CN1982668A - 具有预燃烧室的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种内燃机，该内燃机包括由隔离壁分离的邻近的主和副燃烧室，该隔离壁包括连通通道。在副燃烧室中的空气/燃料混合物的点燃产生燃料火炬，该燃料火炬喷入主燃烧室中的空气/燃料混合物。在预定的操作状态下，开启进气门的正时相对于排气冲程中的关闭排气门的正时以及活塞到达上止点的正时发生延迟。通过延迟开启进气门的正时，可减少副燃烧室中从前一循环遗留下来的残留气体。

Description

具有预燃烧室的内燃机
相关申请的交叉引用
本发明要求35U.S.C.§119下的提交于2005年12月15日的日本专利申请No.2005-361758的优先权，其完整内容通过引用的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及一种具有主燃烧室和副燃烧室的内燃机，尤其涉及一种采用相对简单的构造来获得稳定燃烧的技术。
背景技术
相关内燃机除了主燃烧室外还具有副燃烧室。火炬状火焰(也称为“燃料火炬”)通过点燃副燃烧室中的空气/燃料混合物而产生。该燃料火炬被喷入主燃烧室从而缩短燃烧过程并且使该燃烧过程稳定。
但是，在相关内燃机中，副燃烧室不可避免地会容纳来自前一循环的残留气体，这往往会由于副燃烧室中的点火困难和较慢的燃烧速度而导致较差的火炬射流(也就是，不稳定的燃烧)。
而且，在相关技术中，流通通道设置在用于进气门的阀座与副燃烧室之间，一部分新鲜空气进气通过流通通道和副燃烧室被吸入主燃烧室。这样，副燃烧室可能会被扫气。
发明内容
相关技术具有至少一条需要克服的缺点。具体地说，虽然副燃烧室中的残留气体减少，但是副燃烧室中的空气/燃料混合物在随后的循环中可能过于稀薄，由此导致较差的燃烧。
因此，提供一种内燃机，该内燃机具有相对简单的构造，可减小副燃烧室中存在的残留气体并且仍然提供稳定的燃烧。因此，相关技术中的上述问题可被克服。
根据本发明，也提供一种内燃机，该内燃机包括：活塞、主燃烧室、副燃烧室、设置在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的隔离件、排气门、进气门以及连接于所述进气门的可变气门正时装置。所述活塞响应曲轴的转动而往复移动。所述主燃烧室至少部分地由所述活塞限定。所述隔离件包括至少一条在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通的通道。所述排气和进气门相对于所述主燃烧室往复移动地设置。所述可变气门正时装置延迟所述进气门的相对于所述活塞和所述排气门的移动的移动，使得所述延迟产生第一和第二压差。所述第一压差横跨所述至少一条通道以及在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间。所述第一压差包括响应于所述活塞的进气冲程所述主燃烧室中的压力低于所述副燃烧室中的压力，并且。所述第二压差也横跨所述至少一条通道的两端以及在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间。所述第二压差包括响应于所述进气门相对于所述主燃烧室的开启形态所述主燃烧室中的压力高于所述副燃烧室中的压力。
根据本发明，也提供一种内燃机，该内燃机包括：主燃烧室、进气和排气门、副燃烧室、设置在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的隔离壁、燃料喷射阀以及火花塞。所述主燃烧室部分地由活塞限定，所述进气和排气门部分地限定所述主燃烧室。所述该副燃烧室的容积小于所述主燃烧室的容积。所述隔离壁包括至少一条在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通的连通通道。所述燃料喷射阀将待燃烧的燃料供向所述主燃烧室。所述火花塞相对于所述副燃烧室设置，所述火花塞引发所述副燃烧室中的燃烧，从而产生火炬火焰并且通过所述至少一条连通通道喷入所述主燃烧室从而在所述主燃烧室中燃烧空气/燃料混合物。所述进气门的开启正时相对于所述排气门的关闭正时以及排气冲程中所述活塞的上止点正时予以延迟，所述进气门的开启正时响应于小于预定值的内燃机负载进行延迟。
根据本发明，也提供一种内燃机，该内燃机包括往复移动的活塞、由所述活塞至少部分地限定的主燃烧室、往复移动的进气门以及往复移动的排气门。所述内燃机包括副燃烧室和可变气门正时装置，用于减小在所述副燃烧室中的前一循环的残留气体。所述副燃烧室通过隔离件与所述主燃烧室分离，该隔离件包括至少一条通道，该通道在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通。
根据本发明，也提供一种减小内燃机的副燃烧室中残留气体的方法。所述内燃机包括通过隔离件与所述副燃烧室分离的主燃烧室。所述隔离件包括至少一条在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通的通道。所述残留气体来自所述内燃机的前一次燃烧循环。所述方法包括相对于排气冲程中的排气门关闭和达到上止点的活塞延迟进气门开启正时，并且将进气通道流体连通地连接于所述主燃烧室。所进行的延迟在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间产生所述主燃烧室中的压力小于所述副燃烧室中的压力的第一压差。所述连接在所述延迟的结束时以及所述活塞达到上止点之后进行，所述连接在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间产生所述主燃烧室中的压力大于所述副燃烧室中的压力的第二压差。
优选地，能够在点火时减少副燃烧室中的残留气体，例如，通过增强新鲜空气的流动，从而实现更方便的点火和更稳定的燃烧。
附图说明
附图结合于此并且构成本说明书的一部分，附图与下述总体说明、下述详细说明共同用于解释本发明的特征。
图1(a)是示出包括副燃烧室的内燃机的构造的示意性图示。
图1(b)是用于图1(a)所示的内燃机的电子控制单元的示意图。
图2是说明产生在图1(a)所示的内燃机中的燃料喷雾的状态的示意性图示。
图3是用于图1(a)所示的内燃机中的操作图。
图4(a)至4(h)是说明由图1(a)所示的内燃机采用的进气门开启延迟操作模式的示意性图示。
图5是参照图1描述的内燃机的操作的流程图。
图6示出图1(a)所示内燃机中的排气再循环控制、空气/燃料比、进气量和进气门开启正时之间的关系。
图7是说明在图1(a)所示的内燃机中的进气门开启正时的延迟的时间图。
图8(a)是示出包括副燃烧室的内燃机的另一构造的示意性图示。
图8(b)是图8(a)所示的内燃机中的活塞顶的俯视图。
图9(a)和9(b)是说明图8(a)所示的内燃机中的第一次燃料喷射喷雾和第二次燃料喷射喷雾的示意性图示。
图10(a)是说明图8(a)所示的内燃机的改进方案中在进气冲程期间的第一次燃料喷射喷雾的示意性图示。
图10(b)是图10(a)所示的内燃机中的活塞顶的俯视图。
图11是说明图10(a)所示的改进内燃机中在压缩冲程期间的第二次燃料喷射喷雾的示意性图示。
图12是说明图10(a)所示的改进内燃机中具有长期间的第二次燃料喷射喷雾的示意性图示。
图13是说明参照图8(a)描述的内燃机的操作的流程图。
图14是图8(a)所示的内燃机中使用的操作图。
图15是说明图8(a)所示的内燃机中的进气门开启正时延迟和燃料喷射正时的时间图。
图16示出图8(a)所示的内燃机中的排气再循环控制、空气/燃料比、进气量和进气门开启正时之间的关系。
图17(a)是示出包括副燃烧室的内燃机的另一构造的示意性图示。
图17(b)是用于图17(a)所示的内燃机的电子控制单元的示意图。
图18是图17(a)所示的内燃机中使用的操作图。
图19(a)至19(h)是说明图17(a)所示的内燃机中采用的进气门开启延迟操作模式的示意性图示。
图20示出图17(a)所示的内燃机中的排气再循环控制、空气/燃料比、进气量和进气门开启正时之间的关系。
图21是说明图17(a)所示的内燃机中的进气门开启正时延迟的时间图。
图22是说明备选燃料喷射方案的时间图。
图23(a)是示出包括副燃烧室的内燃机的另一构造的示意性图示。
图23(b)是用于图23(a)所示的内燃机的电子控制单元的示意图。
图24是图23(a)所示的内燃机中使用的操作图。
图25是说明参照图23(a)描述的内燃机的操作的流程图。
图26是说明图23(a)所示的内燃机中的进气门开启正时延迟的时间图。
具体实施方式
图1(a)示出内燃机(“ICE”)的示意性视图。缸盖1、缸体2和活塞3限定主燃烧室(也称为“主室”)4。主燃烧室4通过进气门7与进气口5连接，并且通过排气门8与排气口6连接。
进气门7和排气门8分别由进气凸轮9和排气凸轮10驱动开启和关闭。可变气门正时机构11耦合于与进气凸轮9连接的进气凸轮轴9a的端部。可变气门正时机构11在发动机操作期间可以改变进气凸轮9的相位。如这里所使用的，“相位”涉及进气门7的开启/关闭正时。
进气通道23是进气口5的连接上游。虽然在图1(a)中没有示出，但是进气收集器和移除进气空气中颗粒的空气过滤器可设置在进气通道23的上游。气流计24(参见图1(b))和电控节流活门25可设置在进气通道23中，该气流计24检测流过进气通道23的进气量，该电控节流活门25控制流过进气通道23的进气量。排气通道20是排气口6的连接下游。排气再循环(“EGR”)通道21与排气通道20流体连通，该排气再循环通道21将从主燃烧室4排出到排气通道20的一部分排气供给至进气通道23。EGR阀22设置在EGR通道21中，该阀控制供给至进气通道23的排气量。
副燃烧室(也被称为“副室”)12至少部分地设置在缸盖1中。副燃烧室12邻近主燃烧室4。隔离壁13限定在主燃烧室4与副燃烧室12之间。穿过隔离壁13的连通通道13a提供两个燃烧室4与12之间的流体连通。
燃料喷射阀(也称为“燃料喷射器”)14a优选地采用高压燃料喷射类型，适合将燃料直接喷入主燃烧室4。也就是，燃料喷射阀14a的构造和布置结构使得燃料被直接地喷洒入主燃烧室4。
火花塞(也称为“点火塞”)15设置在副燃烧室12中从而点燃副燃烧室12中的空气/燃料(“A/F”)混合物。当点燃副燃烧室12中的A/F混合物时，燃料火炬通过连通通道13a喷入主燃烧室4，使主燃烧室4中的A/F混合物燃烧。优选地，另外参照图2，至少一部分来自燃料喷射阀14a的燃料喷雾被朝向连通通道13a导向。
参照图1(b)，可变气门正时装置11、燃料喷射阀14a、火花塞15、电控节流活门25和EGR阀22受内燃机控制单元(“ECU”)30的控制，该单元又接收表示ICE操作状态的各种信号。例如，ECU 30可接收下述信号：1)由气流计24检测的进气量Qa，2)可由油门踏板传感器26检测的油门开度APO，3)可由曲轴转角传感器27检测的内燃机转速Ne，4)可由水温传感器28检测的内燃机冷却水温Tw，以及5)可由车速传感器33检测的车速。可以想象，表示其他ICE操作状态的信号也可提供至ECU 30。根据所接收的信号，ECU 30执行预定的计算并且发送各种信号。例如，ECU 30可发送控制信号至1)可变气门正时机构11从而控制气门正时，2)燃料喷射阀14a从而控制燃料喷洒，3)火花塞15从而在正确的时间点火，4)节流活门25从而控制进气量，以及5)EGF阀22从而控制EGR量。
如在后文所述，在预定的(各)ICE操作状态下，进气门开启正时(“IVO”)可以为了稳定燃烧的目的而延迟。如这里所使用的，术语“延迟”指代将一功能发生作用的时间相对于上止点(“TDC”)调整至稍晚的时间，上止点即活塞3往复运动至最接近缸盖1的点。传统地，通常按照曲轴旋转相对于TDC的度数测量延迟。被称为“IVO延迟操作模式”的功能指代延迟进气门7开启的正时。
图3示出ICE的优选操作图。低速、低负载操作的区域由图3中的参考字母A标示。区域A的特征在于“稀燃操作”，即，ICE在稀薄A/F混合物的情况下(A/F比λ＞1)进行操作。在范围B中，ICE以理想配比的A/F比进行操作或者以理想配比的A/F比同时加入EGR进行操作。也就是说，ICE以理想配比的A/F比、仅在新鲜空气的情况下(即，λ＝1)进行操作，或者以理想配比的A/F比、在新鲜空气和使用EGR的情况下(即，[λ＝1]+EGR)进行操作。如这里所使用的，“理想配比的A/F比”指代化学最优点，在该点处，燃烧室中的所有燃料和空气的所有氧气含量将在燃烧期间理想地相互平衡。对于汽油燃料，理想配比的A/F比大概为空气与燃料质量比的14.7倍。优选地，IVO延迟操作模式仅在区域A(例如，在稀燃操作的情况下)和作为区域B的一部分的区域C中采用。区域C包括区域C的预定低速、低负载部分，在该部分中，ICE以理想配比的A/F比、在新鲜空气的情况下进行操作，或者以理想配比的A/F比、在新鲜空气和使用EGR的情况下进行操作。
IVO延迟操作模式将在下文参照图4进行说明。如上文所述，在IVO延迟操作模式下，当表示燃烧稳定性的参数指示预定的操作状态时，该模式延迟进气门7的开启正时(IVO)。例如，在ICE的稀燃操作期间，这一参数可以是大于预定值的空气/燃料比。更具体地说，进气门7的IVO相对于排气冲程中的排气门8的排气门关闭(“EVC”)正时和活塞3的TDC正时被延迟。从下文将清楚可知，IVO延迟操作模式会减小点火时的副燃烧室12中存在的残余气体(这也可以被认为是增加新鲜空气)。因此，点火得以改善，火炬喷射得以促进(或者火炬火焰得以增强)，这将促使稳定的燃烧。特别地，IVO延迟操作模式有利于点火并且会改善副燃烧室12中的燃烧速度。
当接近活塞3的排气冲程TDC正时关闭排气门8时，残余气体(即，来自前一循环)遗留或者截留在主燃烧室4和副燃烧室12中，如图4(a)所示。在这种情况下，特别地，遗留在副燃烧室12中的残余气体可使点火更加困难并且降低燃烧速度，由此导致较差的燃烧。因此，理想的是减少这些残留气体。
在随后的进气冲程中，活塞3移动离开缸盖1，导致主燃烧室4中的残留气体膨胀，由此降低主燃烧室4中的压力。因此，在主燃烧室4与副燃烧室12之间产生压力差，副燃烧室12中的残留气体被吸入主燃烧室4中，如图4(b)所示。
然后，如图4(c)所示，当进气门7随后被开启时(也就是，在排气冲程中的排气门8的EVC正时和活塞3的TDC正时之后)，新鲜空气在由活塞3的移动所产生的压力差的作用下穿过进气门7冲入主燃烧室4。随着新鲜空气冲入，主燃烧室4中的压力增加，在主燃烧室4与副燃烧室12之间产生相对压差(即，与进气门7的IVO正时之前的压差相比)。因此，如图4(d)所示，一些新鲜空气从主燃烧室4流动至副燃烧室12。
流入副燃烧室12的新鲜空气与先前已经被抽出副燃烧室12的一些残留气体混合，并且形成“工作混合物”。但是，回流入副燃烧室12的工作混合物具有低百分比的残留气体(以及对应的较高百分比的新鲜空气)。也就是说，由于IVO延迟操作模式，副燃烧室12中的残留气体被新鲜空气稀释。因此，在副燃烧室12中点火方便性得以改善，在点火之后，从副燃烧室12喷向主燃烧室4的火炬火焰得以增强(和/或火炬火焰的喷射速度被增加)，并且获得更稳定的燃烧。因此，可以在更稀薄的A/F比的情况下进行操作。
在排气冲程中活塞3的TDC正时之后的期间，采用IVO延迟操作模式，并且在这一期间，进气门7和排气门8保持关闭。在IVO延迟操作模式的这一期间，主燃烧室4中的残留气体膨胀，从而减小主燃烧室4中的压力并且在连通通道13a的两端，即在主燃烧室4(相对低压)与副燃烧室12(相对高压)之间，产生第一压差。来自前一循环并且处于副燃烧室12中的残留气体穿过隔离壁13经由连通通道13a被吸入主燃烧室4，第一压差被减小，即，副燃烧室12中的压力被减小，同时主燃烧室4中的压力被增加。当采用进气门7的IVO正时的时候，即，在由IVO延迟操作模式延迟之后，新鲜空气冲入并且稀释主燃烧室4中的残留气体。新鲜空气的流入也会增加主燃烧室4中的压力并且在连通通道13a的两端，即在主燃烧室4(相高高压)与副燃烧室12(相对低压)之间，产生第二压差。第二压差致使残留气体和新鲜空气的工作混合物穿过隔离壁13经由连通通道13a冲入副燃烧室12。流入副燃烧室12的工作混合物中的残留气体的百分比被新鲜空气的对应百分比减小，副燃烧室12中的残留气体量因此小于副燃烧室12仅含有残留气体时的量。因此，与相关内燃机相比，点火时副燃烧室中的残留气体的量被减小，点火被促进并且实现稳定的燃烧。
优选地，当存在第二压差并且工作混合物流入副燃烧室12中时，将燃料喷入连通通道13a附近的位置。当在这一正时进行喷射时，如下文所述，考虑到副燃烧室12中的A/F混合物在活塞3的压缩冲程中变得更加稀薄，所以可调整副燃烧室12中的A/F混合物的浓度，并且仍然提供用于点火和燃烧的适当的A/F混合物。优选地，燃料喷射阀14a设置成使得，在从接近IVO正时到主燃烧室4中的压力几乎与进气口5中的压力平衡时的点这一时间段中，一部分燃料喷雾被朝向连通通道13a导向，并且至少部分燃料被喷射和供给。残留气体被抽出副燃烧室12并且几乎所有的残留气体都被新鲜空气和燃料替代。因此，副燃烧室12中的残留气体被减少，主燃烧室4和副燃烧室12中的A/F混合物变得更浓从而进一步改善点火方便性以及实现燃烧稳定性。
在随后的一半进气冲程中，随着第二压差的消失，即随着主燃烧室4中的压力与副燃烧室12中的压力平衡，主燃烧室4与副燃烧室12之间的流动消失。如图4(e)所示，新鲜空气持续从进气口5流入主燃烧室4，直到进气门7关闭，在主燃烧室4与副燃烧室12之间不存在特定的流动模式。
如图4(f)所示，在进气门7关闭之后，主燃烧室4中的压力在活塞3的压缩冲程期间增加。随着主燃烧室4中的压力增加，在主燃烧室4(相对高压)和副燃烧室12(相对低压)之间产生第三压差，主燃烧室4中的工作混合物流入副燃烧室12，如图4(g)所示。在进气门关闭(“IVC”)正时，副燃烧室12中的混合物比主燃烧室4中的混合物相对更浓，并且由于在活塞3的压缩冲程期间工作混合物流动离开主燃烧室4，副燃烧室12中的混合物变得逐渐增加地稀释，如图4(h)所示。
图5是根据结合图1-4所示和所述的ICE的操作的流程图。流程图中示出的操作步骤相应于每个预定计算期间得以执行。在步骤S1，读取由曲轴转角传感器27检测的内燃机转速Ne、由油门踏板传感器26检测的油门开度APO、由车速传感器33检测的车速以及其他信息；并且根据这些检测值，使用已知的方法计算内燃机操作状态，诸如内燃机上的负载。在步骤S2，根据所计算的内燃机操作状态，确定所计算的内燃机操作状态是否适合执行IVO延迟操作模式。如果步骤S2为否，即，如果所计算的内燃机操作状态不适合执行IVO延迟操作模式，那么操作前进至步骤S6，以设定燃料喷射量，然后返回至该流程的开始。如果步骤S2为是，即，如果所计算的内燃机操作状态适合执行IVO延迟操作模式，那么从例如通过实验得到的存储数据图查询IVO正时，在步骤S5，设定与稀薄A/F比相适合的用于操作的燃料喷射量，然后程序返回至流程图的开始。
图6示出表示EGR控制、A/F混合物、进气量和IVO正时的优选关系的示意图。在高负载范围内，ICE优选地以理想配比的A/F比并且不使用EGR进行操作。从高负载范围到中负载范围，将EGR逐渐地引入，即，应用于进气系统的EGR的量逐渐增加，直到EGR引入的比率变得大于预定比率。当EGR应用率达到预定比率时，开始IVO延迟操作模式，随着EGR应用率的增加，IVO延迟的程度增加。随着EGR应用率增加，燃烧趋于变得不稳定。因此，在高负载到中负载的范围内执行IVO延迟操作模式对于促进副燃烧室12中的残留气体减少以及加浓可燃A/F混合物来说是首要的。
在低负载范围内，IVO延迟操作模式在稀燃操作期间持续执行，即，在稀薄A/F混合物的情况下进行操作。随着A/F混合物变得更加稀薄，即，随着所供给的A/F混合物变得更加稀薄，延迟的程度增加。在特定点处，空气量被减小以降低负载，并且进气口5中的压力被降低。相应地，IVO正时被进一步延迟(也就是，延迟的程度量随着空气量的降低而增加)。如上文所述，与增加EGR应用率相结合，随着内燃机上的负载减小或者随着供给主ICE的A/F混合物变得更加稀薄，燃烧也变得不稳定。
在不包括IVO延迟操作模式的相关内燃机中，进气门的开启期间从排气冲程中正好在活塞上止点正时之前的时刻延伸到进气冲程中正好在活塞下止点正时之后的时刻，如图7中的点划线所示。但是，在使用IVO延迟操作模式的ICE中，排气门8的EVC正时稍微在排气冲程的活塞3的TDC之后(时刻t1)进行。此后，活塞3的冲程从排气冲程变化为进气冲程，主燃烧室4的容积逐渐增加，主燃烧室4中的压力逐渐减小。结果，第一压差在主燃烧室4与副燃烧室12之间产生(即，主燃烧室4中的压力小于副燃烧室12中的压力)，并且残留的气体从副燃烧室12流动至主燃烧室4。第一压差在图7中通过主燃烧室4中的压降(以实线示出)与副燃烧室12中的压差(以虚线示出)之间的滞后示出。
在活塞3的进气冲程期间，进气门7开启(在时刻t2)，因为主燃烧室4中的压力已经被降低，所以新鲜空气被吸入主燃烧室4。在IVO时，主燃烧室4中的压力增加，第二压差产生在主燃烧室4与副燃烧室12之间(即主燃烧室4中的压力大于副燃烧室12中的压力)，残留气体和新鲜空气的工作混合物从主燃烧室4流入副燃烧室12。第二压差也在图7中通过主燃烧室4中的压降(以实线示出)与副燃烧室12中的压差(以虚线示出)之间的滞后示出。第一压差出现在时刻t2之前，第二压差出现在时刻t2之后。
此后，在时刻t3，主燃烧室4与副燃烧室12之间的第二压差开始消失，即，压力开始在主燃烧室4与副燃烧室12中平衡，并且在这些燃烧室之间的流动几乎消失(在时刻t3)。但是，在活塞3的随后压缩冲程期间，在时刻t4，主燃烧室4中的压力增加，并且在主燃烧室4与副燃烧室12之间产生第三压差(即，主燃烧室4中的压力大于副燃烧室12中的压力)。由于第三压差，工作混合物从主燃烧室4流向副燃烧室12。第三压差也在图7中通过主燃烧室4中的压降(以实线示出)与副燃烧室12中的压降(以虚线示出)之间的滞后示出。第三压差在时刻t4之后出现。
通过执行IVO延迟操作模式，由于进气门7的IVO正时相对于排气冲程的排气门8的EVC正时和活塞3的TDC正时二者被延迟，所以上述第一、第二和第三压差也在主燃烧室4与副燃烧室12之间产生。借助第一、第二和第三压差，副燃烧室12中的残留气体被减小，有利于点火，并且燃烧稳定性得以改善。因此，可在更加稀薄的A/F混合物和/或增加应用EGR的情况下进行ICE操作。
通过在开启进气门7之后、在压力增加期间、向连通通道13a附近喷射燃料(从时刻t2至时刻t3)，可向副燃烧室12提供更浓的A/F混合物。因此，有利于点火，并且可进一步改善燃烧稳定性。
通过对ICE应用IVO延迟操作模式，至少可获得下述优势。
IVO延迟操作模式相对于排气冲程中的EVC正时与活塞3的TDC正时二者延迟IVO正时，使得减少点火时的副燃烧室12中的残留气体，并且增加副燃烧室12中的A/F混合物的浓度。因此，有利于点火并且火炬喷射得以促进和/或增强，从而获得稳定的燃烧。
在内燃机负载低于预定值的ICE操作范围中执行IVO延迟操作模式可减小副燃烧室12中的残留气体。而且，也可实现稳定的燃烧。此外，当在稀燃操作状态下执行IVO延迟操作模式时，例如，其中输送至内燃机的A/F混合物变得稀薄时，或者在应用至ICE的EGR大于预定比率的状态下，反而可获得稳定的燃烧。
随着1)ICE负载变小2)所供给的A/F混合物变得稀薄，或者3)EGR应用增加，IVO正时的延迟程度的增加可减小主燃烧室4中的压力。因此，副燃烧室12中的大量残留气体可被新鲜空气替换。因此，即使在更低负载、更稀薄的A/F混合物或者大量增加的EGR应用的情况下，也可进行稳定燃烧。
在进气门开启之后出现的增加缸压的期间喷射燃料使新鲜空气和燃料能够流入副燃烧室12。也就是，残留气体可由新鲜空气和燃料替换。因此，有利于点火，并且燃烧的稳定性得以改善。特定地，将一部分燃料喷雾朝向连通通道13a导向可确保新鲜空气和燃料流入副燃烧室12。
如图8(a)和8(b)所示的ICE将在下文进行说明。在图8(a)所示的ICE与图1(a)所示的ICE之间存在许多相似之处；但是，为了便于说明，在下文中只说明其区别之处。如图8(a)和8(b)所示，活塞的顶表面形成有第一凹槽16和第二凹槽17。第一凹槽16接纳由第一次燃料喷射产生的第一燃料喷雾并且将该第一燃料喷雾朝向连通通道13a改变方向。第二凹槽17接纳压缩冲程期间由第二次燃料喷射产生的第二燃料喷雾从而在燃烧期间提供分层的进气。如这里所述的，“分层的进气”指代缸中的A/F混合物的分层。图9(a)示出由第一凹槽16朝向连通通道13a改变方向的第一次燃料喷射的第一燃料喷雾。图9(b)示出提供分层进气的第二次燃料喷射的第二燃料喷雾。根据图8(a)和图9(a)所示的布置结构，燃料喷射阀14a设置在侧壁上，使得第一燃料喷雾在形成于活塞顶表面上的第一凹槽16的帮助下被朝向连通通道13a(或者副燃烧室12)改变方向，正如IVO延迟操作模式期间所需要的那样。
也可考虑使用其他构造和布置结构。在这些构造和布置结构中，优选地，活塞顶表面形成有多个凹槽，其中至少一个凹槽接纳由在IVO延迟操作模式期间采用的第一次燃料喷射所产生的燃料喷雾并且将燃料喷雾朝向连通通道13a改变方向，另一凹槽接纳由第二次燃料喷射所产生的燃料喷雾，从而在主燃烧室4中提供分层的进气。例如，如图10(a)、10(b)和11所示，燃料喷射阀14a可设置在主燃烧室4的正上方，活塞顶表面形成有内部和外部的同心凹槽。如图10(a)和10(b)所示，在IVO延迟操作模式期间，第一次燃料喷射在进气冲程期间朝向内凹槽喷洒燃料(对应于图9(a)中的第一凹槽16)。如图11所示，第二次燃料喷射，即提供分层的进气，在压缩冲程期间朝向外凹槽喷洒燃料(对应于图9(b)中的第二凹槽17)。采用这种布置结构，可在主燃烧室4中有利地产生更均匀的空气/燃料混合物。如图12所示，如果第二次燃料喷射的期间较长，那么燃料喷雾初始被外凹槽改变方向以提供分层的进气并且随后被内凹槽朝向连通通道13a改变方向。但是，这一现象不会导致任何缺陷。
图13是根据结合图8-12所示和所述的ICE的操作的流程图。由于这一流程图的操作步骤类似于图5所示的步骤，所以只有那些不同的步骤将在下文中进行说明。在步骤S7，确定分层进气燃烧是否适于当前的操作状态，如果是，即如果确定当前操作范围适于分层进气燃烧，那么操作流程前进至步骤S8和S9，从而分别设定第一次和第二次燃料喷射量，并且采用用于实现分层进气燃烧的燃料喷射。
图14示出结合图8-13所示和所述的ICE的操作图。与图3中的区域A类似，处于低速以及低负载范围内的ICE的稀燃操作在IVO延迟操作模式的情况下采用。但是，图14中的低速、低负载范围被分开为相对高负载区域A1，其中进气冲程期间的燃料喷射提供用于燃烧的均匀工质，和相对低负载区域A2，其中第一次燃料喷射与IVO延迟操作模式相关联地在进气冲程期间进行，并且在随后的压缩冲程期间进行其他的第二次燃料喷射，从而提供用于燃烧的均匀工质。
图15是结合图8-14所示和所述的ICE的IVO延迟操作模式的时间图。在均匀的燃烧范围A1中，在进气冲程期间的第一次燃料喷射正时对应于由第一凹槽接纳并改变方向的第一燃料喷雾。但是，当ICE在均匀燃烧范围A1中操作时，第一次燃料喷射不必要喷射所有将要在一次循环内被供给的燃料。也就是，只有一部分由第一次燃料喷射所喷射的燃料可被导向至第一凹槽，同时在第一次燃料喷射之后立即进行第二次燃料喷射(参见图15中的燃料喷射期间“a”)。或者，第二次燃料喷射的进行可延迟至时刻t3与t4之间，即，在主燃烧缸中的压力响应于进气门的开启而增加之后、但是在燃料喷雾可被导向至第二凹槽的时刻之前(参见图15中的燃料喷射期间“b”)。
当ICE在分层燃烧范围A2中操作时，进气冲程期间的第一次燃料喷射正时对应于由第一凹槽接纳和改变方向的第一燃料喷雾，并且在压缩冲程期间的第二次燃料喷射正时对应于由第二凹槽接纳并改变方向第二燃料喷雾，(参见图15中的燃料喷射期间“c”)。
如果在每次循环中所供应的燃料在第一次和第二次燃料喷射之间区分开来，那么优选地由第一次燃料喷射所喷射的燃料的量至少足以避免当内燃机负载减小时、当输送至ICE的A/F混合物变得稀薄时、和/或当EGR应用增加时(在EGR正在使用的情况下)的较差的燃烧稳定性。通过增加第一次燃料喷射期间的喷射燃料量，流入副燃烧室12的燃料流增加，同时主燃烧缸中的压力响应于进气门的开启而增加。因此，副燃烧室12中的A/F混合物变浓(正如主燃烧室4中的A/F混合物那样)，这又会便于点火并且改善燃烧稳定性。
根据上述燃料喷射，由第一次燃料喷射所喷射的燃料流入副燃烧室12并且在副燃烧室12中被点燃从而产生朝向主燃烧室4喷射的火炬火焰，从而点燃和燃烧已经在主燃烧室4中由第二次燃料喷射产生的分层A/F混合物。
图16示出用于结合图8-15所示和所述的ICE的EGR控制、A/F混合物、进气量和IVO正时的优选关系的图表。在分层燃烧范围A2和均匀燃烧范围A1二者中，通过随着内燃机负载减小而增加IVO正时的延迟程度，副燃烧室12中的残留气体被减小，副燃烧室12中的燃料供给得以增加。
对于A/F混合物与IVO正时之间的关系，我们认为，在从均匀燃烧范围A1转换至分层燃烧范围A2时的点处，在分层燃烧范围A2的高负载端处的A/F混合物会比均匀燃烧范围A1的低负载端处的A/F混合物更浓。出于这一原因，如图14所示，在从均匀燃烧范围A1转换至分层燃烧范围A2时，IVO正时被提前从而使得分层燃烧范围A2的高负载端处的A/F混合物接近均匀燃烧范围A1的低负载端处的A/F混合物，使得在范围A1与A2之间实现顺利的转换。
除了结合图1-7所述的ICE所提供的优势，结合图8-16所示和所述的ICE也提供下列优势。
在缸压增加期间，进行第一次燃料喷射。也就是，当主燃烧缸中的压力响应于进气门开启而增加时，在第一次燃料喷射完成之后，第二次燃料喷射供给在一次循环中所需的燃料的其余量。因此，通过控制由第一次燃料喷射所喷射的燃料的量，流入副燃烧室12中的燃料流的量和副燃烧室12中的A/F混合物可被控制。而且，可适合地供给副燃烧室12中的混合物以便于点火并且稳定燃烧。而且，在压缩冲程期间进行第二次燃料喷射时也可提供分层进气燃烧。
优选地，活塞顶表面形成有凹槽16，该凹槽用于接纳第一次燃料喷射的第一燃料喷雾并且将该第一燃料喷雾改变方向至连通通道13a附近的位置。如此，活塞顶表面可促进燃料的蒸发并且改善副燃烧室12中的燃烧。
同样，优选地，活塞顶表面也形成有用于仅接纳第二次燃料喷射的第二燃料喷雾的凹槽17，借助第一次燃料喷射与第二次燃料喷射之间的活塞移动，第二燃料喷雾提供分层的进气和稳定的燃烧。
而且，优选地，由第一次燃料喷射所喷射的燃料量(作为一次循环中供给的整体燃料量的一部分)响应于减小内燃机负载、响应于输送至内燃机的A/F混合物的稀薄、和/或随着EGR应用的增加而增加。因此，流入副燃烧室12的燃料流的量增加以避免出现难于保持稳定燃烧的状态。因此，即使在ICE以更低的负载、更加稀薄的A/F混合物或EGR应用增加时，也可获得点火方便性和燃烧稳定性的改善。
结合图1-16所示和所述的每个ICE基于将燃料直接地喷入主燃烧室。优选地，副燃烧室中的残留气体也可在包括端口燃料喷射的ICE中减少。如这里所使用的，“端口燃料喷射”指代燃料喷射系统的一种类型，其中的燃料被喷入进气门的进气口上游。
图17(a)示出其中的端口燃料喷射阀14b设置在进气口5处的ICE的示意图，即代替结合图1-16所述的燃料喷射阀14a。在其他方面，图17(a)所示的ICE的布置结构与图17(b)所示的ECU类似于结合图1-16描述的内容，在此不再赘述。
图18描述图17所示的ICE的操作图。类似于图3所示的操作图，低速、低负载操作的区域由参考字母A标示。区域A的特征在于稀燃操作(A/F比λ＞1)。在范围B中，ICE以理想配比的A/F比进行操作或者以理想配比的A/F比并且加入EGR进行操作。也就是说，ICE以理想配比A/F比、在只有新鲜空气(即，λ＝1)的情况下进行操作，或者以理想配比的A/F比、在新鲜空气和使用EGR(即，[λ＝1]+EGR)的情况下进行操作。优选地，IVO延迟操作模式仅在区域A(例如，在稀燃操作的情况下)和作为区域B的一部分的区域C中采用。区域C包括区域C的预定低速、低负载部分，其中ICE以理想配比的A/F比、在新鲜空气的情况下操作或者以理想配比的A/F比、在新鲜空气并使用EGR的情况下操作。
现在将参照图19说明IVO延迟操作模式。由于该操作类似于参照图4所述的内容，所以下面仅进行简短的说明。在其他情况下，图19的特征类似于图4所示的特征，其内容不再赘述。
当在排气冲程中接近活塞3的TDC正时关闭排气门8时，在前一循环中产生的残余气体容纳在主燃烧室4和副燃烧室12(参见图19(a))中。在随后的进气冲程的初始阶段，活塞3的移动使主燃烧室4中的残留气体膨胀，由此减小主燃烧室4中的压力。第一压差的产生使得残留气体从副燃烧室12流至主燃烧室4(参见图19(b))。当进气门7开启时，新鲜空气流入主燃烧室4(参见图19(c))。由于结合图17(a)所述的ICE包括端口燃料喷射，所以燃料在IVO之前被喷入进气口5，初始地流入主燃烧室4的新鲜空气包括大量的燃料。
当新鲜空气流入主燃烧室4时，主燃烧室4中的压力增加从而在副燃烧室12与主燃烧室4之间产生第二压力差，并且工作混合物从主燃烧室4流至副燃烧室12(参见图19(d))。从主燃烧室4流入副燃烧室12中的工作混合物包括新鲜空气、燃料和残留气体。但是，可以想象，可采用下述构造，即新鲜空气(包含燃料)被导向至连通通道13a附近的位置，并且进入副燃烧室12的气流几乎只有新鲜空气(包含燃料)，即，使得只有少量的残留气体流回至副燃烧室12。
稍后，在进气冲程中，副燃烧室12与主燃烧室之间的第二压差几乎消失并且因此流动也几乎消失。但是，新鲜空气(包含燃料)持续从进气口5供给至主燃烧室4(参见图19(e))。持续流动的新鲜空气(包含燃料)提供与正好在IVO之后流动的A/F混合物相比稀薄的A/F混合物。随后，开始活塞3的压缩冲程，直到进气门7关闭，在主燃烧室4与副燃烧室12之间不存在特定的流动。但是，在进气门7关闭之后，主燃烧室4中的压力由于活塞3的压缩冲程而增加(参见图19(f))，并且第三压差致使主燃烧室4中的工作混合物流入副燃烧室12(参见图19(g))。直到IVC，副燃烧室12中的A/F混合物比主燃烧室4中的A/F混合物更浓，因此，副燃烧室12中的A/F混合物在压缩冲程期间直接地由离开主燃烧室4的气流稀释(参见图19(h))。
图20示出结合图17(a)所述的内燃机的用于EGR控制、A/F混合物、进气量和IVO正时的优选关系的示意图。由于该控制与结合图6所述的控制基本上相同，所以在此不再赘述。
图21是结合图17(a)所述的ICE包括IVO延迟操作模式的时间图。基本上，这一正时图总体对应于图7所示的时间图。但是，由于结合图17(a)所述的ICE包括端口燃料喷射，所以燃料喷射正时被设定为在IVO之前进行燃料喷射期间的至少一部分(在时刻t2)，同时随着内燃机负载的降低，提前开始燃料喷射正时。这是因为，如上文所述，燃烧稳定性随着内燃机负载的降低而变差，因此，理想的是提前开始燃料喷射，从而在缸压力增加期间，即IVO之后，增加输送至副燃烧室12的燃料。因此，更加容易点燃并且燃烧稳定性得以改善。因此，出于相同的原因，随着输送至ICE的A/F混合物被稀释和/或EGR的应用被增强，可优选地提前开始燃料喷射。
结合图17-21所述的ICE提供的优势与结合图1-7所述的ICE提供的优势类似。特别地，结合图17-21所述的ICE提供类似的优势，但是其中的ICE包括了端口燃料喷射而非直接燃料喷射。与结合图1-16所述的ICE类似，结合图17-21所述的ICE避免在副燃烧室12中出现稀薄A/F混合物这一不理想的现象，从而有利于点燃并且实现燃烧稳定性的改善。
另外，根据结合图17-21所述的ICE的IVO延迟操作模式，随着IVO延迟程度的增加，在进气门开启之后、在主燃烧室4中出现的压力降低，副燃烧室12中大量的残留气体可被新鲜空气和燃料的混合物替换。也就是，通过改变IVO正时，副燃烧室12中的残留气体被减小，使主燃烧室4和副燃烧室12中的A/F混合物变浓。因此，有利于点火并且获得改善的燃烧稳定性。
图22是说明结合图17(a)所述的ICE的备选燃料喷射方案的时间图因此下文将只说明与参照图17-21所述的ICE不同的部分。
图21示出随着内燃机负载的减小，IVO延迟操作模式使单独一次燃料喷射的开始时间提前，该单独一次燃料喷射可喷射将在一次循环期间供给的燃料的总量，图22示出备选IVO延迟操作模式，其中，随着内燃机负载的增加，将在一次循环期间供给的燃料的总量在两次燃料喷射之间进行划分。为了与先前所述的第一次和第二次燃料喷射区分开来，这两次燃料喷射指代为第三次燃料喷射和第四次燃料喷射。第三次燃料喷射在IVO之前进行，即第三次喷射相对于IVO正时提前，第四次燃料喷射在IVO之后进行，即，相对于IVO正时迟延。而且，在第三次燃料喷射期间被喷入的燃料的量随着内燃机负载的降低而增加，该量作为在一次循环期间将供给的燃料的总量的百分数。如在采用IVO延迟操作模式的先前所述的ICE中，随着供给至ICE的A/F混合物被稀释和/或随着EGR的应用的增加，优选地，类似地增加在第三次燃料喷射期间所喷射的燃料的量，作为在一次循环期间供给的燃料的总量的百分比。
除了由结合图17-21所述的ICE提供的优势，结合图22所述的ICE提供下述优势。
由于第三次燃料喷射在IVO之前进行，第四次燃料喷射在IVO之后进行，所以在第三次燃料喷射期间所喷射的燃料的量控制副燃烧室12中的A/F混合物的浓度。通过在点火时控制A/F混合物，例如可有利于点火并且可改善燃烧稳定性。
优选地，由第三次燃料喷射所喷射的燃料量(作为在一次循环中供给的燃料的整体量的一部分)响应于内燃机负载的降低、响应于输送至内燃机的A/F混合物的稀薄、和/或随着EGR应用的增加而增加。因此，进入副燃烧室12的燃料的量增加以避免难于保持稳定燃烧的状态。因此，即使在ICE以更低负载、更加稀薄的A/F混合物、或EGR的应用增加的情况下，也可获得点火方便性和燃烧稳定性的改善。
图5所示的流程图类似地说明根据图1-7、图17-21和图22的ICE操作。这样，对于这一ICE操作的说明不再赘述。
图23(a)和23(b)示出其中的多个端口燃料喷射阀设置在进气口5处的ICE。在其他情况下，图23(a)所示的ICE和图23(b)所示的ECU的布置结构类似于结合图17-21所述的布置结构，其说明在此不再赘述。现在只说明与图17至21不同的部分。
图23(a)示出ICE的示意图，该ICE包括将作为一种碳氢类型燃料的汽油喷入进气口5的燃料喷射阀14c，并且包括将通过局部氧化汽油产生的改进气体燃料喷入进气口5的气体燃料喷射阀14d。在其他方面，图23(a)所示的ICE的布置结构类似于图17(a)所示的ICE。如这里所使用的，“气体燃料”指代通过使用一重整炉(未示出)从汽油产生的燃料，其比汽油更加容易点燃。
图24示出结合图23(a)所述的ICE的操作图。区域A3是低负载范围的一部分，其中的IVO延迟操作模式在稀薄A/F混合物的情况下进行操作。区域A3限定为“气体燃料操作模式”，其中，供给至ICE的至少一部分燃料是由气体燃料喷射阀14d提供的气体燃料。在其他方面，图24所示的操作图类似于图3所示的操作图。
图25是图23(a)所示的ICE操作的流程图。由于图25中所示的操作步骤中的一些步骤类似于图5所示的操作步骤，所以下文仅说明与其不同的步骤。在步骤S10，确定气体燃料操作是否适于图23(a)所示的ICE的计算操作模式。如果是，即，如果确定所计算的操作模式适于气体燃料操作模式，那么操作流程前进至步骤S11，从而设定将要通过气体燃料喷射阀14d喷入进气口5的气体燃料的量，并且前进至步骤S12，从而设定将要通过汽油喷射门14c喷入进气口5的燃料的量。在其他方面，图25所示的操作步骤类似于图5所示的操作步骤。
图26是用于图23(a)所示的ICE的IVO延迟操作模式的时间图。根据气体燃料操作模式，低内燃机负载下的气体燃料在IVO之前和之后都被喷入，即，第一次气体燃料喷射相对于IVO正时被提前，第二次气体燃料喷射相对于IVO正时被延迟。随着内燃机负载的增加，气体燃料仅在IVO之前被喷入，即，气体燃料喷射相对于IVO正时被提前，并且在高内燃机负载下，气体燃料没有被喷出。在相对于IVO正时提前和延迟的正时都进行汽油燃料的喷射，可在内燃机负载下以非常稀薄的A/F混合物操作ICE。如采用上述的其他ICE，在IVO之前喷射的燃料量随着内燃机负载的减小而增加，该量作为在一次循环期间供给的燃料的总量的百分比。再次，采用IVO延迟操作模式，随着供给至ICE的A/F混合物被稀释以及/或者随着EGR应用的增加，优选地，类似地增加IVO之前喷射的燃料的量，该量作为在一次循环期间供给的燃料的总量的百分比。
除了结合图17-21所述的ICE提供的优势，结合图23-26所述的ICE也提供下述优势。
由于，在气体燃料操作模式下，容易点燃的气体燃料正好在IVO之后流入ICE，所以气体燃料流入副燃烧室12。因此，有利于点燃，且稳定的燃烧可靠地产生火炬喷射。
优选地，由气体燃料喷射阀14d喷射的汽油燃料量(作为在一次循环中供给的燃料的总体量的一部分)响应于内燃机负载的减小、响应于输送至内燃机的A/F混合物的稀薄、和/或随着EGR应用的增加而增加。因此，流入副燃烧室12的气体燃料增加从而避免难于保持稳定燃烧的状态。因此，即使ICE在以更低负载、更加稀薄的A/F混合物、或EGR应用的增加的情况下操作时，也可实现点火方便性和燃烧稳定性的改善。
虽然已经参照特定优选实施例、多种改进方案、变化方案对本发明进行了说明，但是也可在不脱离如所附的权利要求和其等同内容所限定的本发明的精髓和范围的情况下对所述实施例进行改进。因此，并不意在将本发明局限在所述实施例中，而是使用随后权利要求的语言限定完全的范围。

Claims (20)

1、一种内燃机，包括：
响应曲轴的转动而往复移动的活塞；
主燃烧室，所述主燃烧室至少部分地由所述活塞限定；
副燃烧室；
设置在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的隔离件，所述隔离件包括至少一条在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通的通道；
相对于所述主燃烧室往复移动设置的排气门；以及
相对于所述主燃烧室往复移动设置的进气门；
连接于所述进气门的可变气门正时装置，当表示燃烧稳定性的内燃机参数指示预定操作状态时，所述可变气门正时装置延迟所述进气门的相对于所述活塞和所述排气门的移动的移动，所述延迟产生：
横跨所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的所述至少一条通道的第一压差，所述第一压差包括响应于所述活塞的进气冲程所述主燃烧室中的压力低于所述副燃烧室中的压力；以及
横跨所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的所述至少一条通道的第二压差，所述第二压差包括响应于所述进气门相对于所述主燃烧室的开启形态所述主燃烧室中的压力高于所述副燃烧室中的压力。
2、根据权利要求1所述的内燃机，其中，还包括：
燃料喷射阀，该燃料喷射阀供给有待在所述主燃烧室和副燃烧室中燃烧的燃料。
3、根据权利要求2所述的内燃机，其中，所述燃料喷射阀输送在燃烧循环期间供给的所述燃料的第一和第二部分，所述第一部分在所述第一压差期间被输送，而所述第二部分在继所述第一部分输送之后的一段延迟之后被输送。
4、根据权利要求2所述的内燃机，其中，所述活塞包括顶部，该顶部包括将所供给的燃料的至少一部分改变方向而将其引向所述至少一条通道的第一形面，利用所述第一形面实现的改变方向在所述第二压差期间进行。
5、根据权利要求2所述的内燃机，其中，所述燃料喷射阀相对于所述主燃烧室设置成直接地将所述燃料喷入所述主燃烧室。
6、根据权利要求2所述的内燃机，其中，还包括：
从所述主燃烧室延伸的进气通道，在所述进气通道与所述主燃烧之间的流体连通在所述进气门的开启形态下被允许，并且在所述进气门相对于所述主燃烧室的关闭形态下被阻止。
7、根据权利要求6所述的内燃机，其中，所述燃料喷射阀相对于所述主燃烧室设置成将所述燃料喷入所述进气通道。
8、根据权利要求7所述的内燃机，其中，所述燃料喷射阀包括碳氢燃料喷射阀和气体燃料喷射阀。
9、根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述副燃烧室的容积小于所述主燃烧室的容积。
10、根据权利要求1所述的内燃机，其中，还包括：
相对于所述副燃烧室进行设置的火花塞，所述火花塞提供火花以点燃所述副燃烧室中的第一空气/燃料混合物。
11、根据权利要求10所述的内燃机，其中，在所述副燃烧室中点燃的第一空气/燃料混合物包括火炬火焰，该火炬火焰从所述至少一条通道喷出并且点燃所述主燃烧室中的第二空气/燃料混合物。
12、根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述延迟响应于小于预定值的内燃机负载。
13、根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述延迟还提供：
所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的第三压差，所述第三压差包括响应于所述活塞的压缩冲程所述主燃烧室中的压力高于所述副燃烧室中的压力。
14、根据权利要求13所述的内燃机，其中，所述活塞包括顶部，该顶部包括将所供给燃料的至少一部分改变方向从而在所述主燃烧室中产生分层进气的第二形面，利用所述第二形面实现的改变方向在所述第三压差期间发生。
15、一种内燃机，包括：
面对活塞的主燃烧室；
面对所述主燃烧室的进气和排气门；
副燃烧室，该副燃烧室的容积小于所述主燃烧室的容积；
设置在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的隔离壁，所述隔离壁包括至少一条在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通的连通通道；
将待燃烧的燃料供向所述主燃烧室的燃料喷射阀；以及
相对于所述副燃烧室设置的火花塞，所述火花塞引发所述副燃烧室中的燃烧，从而产生火炬火焰并且通过所述至少一条连通通道喷入所述主燃烧室以在所述主燃烧室中燃烧空气/燃料混合物，以及
其中，所述进气门的开启正时相对于所述排气门的关闭正时以及排气冲程中所述活塞的上止点正时予以延迟，所述进气门的开启正时响应于指示预定操作状态的内燃机参数进行延迟，所述内燃机参数表示燃烧稳定性。
16、一种内燃机，包括往复移动的活塞、至少由所述活塞部分地限定的主燃烧室、往复移动的进气门以及往复移动的排气门，所述内燃机包括：
通过隔离件与所述主燃烧室分离的副燃烧室，该隔离件包括至少一条通道，该通道在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通；以及
可变气门正时装置，该可变气门正时装置用于减小所述副燃烧室中的前一循环的残留气体。
17、根据权利要求16所述的内燃机，其中，当表示燃烧稳定性的内燃机参数指示预定操作状态时，所述可变气门正时装置横跨所述主燃烧室与所述副燃烧室之间的所述至少一条通道产生第一和第二压差，所述第一压差包括所述主燃烧室中的压力低于所述副燃烧室中的压力；以及所述第二压差包括所述主燃烧室中的压力高于所述副燃烧室中的压力。
18、一种减小内燃机的副燃烧室中的残留气体的方法，所述内燃机包括通过隔离件与所述副燃烧室分离的主燃烧室，所述隔离件包括至少一条在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间提供流体连通的通道，而所述残留气体源于所述内燃机的前一次燃烧循环，所述方法包括：
相对于排气门关闭和排气冲程中活塞达到上止点延迟进气门开启的正时，当表示燃烧稳定性的内燃机参数指示预定操作状态时，所进行的延迟在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间产生所述主燃烧室中的压力小于所述副燃烧室中的压力的第一压差；以及
将进气通道流体连通地连接于所述主燃烧室，所述连接在所述延迟结束时以及所述活塞达到上止点之后进行，所述连接在所述主燃烧室与所述副燃烧室之间产生所述主燃烧室中的压力大于所述副燃烧室中的压力的第二压差。
19、根据权利要求18所述的方法，其中，还包括：
喷射有待在所述内燃机中燃烧的燃料，所述喷射包括所述连接之前的第一次喷射。
20、根据权利要求19所述的方法，其中，所述喷射包括在所述连接之后的第二次喷射。
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