CN1854480A - 扩展内燃机中贫油点火极限的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种使一种内燃机工作的方法。这种发动机包括主燃烧室和与之流体连通的预燃室。该方法包括这样的步骤：在主燃烧室的压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积。

Description

扩展内燃机中贫油点火极限的方法
技术领域
本发明总的涉及一种用于扩展内燃机中贫油点火极限的方法。
背景技术
内燃机在工作过程中通常会排放有害的氮氧化物(NOx)。内燃机用于燃烧的空气中存在着氮气和氧气，这些氧化物在氮气和氧气在内燃机中化合时生成，。典型地，随着燃烧室里燃烧温度峰值的升高，生成的NOx的量级也升高。照此，使主燃烧室里燃烧温度峰值为最小一般就可减少NOx的排放量。
出于这个原因，可使用较贫油的燃气或称较贫油的气态燃料混合物来降低主燃烧室里的燃烧温度峰值，从而减少有害的NOx的排放量。与有按照化学当量计算的空气—燃料比的燃气混合物相比，贫油的燃气或称气态燃料混合物具有相对较大的空气-燃料比。因此，在燃料混合物中用更多的空气可有利地降低NOx的排放。
遗憾的是，采用贫油的空气-燃料比会导致主燃烧室里的不完全燃烧，在气缸直径大的发动机中尤其如此，这是由于火焰从诸如火花塞的单个点火源向外传播的速度相对较低。另外，主燃烧室里的紊流可能会在贫油燃气或称气态燃料燃烧之前把点火火焰熄灭。如果点火火焰在完成燃烧之前就熄灭，那么发动机的动力输出就会减小，而未燃烧燃料的排放量就会增加。
为了使发生不完全燃烧的情况为最少，某些内燃机采用一个预先燃烧室，或称预燃室。这些预燃室可通过小孔与发动机的主燃烧室流体连通。可使富油的或非富油的燃料进入这些预燃室里。燃料在预燃室里的点火形成通过小孔喷射进主燃烧室的燃烧着的燃料的前锋，从而点燃主燃烧室里的贫油燃料。从小孔喷射出来的燃烧着的燃料的前锋一般足以使主燃烧室里的贫油燃料完全燃烧。
但是，这类预燃室没有可随发动机的不同工作状态的变化而可调整的容积。
当发动机负荷改变时，希望能改变预燃室的容积来控制燃烧过程中的动力生成和燃气喷射穿透力。改变预燃室的容积可使贫油燃料混合物的燃烧的重复性更好、减轻发动机爆震以及提供改进的点火响应。
另外，还希望可根据发动机的其它工作状态来改变预燃室的容积，从而改进发动机的性能并减少有害排放物。
发明内容
根据本发明的一个示例性方面，提供了一种使一种内燃机工作的方法。这种发动机包括主燃烧室和与之流体连通的预燃室。该方法包括这样一个步骤：在主燃烧室的压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积。
根据本发明的另一个示例性方面，提供了一种点燃一种内燃机的主燃烧室里的燃料的方法。这种内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的发动机头部；(3)构造成可在活塞气缸中滑动的主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的预燃室；(6)构造成能够点燃预燃室里的燃料的点火装置预燃室里；以及(7)构造成能够在预燃室里平移运动的预燃室活塞。预燃室里预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积。此外，预燃室包括至少一个小孔，该小孔建立预燃室和主燃烧室之间的流体连通。这种方法包括以下步骤：向主燃烧室供给燃料和空气混合物；在主活塞的压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气混合物，以使一些燃料和空气混合物通过至少一个小孔进入预燃室；在压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；用点火装置点燃预燃室里的燃料和空气混合物，其中在预燃室里被点燃的燃料和空气混合物通过至少一个小孔喷射进主燃烧室；以及由从预燃室喷射出来的点燃了的燃料和空气混合物来点燃主燃烧室里的燃料和空气混合物。
根据本发明的再一个示例性方面，提供了一种点燃一种内燃机的主燃烧室里的燃料的方法。这种内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的发动机头部；(3)构造成可在活塞气缸中滑动的主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的预燃室；(6)构造成能够点燃预燃室里的燃料的点火装置；以及(7)构造成能够在预燃室里平移运动的预燃室活塞。预燃室里预燃室里预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积。该预燃室包括至少一个小孔，该小孔建立预燃室和主燃烧室之间的流体连通。这种方法包括以下步骤：向主燃烧室和预燃室供给燃料和空气混合物；在压缩冲程的一部分中将预燃室活塞向预燃室里面推；用点火装置点燃预燃室里的燃料和空气混合物，其中一些在预燃室里被点燃的燃料和空气混合物通过至少一个小孔喷射进主燃烧室；以及由从预燃室喷射出来的点燃了的燃料和空气混合物来点燃主燃烧室里的燃料和空气混合物。
应该理解，以上的概述和以下的详细说明只是示例性的，而不是限制本发明。
附图说明
构成本说明书的一部分的各附图示出了本发明的几个示例性实施例，并且它们与说明书一起用来解释本发明的原理。各附图中：
图1是根据本发明的一个示例性的主燃烧室和预燃室的示意剖视图；
图2是根据本发明的一个示例性的主燃烧室和预燃室的示意剖视图；
图3是根据该发动机的一个示例性的预燃室的示意图和原理框图；
图4是表示根据本发明在一个四冲程发动机的压缩和膨胀冲程中一个示例性的点火电流与发动机曲轴转角的函数关系的曲线图；
图5是表示一个示例性预燃室的容积与图4所示的发动机曲轴转角的函数关系的曲线图；以及
图6是表示一个示例性预燃室的温度与图4和5所示的发动机曲轴转角的函数关系的曲线图。
具体实施方式
下面详细说明各附图中表示的本发明的各实施例。凡是可能之处，所有各图中，相同或类似的零件用同样的标号。
参见图1，其表示出一示例性内燃机32的一部分。内燃机32包括限定至少一个气缸54的发动机气缸体6，气缸的数量依发动机32而不同。例如，四气缸发动机32将包括四个气缸。应能理解，发动机32可以是任意类型的火花点火式内燃机，比如汽油或天然气发动机。
内燃机32还包括进气总管30和排气总管28。进气总管30向主燃烧室2提供诸如空气或空气/燃料混合物的流体，主燃烧室部分地形成在气缸54里。
内燃机32还包括发动机头部8、火花塞18、活塞组件4、进气阀门组件16和排气阀门组件14。活塞组件4可在气缸54里平移运动而以已知的方式驱动曲轴(未示)。
活塞4、气缸54和发动机头部8互相配合而形成主燃烧室2。具体地说，发动机头部8的底面、气缸54的内壁和活塞4的顶面互相配合而形成主燃烧室2的边界，如图1所示。当燃料在主燃烧室2里燃烧时，对活塞4的顶面施加向下(从图1中看)的力，将活塞4向下推，从而使发动机32的曲轴旋转而产生机械动力输出。
发动机头部8包括成形于其内的进气口12和排气口10。进气阀门组件16可控制通过进气口12的燃料流量。具体地说，进气阀门组件16包括阀件26、同心阀门弹簧42和摇臂44。阀门弹簧42将阀件26偏压向关闭和坐落位置，如图1所示。与内燃机32关连的凸轮轴(未示)选择性地接触摇臂44，从而由摇臂44使阀件26向下运动，如图1所示，借以使阀件26离开座位而处于打开位置。
当阀件26位于打开位置时，进气口12与主燃烧室2流体连通。在这个实施例中，进气口12还通过进气总管30与燃料源流体连通。当进气阀件26位于其打开位置时，燃料从进气总管30通过进气口12进入主燃烧室2。当阀件26位于关闭位置时，进气口12与主燃烧室2隔绝。在工作中，当阀件26位于其打开位置时，燃料从进气口12进入主燃烧室2。如果阀件26位于如图1所示的关闭位置，阀件26阻止燃料通过进气口12进入主燃烧室2。
如图1所示，发动机32包括成形在头部8里的预燃室20、预燃室构件36和预燃室活塞22。另外，预燃室构件36有成形于其上的至少一个小孔34。因此，当燃料以上述方式从进气口12进入主燃烧室2时，燃料也通过小孔34进入预燃室20。
预燃室20的容积可根据预燃室活塞22的位置而改变。预燃室活塞22与轴46机械连接，轴46可向上向下推动活塞22，如图1所示。可用已知的任何一种结构来驱动轴46和活塞22。例如，可用已知的常规液压操作机构来使活塞22上下平移运动，从而对应地增大和减小预燃室20的容积。或者，可用气动或电动驱动器来使活塞22上下平移运动。
排气阀门组件14可控制流经排气口10的废气流量。排气阀门组件14包括阀件24、同心阀门弹簧38和摇臂40。阀门弹簧38将阀件24向上(从图1中看)偏压而使阀件24坐落于关闭位置。与内燃机32关连的凸轮轴(未示)与选择性地接触摇臂40而使阀件24向下运动，从而使阀件24离开座位而处于打开位置。
当阀件24位于打开位置时，排气口10与主燃烧室2流体连通。当阀件24位于如图1所示的关闭位置时，排气口10与主燃烧室2隔绝。当阀件24打开时，废气可从主燃烧室2流向排气口10。同样，当阀件24关闭时，可阻止燃料从主燃烧室2流出而流向排气口10。
如图1所示，排气口10与排气总管28流体连通。当排气阀件24位于打开位置时，废气可从主燃烧室2经排气口10进入排气总管28。
设置的火花塞18可点燃与主燃烧室2流体连通的可变容积预燃室20里的富油或非富油的燃料。在预燃室20里的燃料着火以后，燃烧着的燃料的前锋会通过预燃室构件36的小孔34喷射或导入主燃烧室2。进入主燃烧室2的燃烧着的燃料的前锋将主燃烧室2里的燃料点燃，使活塞4向下(从图1中所看到的)运动，从而使内燃机32的曲轴(未示)旋转而产生机械动力输出。
如图1所示，可变容积的预燃室20的容积小于主燃烧室2的容积。在本实施例中，当活塞4位于其冲程的上死点84(TDC)时，预燃室20的容积大约是主燃烧室2的容积的2％到10％，与活塞22的位置无关。
火花塞18可以是例如典型的J形间隙火花塞、轨式火花塞(rail plug)、延长的电极或激光火花塞。在图3的示例性实施例中，火花塞18是包封式火花塞62。美国专利4,987,868、5,105,780和5,947,076描述了一些包封式火花塞62的例子。
在图1所示的实施例中，火花塞间隙48定位成向着预燃室20的底部的一半处。将间隙48定位成更加靠近预燃室构件36，可使预燃室20中的燃料点火得到改善。
现在参见图2，其表示出内燃机50的第二个示例性实施例的一部分。在这个实施例中，发动机50的组件类似于图1的发动机32的组件。这样，图1中所用的许多标号也可用于图2。
然而，图2所示的实施例和图1所示的实施例之间的一个区别是，图2所示的实施例中有预燃室进气阀52和燃料源86。预燃室进气阀52可采取任意的结构形式。例如，可将预燃室进气阀52构造成一个止回阀，其允许富油燃料在活塞4的进气冲程过程中流经它而进入预燃室20。
在图2的一个实施例中，发动机控制模块60(只示于图3)与预燃室进气阀52和火花塞18电气连接。控制模块60选择性地产生使预燃室进气阀52位于打开位置的输出信号，从而使富油或非富油的燃料可从燃料源86进入预燃室20。或者，预燃室进气阀52组件可包括同心阀门弹簧和摇臂，它们类似于阀门组件16的摇臂44和阀门弹簧42，用于在活塞4的进气冲程的一部分中打开进气阀52。
一旦燃料(富油或非富油的)进入预燃室20，发动机控制模块60选择性地产生使火花塞18在火花塞间隙48处产生火花的信号。该火花点燃预燃室20里的燃料，使燃烧着的燃料的前锋通过小孔34喷射进主燃烧室2。进入主燃烧室2的燃烧着的燃料的前锋点燃主燃烧室2里的燃料，由此如图2所示的那样向下推动活塞4，从而使发动机50的曲轴旋转(未示出)而产生机械动力输出。
现在参见图3，其中示出了发动机70的第三个示例性实施例的一部分。在这个实施例中，用一个包封式火花塞62来点燃预燃室20里的燃料，进而可点燃主燃烧室2里的燃料，这将在下面说明。
把火花塞62包封起来，诸如多喷射的包封式火花塞或多火炬的包封式火花塞有形成于其内的火花塞燃烧室78。中间电极64和接地电极68位于火花塞燃烧室78内。包封式火花塞62还有建立火花塞燃烧室78和可变容积预燃室20之间的流体连通的至少一个小孔66。
如以上对图1和2所讨论的，燃料从进气口12进入主燃烧室2。在至少一些实施例中，燃料是通过小孔34进入预燃室20，并随后通过小孔66进入火花塞燃烧室78。在这个实施例中，预燃室20里的燃料是非富油的，而是具有同主燃烧室2里的燃料一样的空气-燃料比。
然而，应该理解，图2所示的实施例中也可使用包封式火花塞62。在这样的实施例中，可能有不同于主燃烧室2里的燃料的空气-燃料比的非富油或富油燃料从燃料源86进入预燃室20，并随后通过小孔66进入火花塞燃烧室78。
在一个包括包封式火花塞62的实施例中，火花塞燃烧室78的容积大约为预燃室20的容积的1％到10％。
如图3所示，发动机70的发动机控制模块60是构造成能够向预燃室活塞22的控制器76发送控制信号。控制器76以任何已知的结构形式来控制活塞22在预燃室20里的位置，包括用例如液压、机械、气动和电的致动器。
发动机控制模块60电地连接于压力传感器58和56。压力传感器56测量预燃室20里的压力，而压力传感器58测量主燃烧室2里的压力。它们一旦测得了压力，就把与所测量的压力相对应的电信号72发送给发动机控制模块60。
工业适用性
参见图1，在工作中，与内燃机32关连的凸轮轴(未示)与进气阀门组件16的摇臂44接触，从而使摇臂44向下推进气阀件26，这样就将阀件26置于打开位置。随后燃料从进气总管30经进气口12进入主燃烧室2。然后，燃料从主燃烧室2通过小孔34进入预燃室20(如果采用包封式火花塞62的话，则随后通过小孔66进入火花塞燃烧室78)。
一旦燃料进入主燃烧室2、预燃室20和火花塞燃烧室78(如果采用的话)，发动机控制模块60(示于图3)选择性地产生使火花塞18在火花塞间隙48处产生火花的输出信号。这一火花点燃预燃室20(或火花塞燃烧室78)里的燃料。预燃室20中的燃料的点燃使燃烧着的燃料的前锋通过小孔34喷入或进入主燃烧室2。进入主燃烧室2的燃烧着的燃料的前锋将主燃烧室2里的燃料点燃，从而向下推动活塞4，如图1所示，进而使发动机32的曲轴(未示)旋转。
如果在这个实施例中用的是包封式火花塞62，火花的生成将火花塞燃烧室78里的燃料点燃，使燃烧着的燃料的第一前锋通过小孔66喷入或进入预燃室20。该燃烧着的燃料的第一前锋点燃预燃室20里的燃料，从而使燃烧着的燃料的较大的第二前锋通过小孔34喷入或进入主燃烧室2，这就将主燃烧室2里的燃料点燃而向下推动活塞4。
参见图2，与发动机50关连的凸轮轴(未示)与进气阀门组件16的摇臂44接触，从而使摇臂44向下推动进气阀件26，这样就将阀件26置于打开位置。然后燃料从进气总管30通过进气口12进入主燃烧室2。
在燃料进入主燃烧室2之前、之后或过程中，燃料还可从燃料源86通过预燃室进气阀52进入预燃室20。在一个实施例中，发动机控制模块60(示于图3)产生使预燃室进气阀52打开的输出信号，这可使燃料从燃料源86进入预燃室20(如果采用包封式火花塞62的话，则随后通过小孔66进入火花塞燃烧室78)。
一旦燃料进入主燃烧室2、预燃室20和火花塞燃烧室78(如果采用的话)，发动机控制模块60(示于图3)选择性地产生使火花塞18或62在火花塞间隙48处产生火花的输出信号。这一火花点燃预燃室20(或火花塞燃烧室78)里的燃料。预燃室20中的燃料的点燃使燃烧着的燃料的前锋通过小孔34喷入或进入主燃烧室2。进入主燃烧室2的燃烧着的燃料的前锋将主燃烧室2里的燃料点燃，从而向下推动活塞4，如图1所示，进而使发动机50的曲轴(未示)旋转。
同图1所示的实施例一样，如果在图2所示的实施例中用的是包封式火花塞62，火花塞62生成的火花将点燃火花塞燃烧室78里的燃料，使燃烧着的燃料的第一前锋通过小孔66喷入或进入预燃室20。该燃烧着的燃料的第一前锋点燃预燃室20里的燃料，从而使燃烧着的燃料的较大的第二前锋通过小孔34喷入或进入主燃烧室2，这就将主燃烧室2里的燃料点燃而向下推动活塞4。
参见图3，燃料进入预燃室20和火花塞燃烧室78的方式是与以上针对图1和2所讨论的相类似。
在一个实施例中，压力传感器56和58分别测量预燃室20和主燃烧室2里的压力。发动机控制模块60通过电子控制信号72接收这些测量到的压力，用以通过控制器76控制预燃室活塞22的位置。
在另一个实施例中，由测量装置92测量预燃室20里的温度。测量装置92可以是任何已知的测温装置，比如电阻温度检测器。然后可将电子信号94从装置92传送给发动机控制模块60。然后，发动机控制模块60可根据预燃室20里的温度通过控制器76控制活塞22的位置。
控制器76通过电子控制信号74接收来自发动机控制模块60的输入，用于控制预燃室活塞22的定位的。控制器76可以用任何已知的方法控制预燃室活塞22，包括例如液压的、机械的、电子的或气动的方式。
在至少一个实施例中，如果预燃室20里的压力过高，则控制器76将预燃室活塞22按图3中所示的方向向上提升。
在一个实施例中，在接收到发动机转速或发动机负荷升高时，控制模块60将信号74发送给控制器76，用以向上提升预燃室活塞22。在这个实施例中，控制器60接收电子控制信号90，该信号传达由测量装置88所测得的发动机转速或发动机负荷。
随着发动机转速(或负荷)增高，控制器76按图3中的方向向上提升预燃室活塞22。类似地，在发动机32、50和70低速空转时，可使活塞22位于按图1-3中的方向的一个下面位置，这使预燃室20具有相对较小的容积。另一方面，在发动机高负荷情况下，可使活塞22位于一个上面的位置，这可使预燃室20具有相对较大的容积。
现在参见图4-6，其中表示出本发明的一个实施例，这一实施例可说明用控制器76(示于图3)控制预燃室活塞22的定位的控制方法。图46分别示出了在一个四冲程发动机的压缩冲程80和膨胀冲程82过程中点火电流、预燃室20的容积和预燃室20的温度与发动机曲轴转角的函数关系。
在这个实施例中，火花塞18或62在压缩冲程80过程中的上死点84之前大约20度点火，如图4所示。点火后，残余的点火电流消逝于压缩冲程80的剩余部分和膨胀冲程82中。
如图5所示，在压缩冲程80的一部分中，预燃室活塞22向下平移运动(从图1-3中看)，以缩小预燃室20的容积。
在图5所示的实施例中，然后在膨胀冲程82的一部分中，预燃室活塞22向上平移运动(从图1-3中看)，从而扩大预燃室20的容积。
预燃室20在压缩冲程80和膨胀冲程82过程中的温度表示于图6。如图所示，在压缩冲程80的一部分中，预燃室20的容积减小，这使预燃室20里的温度升高。这一温度升高将附加于活塞4在主燃烧室2里的压缩所导致的温度升高。
如上所述，升高预燃室20里的温度可有利地改善点火火焰的稳定性。如果预燃室20里的温度过低，那么预燃室20里的某些贫油燃料混合物将不会着火。
很明显，那些熟悉本领域技术的人可以对所揭示的有可变容积的预燃室的内燃机32、50和70做出各种改变和变型，而不会偏离本发明的范围和精神。从考虑这里所揭示的本发明的说明书并加以实践，对那些熟悉本领域技术的人，本发明的其它实施例是显而易见的。应该认为，本说明书和各个例子只是示例性的。

Claims (11)

1.一种用于使有主燃烧室和与之流体连通的预燃室的内燃机工作的方法，这种方法包括以下步骤：
在主燃烧室的一压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在压缩冲程的一部分中缩小预燃室的容积；以及
用一点火装置点燃主燃烧室里的燃料和空气的混合物。
2.一种用于使有主燃烧室和与之流体连通的预燃室的内燃机工作的方法，这种方法包括以下步骤：
在主燃烧室的压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在主燃烧室的膨胀冲程的一部分中扩大预燃室的容积；以及
用一点火装置点燃主燃烧室里的燃料和空气的混合物。
3.一种用于使有主燃烧室和与之流体连通的预燃室的内燃机工作的方法，这种方法包括以下步骤：
在主燃烧室的一压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
用点火装置点燃主燃烧室里的燃料和空气混合物；
在主燃烧室的压缩冲程的一部分中使预燃室活塞平移运动以缩小预燃室的容积；以及
在主燃烧室的膨胀冲程的一部分中使预燃室活塞平移运动以扩大预燃室的容积。
4.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的、容积可变的一预燃室，其特征在于，所述预燃室包括至少一个建立预燃室和主燃烧室之间的流体连通的小孔；(6)被构造成能够点燃预燃室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室供给一种燃料和空气的混合物；
在主活塞的一压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气的混合物，使一些燃料和空气的混合物通过至少一个小孔进入预燃室；
在压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在主燃烧室的压缩冲程的一部分中缩小预燃室的容积；
用点火装置点燃预燃室里的燃料和空气的混合物，其中，预燃室里被点燃的燃料和空气的混合物通过至少一个小孔喷射进主燃烧室；以及
用从预燃室喷射出来的点燃了的燃料和空气的混合物来点燃主燃烧室里的燃料和空气的混合物。
5.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的一预燃室，其特征在于，所述预燃室包括至少一个建立预燃室和主燃烧室之间的流体连通的小孔；(6)被构造成能够点燃预燃室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室供给一种燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气的混合物，使一些燃料和空气的混合物通过至少一个小孔进入预燃室；
在压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在主燃烧室的膨胀冲程的一部分中扩大预燃室的容积；
用点火装置点燃预燃室里的燃料和空气的混合物，其中，预燃室里被点燃的燃料和空气的混合物通过至少一个小孔喷射进主燃烧室；以及
用从预燃室喷射出来的点燃了的燃料和空气的混合物来点燃主燃烧室里的燃料和空气的混合物。
6.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的一预燃室，其特征在于，所述预燃室包括至少一个建立预燃室和主燃烧室之间的流体连通的小孔；(6)被构造成能够点燃预燃室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室供给一种燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气的混合物，使一些燃料和空气的混合物通过至少一个小孔进入预燃室；
在压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在主燃烧室的压缩冲程的一部分中使预燃室活塞平移运动以缩小预燃室的容积；
在主燃烧室的膨胀冲程的一部分中使预燃室活塞平移运动以扩大预燃室的容积；
用点火装置点燃预燃室里的燃料和空气的混合物，其中，预燃室里被点燃的燃料和空气的混合物通过至少一个小孔喷射进主燃烧室；以及
用从预燃室喷射出来的点燃了的燃料和空气的混合物来点燃主燃烧室里的燃料和空气的混合物。
7.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的一预燃室，其特征在于，所述预燃室包括至少一个建立预燃室和主燃烧室之间的流体连通的小孔；(6)被构造成能够点燃预燃室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室和预燃室提供一种燃料和空气的混合物；
在压缩冲程的一部分中将预燃室活塞向预燃室里面推；
用点火装置点燃预燃室里的燃料和空气的混合物，其中，预燃室里被点燃的燃料和空气的混合物通过至少一个小孔喷射进主燃烧室；以及
用从预燃室喷射出来的点燃了的燃料和空气的混合物来点燃主燃烧室里的燃料和空气的混合物。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，它还包括在膨胀冲程的一部分中迫使在预燃室里的预燃室活塞向外运动。
9.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的一预燃室；(6)被构造成能够点燃主燃烧室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室供给一种燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在主燃烧室的压缩冲程的一部分中缩小预燃室的容积；以及
点燃点火装置里的燃料和空气的混合物。
10.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的一预燃室；(6)被构造成能够点燃主燃烧室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室提供一种燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气的混合物；
在主燃烧室的膨胀冲程的一部分中扩大预燃室的容积；
在主活塞的压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；以及
点燃点火装置里的燃料和空气的混合物。
11.一种用于点燃一内燃机的主燃烧室里的燃料的方法，其中，所述内燃机包括：(1)成形在发动机气缸体里的一活塞气缸；(2)固定于发动机气缸体的一发动机头部；(3)被构造成可在活塞气缸中滑动的一主活塞；(4)由主活塞、活塞气缸和发动机头部限定的一主燃烧室；(5)成形在发动机头部内并与主燃烧室流体连通的容积可变的一预燃室；(6)被构造成能够点燃主燃烧室里的燃料的一点火装置；以及(7)被构造成能够在预燃室里平移运动的一预燃室活塞，其中，预燃室活塞在预燃室里的平移运动可改变预燃室的容积，这种方法包括以下步骤：
向主燃烧室供给一种燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程中压缩主燃烧室里的燃料和空气的混合物；
在主活塞的压缩冲程的一部分中改变预燃室的容积；
在主燃烧室的压缩冲程的一部分中使预燃室活塞平移运动以缩小预燃室的容积；
在主燃烧室的膨胀冲程的一部分中使预燃室活塞平移运动以扩大预燃室的容积；以及
点燃点火装置里的燃料和空气的混合物。
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