[发明专利]分置循环发动机

说明书

分体循环内燃发动机，其包括容纳压缩活塞的压缩气缸；和容纳燃烧活塞的燃烧气缸；压缩气缸和燃烧气缸之间的跨接通道，其被布置为向燃烧气缸提供工作流体；控制器，其被布置为基于所接收的燃烧气缸中燃烧峰值温度的指示来确定燃烧气缸中燃烧峰值温度；冷却剂系统，其被配置为调节供应到燃烧气缸的工作流体的温度；其中，响应于确定燃烧峰值温度超过选定的阈值，控制器被配置为控制冷却剂系统以调节供应到燃烧气缸的工作流体的温度，使得燃烧气缸中的燃烧峰值温度小于所选的阈值。

技术领域

本发明涉及分置循环内燃发动机(Split Cycle Internal Combustion Engine)及其操作方法。

背景技术

常规的内燃发动机基于奥托和迪塞尔循环运行。这种循环与效率(进而性能)的提高以及NOx、颗粒物和二氧化碳排放的生成之间的基本的紧密关系相关联。随着对大气污染和全球变暖的担忧日益增加，有关此类排放的现代法规也越来越严格。从对这种发动机循环的回顾，可以看出，循环效率的提高导致温度升高，这反过来又导致对于该效率的NOx形成的增加以及对材料性能限制。为了减轻NOx的形成，已经提出有必要以排气的后处理的形式引入额外的设备复杂性。

对于奥托循环和迪塞尔循环两者，效率基于压缩结束时的压强。迪塞尔循环效率还取决于燃烧速率，因为转速和燃烧速率影响燃烧开始和结束之间的体积比。提高现代发动机的效率因此也受到实际材料的限制。这是因为与发动机相关联的峰值温度和压强可能会达到很高的水平。

NOx化合物的形成发生在空气燃料混合物的温度升高到2100K以上的区域。例如，这可能发生在局部的“热点”上，或者可能发生在更大的范围内，例如遍及整个发动机气缸。NOx化合物与人类呼吸系统健康问题相关，因此，此类化合物的生产以及这些化合物向大气中的排放会构成重大的健康风险。而且，这些化合物的形成是吸热的，因此对于将化学能最大化转化为功而言，它们固有地无用。

英国专利申请No.1622114.5、1706792.7和1709012.7公开了一种分置循环内燃发动机(Split Cycle Internal Combustion Engine)，其使用冷却剂喷射器用于低温流体(已经通过制冷过程冷凝成其液相的流体)。

发明内容

本发明的各方面如独立权利要求所述，而可选特征则如各从属权利要求所述。本发明的各方面可以被彼此结合地提供，并且一个方面的特征可以应用于其他方面。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式描述本公开的各方面，其中：

图1示出了示例性的分置循环内燃发动机装置的示意图。

图2示出了示例性的分置循环内燃发动机装置的示意图。

图3示出了用于示例性的分置循环内燃发动机运作的温度-熵线图。

图4示出了图3的温度-熵线图，并在曲线图上示出了恒定压强线。

图5示出了曲线图，该曲线图示出了基于当量比、起始温度和结束温度的示例性使用分置循环内燃发动机的场景。

图6示出了流程图，该流程图示出了分置循环内燃发动机的示例性运作方法。

图7示出了流程图，该流程图示出了分置循环内燃发动机的示例性运作方法。

图8示出了流程图，该流程图示出了分置循环内燃发动机的示例性运作方法。

图9示出了流程图，该流程图示出了分置循环内燃发动机的示例性运作方法。

图10示出了流程图，该流程图示出了分置循环内燃发动机的示例性运作方法。

图11示出了流程图，该流程图示出了分置循环内燃发动机的示例性运作方法。