專利名稱：操作內(nèi)燃機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作內(nèi)燃機的方法。
背景技術(shù)：
已知，為了影響壓縮或膨脹過程，設置一副燃燒室，該副燃燒室在發(fā)動機循環(huán)的壓縮或膨脹周期期間與發(fā)動機氣缸連接或斷開。EP0095252提出在壓縮期間使用這種副燃燒室捕集氣缸進氣的一部分，該部分是可變化的，以便改變發(fā)動機的有效壓縮比。待審查專利申請PCT/GB2004/001018提出將副燃燒室用作空氣混合動力發(fā)動機車輛中的緩沖腔，以當發(fā)動機作為氣體壓縮機操作由此輔助車輛減速時，在兩個步驟中將壓縮氣體經(jīng)由該副燃燒室傳遞到壓縮氣體儲存器，并且當發(fā)動機作為空氣膨脹機操作由此輔助車輛加速時，在兩個步驟中使經(jīng)由該副燃燒室來自壓縮氣體存儲器的壓縮氣體膨脹。另一個待審查專利申請GB0405828.5提出使用副燃燒室以改變氣缸進氣的壓縮溫度，以便實現(xiàn)CAI/HCCI燃燒并影響自動點火定時。
為了應用以上提出的概念，到目前為止，必須設置專用副燃燒室和在適當時刻與發(fā)動機氣缸連接的專用控制閥，以便改變內(nèi)部氣體傳遞。然而，這種系統(tǒng)增加了成本和復雜性，并且難以安裝在發(fā)動機燃燒室的有限空間中。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種操作內(nèi)燃機的方法，該內(nèi)燃機具有發(fā)動機氣缸、第一和第二進氣口、第一和第二進氣門、單向閥和可變氣門致動系統(tǒng)，其中發(fā)動機氣缸具有往復式活塞，第一和第二進氣口用于使氣體從環(huán)境空氣供給到發(fā)動機氣缸中，第一和第二進氣門中的每個都布置在相應的一個進氣口與發(fā)動機氣缸之間，單向閥布置在第二進氣口中，與第二進氣門相隔一段距離并定向成只允許氣體向發(fā)動機氣缸流動，可變氣門致動系統(tǒng)用于控制至少第二進氣門的打開和關(guān)閉，該方法的特征在于，在發(fā)動機的至少一個操作模式中，第二進氣門被打開和關(guān)閉，同時氣缸與環(huán)境空氣完全隔離，以允許氣體在氣缸和副燃燒室之間傳遞，該副燃燒室由第二進氣口位于第二進氣門與單向閥之間的部分臨時限定，當副燃燒室中的壓力大于環(huán)境空氣供給的壓力以致于沒有氣體經(jīng)過單向閥泄漏時，第二進氣門被打開。
發(fā)動機是已知的，其中單向閥布置在進氣門的上游以便改善發(fā)動機的進排氣。本發(fā)明基于這種情況而實現(xiàn)，即，在進氣門與單向閥之間臨時限定的封閉腔可以起到與在上述現(xiàn)有技術(shù)參考中用于內(nèi)部氣體交換所需的副燃燒室相同的作用。
應注意，當進氣門在發(fā)動機循環(huán)的環(huán)境空氣進氣期間被正常地正時以打開或關(guān)閉時，在第二進氣口中的單向閥將受控于來自發(fā)動機氣缸的抽吸壓力，并且將自動打開以允許環(huán)境空氣沿向發(fā)動機氣缸的方向流過。另一方面，當需要內(nèi)部氣體傳遞和進氣門的打開和關(guān)閉時刻被改變以將第二進氣口暫時連接到高于來自環(huán)境空氣的進氣壓力的局部壓力時，第二進氣口將不再起到環(huán)境空氣流動口的作用，但發(fā)動機仍可以用通過第一進氣口供給的空氣操作，以便除了可能降低發(fā)動機的充氣效率以外，對發(fā)動機的運轉(zhuǎn)沒有顯著的不利影響。
在本發(fā)明中，通過將第二進氣口的端部轉(zhuǎn)換成臨時副燃燒室，在燃燒室中不需要額外的空間以包含該設備，并且通過利用現(xiàn)有的進氣門及其氣門致動系統(tǒng)，而不需重復控制單獨的副燃燒室所必需的連接閥和相關(guān)閥致動系統(tǒng)，由此節(jié)約成本。
單向閥優(yōu)選為安裝在第二進氣口中用于隔離臨時副燃燒室的簧片閥。
在本發(fā)明的一個實施例中，可以通過遵循這樣的方法步驟使發(fā)動機作為可變壓縮比發(fā)動機操作，即，通過將第二進氣門的打開和關(guān)閉時刻移到發(fā)動機循環(huán)的壓縮周期開始之后，將臨時副燃燒室與發(fā)動機氣缸暫時地連接，由此在副燃燒室中捕集壓縮進氣的一部分，該部分是可變化的，以便改變發(fā)動機的有效壓縮比。
設置上述副燃燒室可以應用EP0095252中說明的用于可變壓縮比發(fā)動機的建議。而且，通過改變有效壓縮比，可以根據(jù)GB0405828.5中說明的建議將本方法用于改變氣缸進氣的壓縮溫度，以便實現(xiàn)CAI/HCCI燃燒并影響自動點火定時。
在另一個應用中，為了在車輛減速期間在沒有燃料不點火的循環(huán)中吸收動力，可以通過遵循這樣的方法步驟使發(fā)動機作為空氣壓縮機操作，即，通過將第二進氣門的打開和關(guān)閉時刻移到發(fā)動機循環(huán)的壓縮周期終點的前期，將所述臨時副燃燒室與發(fā)動機氣缸暫時地連接，由此在副燃燒室中捕集一些壓縮空氣，然后通過設置在所述副燃燒室與所述加壓空氣存儲器之間的定時開/關(guān)的閥將繼而密封的副燃燒室與外部增壓空氣存儲器暫時地連接，由此將一些壓縮空氣傳遞到空氣存儲器中。
提供繼而密封的副燃燒室經(jīng)由開/關(guān)閥到外部壓縮空氣存儲器的以上進一步連接使得在PCT/GB2004/001018中說明的建議可以應用于空氣混合動力發(fā)動機，該空氣混合動力發(fā)動機偶爾在車輛減速期間用作用于從往復活塞吸收動力的空氣壓縮機。在這種情況下，本發(fā)明的方法將在發(fā)動機循環(huán)的后壓縮周期期間在臨時副燃燒室中捕集一些壓縮空氣，并且隨后在發(fā)動機循環(huán)的剩余過程期間將捕集到的空氣釋放到外部加壓空氣存儲器中，由此在加壓空氣存儲器中儲存一些壓縮空氣能量。
儲存的壓縮空氣可以以后在空氣混合動力發(fā)動機中以各種方式重新使用，如在停-起操作期間起動和重新起動發(fā)動機、在加速期間用壓縮空氣的快速釋放給發(fā)動機增壓以便減小來自渦輪增壓器的響應滯后、為了催化劑快速起燃和微粒捕集器再生而將二次空氣噴入發(fā)動機排氣以及在一定的巡航工況下為發(fā)動機助力。
尤其在另外一個應用中，本發(fā)明的方法可以應用在特定組合的“起動-點火(crank-fire)”循環(huán)中，該循環(huán)用于在停-起操作期間使用儲存在外部加壓空氣存儲器中的壓縮空氣起動發(fā)動機并使發(fā)動機點火。在這種情況下，改變第一和第二進氣門的打開和關(guān)閉定時，以通過這樣的方式使發(fā)動機氣缸與環(huán)境空氣供給隔離，即，在發(fā)動機循環(huán)的進氣周期期間根本不打開第一進氣門(借助于氣門斷缸的可變氣門致動系統(tǒng))，同時正常地打開和關(guān)閉第二進氣門，而且通過打開定時開/關(guān)閥將第二進氣口連接到外部加壓空氣存儲器。在上述起動-點火循環(huán)期間，第二進氣口中的單向閥將由于來自外部空氣存儲器的空氣壓力而保持關(guān)閉，并且壓縮空氣將在進氣周期期間進入氣缸并同時以高壓驅(qū)動活塞，由此產(chǎn)生用于起動發(fā)動機的輔助動力。相同的空氣繼而在緊接著的壓縮周期中被壓縮并與燃料一起被點燃，由此產(chǎn)生進一步的燃燒動力。這將在同一循環(huán)中用兩個轉(zhuǎn)矩脈沖非常迅速地給發(fā)動機加速。
通過根據(jù)上述方法將整個一列發(fā)動機氣缸連接到共用的外部加壓空氣存儲器，起動-點火循環(huán)將只在一個或兩個曲軸轉(zhuǎn)數(shù)以內(nèi)與氣缸的點火順序自動同步、轉(zhuǎn)動曲軸并瞬間重新起動發(fā)動機。一旦發(fā)動機已經(jīng)起動，來自外部空氣存儲器的壓縮空氣就被切斷，并且發(fā)動機將平滑且自然地過渡到正常點火模式，同時第二進氣口中的單向閥立即自動打開以在隨后的循環(huán)中通過進氣口吸取環(huán)境空氣，接著重新致動第一進氣門。因此根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法的起動-點火循環(huán)對于空氣混合動力發(fā)動機中的停-起操作是非常有效的過程。
在車輛的驅(qū)動、加速和快速起動期間，上述起動-點火循環(huán)也可以用來以很多巴的壓縮空氣壓力的很高增壓給發(fā)動機增壓，雖然是很短的時間，卻產(chǎn)生超過由渦輪增壓器增壓正常預期的瞬時轉(zhuǎn)矩的很大的轉(zhuǎn)矩，因此消除了由渦輪遲滯引起的響應滯后和排放煙度問題。
當然，發(fā)動機可以在任何時候通過將第一和第二進氣門的打開和關(guān)閉時刻都移到發(fā)動機循環(huán)的環(huán)境空氣進氣周期而切換到用兩個流通進氣口操作，以使充氣效率最大化。
在本發(fā)明的上述應用中，使用可變氣門致動系統(tǒng)以改變第一和第二進氣門的打開和關(guān)閉時刻。這可以是使用電液或電磁致動器的無凸輪型的完全柔性可變氣門致動系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)目前仍處于原型開發(fā)階段并且很復雜和昂貴。因此本發(fā)明的優(yōu)點是也可以使用簡單得多并且經(jīng)過驗證的凸輪致動系統(tǒng)實現(xiàn)，如可變凸輪軸正時(VCT)、可變氣門升程和持續(xù)期(VVLD)、凸輪輪廓轉(zhuǎn)換(CPS)和氣門斷缸(de-act)，所有這些都可以迅速變?yōu)榱慨a(chǎn)發(fā)動機中的標準部件。
為了快速參考，VCT通過可變相位器正時滑輪驅(qū)動凸輪軸而實現(xiàn)，其示例可以在很多發(fā)動機中找到，如福特(Ford)、通用汽車(General Motors)和豐田(Toyota)，VVLD通過可變幾何搖臂而實現(xiàn)，其示例可以在寶馬(BMW)發(fā)動機中找到，CPS通過凸輪從動件與在共用凸輪軸上的兩個可用固定凸輪輪廓中的一個的可選接合而實現(xiàn)，其示例可以在本田(Honda)發(fā)動機中找到，氣門斷缸通過具有無效運動的鎖定機構(gòu)而實現(xiàn)，該機構(gòu)是由依頓(Eaton)公司為可變排量發(fā)動機開發(fā)的。
通過根據(jù)需要為使用本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法的不同發(fā)動機應用選擇最經(jīng)濟的可變氣門致動系統(tǒng)，可以為每種應用生產(chǎn)高效并且可靠的成套組件。例如，使用由本發(fā)明產(chǎn)生的臨時副燃燒室的可變壓縮比發(fā)動機可以由具有小氣門升程和窄的氣門持續(xù)期的VVLD接合作用在第二進氣門上的VCT而控制。在另一個示例中，使用臨時副燃燒室的低成本空氣混合動力發(fā)動機可以通過作用在第二進氣門上的VCT或CPS在點火模式和壓縮機模式之間切換，并且也可以在停-起期間通過作用在第一進氣門上的氣門斷缸切換到起動-點火循環(huán)模式。而且，該發(fā)動機中也可以包括作用在第一進氣門上的另一個VCT或CPS系統(tǒng)，以與傳統(tǒng)使用目的一樣提高高速性能。
在上述示例中，生產(chǎn)驗證了的VCT、VVLD、CPS或斷缸的硬件被用以獲得可變壓縮比、HCCI/CAI燃燒控制和空氣混合動力操作的額外的功能性。這使得本發(fā)明的內(nèi)部氣體交換方法高度實用，僅需要較小的開發(fā)努力以實現(xiàn)潛力。


現(xiàn)在將參照附圖通過示例進一步說明本發(fā)明，在附圖中圖1示出在本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法中使用的內(nèi)燃機的簡圖，該內(nèi)燃機具有第一和第二進氣口，并且第二進氣口具有單向閥；圖2a、2b、2c、2d示出應用本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法的若干方式的曲線圖，所述若干方式使用生產(chǎn)證明了的可變氣門致動系統(tǒng)以獲得發(fā)動機額外的功能性。
具體實施例方式
圖1示出一內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機在每個氣缸中都具有與排氣口26一起工作的第一和第二進氣口24、22，其中每個氣口都由相聯(lián)的氣門14、12、16控制，這些氣門在發(fā)動機循環(huán)的進氣或排氣過程期間定時打開和關(guān)閉以便控制發(fā)動機的進排氣。在第二進氣口22中額外設置有單向簧片閥32，該簧片閥這樣定位，即，當進氣口22和單向閥32受控于臂來自環(huán)境空氣的輸送壓力高的局部壓力時，閥32在遠離發(fā)動機氣缸10的方向上自動關(guān)閉。發(fā)動機還包括未示出的燃料系統(tǒng)和點火系統(tǒng)。
在上述發(fā)動機中，為進氣門12、14設置有可變氣門致動系統(tǒng)(未示出)。這如同在使用電液或電磁致動器的電控無凸輪氣門致動系統(tǒng)中一樣，是完全柔性并且可變的。然而，并不需要那么復雜，本發(fā)明可以使用較簡單的、量產(chǎn)的、凸輪軸致動的可變氣門系統(tǒng)來實現(xiàn)，如VCT、VVLD、CPS和氣門斷缸。
第二進氣門12在發(fā)動機循環(huán)的環(huán)境空氣進氣周期期間被正常地定時以打開和關(guān)閉，在此期間，單向閥32受控于來自發(fā)動機氣缸10的抽吸壓力并且將自動打開，以允許空氣沿朝向發(fā)動機氣缸10的方向流過。當需要用與環(huán)境空氣供給隔離的氣缸10傳遞內(nèi)部空氣時，第二進氣門12的定時可以被改變以在發(fā)動機循環(huán)的壓縮周期期間打開和關(guān)閉，由此使第二進氣口22和單向閥32受控于臂來自環(huán)境空氣的傳送壓力高的局部壓力，因此單向閥32自動關(guān)閉并隔離第二進氣口22的端部，以形成臨時副燃燒室30，并且在副燃燒室30與發(fā)動機氣缸10之間可以發(fā)生氣體傳遞。
單向簧片閥32被設計成具有快速響應性和克服臨時副燃燒室30中的高壓的良好的密封性。該單向簧片閥也被設計成當進氣口22中有抽吸壓力時允許很高的流通量。
在圖1中，發(fā)動機在這樣的時間示出，即，發(fā)動機循環(huán)正在經(jīng)歷壓縮，進氣門14和排氣門16處于關(guān)閉位置。另一方面，示出了進氣口22的進氣門12此時正處于打開位置，而將臨時副燃燒室30與發(fā)動機氣缸10連接，并且允許氣體在副燃燒室30與發(fā)動機氣缸10之間內(nèi)部傳遞。
應注意，在上述情況下，第二進氣口22在發(fā)動機循環(huán)的進氣周期期間將停止起到環(huán)境空氣流口的作用，但發(fā)動機將繼續(xù)以第一進氣口24及其相聯(lián)的進氣門14完全起環(huán)境空氣流口的作用而操作，以便除了在發(fā)動機的充氣效率上可能減小之外，對發(fā)動機的運轉(zhuǎn)沒有顯著的不利影響。
本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法可以用于以各種方式影響發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)換過程，所述方式將在下文中以圖2b、2c、2d所示的若干示例進行說明。
在根據(jù)EP0095252中說明的建議的第一示例中，可以通過這樣的方法步驟使發(fā)動機作為可變壓縮比發(fā)動機操作，即，通過將第二進氣門12的打開和關(guān)閉時刻移到發(fā)動機循環(huán)的壓縮周期開始之后，將臨時副燃燒室30與發(fā)動機氣缸10暫時地連接，由此在副燃燒室30中捕集壓縮進氣的一部分，該部分是可變化的，以便改變發(fā)動機的有效壓縮比。如圖2b所示，這可以使用與作用在第二進氣門12上的VCT結(jié)合的生產(chǎn)驗證了的VVLD氣門致動系統(tǒng)來實現(xiàn)。
因此可以根據(jù)GB0405828.5中說明的建議將上述可變壓縮比發(fā)動機用于改變氣缸進氣的壓縮溫度，以便實現(xiàn)CAI/HCCI燃燒并影響自動點火定時。
在第二示例中，為了在減速期間在沒有燃料不點火的循環(huán)中吸收動力，可以通過遵循這樣的方法步驟使發(fā)動機作為空氣壓縮機操作，即，通過將第二進氣門12的打開和關(guān)閉時刻移到發(fā)動機循環(huán)的壓縮周期終點的前期，將所述臨時副燃燒室30與發(fā)動機氣缸10暫時地連接，由此在副燃燒室30中捕集一些壓縮空氣，然后通過設置在所述副燃燒室30與所述加壓空氣存儲器36之間的定時開/關(guān)的閥34將繼而密封的副燃燒室30與外部增壓空氣存儲器36暫時地連接，由此將一些壓縮空氣傳遞到空氣存儲器36中。如圖2c所示，這可以使用作用在第二進氣門12上的生產(chǎn)驗證了的VCT或CPS閥致動系統(tǒng)來實現(xiàn)。
提供繼而密封的副燃燒室30經(jīng)由開/關(guān)閥34到外部壓縮空氣存儲器36的以上進一步連接使得在PCT/GB2004/001018中說明的建議可以應用于空氣混合動力發(fā)動機，該空氣混合動力發(fā)動機偶爾在減速期間用作用于從往復活塞吸收動力的空氣壓縮機。在這種情況下，本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法將在發(fā)動機循環(huán)的后壓縮周期期間將一些壓縮空氣捕集到臨時副燃燒室30中，并且在發(fā)動機循環(huán)的剩余過程期間將捕集到的空氣隨后釋放到外部加壓空氣存儲器36中，由此在加壓空氣存儲器36中儲存一些壓縮空氣能量。
儲存的壓縮空氣可以以后在空氣混合動力發(fā)動機中以各種方式重新使用，如在停-起操作期間起動和重新起動發(fā)動機、在加速期間用加壓空氣的快速釋放給發(fā)動機增壓以便減小來自渦輪增壓器的響應滯后、為了催化劑快速起燃和微粒捕集器再生而將二次空氣噴入發(fā)動機排氣以及在一定的巡航工況下為發(fā)動機助力。
尤其在第三示例中，本發(fā)明的內(nèi)部氣體交換方法可以應用在組合的“起動-點火”循環(huán)中，該循環(huán)用于在停-起操作期間使用儲存在外部加壓空氣存儲器36中的壓縮空氣起動發(fā)動機并使發(fā)動機點火。在這種情況下，以這樣的方式改變第一和第二進氣門的打開和關(guān)閉時刻，即，以便于通過這樣的方式使發(fā)動機氣缸與環(huán)境空氣供給隔離，即，在發(fā)動機循環(huán)的進氣周期期間根本不打開第一進氣門14(氣門斷缸)，同時正常地打開和關(guān)閉第二進氣門12，而且通過打開定時開/關(guān)閥34將第二進氣口22連接到外部加壓空氣存儲器36。在上述起動-點火循環(huán)期間，第二進氣口22中的單向閥32將由于來自外部空氣存儲器36的空氣壓力而保持關(guān)閉，并且壓縮空氣將在進氣周期期間進入氣缸10并同時以高壓向下驅(qū)動活塞20，由此產(chǎn)生用于起動發(fā)動機的輔助動力。相同的空氣繼而在緊接著的壓縮周期中被壓縮并與燃料一起被點燃，由此產(chǎn)生進一步的燃燒動力。這將在同一循環(huán)中用兩個轉(zhuǎn)矩脈沖非常迅速地給發(fā)動機加速。如圖2d所示，這可以使用生產(chǎn)驗證了的作用在第一進氣門14上的氣門斷缸系統(tǒng)來實現(xiàn)。
通過根據(jù)上述方法將整個一列發(fā)動機氣缸連接到共用的外部加壓空氣存儲器36，起動-點火循環(huán)將只在一個或兩個曲軸轉(zhuǎn)數(shù)以內(nèi)與氣缸的點火順序自動同步、轉(zhuǎn)動曲軸并瞬間重新起動發(fā)動機。一旦發(fā)動機已經(jīng)起動，來自外部空氣存儲器36的壓縮空氣就被切斷，并且發(fā)動機將平滑且自然地過渡到正常點火模式，同時第二進氣口22中的單向閥32立即自動打開以在隨后的循環(huán)中通過進氣口22吸取環(huán)境空氣，接著重新致動第一進氣門14。因此根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部氣體傳遞方法的起動-點火循環(huán)對于空氣混合動力發(fā)動機中的停-起操作是非常有效的過程。
在車輛的驅(qū)動、加速和快速起動期間，上述起動-點火循環(huán)也可以用來以很多巴(bars)壓縮空氣壓力的很高增壓給發(fā)動機增壓，雖然是很短的時間，卻產(chǎn)生超過由渦輪增壓器增壓正常預期的瞬時轉(zhuǎn)矩的很大的轉(zhuǎn)矩，因此消除了由渦輪遲滯引起的響應滯后和排放煙度問題。
當然，如圖2a所示，發(fā)動機可以在任何時候通過將第一和第二進氣門14、12的打開和關(guān)閉時刻都移到發(fā)動機循環(huán)的環(huán)境空氣進氣周期而切換到用兩個流通進氣口24、22操作，以使充氣效率最大化。
在上述示例中，生產(chǎn)驗證了的VCT、VVLD、CPS或斷缸的硬件被用以獲得可變壓縮比、HCCI/CAI燃燒控制和空氣混合動力操作的額外的功能性。這使得本發(fā)明的內(nèi)部氣體交換方法高度實用，僅需要較小的開發(fā)努力以實現(xiàn)潛力。
另一方面，當更多電磁或電液氣門致動器變得可用時，可以更加完善地使用該方法。例如，第二進氣門12可以在每個發(fā)動機循環(huán)中打開和關(guān)閉兩次，一次在環(huán)境空氣進氣期間，另一次在氣缸10與環(huán)境空氣供給隔離之后，由此將用于完全充氣效率和可變壓縮比的圖2a和圖2b的氣門功能結(jié)合，并將用于完全充氣效率和壓縮機模式的圖2a和圖2c的氣門功能結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種操作內(nèi)燃機的方法，該內(nèi)燃機具有具有往復式活塞的發(fā)動機氣缸，用于使氣體從環(huán)境空氣供給到所述發(fā)動機氣缸中的第一進氣口和第二進氣口，第一進氣門和第二進氣門，每個都布置在相應的一個所述進氣口與所述發(fā)動機氣缸之間，單向閥，該單向閥布置在所述第二進氣口中，與所述第二進氣門相隔一段距離，并定向成允許氣體只朝向所述發(fā)動機氣缸流動，以及用于控制至少所述第二進氣門的打開和關(guān)閉的可變氣門致動系統(tǒng)，所述方法的特征在于，在所述發(fā)動機的至少一個操作模式中，所述第二進氣門被打開和關(guān)閉，同時所述氣缸與環(huán)境空氣完全隔離，以允許氣體在所述氣缸和副燃燒室之間傳遞，該副燃燒室由所述第二進氣口的位于所述第二進氣門與所述單向閥之間的部分臨時限定，當所述副燃燒室中的壓力大于環(huán)境空氣供給的壓力以致于沒有氣體經(jīng)過所述單向閥泄漏時，所述第二進氣門被打開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機具有可變壓縮比操作模式，該操作模式包括在發(fā)動機循環(huán)的壓縮周期開始后打開和關(guān)閉所述第二進氣門，以在所述副燃燒室中捕集一部分壓縮進氣，以便改變所述發(fā)動機的有效壓縮比，其中，所述一部分壓縮進氣是可變化的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述發(fā)動機的有效壓縮比以改變所述氣缸進氣的壓縮溫度，以便實現(xiàn)CAI/HCCI燃燒并影響自動點火定時。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機具有一操作模式，在該操作模式中，所述發(fā)動機用于將壓縮空氣儲存在存儲器中，該存儲器通過可選操作的閥連接到所述副燃燒室，在該模式中，沒有燃料被供給到所述氣缸中，所述第二進氣門在所述壓縮周期期間被打開和關(guān)閉，以將大量壓縮空氣儲存在所述副燃燒室中，并且所述可選操作的閥隨后被打開以將壓縮空氣從所述副燃燒室傳遞到所述存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機具有一操作模式，在該操作模式中，來自所述存儲器的壓縮空氣被用于驅(qū)動所述發(fā)動機，所述可選操作的閥被打開以給所述副燃燒室加壓，并且所述第二進氣門隨后在所述活塞朝向下止點移動期間被打開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述進氣門在所述發(fā)動機的燃燒循環(huán)的進氣周期期間被打開，以驅(qū)動所述發(fā)動機氣缸，并給所述發(fā)動機氣缸增壓，所述進氣周期之后是壓縮周期和進氣燃燒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機具有一操作模式，在該操作模式中，所述發(fā)動機用作僅由來自所述存儲器的壓縮空氣驅(qū)動的壓縮空氣馬達，在該模式中，所述第二進氣門在所述進氣周期和膨脹周期中的至少一個的期間被打開和關(guān)閉，并且沒有燃料被供給到所述發(fā)動機。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任何一項所述的方法，其特征在于，所述方法應用于具有凸輪操作可變氣門致動系統(tǒng)的發(fā)動機，所述可變氣門致動系統(tǒng)采用可變氣門升程和持續(xù)期(VVLD)、可變凸輪軸正時(VCT)、凸輪輪廓轉(zhuǎn)換(CPS)和氣門斷缸中的一個或多個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機具有電動和/或液壓操作的氣門致動系統(tǒng)和可變壓縮比操作模式，在該模式中，所述第二進氣門在各發(fā)動機循環(huán)中打開和關(guān)閉兩次，一次在進氣周期期間，另一次在壓縮周期開始之后的期間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機具有電動和/或液壓操作的氣門致動系統(tǒng)和一操作模式，在該操作模式中，所述發(fā)動機用于將空氣壓縮在存儲器中，該存儲器通過可選操作的閥連接到所述副燃燒室，在該模式中，所述第二進氣門在各發(fā)動機循環(huán)中打開和關(guān)閉兩次，一次在進氣周期期間，另一次在壓縮周期結(jié)束之前的期間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于操作內(nèi)燃機的方法，該類型的內(nèi)燃機具有發(fā)動機氣缸(10)、第一進氣口(24)和第二進氣口(22)、第一進氣門(14)和第二進氣門(12)、單向閥(32)和可變氣門致動系統(tǒng)，其中發(fā)動機氣缸具有往復式活塞(20)，第一和第二進氣口用于使氣體從環(huán)境空氣供給到發(fā)動機氣缸中，第一和第二進氣門中的每個都布置在相應的一個進氣口與發(fā)動機氣缸之間，單向閥布置在第二進氣口(22)中，與第二進氣門(12)相隔一段距離并定向成只允許氣體向發(fā)動機氣缸(10)流動，可變氣門致動系統(tǒng)用于控制至少第二進氣門的打開和關(guān)閉。在本發(fā)明的方法中，在發(fā)動機的至少一個操作模式中，第二進氣門(12)被打開和關(guān)閉，同時氣缸(10)與環(huán)境空氣完全隔離，以允許氣體在氣缸與副燃燒室(30)之間傳遞，該副燃燒室由第二進氣口(22)的位于第二進氣門(12)與單向閥(32)之間的部分臨時限定。當副燃燒室(30)中的壓力大于環(huán)境空氣供給的壓力以致于沒有氣體經(jīng)過單向閥(32)泄漏時，第二進氣門(12)被打開。
文檔編號F02D13/02GK1973114SQ200580020515
公開日2007年5月30日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者托馬斯·T·馬 申請人:布魯內(nèi)爾大學