[发明专利]自适应的任意燃料的无凸轮往复式发动机

说明书

一种自适应的任意燃料往复式发动机使用高速光学传感器与实时控制回路的传感器反馈集成，来在发动机负荷和燃料的范围内自适应地管理电子驱动方案。发动机使用一个或多个光学传感器来经由光谱技术收集特定类型的气体特性数据，以自适应地控制发动机内的各种部件。

【相关申请的交叉引用】

本申请要求2018年2月3日提交的美国临时专利申请编号62/625986的优先权和权益，此处以引用的方式将该申请全文并入。

【关于政府赞助的研究或开发的声明】

不适用

【受版权保护的材料注意事项】

根据美国和其他国家的版权法，本专利文献中的部分材料可能受版权保护。版权所有人不反对任何人传真复制专利文献或专利公开，就如在美国专利商标局公开可用的文件或记录中出现的那样，但无论怎样都在其他方面保留所有版权。因此，版权所有人不放弃其任何使该专利文献保持保密的权利，包括但不限于其依据37 C.F.R.§1.14的权利。

【技术领域】

本公开的技术总体涉及往复式发动机，更具体地涉及使用传感器反馈的自适应的任意燃料发动机(any-fuel engine)。

【背景技术】

传统的往复式发动机通常将固定的参数用于发动机功能，诸如各种发动机部件的正时、持续时间以及相位。这些固定参数导致高低发动机负荷之间的最佳进气和排气正时的折衷。

无凸轮发动机的特征是去除机械凸轮轴，从而通过控制进气和排气的提升阀(poppet valve)的电磁或液压驱动来实现可变气门正时(VVT)。由于凸轮轴通常每个气门仅具有一个凸角(lobe)，因此常规的气门驱动涉及固定的持续时间、升程以及总的轮廓循环。常规无凸轮发动机的电动气门使用燃料运行，并且几乎没有能力适应新燃料。虽然可以调节它们，但它们在没有实时反馈的情况下通常不能自适应。

【发明内容】

本说明书的一个方面是一种自适应的任意燃料往复式发动机，该往复式发动机使用高速光学传感器与实时控制回路的传感器反馈集成，来在发动机负荷和燃料的范围内自适应地管理电子驱动方案。

在一个实施方式中，利用一个或多个激光器来在微秒至毫秒内经由光谱技术(例如，吸收)收集特定类型的气体特性数据(例如，燃烧期间的温度、种类浓度等)，并且在微秒至毫秒内将信息发送至自适应控制器。自适应控制器使用该信息来在微秒至毫秒内控制(例如，修改)用于特定电子控制机械装置(例如，进气门、排气门、火花塞、燃料喷射器、用于活塞压缩的齿轮箱等)的操作的正时、相位以及持续时间。自适应控制器还使用该信息来在微秒至毫秒内控制(例如，修改)这些装置的时间特性(例如，正时、持续时间、排序、深度)。激光光谱传感器然后可以读取该修改的影响，并且向自适应控制器提供快速反馈，以连续地适应发动机输出、燃料输入、排放以及发动机负荷变化。

在另一个实施方式中，在无凸轮发动机中实施使用高速光学传感器的闭合控制反馈回路，该无凸轮发动机“自适应”于“任意燃料”，如本文所述。

在说明书的以下部分中将公布此处描述的技术的另外方面，其中，详细描述是为了完全公开本技术的优选实施方式而不对其施加限制的目的。

【附图说明】

此处描述的技术将参考仅用于例示性目的的附图来更充分地理解：

图1示出了根据本技术的实施方式的具有所识别的传感器和关键控制回路的无凸轮发动机的单缸横截面的示意图。

图2是用于操作图1的发动机的控制过程的示意流程图。

图3是示出脉冲爆震期间的温度、CO、CO₂以及H₂O的时间分辨(～10kHz)激光吸收测量的图。