【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及内燃发动机系统。本公开可以适用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和施工设备以及其他车辆类型。尽管可以关于卡车描述本公开，但是本公开不限于任何特定车辆。内燃发动机系统例如可适用于由内燃发动机推进的其他类型的车辆，诸如汽车和其他轻载和轻型车辆等。此外，内燃发动机系统的内燃发动机通常可以是以氢基燃料操作的内燃发动机。
技术介绍
1、为了减少负面气候影响，人们对减少化石燃料的使用越来越感兴趣。举例来说，当设计和选择合适的内燃发动机(ice)系统及其发动机部件时，排气的减少、发动机效率的提高(即燃料消耗的降低)以及发动机噪音水平的降低是变得更加重要的一些标准。此外，在诸如卡车的重型车辆领域，有许多现行的环境法规对车辆制定了具体要求，例如有关排气污染最大允许量的限制。
2、一种可能性是使用以无化石方式生产的氢气作为内燃发动机的燃料，而不是使用例如基于化石的柴油。如果只是简单地供给氢气而不是柴油，大量常规的现有柴油发动机无法正常操作；这些发动机必须经过改造才能使用氢燃料。然而，为了使现有柴油发动机的这种改造在经济上可行，改造必须不太复杂和昂贵。us 2132223a、us 2096327a、us4016839a、us 4399778a和us 9441573b1中公开了带有活塞和活塞环的各种ice系统的示例。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供了一种用于车辆的内燃发动机（ice）系统。所述ice系统包括可以燃料进行操作的二冲程ice。所述ice具有带有气缸壁的至少
2、本公开的第一方面可以寻求提供一种改进的二冲程ice系统，以实现更可靠和稳定的燃料燃烧。具体而言，本公开可以寻求提供一种允许燃料（诸如氢基燃料）更稳定燃烧的ice系统。技术益处可以包括更有效地将排气从燃烧室转移到排气系统，因为允许窜气通过排气口逸出，从而降低窜气进入曲轴箱容积的风险。更具体地，将至少一个压缩环布置在活塞的轴向下部部分处用于限制位于至少一个压缩环上方的压力向下传递到曲轴箱的曲轴箱容积部分中。轴向上部部分处的压缩环与轴向下部部分处的至少一个压缩环相组合的布置用于引导已经通过轴向上部部分处的压缩环的气体通过排气口，同时当轴向上部部分处的压缩环位于排气口上方时，防止或至少减少气体通过排气口返回到燃烧室。通过活塞在气缸中的布置，可以降低烟灰和油颗粒混入燃烧过程的风险。
3、通过将气缸的相应的进气口和排气口布置在不同的位置，对应的活塞将在活塞处于其上止点时在进气口和排气口之间提供阻塞作用，使得气缸的热部分（排气口和气缸壁/衬套）将与可燃气体（通常对应于空气/燃料混合物）完全分开。
4、因此，所提出的ice系统能够实现长度扫气系统，所述长度扫气系统将气缸的热排气端与存在可燃物的冷进气端分开。因此，采用所提出的ice系统可以大幅降低爆震风险。为此，所提出的ice系统用于抑制燃料（诸如气态燃料，例如氢基燃料）的爆震和/或自燃趋势。
5、此外，所提出的二冲程ice（有利地以氢或任何其他气态燃料进行操作）由于两倍的点火频率而提供了增加的bmep潜能。具体而言，与四冲程ice相比，二冲程循环能够使ice在保持功率密度的情况下以更高的λ值操作。
6、“二冲程操作”或“二冲程模式”是指内燃发动机的一个循环，其中活塞在曲轴仅旋转一圈期间在tdc和bdc之间移动两个冲程（向上移动和向下移动），以便完成一个完整的工作循环。通常，当内燃发动机以一般的二冲程操作进行操作时，其操作对应于曲轴每转一圈重复的发动机操作。
7、燃料可以是气态燃料、液体燃料或它们的组合，例如具有第一燃料和第二燃料的双燃料。
8、窜气通常可能含有可燃燃料以及排气残留物。
9、通过将排气口轴向地布置在远离至少一个气缸的顶端的位置，允许至少一个进气口和排气口通过活塞流体分开，当活塞位于气缸的上部部分中时，至少一个进气口和排气口位于不同的位置并且通过活塞顶端流体分开。具体而言，当活塞处于其上止点时，至少一个进气口和排气口位于不同的位置并且通过活塞顶端流体分开。因此，燃烧室和排气口之间的流体连通通过活塞的位置（通常对应于活塞沿着轴向方向的轴向位置）控制。
10、通常，曲轴箱容积部分可以轴向地布置在排气口的下方。此外，或替代地，曲轴箱容积可以轴向地布置在活塞的bdc下方。
11、在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，可选地，轴向下部部分的至少一个压缩环和轴向上部部分的多个压缩环中的压缩环布置在活塞上以提供中间环岸，在所述中间环岸处，窜气可被捕获并通过排气口排出。中间环岸的技术益处可以是在通过排气口排出窜气方面提供改进的扫气过程。换句话说，中间环岸还有助于引导已经通过轴向上部部分处的压缩环的气体通过排气口，同时当轴向上部部分处的压缩环位于排气口上方时，防止或至少减少气体通过排气口返回到燃烧室。
12、在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，可选地，轴向下部部分的至少一个压缩环可以布置在活塞上，使得至少一个压缩环的位置在活塞的tdc处轴向地位于排气口的下方。因此，轴向下部部分的至少一个压缩环可以布置在活塞上，使得至少一个压缩环的位置永远不会在活塞的tdc处位于排气口的下端的上方。
13、在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，可选地，轴向上部部分的多个压缩环可以布置在活塞上，使得多个压缩环的位置在活塞的bdc处轴向地位于排气口的下方。这种布置进一步有助于将任何曲轴箱气体和润滑油与燃烧气体和窜气分开。
14、在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，可选地，轴向上部部分的多个压缩环包括至少两个压缩环。技术益处可以包括燃烧过程期间燃烧室和排气口之间的密封性得到改善。
15、在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，可选地，活塞的轴向下部部分包括控油环，所述控油环轴向地布置在活塞的轴向下部部分处的至少一个压缩环的下方。控油环被配置为在活塞沿着气缸壁的移动期间分配油。技术益处可以包括在气缸壁的下部部分处（即排气口的位置下方）本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于车辆(1)的氢火花点火式内燃发动机(ICE)系统(10)，所述ICE系统包括：
2.根据权利要求1所述的ICE系统，其中所述轴向下部部分的所述至少一个压缩环和所述轴向上部部分的所述多个压缩环中的压缩环布置在所述活塞上以提供中间环岸(79)，在所述中间环岸处，窜气能够被捕获并通过所述排气口排出。
3.根据权利要求1或2所述的ICE系统，其中所述轴向下部部分的所述至少一个压缩环(78)布置在所述活塞上，使得所述至少一个压缩环(78)的位置在所述活塞的所述TDC处轴向地位于所述排气口的下方。
4.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中所述轴向上部部分的所述多个压缩环布置在所述活塞上，使得所述多个压缩环的位置在所述活塞的所述BDC处轴向地位于所述排气口的下方。
5.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中所述轴向上部部分的所述多个压缩环包括至少两个压缩环。
6.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中所述活塞的所述轴向下部部分包括控油环(76)，所述控油环轴向地布置在所述活塞的所述轴向下部部分处的
7.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中所述至少一个压缩环和所述多个压缩环中的所述压缩环中的任一个由均匀的矩形横截面或锥形横截面限定。
8.根据前述权利要求1至6中任一项所述的ICE系统，其中所述轴向下部部分的所述至少一个压缩环是纳皮尔型压缩环。
9.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中所述ICE系统包括用于喷射燃料的喷射器装置，所述喷射器装置布置在所述燃烧室中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中通过所述至少一个进气口的进气流能够由进气控制阀(37)控制。
11.根据前述权利要求中任一项所述的ICE系统，其中所述至少一个气缸为第一气缸，并且所述活塞为第一活塞，并且所述ICE还具有第二气缸，所述第二气缸与所述第一气缸形成一对气缸，所述第二气缸容纳能够在下止点和上止点之间操作的对应的往复式第二活塞(41)，并且还与所述第二活塞的顶端(43)至少部分地限定第二燃烧室(42)，其中所述第二气缸还包括布置在所述第二燃烧室中的对应的点火源(44)、布置在所述第二气缸的顶端(46)处并与所述第二燃烧室流体连通的至少一个对应的进气口(45)并且还包括对应的排气口(48)，所述对应的排气口轴向地布置在远离所述第二气缸的所述顶端的位置，从而允许所述至少一个对应的进气口和所述对应的排气口通过所述第二活塞流体分开。
12.根据权利要求11所述的ICE系统，其中所述第一气缸和所述第二气缸彼此分开180度的曲柄角。
13.根据权利要求11或12所述的ICE系统，其还包括进气管道(22)，所述进气管道具有正排量装置(23)，所述正排量装置被配置为接收进气并将其供给到所述一对气缸，所述正排量装置还布置在所述进气管道中以将所述进气管道的上游进气道(24)与下游集气室(25)分开，所述下游集气室与所述一对气缸中的所述第一气缸和所述第二气缸中的每一个流体连通。
14.根据权利要求13所述的ICE系统，其中所述第一气缸的所述进气控制阀能够与所述第一活塞的移动相关联地控制并且所述第二气缸的所述进气控制阀能够与所述第二活塞的移动相关联地控制，使得在所述ICE的曲轴旋转期间，相应的燃烧室和所述下游集气室之间的流体连通被选择性地打开和关闭。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的ICE系统，其中所述ICE系统包括用于所述一对气缸的公共曲轴箱壳体(65)，或者，所述ICE系统包括多组成对气缸并且所述ICE系统包括用于所述ICE的所有气缸的公共曲轴箱壳体。
16.一种车辆，其包括根据权利要求1至15中任一项所述的内燃发动机系统。
...【技术特征摘要】
1.一种用于车辆(1)的氢火花点火式内燃发动机(ice)系统(10)，所述ice系统包括：
2.根据权利要求1所述的ice系统，其中所述轴向下部部分的所述至少一个压缩环和所述轴向上部部分的所述多个压缩环中的压缩环布置在所述活塞上以提供中间环岸(79)，在所述中间环岸处，窜气能够被捕获并通过所述排气口排出。
3.根据权利要求1或2所述的ice系统，其中所述轴向下部部分的所述至少一个压缩环(78)布置在所述活塞上，使得所述至少一个压缩环(78)的位置在所述活塞的所述tdc处轴向地位于所述排气口的下方。
4.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中所述轴向上部部分的所述多个压缩环布置在所述活塞上，使得所述多个压缩环的位置在所述活塞的所述bdc处轴向地位于所述排气口的下方。
5.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中所述轴向上部部分的所述多个压缩环包括至少两个压缩环。
6.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中所述活塞的所述轴向下部部分包括控油环(76)，所述控油环轴向地布置在所述活塞的所述轴向下部部分处的所述至少一个压缩环的下方。
7.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中所述至少一个压缩环和所述多个压缩环中的所述压缩环中的任一个由均匀的矩形横截面或锥形横截面限定。
8.根据前述权利要求1至6中任一项所述的ice系统，其中所述轴向下部部分的所述至少一个压缩环是纳皮尔型压缩环。
9.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中所述ice系统包括用于喷射燃料的喷射器装置，所述喷射器装置布置在所述燃烧室中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中通过所述至少一个进气口的进气流能够由进气控制阀(37)控制。
11.根据前述权利要求中任一项所述的ice系统，其中所述至少一个气...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·拉尔森，弗雷德里克·拉姆，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：
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