具有扩大的气门开度的双燃料发动机制造技术

本发明专利技术涉及具有扩大的气门开度的双燃料发动机。公开了一种运行具有燃烧室和与该燃烧室相关联的至少一个气门的双燃料发动机的方法。该方法可包括在双燃料发动机的做功冲程期间使至少一个气门从流动阻塞位置移动到流动通过位置，以及将气态燃料喷射到燃烧室内。该方法还可包括在双燃料发动机的压缩冲程的至少一部分期间在气态燃料的喷射结束之后选择性地将至少一个气门保持在流动阻塞位置与流动通过位置之间，并且在压缩冲程期间释放至少一个气门并允许该至少一个气门移动到流动阻塞位置。该方法还可包括将液态燃料喷射到燃烧室内以点燃气态燃料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双燃料发动机，更具体地涉及一种具有扩大的气门开度的双燃料发动机。
技术介绍
由于不断上升的液态燃料(例如柴油)成本和对排气排放越来越多的约束，发动机制造商开发了双燃料发动机。一种示例性的双燃料发动机提供低成本的气态燃料(例如天然气)经发动机气缸的进气口的喷射。气态燃料与经相同的进气口进入的清洁空气一起被引入并与在每个燃烧循环期间单独喷射的液态燃料一起被点燃。由于低成本的燃料与液态燃料一起使用，所以提高了成本效率。此外，气态和液态燃料混合物的燃烧可使受调控的排放物减少。通常，双燃料发动机与常规的单燃料发动机相比需要较低的压缩压力来点燃喷射的燃料。亦即，各气缸内点火之前的压力在双燃料应用中可以较低。如果压缩压力过高，则点火会过早发生，从而导致较低的效率以及较高的燃烧室压力和温度。较高的压力和温度会导致发动机损坏和/或降低发动机的性能。一种降低发动机气缸内的压缩压力的方式是改变发动机气缸的几何压缩比(例如，在活塞冲程期间气缸中的最大容积与气缸中的最小容积之比)。然而，该方案会是昂贵的并且需要大量的修理时间。另一种降低发动机气缸内的压缩压力的方式是在活塞的压缩冲程期间扩大与发动机的气缸相关的一个或多个气门的开度。扩大发动机气门开度的系统的一个示例在2007年2月20日授予Chang的美国专利N0.7，178，491中公开。特别地，’ 491专利公开了一种具有配备了发动机气门和气门致动系统的发动机的系统。在压缩冲程期间发动机气门在阻塞流体流动的关闭位置与允许流体流动的打开位置之间移动。当在压缩冲程期间曲轴经过上死点(TDC)位置约170°且发动机气门至少部分地打开时，液压流体被提供给气门致动系统的腔室以操作性地接合发动机气门并防止发动机气门移动到关闭位置。在曲轴进一步旋转约30°之后，液压流体从气门致动系统的腔室被释放，并且允许发动机气门移动到关闭位置。通过扩大发动机气门开度，可降低发动机气缸内的压力，从而在一些应用中带来提高的发动机性能。尽管’ 491专利的系统可适合于一些应用，但它仍可能不是最佳的。例如，’491专利的发动机气门可能保持打开过长时间。此外，’491专利的发动机气门可能保持在流动面积过大的位置，从而可能允许过多流体通过发动机气门。在双燃料应用中，如果发动机气门保持打开过长时间或过多流体被允许从发动机气门通过，则大量气态燃料会经发动机气门泄漏并过早排出。在这些状况下，泄漏的气态燃料无助于燃烧过程，从而导致不良的燃料效率和昂贵的燃料加注损失。所公开的发动机旨在克服上述问题中的一个或多个问题和/或现有技术的其它冋题。
技术实现思路
在一方面，本专利技术涉及一种运行具有燃烧室和与该燃烧室相关的至少一个气门的双燃料发动机的方法。该方法可包括在双燃料发动机的做功冲程期间使至少一个气门从流动阻塞位置移动到流动通过位置，以及将气态燃料喷射到燃烧室内。该方法还可包括在双燃料发动机的压缩冲程的至少一部分期间在气态燃料的喷射结束之后选择性地将至少一个气门保持在流动阻塞位置与流动通过位置之间，并且在压缩冲程期间释放至少一个气门并允许该至少一个气门移动到流动阻塞位置。该方法还可包括在压缩冲程期间在至少一个气门处于流动阻塞位置之后将液态燃料喷射到燃烧室内以点燃气态燃料。在另一方面，本专利技术涉及一种用于双燃料发动机的气门致动系统。该气门致动系统可包括可在流动阻塞位置与流动通过位置之间移动的至少一个气门。该气门致动系统还可包括与至少一个气门操作性地连接的气门致动器。该气门致动器可构造成在做功冲程期间使至少一个气门从流动阻塞位置移动到流动通过位置。该气门致动器还可构造成在压缩冲程期间使至少一个气门朝流动阻塞位置移动，并且在压缩冲程期间在气态燃料的喷射结束之后选择性地将至少一个气门保持在流动阻塞位置与流动通过位置之间。该气门致动器还可构造成在压缩冲程期间在液态燃料的喷射开始之前使至少一个气门移动到流动阻塞位置。在又一方面，本专利技术涉及一种发动机。该发动机可包括至少部分限定出气缸的发动机缸体和可旋转地配置在发动机缸体内的曲轴。该发动机还可包括与气缸相关的气缸盖、定位成在气缸内往复运动的活塞以及至少部分地由气缸、气缸盖和活塞限定出的燃烧室。该发动机还可包括构造成将气态燃料喷射到燃烧室内的气态燃料喷射器和构造成将液态燃料喷射到燃烧室内的液态燃料喷射器。该发动机还可包括可在流动阻塞位置与流动通过位置之间移动的至少一个气门、和与该至少一个气门操作性地连接的气门致动器。该气门致动器可构造成在活塞的做功冲程期间使至少一个气门从流动阻塞位置移动到流动通过位置。该气门致动器还可构造成在活塞的压缩冲程期间使至少一个气门朝流动阻塞位置移动，并且在压缩冲程期间在气态燃料的喷射结束之后选择性地将至少一个气门保持在流动阻塞位置与流动通过位置之间。该气门致动器还可构造成在压缩冲程期间在液态燃料的喷射开始之前使至少一个气门移动到流动阻塞位置。【附图说明】图1是配备了示例性公开的气门致动系统的发动机的截面图；图2是由图1的气门致动系统执行的示例性操作的曲线图；以及图3是由图1的气门致动系统执行的另一示例性操作的曲线图。【具体实施方式】图1示出了示例性内燃发动机10。发动机10被示出和描述为二冲程双燃料发动机。发动机10可包括至少部分地限定出多个气缸16 (仅示出一个)的发动机缸体12，每个气缸都具有相关的气缸盖20。气缸衬套18可配置在各发动机气缸16内，并且气缸盖20可封闭衬套18的一端。活塞26可以可滑动地配置在各气缸衬套18内。各气缸衬套18、气缸盖20和活塞26可共同限定出从安装在发动机10上的燃料系统14接收燃料的燃烧室22。设想到，发动机10可包括任意数量的具有对应的燃烧室22的发动机气缸16。在发动机气缸衬套18内，活塞26可构造成在下死点(BDC)或最下部位置与上死点(TDC)或最上部位置之间往复运动。特别地，动力组件24可以是包括与杆28枢转连接的活塞26的组件，所述杆又可与曲轴30枢转连接。发动机10的曲轴30可以可旋转地配置在发动机缸体12内并且各活塞26通过杆28与曲轴30联接，使得各活塞26在衬套18内的滑动运动引起曲轴30的旋转。类似地，曲轴30的转动可以引起活塞26的滑动运动。当曲轴30旋转约180度时，活塞26和连杆28可在BDC与TDC之间移动通过一个完整的冲程。作为二冲程发动机的发动机10可具有包括做功/排气/进气冲程(TDC至BDC)和进气/压缩冲程(BDC至TDC)的完整循环。在上述做功/排气/进气冲程的最终阶段，空气可经由位于气缸衬套18的侧壁内的一个或多个换气口(例如，进气口)32被吸入燃烧室22内。特别地，随着活塞26在衬套18内向下移动，最终将到达这样的位置，即在该位置进气口 32不再被活塞26阻塞而是与燃烧室22流体连通。当进气口 32与燃烧室22流体连通并且进气口 32处的空气压力大于燃烧室22内的压力时，空气将经进气口 32进入燃烧室22内。在一些实施例中，气态燃料(例如，甲烷或天然气)可经由气态燃料喷射器38被引入燃烧室22内(例如，径向喷射)。气态燃料喷射器38可构造成在进气口 32由于活塞26的移动而开启之后经对应的进气口32将气态燃料径向喷射到燃烧室22内。来自气态燃料喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行具有燃烧室和与所述燃烧室相关的至少一个气门的双燃料发动机的方法，所述方法包括：在所述发动机的做功冲程期间使所述至少一个气门从流动阻塞位置移动到流动通过位置；将气态燃料喷射到所述燃烧室内；在所述发动机的压缩冲程的至少一部分期间在所述气态燃料的喷射结束之后选择性地保持所述至少一个气门处于所述流动阻塞位置与所述流动通过位置之间；在所述压缩冲程期间释放所述至少一个气门并允许所述至少一个气门移动到所述流动阻塞位置；以及在所述压缩冲程期间在所述至少一个气门处于所述流动阻塞位置之后将液态燃料喷射到所述燃烧室内以点燃所述气态燃料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·班德亚帕德耶，V·库马尔，
申请(专利权)人：易安迪机车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US