[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(16)。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)设置成在催化转变器加热模式中操作，其中，各燃烧室(2)设置成在包括720度曲柄角度循环的四冲程操作中被驱动，该内燃机设置成：打开进气口(8)，该进气口(8)在90至180CAD的范围内开始打开，以及关闭进气口(8)，该进气口(8)在180至270CAD的范围内完全关闭；在动力冲程中打开排气口(10)，该排气口(10)在405至495CAD的范围内开始打开；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，其中，通过活塞(5)而迫使排气进入进气歧管(12)中；在进气歧管(12)中混合燃料和排气；以及关闭进气口(8)，该进气口(8)在700至720+20CAD的范围内完全关闭。

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，该功转变成曲轴的旋转运动，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成曲轴动能的效率，因此，需要减少燃料消耗。

当内燃机冷起动时，即，当废气排出装置的催化转变器没有加热和还没有达到它的工作温度时，催化转变器不能将有毒的排放物完全转变成毒性较小的物质。用于点火催化转变器的正常时间为大约5分钟，且内燃机总污染的大部分在加热过程中排放。

减少加热时间的一种已知方法是在催化转变器中使用电加热线圈或者使用布置在主催化转变器上游的较小催化转变器。这两种系统都需要昂贵的辅助设备。

发明内容

本发明的目的是消除目前已知的内燃机的缺点和不足，并提供一种改进的内燃机。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，该内燃机在冷起动过程中产生更少的有毒排放。

本发明的另一目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机有缩短的催化转变器加热时间。

本发明的另一目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机有减少的热损失。

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。