激光点火系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112796918A(43)申请公布日2021.05.14(21)申请号202011250188.7(22)申请日2020.11.10(30)优先权数据16/684,0442019.11.14US(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人K·I·斯文森R·G·希尔弗P·S·王(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人朱利晓(51)Int.Cl.F02P23/04(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称激光点火系统(57)摘要公开了一种包括窗口、催化层和激光源的装置。该窗口可以包括第一表面和第二表面。该催化层可以设置在该窗口的第一表面上。该催化层可以包括具有阈值透射率的化合物，并且被配置为用于在激活温度下引起与燃烧发动机的燃烧室或预燃烧室中的一个或多个中的碳烟的反应以减少碳烟在该窗口上的累积。该激光源可以相对于该窗口的第二表面被设置，并且被配置为发射通过该窗口和该催化层的激光束。该激光束可以被配置为引起该燃烧室或该预燃烧室中的一个或多个的进气充气的点火。CN112796918ACN112796918A权利要求书1/2页1.一种装置，包括：具有第一表面和第二表面的窗口；设置在所述窗口的所述第一表面上的催化层，所述催化层被配置为在激活温度下引起与燃烧发动机的燃烧室或预燃烧室中的一个或多个中的碳烟的反应以减少碳烟在所述窗口上的累积；和相对于所述窗口的所述第二表面设置的激光源，所述激光源被配置为发射通过所述窗口和所述催化层的激光束，并且所述激光束被配置为引起所述燃烧室或所述预燃烧室中的一个或多个的进气充气的点火。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述窗口包括二氧化硅、石英，或蓝宝石中的一种或多种。3.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中所述催化层包括氧化铈，所述催化层具有范围在1nm和2.5nm之间的厚度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中所述催化层包括催化剂，所述催化剂被配置为用于在所述激活温度下氧化所述碳烟，所述激活温度在400℃至800℃的范围内。5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述催化层包括被配置为调节所述激光束的焦点的凸面或凹面中的一个或多个。6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，进一步包括设置在所述激光源与所述窗口的所述第二表面之间的一个或多个透镜，所述一个或多个透镜被配置为用于将由所述激光源发射的激光束聚焦到所述燃烧室内的一个或多个焦点上。7.一种系统，包括：具有被配置为接收进气充气的燃烧室的燃烧发动机，所述燃烧室被限定在燃烧发动机的缸盖、活塞和缸膛之间；设置在燃烧发动机的缸盖或缸膛中的一个或多个上的窗口；设置在所述窗口的第一表面上并且与所述燃烧室处于流体连通的催化层，所述催化层被配置为在激活温度下引起与所述燃烧室中的碳烟的反应以减少所述碳烟在所述窗口上的累积；相对于所述窗口的第二表面设置并且配置为发射通过所述窗口和所述催化层进入所述燃烧室中的光束的光源；和与所述燃烧发动机和所述光源处于电连通的控制器，所述控制器被配置为选择性地使所述光源能够点燃所述进气充气。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述燃烧发动机进一步包括预燃烧室，所述预燃烧室与所述燃烧室流体连通并且被限定在所述燃烧发动机的所述缸盖内，所述窗口被设置在所述缸盖内，并且所述催化层设置成与所述预燃烧室流体连通。9.根据权利要求7-8中任一项所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为：确定所述燃烧发动机的操作时间，2CN112796918A权利要求书2/2页将所述操作时间与时间阈值进行比较，并且使得基于确定所述操作时间满足所述时间阈值来执行动作，所述动作包括在阈值持续时间内将所述燃烧室的温度升高到所述激活温度。10.根据权利要求7-9中任一项所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为：从所述燃烧发动机的传感器接收与所述燃烧室相关联的燃烧质量有关的传感器数据，基于所述传感器数据识别所述燃烧质量的降低，并且引起基于燃烧质量的降低而执行的动作，所述动作包括在阈值持续时间内将所述燃烧室的温度升高到所述激活温度。3CN112796918A说明书1/10页激光点火系统技术领域[0001]本发明总体上涉及燃烧发动机，并且例如涉及一种用于燃烧发动机的激光点火系统。背景技术[0002]发动机(例如，汽油发动机、气体燃料动力发动机、燃气涡轮发动机和/或另一燃烧发动机)可以燃烧进气充气(例如，空气，其可以包括稀释剂(例如再循环废气)、气体燃料(例如天然气)，和/或类似物)产生用于与机器(例如，车辆、作业机器、发电机，和/或类似物)一起使用的动力。在发动机循环的进气冲程期间，进气充气可以被引入发动机的燃烧室(例如，形成在发动机