[发明专利]以富燃低温燃烧模式作为固体氧化物燃料电池动力车辆的车载重整器来操作内燃机的系统和方法

权利要求书

1.一种具有燃烧室(200)的发动机(300)，包括：

燃烧室(200)，其运转以使由该燃烧室(200)包围的容积(210)交替扩张和收缩；

用于该燃烧室(200)的进气门(204)，该进气门被控制以在该容积(210)正扩张时给该燃烧室(200)容积(210)供应空气充量；

喷油器(208)，其被控制以将燃油预喷入该燃烧室(200)容积(210)从而与该空气充量混合，预喷量给混合物提供富燃油气比，预喷时刻被控制以在混合物开始燃烧之前在该燃烧室(200)内产生富燃混合物；

受控制的空气充量和预喷量是这样的，即，富燃油气混合物将因为该容积(210)收缩而造成的压缩而在该燃烧室(200)内自行着火，所述量还被如此调整，即，混合物将在这样的温度燃烧，该温度保持低于将会产生大量炭烟的温度，该燃烧室(200)由此起到产生富燃且基本上不含NO_x和炭烟的尾气的作用。

2.根据权利要求1所述的发动机(300)，其中，该进气门(204)被控制以便在该容积(210)已经完全扩张之前通过关闭该进气门(204)来限制空气充量，该进气门(204)被控制以便在导致在完全扩张时该容积(210)内处于亚大气压的时刻关闭，该亚大气压是0.9大气压或更低。

3.根据权利要求1所述的发动机(300)，其中，还包括用于该燃烧室(200)的排气门(206)，该排气门被控制以在燃烧室(200)容积(210)扩张结束之前一个足够早的时刻打开，从而导致排气温度比允许在排气门(206)打开之前结束扩张的情况高。

4.一种动力发生系统(301)，包括：

根据权利要求1的发动机(300)；

固体氧化物燃料电池(312)，它具有空气侧和燃料侧并配置用于在其燃料侧接收发动机(300)尾气并且在利用化学能产生电力的情况下起到显著减小尾气化学能含量的作用。

5.根据权利要求4所述的动力发生系统(301)，其中，该燃料电池(312)是中温固体氧化物燃料电池(312)，该燃烧室(200)的作用是在该燃料电池(312)工作的温度产生富燃尾气。

6.根据权利要求4所述的动力发生系统(301)，其中，还包括：

燃油重整器(320)，配置用于在该燃烧室(200)和该固体氧化物燃料电池(312)之间处理尾气；

该燃烧室(200)的作用是在高于250℃的且高于该燃油重整器(320)的熄灯温度的温度产生富燃尾气。

7.一种动力发生系统(401)，包括：

根据权利要求1的压燃发动机(300)；

贫燃NO_x阱(402)，配置用于处理来自发动机(300)的尾气，该贫燃NO_x阱(402)是在贫燃状况下吸收和存储NO_x并在富燃状况下释放并降低所吸收的NO_x的装置；

控制器，它被编程以在完成该贫燃NO_x阱(402)的脱硫时将发动机(300)从富燃低温燃烧模式切换到贫燃模式。

8.一种按照低温燃烧模式操作燃烧室(200)的方法，包括：

按照包含进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的循环操作该燃烧室(200)；

在进气冲程中给该燃烧室(200)供应空气充量；

给该燃烧室(200)供应燃油充量以便与该空气充量混合，从而得到至少1.05的油气当量比，在该压缩冲程中在该循环到达在上死点之前20°曲轴转角的时刻使该燃油和空气充量已存在于该燃烧室(200)中；

按照这样的量和状况供应燃油和空气充量，即混合物因为由压缩冲程产生的热和压力而自行着火；

燃油和空气充量和燃烧的其它条件被进一步检验以限制最终燃烧温度低到足以使燃烧不产生大量炭烟。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，空气充量通过在进气冲程结束之前关闭进气门(204)来限制，该关闭提前到足以导致在进气冲程终点在燃烧室(200)内存在亚大气压。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，该发动机(300)是压燃柴油发动机(300)，它具有可变气门机构并且燃料是柴油。