斯巴鲁申请亚燃烧室技术专利 以替代预燃室点火方法

盖世汽车讯 据外媒报道，斯巴鲁公司（Subaru）向美国专利商标局（USPTO）提交新专利申请，旨在通过一种替代预燃室点火的方法来进一步延长内燃机使用寿命。

（图片来源：USPTO）

本质上来说，预燃室点火方法是在小燃烧室中点燃空气燃料混合物，然后将燃烧的混合物排入传统燃烧室中，从而实现更清洁、更彻底的燃烧状态。通常情况下，预点火是通过单缸单个喷油器和装有额外火花塞的预燃室来实现的，或者每个气缸两个喷油器和一个火花塞。

然而，斯巴鲁采用了一种不同的“亚燃烧（sub-combustion）”室方法，可以使用一个火花塞和一个喷油器。

冷启动需要全面改变

斯巴鲁指出，内燃机的常规冷启动程序会稍微延迟点火正时，以预热排气系统中的催化转化器。而分层进气有助于燃料和空气混合物的精细扩散，从而减少氮氧化物，但这会喷出大量燃料，其中很大一部分通常都浪费了。

由于燃烧室壁很冷，额外的燃料可能粘附在上面，最终增加燃料密度，并有可能增加碳氢化合物。新技术旨在让变热的发动机提供更有效的燃烧循环，在一切都处于足够的温度时采用备用点火过程。那么，它是如何运作的呢？

稀薄燃烧设计

从斯巴鲁的设计中可以看到预燃室在气缸的中心对齐，比排气或进气阀口更接近中间位置。该预燃室隔板（pre-chamber partition）容纳了火花塞，在电极的正前方有一个小孔，其他孔围绕在该室的半球形圆顶部分。在更高的位置，有一个更大的通道通过空气喷射器供气。这一部件对斯巴鲁设计的有效性十分重要。

在压缩冲程期间，空气被注入预燃室。在这个过程开始以及结束之前，燃料被注入至传统燃烧室中，就在预燃室隔板的前面。在这个过程中，传统的进气歧管和节气门也在吸入空气，这意味着有比清洁燃烧所需的更多的空气，但这种特别稀薄的混合物是经过设计的。

通过空气喷射提供保护

斯巴鲁设想通过注入的空气来保护气缸壁。注入预燃室的空气通过圆顶区域的孔排出，从而形成旋涡效应。这些旋转的空气在壁上形成保护层，可防止燃料粘在其上。这种旋涡效应有效地形成分层的空气（而不是燃料）喷射。这样做的问题是，虽然燃料组合更稀薄，但首次点燃它更加困难。

解决方案是在活塞到达上止点后，在动力冲程期间向主燃烧室注入少量额外燃料。显然，这将比传统的冷启动程序所需的燃料少得多。一旦燃烧室的壁变热，就不需要通过空气层进行保护。因此，空气喷射器不需要再运行，额外的燃料供应也可以关闭。

该技术会实现量产吗？

只要稍微进行调整，该空气喷射系统就可以提高性能，这些想法似乎很容易实现。对内燃机而言，找到另一种减少有害排放的方法是有意义的。专利中指出，这种汽油驱动的气缸对置发动机设计，对其他燃料类型和发动机配置也是有益的。