[發明專利]用于反應性控制的壓燃式發動機的可變米勒循環和方法

在審

• 申請號: 201380039721.7
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104508280A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: C·格爾克;G·唐納森
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02D21/08
• 分類號: F02D21/08;F02M25/07;F02D41/30
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

1.一種內燃發動機(100)，包括：

至少一個汽缸(106)，其具有能夠在上死點(TDC)位置和下死點(BDC)位置之間往復運動的活塞(110)；

第一燃料噴射器(144)，布置成將第一燃料(136)噴射到所述汽缸(106)中；

第二燃料噴射器(156)，布置成將第二燃料(148)噴射到所述汽缸(106)中；

與所述至少一個汽缸(106)相關聯的至少一個進氣閥(118)，所述至少一個進氣閥(118)配置成打開和關閉并且具有與此打開和關閉相關聯的進氣閥定時，其中所述進氣閥(118)根據米勒熱力學循環運行；

至少一個排氣再循環系統(172)，布置成從所述至少一個汽缸(106)抽出排氣并且將一定量的排氣再循環到所述至少一個進氣閥(118)；

電子控制器(190)，布置成接收指示所述內燃發動機(100)的運行條件的至少一個輸入信號，其中所述控制器(190)響應于所述至少一個輸入信號調節進氣閥(118)定時和排氣再循環量中的至少一個。

2.根據權利要求1所述的發動機(100)，其中，相比于所述第二燃料(148)，所述第一燃料(136)具有不同的燃料反應性。

3.根據權利要求1所述的發動機(100)，配置成在進氣-壓縮循環期間致動所述第一燃料噴射器(144)噴射所述第一燃料(136)以便形成第一區域(204)；并在所述進氣-壓縮循環后期致動所述第二噴射器(144)引入所述第二燃料(148)以便形成第二區域(212)。

4.根據權利要求3所述的發動機(100)，其中，相比于所述第二區域(212)，所述第一區域(204)具有不同的燃料反應性。

5.根據權利要求4所述的發動機(100)，其中，所述第一燃料(136)是汽油并且所述第二燃料(148)是柴油，并且其中，在所述至少一個汽缸(106)中發生的燃燒是反應性控制的壓縮點火式燃燒。

6.根據權利要求1所述的發動機(100)，其中，所述至少一個輸入信號包括發動機轉速(402)、發動機負載(404)、進氣氧氣濃度、海拔高度、環境空氣溫度、進氣壓力、燃燒定時和進氣溫度中的至少一個。

7.根據權利要求1所述的發動機(100)，其中，所述至少一個排氣再循環系統(172)是高壓排氣再循環系統。

8.根據權利要求1所述的發動機(100)，其中，所述至少一個排氣再循環系統是低壓排氣再循環系統。

9.一種根據前述權利要求中的任一項所述的內燃發動機(100)的運行方法，包括：

將第一燃料儲存在第一燃料(136)儲器中，所述第一燃料具有第一反應性；

將第二燃料儲存在第二燃料(148)儲器中，所述第二燃料具有第二反應性；

當活塞(110)相對更接近于下死點(BDC)位置時，在第一時間將所述第一燃料引到由在汽缸(106)中移動的活塞(110)限定的可變容積(116)；

當所述活塞(110)到所述BDC位置相對更遠時，在第二時間將具有第二反應性的所述第二燃料引入所述可變容積(116)中；

以符合米勒熱力學燃燒循環的方式以發動機閥定時運行所述發動機(100)；

在電子控制器(190)處接收運行參數，所述運行參數指示所述內燃發動機(100)的所述運行條件；

在所述電子控制器(190)中處理所述運行參數以確定所需的閥定時以及所需的排氣再循環量中的至少一個。

10.一種根據權利要求1-8中的任一項所述的內燃發動機(100)的運行方法，包括：

以符合米勒熱力學燃燒循環的方式以發動機閥定時運行所述發動機(100)；

將第一燃料儲存在第一燃料(136)儲器中，所述第一燃料(136)具有第一反應性；

將第二燃料儲存在第二燃料(148)儲器中，所述第二燃料(148)具有第二反應性；

當活塞(110)相對更接近于下死點(BDC)位置時，在第一時間將所述第一燃料引到由在汽缸(106)中移動的活塞(110)限定的可變容積(116)，從而生成具有第一反應性的第一區域(204)；

當所述活塞(110)到所述BDC位置相對更遠時，在第二時間將具有第二反應性的所述第二燃料引入所述可變容積(116)中，從而生成相比于所述第一區域(204)具有不同反應性的第二區域(212)；

通過反應性控制的壓縮點火式燃燒在所述第二區域(212)中啟動點火；

在電子控制器(190)處接收運行參數，所述運行參數指示所述內燃發動機(100)的所述運行條件；以及

在所述電子控制器(190)中處理所述運行參數以確定所需的閥定時以及所需的排氣再循環量中的至少一個。