向上的预紧力，阀杆61的底端抵接于阀体的出口621，且阀杆61中部段的外侧壁与阀体62的内侧壁相接，使得油腔的出口813被阀体62的内壁封堵，此时油路和气路彼此隔离，喷射阀6处于封闭状态。

当控制机构63通电时，线圈635内产生电流，进而产生磁场吸引衔铁633克服第二弹簧634的预紧力，并向下移动，阀杆61的底端下移，伸出阀体62一定距离，燃油经过进油通道622进入环形油腔811，再经过进油口进入柱形油腔812，再经过油腔的出口813喷入气腔82，燃油和压缩空气在气腔82内混合后，经过间隙83喷入预燃室1内。

更具体地，在发动机10排气结束至压缩冲程开始的曲轴范围内，控制机构63可通电开启，开启时喷射阀6内部的浓混合气压力大于气缸内压力，浓混合气喷入预燃室1。

另外，油腔的出口813还可以设置在气腔82的下方，且油腔的出口813横向贯通于阀杆61的底部圆台。

进一步地，如图6所示，火花塞2和喷射阀6相对布置于预燃室1的顶部，火花塞2的点火端和喷射阀6的出口均位于预燃室1内，预燃室1的底部沿预燃室1的周向设有多个射流口11。另外，预燃室1的底部还可以设有竖直向下的射流口11。

更进一步地，如图5和图6所示，喷射阀6呈倾斜布置，喷射阀6的出口包括设于喷射阀壳体64的底端的中间的第一喷孔641和沿喷射阀6的周向设置的多个第二喷孔642。多个射流口11包括一个排气侧射流口12，排气侧射流口12的直径大于其他的射流口11的直径。第一喷孔641正对排气侧射流口12。

具体地，第一喷孔641可以产生较大的射流喷雾，第一喷孔油束65贯穿排气侧射流口12进入发动机10的主燃室9，以冷却排气侧，产生的浓混合气可抑制爆震。第二喷孔642喷出的第二喷孔油束66贯穿距较小，用以供给预燃室1内部，在预燃室1内部形成偏浓的混合气。

如图3所示，本发明实施例还提供另一种用于混合动力发动机的燃烧系统，包括上述的主动预燃室点火系统，还包括设置于预燃室1的下方的主燃室9，主燃室9还连通有进气道91和排气道92。进气道91上设有进气喷油器93，进气喷油器93的进口连接于供油管路3，进气喷油器93的出口连通于进气道91。

具体地，进气喷油器93将来自油箱31的燃油喷入发动机10的进气道91，同进气道91中的空气进行混合，形成均质的稀薄混合气。进气喷油器93可采用低压喷射。

在一个具体的实施例中，发动机10在暖机时，主燃室9的稀混合气的空燃比控制在1-1.2之间，预燃室1喷入空燃比小于1的浓混合气，以提高燃烧的稳定性。发动机10完成暖机后，主燃室9的稀混合气的空燃比控制在1.5-2.0之间，预燃室1喷入空燃比小于1的浓混合气，以提高热效率。

下面结合本实施例中的燃烧系统的运行方法来具体说明。

发动机10在充分暖机以后(冷却水温大于60℃)，运行主动预燃室点火系统，在进气冲程或压缩冲程开始阶段，控制喷射阀6打开，使浓混合气进入预燃室1内部，火花塞2点燃预燃室1内的浓混合气，预燃室1中的浓混合气燃烧产生的高温高压气体，由预燃室1的壁面周向及底部设置的喷孔喷出，形成射流火焰，射流火焰再点燃主燃室9中的稀薄混合气。

发动机10缸内的稀混合气由每循环中进气喷油器93的喷油及发动机10的进气混合而成，稀混合气的空燃比可以控制在1.5-2之间的精确值。浓混合气在油气混合室内部由燃油和压缩空气充分混合形成，浓混合气的空燃比可控制在0.5-1之间的精确值，浓混合气的标准供给压力为2.5bar。

发动机10在暖机的过程中(冷却水温小于60℃)时，可考虑适当加浓主燃室9内的稀混合气，以保证发动机10在暖机过程中燃烧的稳定性以及减少因燃烧不良带来的有害物质排放。

通过以上实施例可以看出，本发明提供的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统及燃烧系统，其中主动预燃室点火系统包括预燃室和设置在预燃室上的火花塞，还包括供油管路、供气管路、油气混合室和设置在预燃室上的喷射阀，其中供油管路用于连通外界的供油装置，供气管路用于连通外界的压缩空气装置。供油管路将燃油导入油气混合室，供气管路将高压空气导入油气混合室内，燃油和高压空气再油气混合室的混合均匀后，从混合气出口导出浓混合气，并利用喷射阀将浓混合气喷射进入预燃室，预燃室内的火花塞点燃浓混合气，生成的火焰射流再进入主燃室点燃主燃室内的稀混合气。通过设置油气混合室可以使燃油被充足良好地雾化和气化，从而避免在狭小的预燃室内部进行燃油喷射而造成的湿壁，同时将喷射阀同火花塞集成一体的预燃室方案，使预燃室体积更小、更紧凑且易于布置。该主动预燃室点火系统可实现浓度可控的混合气制备及精确供给，良好的燃油雾化有利于预燃室内混合气的燃烧，减少不完全燃烧产物的产生，是一种拓展汽油机稀燃的有效点火方案，实用性强。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，包括预燃室和设置于所述预燃室上的火花塞，其特征在于，还包括供油管路、供气管路、油气混合室和设置于所述预燃室上的喷射阀，所述供油管路连接于所述油气混合室的进油口，所述供气管路连接于所述油气混合室的进气口，所述油气混合室用于将燃油和空气混合后，经所述喷射阀的出口喷射至所述预燃室内。

2.根据权利要求1所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述油气混合室包括设置于所述预燃室外的雾化箱，所述供油管路的出口通过雾化喷油器连接于所述雾化箱的进油口，所述供气管路的出口连接于所述雾化箱的进气口，所述供气管路上设有空气电磁阀，所述雾化箱的混合气出口通过混合气单向阀连接于所述喷射阀的进口，所述喷射阀的出口连通于所述预燃室。

3.根据权利要求2所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，沿所述雾化箱的长度方向间隔设有多个扰流板，多个所述扰流板依次交叉设置在所述雾化箱相对的两个内壁上。

4.根据权利要求2所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述雾化箱的外壁设有电加热管和/或连通于发动机冷却液系统的循环加热管路。

5.根据权利要求2所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述喷射阀包括阀杆、阀体和控制机构，所述阀体上设有连通于所述预燃室的出口，所述阀体的出口与所述混合气出口相连通；所述阀杆的一端抵接于所述阀体的出口，以封闭所述阀体的出口；所述控制机构连接于所述阀杆的另一端，用于推动所述阀杆朝向所述预燃室内移动，以打开或关闭所述阀体的出口。

6.根据权利要求1所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述喷射阀包括阀杆、阀体和控制机构，所述阀体上设有连接于所述供油管路的进油通道、连接于所述供气管路的进气通道以及连通于所述预燃室的出口；所述控制机构连接于所述阀杆的顶部，用于推动所述阀杆移动，以使所述喷射阀在封闭状态和打开状态之间转化；

所述油气混合室设于所述喷射阀的内部，所述油气混合室包括相互隔离的油腔和气腔，所述油腔和所述气腔由上至下依次设置于所述阀杆的中部；所述油腔的进口连通于所述进油通道，所述气腔连通于所述进气通道；

当所述喷射阀处于封闭状态时，所述油腔的出口抵接于所述阀体，所述阀杆的底端抵接于所述阀体的出口；当所述喷射阀处于打开状态时，所述阀杆的底部与所述阀体的出口之间形成间隙，所述油腔的出口、所述进气通道、所述气腔和所述间隙之间相互连通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述火花塞和所述喷射阀相对布置于所述预燃室的顶部，所述火花塞的点火端和所述喷射阀的出口均位于所述预燃室内，所述预燃室的底部沿所述预燃室的周向设有多个射流口。

8.根据权利要求7所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述喷射阀呈倾斜布置，所述喷射阀的出口包括设于所述喷射阀的底端的中间的第一喷孔和沿所述喷射阀的周向设置的多个第二喷孔；所述多个射流口包括一个排气侧射流口，所述排气侧射流口的直径大于其他的射流口的直径；所述第一喷孔正对所述排气侧射流口。

9.根据权利要求5或者6所述的用于混合动力发动机的主动预燃室点火系统，其特征在于，所述控制机构包括衔铁、弹簧和线圈，所述衔铁固定于所述阀杆的上端，所述弹簧设于所述衔铁的下方，以将所述衔铁向上顶压；所述衔铁的下方还设有线圈，所述线圈用于在通电时向下吸引所述衔铁。

10.一种用于混合动力发动机的燃烧系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的主动预燃室点火系统，还包括设置于所述预燃室的下方的主燃室，所述主燃室还连通有进气道和排气道；所述进气道上设有进气喷油器，所述进气喷油器的进口连接于所述供油管路，所述进气喷油器的出口连通于所述进气道。