[发明专利]内燃机和用于控制这种内燃机的方法

说明书

本发明涉及一种内燃机，该内燃机包括一组燃烧室，各燃烧室(2)设置有：可控制进气阀(7)，该可控制进气阀设置成用于打开和关闭进气口(8)；可控制排气阀(9)，该可控制排气阀设置成用于打开和关闭排气口(10)；活塞(5)，该活塞可在所述燃烧室(2)中在上死点(TDC)和下死点(BDC)之间来回移动；以及燃料喷射器(14)。内燃机(1)还包括进气歧管(12)，该进气歧管与所述一组燃烧室的各燃烧室的进气口(8)连接。内燃机(1)设置成在低负载模式(LL)中操作，其中，各燃烧室(2)设置成在包括720度曲轴角度循环的四冲程操作中被驱动，并设置成：在排气冲程中打开进气口(8)，该进气口(8)在610至690CAD的范围内开始打开；在排气冲程中关闭排气口(10)，该排气口(10)在630至710CAD的范围内完全关闭；通过活塞(5)而迫使排气进入进气歧管(12)；以及在进气歧管(12)中混合燃料和排气。

技术领域

本发明总体涉及适用于向交通工具(例如汽车或卡车、船舶等)或机器(例如发电机等)提供动力的内燃机领域。而且，本发明特别涉及一种适用于高性能汽车(即专门为速度而设计和构造的汽车)的内燃机。内燃机并不局限于由任何特殊类型的燃料来提供动力，即，可以设想液体燃料和气体燃料。

本发明的内燃机包括一组燃烧室，各燃烧室设置有：可控制的进气阀，该进气阀设置成用于打开和关闭进气口；可控制的排气阀，该排气阀设置成用于打开和关闭排气口；活塞，该活塞可在所述燃烧室中在上死点(TDC)和下死点(BDC)之间往复运动；以及燃料喷射器。内燃机还包括进气歧管，该进气歧管与所述一组燃烧室的各燃烧室的进气口连接。

本发明还涉及一种操作这种内燃机的方法。

背景技术

在以四冲程循环来操作的内燃机中，空气和燃料的混合物在进气冲程中提供至燃烧室(即气缸)中。空气-燃料混合物在压缩冲程中被压缩，且在压缩冲程结束时，该空气-燃料混合物通过火花塞来点火或由于压缩而自燃点火。由空气-燃料混合物的燃烧而释放的热量和能量使得燃烧室中的压力进一步升高，该压力再用来对着燃烧室的可运动壁(即活塞)做功，在动力冲程中，该功转变为曲轴的旋转运动，该曲轴通过活塞杆而附接在活塞上。然后，在排气冲程中，由空气-燃料混合物的燃烧而形成的排气从燃烧室排出，然后开始新的循环。内燃机的不同燃烧室的循环彼此相互偏移。

随着对由内燃机的排气造成的环境污染的日益关注，需要降低内燃机的有害排放，同时保持或增加燃料中化学能转变为曲轴动能的效率，因此，需要减少燃料消耗。

用于减少排放的一种已知尝试是使得来自内燃机的排气歧管的一部分排气再循环，用于使得所述再循环排气在引入内燃机中之前与新鲜空气混合，即所谓的外部排气再循环。

用于减少排放的另一种已知尝试是对燃料进行预调节，以便提高可点火性。在US6305364中公开了这种系统，称为内部排气再循环。在′364中，由于在进气歧管中产生的低压，排气在排气冲程中在延长的进气阀和排气阀交叠期间吸入进气歧管内。根据'364，燃料必须在阀交叠期间喷射，从而必然使得燃料可能通过打开的排气口逸出。

发明内容

本发明的目的是消除目前已知内燃机的缺点和不足，该内燃机包括一组燃烧室，其中，在燃烧室中形成的一部分排气被推动进入进气歧管中并与燃料混合。本发明的主要目的是提供一种初始定义类型的改进内燃机，该内燃机由于具有更好的可点火性而产生更少的排放和消耗更少的燃料。

本发明的还一目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机有从一个循环到另一循环的更稳定点火。

本发明的另一目的是提供内部再循环排气的冷却，以便减少NO_x的产生和因此降低爆震(knocking)的危险。

本发明的另一目的是在用于燃烧的气体中使用缓冲气体(排气)，因为这导致更冷的燃烧、增加的抗爆震性、因此可能增加压缩比、以及更好的热效率。

根据本发明，至少主要目的通过本申请的内燃机和方法来实现。本发明还包括优选实施例。