[發明專利]分置循環發動機

在審

• 申請號: 202210268563.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN114856800A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 羅伯特·摩根;詹姆斯·伊特威爾;安德魯·阿特金斯;亞當·古爾
• 申請（專利權）人: 多爾芬N2有限公司
• 主分類號: F02B33/06
• 分類號: F02B33/06;F02B33/22;F02B41/06;F02B47/02;F02B47/04;F02B51/00;F02B51/02;F02D13/02;F02D19/12;F02D35/02;F02D41/00;F02M21/02;F02M25/00;F02M26/0
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 吳君琴

本申請公開了一種分置循環內燃發動機。發動機包括用于容納燃燒活塞的燃燒缸和用于容納壓縮活塞的壓縮缸。所述發動機還包括控制器，所述控制器用于接收與燃燒缸和/或與其相關聯的流體相關聯的參數的指示，并根據所指示的參數控制燃燒缸的排氣閥以使排氣閥在所指示的參數小于所述參數的目標值及燃燒活塞到達其上止點位置(TDC)之前在返回行程期間關閉；使排氣閥在所指示的參數等于或大于所述參數的所述目標值時及燃燒活塞到達其上止點位置(TDC)時在燃燒活塞的返回行程完成時關閉。

本申請是申請號為2017800854494，申請日為2017年12月20日，發明名稱為“分置循環發動機”的分案申請。

技術領域

本公開涉及分置循環內燃發動機及操作分置循環內燃發動機的方法。

背景技術

在分置循環內燃發動機中，首先將包括空氣的工作流體在第一壓縮缸中進行壓縮并提供給第二燃燒缸，其中在第二燃燒缸中，噴射燃料并且燃料和高壓流體的混合物燃燒以產生驅動。這種方式分離壓縮和膨脹/燃燒過程可以獲得熱力學效益，WO 2010/067080記載了分置循環發動機和相關的熱力學優點。

在分置循環發動機中，通過在壓縮行程期間將低溫流體注入壓縮缸中可以獲得進一步的熱力學效益。WO 2016/016664記載了這種系統和方法。

特別是在使用冷卻液的發動機中，提供的換熱器具有將壓縮流體從壓縮缸輸送到膨脹缸的第一流體路徑以及將廢氣從燃燒缸出口輸送到膨脹缸的第二流體路徑，在壓縮流體到達燃燒缸的路徑中加熱壓縮流體。這有助于確保到達燃燒缸的壓縮流體足夠熱，從而在噴射燃料時發生燃燒。

發明內容

本申請的發明人認識到在換熱器啟動(“冷啟動”)過程中，當換熱器中幾乎沒有或沒有廢熱時，這使得壓縮流體到達燃燒缸處于次優燃燒溫度，實現高效燃燒可能會遇到困難。

本文所述的實施例解決了這些困難。

本發明記載于隨附的權利要求書中。

在以下的描述中，術語“低溫”流體或液體用于指通過制冷過程冷凝成其液相的流體。

本文所述的實施例涉及一種在壓縮行程中注入低溫流體的分置循環發動機。在其他示例中，可以在不注入冷卻液的情況下實施本文所述的方法。另外，可以將其他流體(例如水)添加到換熱器中以控制換熱器出口處的終端溫度。

如本文所述，分置循環發動機具有控制器，所述控制器用于接收與燃燒缸和/或與其相關聯的流體的相關聯的參數的指示，并且根據所指示的參數控制發動機的特征。

所述參數可以是溫度、壓力和氧氣濃度中的一個或多個，因此參數的指示可以包括溫度數據、壓力數據和氧氣濃度數據中的一個或多個。

控制器可以接收溫度和壓力數據、溫度和氧氣濃度數據、壓力和氧氣濃度數據或溫度、壓力和氧氣濃度數據，并使用所述數據來控制冷卻液注入、排氣閥正時和換熱器注入水中的單獨的一個或多個或其組合。

在參數是溫度的情況下，所指示的溫度可以是燃燒缸內的溫度、發動機的換熱器內(具體是換熱器涂有催化劑的表面)的溫度、換熱器中的壓縮流體的溫度、燃燒缸入口處的壓縮流體的溫度或廢氣的溫度中的至少一個。

在參數是壓力的情況下，所指示的壓力可以是燃燒缸內的壓力、發動機的換熱器內的壓力、換熱器中的壓縮流體的壓力、壓縮的壓力、燃燒缸入口處的壓縮流體的壓力或廢氣的壓力中的至少一個。

在參數是氧氣濃度的情況下，所指示的氧氣濃度可以是燃燒缸內的氧氣濃度、發動機的換熱器內的氧氣濃度、換熱器中的壓縮流體的氧氣濃度、燃燒缸入口處的壓縮流體的氧氣濃度或廢氣的氧氣濃度中的至少一個。

所控制的發動機的特征可以是排氣閥關閉的時間、壓縮行程期間的冷卻液注入的量或速率、以及燃料噴射到燃燒缸中的速率、數量或時間中的一個或多個。