[发明专利]用于带电点火助剂液滴分布的反馈受控系统

说明书

披露一种发动机系统。该发动机系统可具有发动机，其包括至少一个汽缸。该发动机系统还可具有第一源和第二源，该第一源配置成供给用于在发动机中燃烧的燃料，而该第二源配置成供给用于在发动机中燃烧的点火助剂材料。该发动机系统可具有液滴喷射器，其配置成产生点火助剂材料的至少一个液滴，将一定电荷量施加在至少一个液滴上，以及将至少一个液滴输送至至少一个汽缸。该发动机系统还可具有控制器。该控制器可配置成确定发动机参数并且基于该发动机参数确定电荷量。此外，该控制器可配置成调节液滴喷射器以将预定的电荷量施加在至少一个液滴上。

技术领域

本发明总体涉及一种反馈受控系统，并且更具体地涉及一种用于带电电荷助剂液滴分布的反馈受控系统。

背景技术

内燃机产生作为发动机内燃料燃烧的副产物的排气。发动机排气尤其是包含未燃尽燃料，诸如烟尘之类的颗粒物质以及诸如一氧化碳和氮氧化物之类的气体。为了遵守监管排放控制要求，期望减少发动机排气中的未燃尽燃料、烟尘以及其它气体的量。由于液体燃料(例如，柴油燃料)的上升成本并且为了遵守排放控制要求，发动机制造商已开发了双燃料发动机和/或气态燃料发动机。

在这些发动机中，使用较低成本的燃料，例如气态燃料连同或者不连同液体燃料一起有助于改进发动机的成本效率。使用气态燃料来完全地或部分地替代诸如汽油或柴油燃料之类的传统液体燃料也可有助于降低排气中的烟尘和/或其他不期望气体的量。为了遵守日益严格的排放控制要求，这些发动机可在稀薄空气-燃料比下操作，该稀薄空气-燃料比会阻碍燃料在燃烧室内完全地燃烧。

燃料的不完全燃烧会导致形成不期望的氮氧化物量。此外，仍然未燃尽并且从燃烧室逸出的任何燃料并不参与燃烧，从而降低发动机的热效率。逸出的未燃尽燃料也增大了由发动机所产生的不期望排放物的总量。虽然未燃尽燃料和氮氧化物可在一个或多个后处理装置中从排气中去除，但实施这些装置增加操作发动机的成本。因此，会期望减少离开燃烧室的排气中的未燃尽燃料和氮氧化物的量。

在2014年4月3日公开的授予Hernandez等人的美国专利申请发明No.2014/0090621A1(“'621发明”)中披露了一种用于改进燃烧室中燃料燃烧的技术。该'621发明披露了一种可用在发动机中的燃烧系统。'621发明的燃烧系统包括燃烧室，该燃烧室具有一个或多个燃料喷射器，这些燃料喷射器配置成将燃料喷射到燃烧室中。'621发明披露了燃烧室可包括电极，这些电极能在燃料喷射器和燃烧室之间施加电场。'621发明解释了离开燃料喷射器的燃料液滴可带电并且可沿着由在燃烧室内所建立的电场管理的迹线。'621发明披露了所有燃料液滴均具有基本上类似的电势，这会导致它们彼此排斥并且朝向燃烧室缸盖、燃烧室侧壁以及燃烧室底部扩散。

虽然'621发明披露了使用电场来改进燃料液滴在燃烧室中的分布，但所披露的系统仍可能是较为不佳的。具体地说，'621发明的方法并不控制喷射到燃烧室中的燃料液滴的电荷量。由于具有相同电荷量的燃料液滴可能彼此排斥开相同的距离，因而燃料液滴在燃烧室内的分布可能是次优的。此外，'621发明的系统在燃料喷射器和燃烧室壁之间建立电场。因此，虽然燃料液滴可能彼此排斥，但它们可能吸引至燃烧室壁，从而允许燃料液滴撞击到燃烧室壁上并且粘结于燃烧室壁。燃烧室壁上的燃料可能在燃烧周期期间无法完全地燃烧，并且可能随着离开燃烧室的排气而排出。

本发明的发动机系统解决了上述一个或多个问题和/或本领域中的其它问题。

发明内容