[发明专利]内燃发动机及操作这种发动机的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及内燃发动机，且更具体地涉及基于分循环原理工作的内燃发动机。

背景技术

分循环内燃发动机在本领域中是已知的，尽管它们还处于研发和实施的早期阶段。例如，转让给Scuderi Group的W003/008785涉及在分循环发动机中优化压缩冲程的旁支。Scuderi Group在该领域具有一批申请和专利，并且尽管其提到该原理适用于CI发动机，但他们的申请和专利无一涉及与分循环CI发动机相关的某些特定问题。本发明旨在解决现有技术中的至少一些不足之处。

发明内容

在第一方面，公开了一种操作内燃机的方法。所述方法包括：在第一气缸中形成进气冲程；在所述第一气缸中形成压缩冲程，从而获得从所述第一气缸释放的加压流体。所述方法还包括：冷却释放的流体；在第一时间段中将冷却的流体引入第二气缸；以及在第二时间段中将燃料喷入所述第二气缸，其中所述第一时间段和所述第二时间段至少部分重叠。

在第二方面，公开了一种内燃发动机，其包括构造成操作分循环的一对第一气缸和第二气缸，所述第一气缸构造成运行进气冲程和压缩冲程，所述一对气缸中的第二气缸构造成运行做功冲程和排气冲程。该发动机还包括通道，该通道流体地连接所述第一气缸和第二气缸，并构造成能够在所述第一气缸与所述第二气缸之间传送加压流体。冷却装置与该通道相关联。该发动机还包括阀装置，其控制所述加压流体在第一时间段中进入所述第二气缸；并且，燃料喷射装置构造成在第二时间段中将燃料喷入所述第二气缸中。控制装置构造成至少控制所述燃料喷射装置以使得所述第一时间段和所述第二时间段至少部分重叠。

在第三方面，公开了一种操作内燃机的方法，该方法包括：在第一气缸中形成进气冲程；在所述第一气缸中形成压缩冲程，从而获得加压流体；并且从所述第一气缸释放加压流体。所述方法还包括：冷却释放的流体；将冷却的流体引入第二气缸；以及将燃料喷入所述第二气缸以便与冷却的流体一起燃烧。

在第四方面，公开了一种操作内燃机的方法，该方法包括：在第一气缸中形成进气冲程；在所述第一气缸中形成压缩冲程，从而获得加压流体；以及从所述第一气缸释放加压流体。所述方法还包括：在第一时间段中将加压流体引入第二气缸；以及在第二时间段中将燃料喷入所述第二气缸，其中所述第一时间段和所述第二时间段至少部分重叠。

本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的用于分循环内燃机的一对气缸和相关系统的示意图；

图2是图1的发动机的一个实施例的截面示意图；

图3是图1的发动机的又一个实施例的截面示意图；以及

图4是图1的发动机的又一个实施例的截面示意图。

具体实施方式

现参照图1至4，示出了构造成以分循环过程操作的内燃发动机10的示例性实施例。发动机10可设置有至少一对第一气缸12和第二气缸14。在分循环过程中，一对第一气缸12和第二气缸14共同完成一个循环——诸如四冲程循环——的所有冲程。在分开(split)的四冲程循环中，第一气缸12运行进气冲程和压缩冲程，而该四冲程循环由运行做功冲程和排气冲程的第二气缸14完成。

第一气缸12和第二气缸14分别设置有第一活塞16和第二活塞18。第一气缸12和第二气缸14以及因此它们相应的活塞16、18可具有不同的直径以实现特定的理想压缩比。

第一气缸12可经由进气口20接收空气，并且如果希望的话，接收再循环的排气(EGR)。在第一活塞16的进气冲程期间，进气可由进气门装置22控制。

在压缩冲程期间，第一活塞16可加压第一气缸12中的一种或多种流体。传送通道24可将第一气缸12和第二气缸14流体连接且可构造成使得能够在第一气缸12与第二气缸14之间传送加压流体。第一气缸12与第二气缸14之间和/或通过传送通道24的流动可由一个或多个装置控制，例如释放端口27和相关的释放阀装置28、和/或进入端口29和相关的进入阀装置30。如果需要的话，可采用另外的阀。传送通道24可包括冷却装置32。冷却装置32可与传送通道24相联，以冷却流经传送通道24的加压流体。在某些实施例中，冷却装置32可包括穿流式冷却器，以使得流经传送通道24的加压流体穿流通过冷却器本身。在某些实施例中，冷却装置32可为套式冷却器并从而间接冷却加压流体。在一个实施例中，冷却装置构造成将通过传送通道的流冷却约40-60°K。