在高温混合控制发动机中停缸的系统和方法与流程

本公开涉及用于控制内燃机的方法和装置，该内燃机能够在直喷、压缩点火、高温发动机中使用多种非传统燃料。

背景技术：

1、包括环境保护局(epa)在内的机构严格监管内燃机污染物标准。虽然发动机配备有后处理系统以处理标准污染物(例如三元催化转化器、选择性催化还原系统等)以降低一氧化碳(co)、碳氢化合物(hc)和氮氧化物(nox)的水平，发动机的操作方式会影响“发动机排放”，即发动机本身和后处理系统之前的排放水平。发动机废气排放水平可能受到诸如发动机空燃比、峰值燃烧温度和废气稀释等因素的影响。因此，对于发动机而言，对诸如空燃比、热管理和废气利用率等因素进行精确控制对于污染物管理非常重要。

技术实现思路

1、本文描述的实施例涉及压燃式发动机中停缸的系统和方法。本文所述的发动机可以包括n个气缸，其中n是至少为2的整数，每个气缸包括内表面、设置并配置为在所述n个气缸中的每个气缸中移动的活塞、进气口、排气口和燃料喷射器。活塞和所述内表面限定了燃烧室。一种操作压燃式发动机的方法包括将燃料喷射到每个燃烧室中，燃烧压燃式发动机中的基本上所有燃料，监测压燃式发动机的发动机负荷，以及在负荷降低到小于(n-1)/n×fl时停用所述n个气缸中的一个气缸，其中fl是给定发动机速度下的全负荷。在一些实施例中，燃料可以相对于进入每个燃烧室的进气量满足化学计量条件。在一些实施例中，相对于进入每个燃烧室的进气量，空燃比可以是稀的。在一些实施例中，该方法还可以包括将一部分排气从排气口经由进气口再循环回燃烧室。在一些实施例中，压燃式发动机可以包括三元催化转化器，并且三元催化转化器可以减少co、hc和nox的排放。在一些实施例中，停用气缸可包括关闭气缸的进气门、关闭气缸的排气门和/或停用与气缸流体联接的燃料喷射器。

技术特征：

1.一种操作压燃式发动机的方法，所述压燃式发动机包括n个气缸，n是至少为2的整数，所述n个气缸中的每个气缸具有内表面、设置并配置为在所述n个气缸中的每个气缸中移动的活塞、进气口、排气口和燃料喷射器，所述活塞和所述内表面限定燃烧室，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述n个气缸中的每个还包括进气门和排气门，所述进气门被配置为允许和/或阻止流体流过所述进气口，所述排气门被配置为允许和/或阻止流体流过排气口。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述压燃式发动机还包括三元催化转化器，所述三元催化转化器被配置为减少co、碳氢化合物和nox的排放。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中，停用所述气缸包括以下中的至少一项：关闭所述气缸的进气门、关闭所述气缸的排气门或停用与所述气缸流体联接的燃料喷射器。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其中，所述停用是通过停缸(cda)系统进行的，所述cda系统包括cda硬件和与所述进气门、所述排气门和所述燃料喷射器通信和/或接触的cda控制模块。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述燃料相对于进入每个燃烧室的进气量满足化学计量条件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述空燃比相对于进入每个燃烧室的进气量是稀的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，n是至少3，并且所述气缸是第一气缸，所述方法还包括：

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述压燃式发动机还包括增压装置，所述方法还包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述增压装置包括涡轮增压器、机械增压器和/或涡轮复合装置。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述燃料的十六烷值小于约40。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述燃料具有至少约100的辛烷值。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述燃料每分子具有不大于约3个碳原子。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述燃料包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、汽油/乙醇混合物、汽油/甲醇混合物、乙醇/甲醇混合物，变性醇、含水醇、二甲醚、氨、氢、丙烷或天然气中的至少一种。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述停用响应于所述压燃式发动机中的所述气缸在规定负荷范围之外操作而增加每个气缸的发动机负荷。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述停用在所述燃烧室中保持基本化学计量比。

21.一种操作压燃式发动机的方法，所述压燃式发动机包括多个气缸，所述多个气缸中的每个气缸具有内表面、设置并配置为在所述发动机气缸中移动的活塞、进气口、排气口和燃料喷射器，所述活塞、所述内表面、所述进气口和所述排气口限定燃烧室，所述方法包括：

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述多个气缸中的每个还包括进气门和排气门，所述进气门被配置为允许和/或阻止流体流过所述进气口，所述排气门被配置为允许和/或阻止流体流过所述排气口。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，停用所述气缸包括以下中的至少一项：关闭所述气缸的进气门、关闭所述气缸的排气门或停用与所述气缸流体联接的燃料喷射器。

24.根据权利要求21-23中任一项所述的方法，其中，所述燃料相对于进入每个燃烧室的进气量满足化学计量条件。

25.根据权利要求21-24中任一项所述的方法，还包括：

26.根据权利要求21-25中任一项所述的方法，其中，所述预定负荷值被计算为(n-d)/n×fl，其中n是所述压燃式发动机中的气缸数量，d是停用的气缸数量并且fl是给定发动机速度下的全负荷。

27.根据权利要求21-26中任一项所述的方法，还包括：

28.根据权利要求21-27中任一项所述的方法，其中，所述压燃式发动机还包括增压装置，所述方法还包括：

29.根据权利要求21-28中任一项所述的方法，其中，所述燃料具有小于约40的十六烷值。

30.根据权利要求21-29中任一项所述的方法，其中，所述燃料具有至少约100的辛烷值。

31.根据权利要求21-30中任一项所述的方法，其中，所述燃料每分子具有不大于约3个碳原子。

32.根据权利要求21-31中任一项所述的方法，其中，所述燃料包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、汽油/乙醇混合物、汽油/甲醇混合物、甲醇/乙醇混合物，变性醇、含水醇、二甲醚、氨、氢、丙烷或天然气中的至少一种。

33.一种压燃式发动机，包括：

34.根据权利要求33所述的压燃式发动机，其中，每个气缸还包括：

35.根据权利要求33或34所述的压燃式发动机，其中，所述燃料喷射器包括闭环控制的燃料喷射器，所述压燃式发动机还包括三元催化转化器，

36.根据权利要求33-35中任一项所述的压燃式发动机，其中，所述ecu被配置为向每个所述气缸输送化学计量量的燃料。

37.根据权利要求33-36中任一项所述的压燃式发动机，还包括：

38.根据权利要求33-37中任一项所述的压燃式发动机，其中，所述燃料喷射器包括闭环控制的燃料喷射器，所述压燃式发动机还包括egr路径，

39.根据权利要求33-38中任一项所述的压燃式发动机，其中，n为至少3，d为至少2。

40.根据权利要求33-39中任一项所述的压燃式发动机，其中，n为至少4，d为至少3。

41.根据权利要求33-40中任一项所述的压燃式发动机，还包括流体联接到所述进气口的进气歧管和增压装置，所述增压装置被配置为增加所述进气歧管中的压力。

42.根据权利要求33-41中任一项所述的压燃式发动机，其中，所述增压装置包括涡轮增压器、机械增压器和/或涡轮复合装置。

43.根据权利要求33-42中任一项所述的压燃式发动机，其中，所述cda控制模块基于油门踏板的位置而操作。

技术总结
本文描述的实施例涉及压燃式发动机中停缸的系统和方法。本文所述的发动机可以包括N个气缸，其中N是至少为2的整数，每个气缸包括内表面、设置并配置为在N个气缸中的每个气缸中移动的活塞、进气口、排气口和燃料喷射器。活塞和内表面限定了燃烧室。操作压燃式发动机的方法包括将燃料喷射到每个燃烧室中，燃烧压燃式发动机中的基本上所有燃料，监测压燃式发动机的负荷，以及在负荷降低到小于(N‑1)/N×FL时停用N个气缸中的一个气缸，其中FL是给定发动机速度下的全负荷。

技术研发人员：J·布鲁姆雷特,B·约翰逊,R·尚茨,M·维塔尔
受保护的技术使用者：清焰发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12