低反應性壓縮點火對置活塞發動機的制作方法
【專利摘要】使用低反應性燃料作為點火介質的壓縮點火對置活塞發動機管理發動機的燃燒室內捕集的溫度和捕集的燃燒殘余物以及到發動機的燃燒室中的燃料噴射，并且控制發動機的壓縮比，以便實現排放的減少以及改善的燃料消耗效率。
【專利說明】低反應性壓縮點火對置活塞發動機
[0001 ]優先權
[0002]
【申請人】要求于2014年2月12日提交的美國臨時專利申請61/939，170的優先權用于本國際申請。
技術領域
[0003]本領域涉及二沖程循環對置活塞發動機。更具體地，本申請涉及低反應性壓縮點火(LRCI)對置活塞發動機。
【背景技術】
[0004]用于車輛的壓縮點火發動機是內燃發動機，在內燃發動機中，隨著空氣被壓縮，壓縮空氣的熱量點燃被噴射到空氣中并且與空氣混合的燃料。二沖程循環發動機是以曲軸的單個完整旋轉和連接到曲軸的活塞的兩個沖程完成動力循環的一種壓縮點火發動機。對置活塞發動機是其中兩個活塞反相布置在汽缸的腔中用于在相對的方向上往復運動的二沖程循環壓縮點火內燃發動機。汽缸具有位于接近汽缸的相應端部的縱向隔開的進口和排氣口。對置活塞中的每一個控制端口中的一個，隨著活塞移動到下止點(BC)方位打開端口并且隨著活塞從BC朝向上止點(BC)方位移動關閉端口。端口中的一個提供燃燒產物離開腔的通路，另一個端口用來準許增壓空氣進入腔。這些端口分別被稱作“排氣” 口和“進氣” 口。在單流掃氣的對置活塞發動機中，隨著排氣流出其排氣口，增壓空氣通過其進氣口進入汽缸，因此氣體在單一方向(“單流”)上(從進氣口到排氣口)流過汽缸。
[0005]空氣和排氣產物經由空氣處理系統流過汽缸。燃料從燃料輸送系統通過噴射來輸送。隨著發動機循環，響應于發動機工況，控制機械化通過操作空氣處理系統和燃料輸送系統來管控燃燒。空氣處理系統可以配備有排氣再循環系統以減少由燃燒產生的不希望的化合物。
[0006]連續驅動以減少內燃發動機的排放和燃料消耗推進用于現有發動機類型的新燃燒狀態(regime)的探索。已經在四沖程內燃發動機中試驗了低反應性燃料(諸如汽油)的自動點火。與使用高反應性燃料(諸如柴油)的內燃壓縮點火發動機相比，當低反應性燃料被用于不帶有用于點燃燃料的火花塞的壓縮點火發動機時，能夠實現較低的NOx和減少的微粒物(“PM”)后處理。
[0007]如果低反應性燃料被用于二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機時，則可以實現排放的甚至進一步減少以及改善的燃料消耗效率。對置活塞發動機的表面積與體積比的固有優點提供較低的燃料消耗同時減少排放而無需昂貴的后處理。因此，可期望的目標是配備以低反應性燃料(諸如汽油)來操作的二沖程壓縮點火對置活塞發動機，該低反應性燃料在變化的發動機工況下自動點火而無需點火輔助。
【發明內容】
[0008]使用自動點火低反應性燃料的壓縮點火對置活塞發動機管理在發動機的燃燒室內捕集的溫度和捕集的燃燒殘余物，從而確保燃料點火正時以避免在低負荷失火和在高負荷下預點火(爆震)。
[0009]在一些方面，低反應性壓縮點火(LRCI)二沖程循環對置活塞發動機包括用于每個汽缸的多點燃料噴射。在一些特別的方面，一對相對的噴射器被操作以將相對噴霧形式的燃料噴射到燃燒室中，以便抵消噴霧動量并且降低燃料對汽缸腔的壁的沖擊，這減少了汽缸腔上的焦化和殘余物沉積。
【附圖說明】
[0010]下述附圖意在說明在以下描述中所討論的原理和示例。它們不一定按比例繪制。
[0011]圖1是被構造用于壓縮點火的現有技術的二沖程循環對置活塞發動機的示意圖，并且相稱地被標記為“現有技術”。
[0012]圖2是示出根據本公開的用于壓縮點火對置活塞發動機的空氣處理系統的細節的示意圖。
[0013]圖3A是示出根據本公開的用于壓縮點火對置活塞發動機的燃料噴射系統的細節的示意圖。圖3B是示出根據本公開的用于壓縮點火對置活塞發動機的替代燃料噴射系統的示意圖。圖3C是示出根據本公開的限定在一對對置活塞的端表面之間的燃燒室和到燃燒室中的燃料噴射形式的示意圖。
[0014]圖4是圖示說明根據本公開的被配備用于低反應性壓縮點火(LRCI)的二沖程循環對置活塞發動機的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]在本公開中，“燃料”是可以在對置活塞發動機中被點燃的材料。燃料可以是相對均勻的成分、摻和物、燃料的混合物或不同燃料的單獨噴射。例如，燃料可以是液體燃料。燃料通過反應性分類。在一些方面，低反應性燃料具有對自動點火的強抵抗，它們使用辛烷值分類，辛烷值越高，對自動點火的抵抗越大。空氣和低反應性燃料的混合物通常在燃燒室中用火花輔助或引燃噴射來點燃。低反應性燃料具有超過70的辛烷值。這些燃料的示例包括汽油和天然氣。高反應性燃料比低反應性燃料更容易點燃，它們通過被叫做十六烷值的相應點火性質來分類。十六烷值越高，點火性質越好。燃料與空氣的混合物通常通過壓縮來點燃，壓縮空氣的熱量點燃燃料并且不需要點火輔助。高反應性燃料的示例是柴油。高反應性燃料具有超過35的十六烷值。
[0016]根據本公開，當活塞在TC方位或附近時，低反應性燃料或低反應性燃料和高反應性燃料的混合物被噴射到形成在對置活塞的端表面之間的燃燒室中的壓縮空氣中。在其它方面，噴射可以在端口關閉后不久在壓縮沖程的早期發生。空氣優選地是周圍空氣。然而，空氣可以包括其它組分，諸如排氣或其它稀釋劑。在任何此類情況下，空氣被稱為“增壓空氣，，O
[0017]圖1圖示說明將被用于例如車輛中的現有技術的二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機10。發動機10具有至少一個裝有端口的汽缸50 ο例如，發動機可以具有一個裝有端口的汽缸、兩個裝有端口的汽缸、三個裝有端口的汽缸、或者四個或更多個裝有端口的汽缸。每個裝有端口的汽缸50具有腔52以及在汽缸壁的相應端部形成或機械加工的縱向隔開的排氣口 54和進氣口 56。排氣口 54和進氣口 56中的每一個包括開口的一個或多個周向陣列，其中鄰近的開口通過實體橋分開。在一些描述中，每個開口都被稱為“端口”。然而，此類“端口”的周向陣列的構造與圖1所示的端口構造沒有不同。活塞60和62可滑動地布置在腔52中，其中它們的端表面61和63彼此相對。活塞60控制排氣口 54，并且活塞62控制進氣口 56。在所示示例中，發動機10進一步包括至少一個曲軸。優選地，發動機包括兩個曲軸71和72。在所示實例中，發動機的排氣活塞60耦接到曲軸71，并且發動機的進氣活塞62耦接到曲軸72。
[0018]隨著活塞60和62接近TC，燃燒室被限定在活塞的端表面61和63之間的腔52中。燃燒正時常參考壓縮循環中出現最小燃燒室體積的點，該點被稱為“最小體積”。燃料被直接噴射到位于端表面61和63之間的汽缸空間中。在一些情況下，噴射發生在最小體積處或附近。在其它情況下，噴射可以發生在最小體積之前。燃料通過定位在通過汽缸50的側壁的相應開口中的燃料噴射器嘴68和70來噴射。優選地，燃料噴射器嘴68和70被定位以沿著腔52的直徑在相對的方向上噴射相應的燃料噴霧。燃料與被準許通過進氣口 56進入腔52中的增壓空氣混合。隨著空氣燃料混合物在端表面61和63之間被壓縮，壓縮空氣達到使燃料點燃的溫度。隨后開始燃燒。
[0019]進一步參考圖1，發動機10包括管理提供到發動機10的增壓空氣和由發動機10產生的排氣的運送的空氣處理系統80。代表性的空氣處理系統構造包括增壓空氣子系統和排氣子系統。在空氣處理系統80中，增壓空氣源接收新鮮空氣并且將其處理成增壓空氣。增壓空氣子系統接收增壓空氣并且將其運送到發動機的至少一個進氣口。排氣子系統將運送來自發動機的排氣口的排氣產物以便輸送到其它排氣部件。
[0020]空氣處理系統80包括帶有在共用軸123上旋轉的渦輪121和壓縮機122的渦輪增壓器120。渦輪121耦接到排氣子系統并且壓縮機122耦接到增壓空氣子系統。渦輪增壓器120從離開排氣口 54并且直接從排氣口 54或從收集通過排氣口 54輸出的排氣的排氣歧管組件125流到排氣通道124中的排氣汲取能量。就這一點而言，渦輪121通過排氣穿過它到排氣出口 128來旋轉。這使壓縮機122旋轉，從而使壓縮機122通過壓縮新鮮空氣生成增壓空氣。增壓空氣子系統包括機械增壓器110和進氣歧管130。增壓空氣子系統進一步包括至少一個空氣冷卻器，該至少一個空氣冷卻器被耦接以在增壓空氣被輸送到發動機的進氣口或端口之前接收和冷卻增壓空氣。由壓縮機122輸出的增壓空氣通過增壓空氣通道126流到冷卻器127，由此增壓空氣由機械增壓器110栗送到進氣口。由機械增壓器110壓縮的增壓空氣被輸出到進氣歧管130。進氣口 56通過進氣歧管130接收由機械增壓器110栗送的增壓空氣。優選地，在多汽缸對置活塞發動機中，進氣歧管130由與所有汽缸50的進氣口56連通的進氣增壓機構(plenum)構成。第二冷卻器129可以設置在機械增壓器110的輸出和進氣歧管130的輸入之間。
[0021]在一些方面，空氣處理系統80可以被構造以通過再循環通過發動機的裝有端口的汽缸的排氣來減少燃燒產生的NOx排放。再循環排氣與增壓空氣混合以降低峰值燃燒溫度，這減少了NOx的產生。這個過程被稱為排氣再循環(“EGR” )。所示的EGR構造在掃氣期間獲得從端口 54流出的排氣的一部分并且經由在汽缸外部的EGR通道131將其運送到增壓空氣子系統中的進入的新鮮進氣流中。再循環排氣在閥138(該閥也可以被稱為“EGR閥”)的控制下流過EGR通道131。
[0022]使用圖1中的發動機作為基礎，圖2示出修改和添加，用該修改和添加空氣處理系統80可以被配置用于實施根據本說明書的低反應性燃燒操作。就這一點而言，增壓空氣子系統經由空氣過濾器150將進氣提供到壓縮機122。隨著壓縮機旋轉，壓縮進氣通過冷卻器127流到機械增壓器110的進口 151。由機械增壓器110栗送的空氣通過機械增壓器的出口152流到進氣歧管130中。加壓的壓縮空氣從進氣歧管130被輸送到汽缸50的進氣口，汽缸50被支撐在發動機缸體160中。在一些情況下，但不是必需的，第二冷卻器129在機械增壓器110的輸出和進氣歧管130之間串聯地設置在增壓空氣子系統中。在其它情況下，增壓空氣子系統中可以不存在第二冷卻器129。
[0023]來自汽缸50的排氣口的排氣從排氣歧管組件125流到渦輪121的進口中，并且從渦輪的出口流到排氣出口通道128中。在一些情況下，在排氣通道128中設置一個或多個后處理裝置162。排氣可以經由高壓EGR通道131再循環，高壓EGR通道131在排氣歧管125和渦輪121的輸入之間的點處從通道124獲得排氣并且輸送排氣用于在壓縮機122的輸出和機械增壓器輸入151之間的點處與新鮮增壓空氣混合。替代地(或附加地)，排氣可以經由低壓EGR通道131LP再循環，低壓EGR通道131LP在排氣出口 128和渦輪121的輸出之間的點處獲得排氣并且輸送排氣用于與在壓縮機122的輸入的上游的新鮮增壓空氣混合。假定空氣處理系統包括高壓EGR通道，則流出歧管125的排氣的一部分在EGR閥138的控制下通過EGR通道131再循環。EGR通道131經由EGR混合器163耦接到增壓空氣子系統。在一些情況下，但不是必需的，EGR冷卻器164在EGR閥138和EGR混合器163之間串聯地設置在EGR通道131中。在其它情況下，EGR通道131中可以不存在冷卻器。按照圖2，可以類似地構造低壓EGR通道。
[0024]進一步參考圖2，空氣處理系統80被配備用于在增壓空氣子系統和排氣子系統中的單獨控制點處控制氣流。在增壓空氣子系統中，增壓空氣流和升壓壓力通過操作將機械增壓器的輸出152耦接到機械增壓器的輸入151的再循環路徑165來控制。再循環路徑165包括管控到進氣歧管130中的增壓空氣流以及因此管控進氣歧管130中的壓力的閥(“再循環閥”)166。排氣出口 128中的閥(“反壓閥”)170管控離開排氣子系統的排氣流以及因此管控排氣子系統中的反壓力。按照圖2，反壓閥被定位在渦輪121的輸出和后處理裝置162之間的排氣出口 128中。
[0025]在一些情況下，通過變速機械增壓器和/或可變幾何渦輪的方式提供對氣流(和壓力)的附加控制。因此，在一些方面，機械增壓器110通過驅動機構(未示出)耦接到曲軸或發動機的另一個旋轉元件從而被驅動。驅動機構能夠包含步進變速器或無極變速器(CVT)、裝置，在這種情況下，響應于提供到驅動機構的速度控制信號，通過改變機械增壓器110的轉速可以改變增壓空氣流和升壓壓力。在其它情況下，機械增壓器可以是單速裝置。在其它方面，渦輪121可以是具有可響應于改變發動機的轉速和負荷而變化的有效縱橫比的可變幾何裝置。
[0026]圖3A示出可以被配置以通過將預定的低反應性燃料充氣/裝載量噴射到燃燒室中來實施根據本說明書的低反應性燃燒操作的燃料噴射系統。燃料噴射系統180通過將低反應性燃料噴射到汽缸中來將低反應性燃料輸送到每個汽缸50。優選地，每個汽缸50都設置有多個燃料噴射器，其被安裝用于直接將燃料噴射到活塞的端表面之間的汽缸空間中。例如，每個汽缸50都具有兩個燃料噴射器68和70。優選地，燃料從低反應性燃料源182被供料到燃料噴射器68和70，低反應性燃料源182包括軌道/蓄積器機構，燃料由燃料栗183栗送到軌道/蓄積器機構。燃料回流歧管184從燃料噴射器68和70以及燃料源182收集燃料用于回流到貯存器，燃料從貯存器被栗送。雖然圖3A示出以小于180°的角布置的每個汽缸的燃料噴射器68和70，但是這僅是示意性表示并且不意在關于噴射器的方位或其噴射的噴霧的方向被限制。在一個優選配置中，最好參見圖3C，噴射器嘴68和70被布置用于沿著噴射軸線在直徑上相對的方向上噴射燃料噴霧。優選地，每個燃料噴射器68和70都包括操作噴射器的電操作的致動器(諸如螺線圈)或與操作噴射器的電操作的致動器(諸如螺線圈)相關聯。優選地，致動器通過由電子多通道噴射器驅動器186產生的相應驅動信號來控制。
[0027]圖3B示出可以被配置以通過將預定的低反應性燃料和高反應性燃料充氣/裝載量噴射到燃燒室中來實施根據本說明書的低反應性燃燒操作的燃料噴射系統的替代實施例。燃料噴射系統180通過將低反應性燃料(“燃料I”)通過噴射器68噴射到汽缸中來將低反應性燃料(“燃料I”)經由軌道蓄積器1821輸送到每個汽缸50。燃料噴射系統180通過將高反應性燃料(“燃料2”)通過噴射器70噴射到汽缸中來將高反應性燃料(“燃料2”)經由軌道蓄積器182h輸送到每個汽缸50。使用這種構造，每個汽缸50都具有兩個燃料噴射器68和70，這給予ECU 200通過響應于發動機工況調節組分量來動態地改變所輸送的燃料的反應性的能力。
[0028]再次參考圖3C，隨著一對對置活塞移動通過其相應的TC方位，其鄰近的端表面形成燃燒室202，燃燒室202具有可操作地與加壓的增壓空氣的渦流和擠流相互作用以在燃燒室中生成一個或多個空氣翻滾流的形狀。優選地，燃燒室202具有參考噴射器軸線203的細長的兩側對稱的形狀和位于噴射器軸線203上的一對噴射器口 205。經由噴射器68和70通過汽缸50中的噴射口噴射到燃燒室202中的燃料的相對噴霧形式208、209沿著軸線203在直徑上相對。燃料噴霧形式208、209沿著軸線203在相對的方向上行進，并且在燃燒室的中心部分211相遇，燃料噴霧形式208、209在中心部分211與渦旋增壓空氣的主要球形流場混合。翻滾流由渦旋和擠壓的相互作用引起，如在美國專利申請13/066，589、13/843，686和14/117，831中所描述的。翻滾流圍繞噴射器軸線203循環并且在燃燒室中心部分211中與渦旋共同作用以形成球形流場。隨著噴射持續，空氣和燃料的渦旋混合物在燃燒室中被逐漸壓縮。當混合物達到點火溫度時，燃料在燃燒室中點燃。在一些情況下，燃料噴霧形式208、209兩者由低反應性燃料構成。在其它情況下，噴霧形式中的一個由低反應性燃料構成并且另一個由高反應性燃料構成。
[0029]如在圖4中所見，ECU 200可以被配置以響應于規定的發動機工況，在使用多速或變速裝置的條件下通過自動地操作閥138、166和170(以及可能的其它閥)以及機械增壓器110、在使用可變幾何裝置的條件下通過自動地操作閥138、166和170(以及可能的其它閥)以及渦輪增壓器121來控制二沖程循環對置活塞發動機中的低反應性壓縮點火。當然，用于EGR的閥和相關聯元件的操作能夠包括電氣、氣動、機械和液壓致動操作中的任何一個或多個。為了快速精確的自動操作，優選地，閥是帶有連續可變設定的高速計算機控制裝置。每個閥都具有其中閥打開(到由ECU 200所控制的一些設定)以允許氣體流過閥的狀態以及其中閥關閉以阻擋氣體流過的狀態。在一些方面，ECU 200可以被配置以基于在相關的美國專利申請14/039,856中的公開內容的方式控制和操作空氣處理系統。
[0030]E⑶200可以進一步被配置以操作空氣處理系統及其EGR組分，以便通過管控加壓的增壓空氣和在燃燒室中所捕集的排氣產物的量來控制燃燒。在美國專利8，549，854、美國申請 13/782,802(公開為 US2013/0174548)、美國申請 13/926,360、美國申請 13/974,883 和美國申請13/974,935中描述了用于二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機的空氣處理和/或燃燒控制的示例。這些控制狀態的功能中的一個確定和調節在汽缸中所捕集的物質的溫度。
[0031]按照圖3A、圖3B和圖4，ECU200可以被配置以響應于從發動機傳感器獲得的測量參數值根據燃料噴射控制計劃來控制燃料噴射機械化。這些控制計劃使輸出控制信號生成，該輸出控制器信號耦接到一個或多個燃料貯存器、一個或多個燃料栗以及噴射器驅動器。響應于控制信號，噴射器驅動器186生成關于單獨專用通道的驅動信號以操作燃料噴射器。在一些方面，E⑶200可以被配置以基于在相關的美國專利申請13/654,340中的公開內容的方式控制和操作燃料噴射系統。
[0032]按照圖4，發動機也配備有用于響應于工況改變發動機的壓縮比的可變壓縮比(VCR)機構225。優選地，但不是必需的，機構225響應于由E⑶200產生的信號通過改變曲軸71和72之間的定相來操作。優選地，VCR機構225通過改變至少一個曲軸的曲柄角來控制曲軸定相，其中曲柄角是曲軸關于其滑動運動中將連接到曲軸的活塞放置在具體點處的角的旋轉角。例如，具體點可以是活塞的上止點(TC)位置。在美國申請13/858,943中公開了此類機構。
[0033]由于每個噴射器68、70都有助于滿足發動機操作的每個循環中的總的全負荷燃料流要求，因此每個噴射器都可以被設置大小以提供所噴射的總燃料的一半。與在只有單一噴射器必須供應全燃料負荷的條件下將需要的噴射流相比，這種配置允許噴射器控制低噴射量。通過獨立地控制每個噴射器，每次噴射之間的停留時間能夠通過參考另一個噴射器來循環一個噴射器而減少。雙噴射器也允許在任何一個循環中許多較小的噴射，該許多較小的噴射能夠供應待噴射的大燃料量而無需生成顯著的噴射動量，從而使燃燒室能夠在室參數內容納燃料空氣混合物并且避免燃料對汽缸腔壁的撞擊。
[0034]可變曲柄定相可以通過包括EGR控制的增壓空氣控制被添加到汽缸內所捕集的燃料/空氣成分、燃料系統靈活性和溫度控制，以便給發動機提供有效管理可變燃燒策略的使能器。可變曲柄定相提供排氣噴泄(掃氣)的正時和持續時間、壓縮比的擴展以及壓縮比自身的動態控制。動態地增加壓縮比提供重要的杠桿以在低負荷和低轉速下保證點火和良好的燃燒穩定性。在高負荷下，可以降低壓縮比以避免提前點火，在發動機中提前點火可能產生嚴重的爆震。曲柄定相也以協同壓縮比的方式改變掃氣過程。
[0035]在帶有圖2中的增壓空氣管理系統的二循環對置活塞壓縮點火發動機中使用低反應性燃料提供在高效清洗運轉操作中控制捕集的溫度、捕集的壓力和EGR內含物的潛能。在低負荷下，機械增壓器再循環回路可以被操作以使通過發動機的增壓空氣流的量最小化，以便使內部殘余物的量最大化以增加所捕集的增壓空氣溫度從而促進在精確最有效的時刻點燃燃料。隨著負荷增加，傳遞到渦輪增壓器的能量的量增加并且因而對加壓的進氣空氣的升壓增加。通過控制再循環的冷卻的EGR的量，能夠根據捕集的溫度單獨地控制EGR速率。可變幾何渦輪增壓器(VGT)也能夠被用于改變反壓以及到進氣歧管的加壓空氣的升壓以獲得兩者的期望組合。三個空氣控制系統，EGR速率、升壓壓力和氣流在ECU的指揮下由三個致動器(EGR閥、機械增壓器再循環閥和VGT)控制。
[0036]僅關于柴油壓縮點火的進一步改善是可能的。例如，使用低反應性燃料可以使在二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機中維持低排放水平所必需的后處理裝置162的數量能夠減少。就這一點而言，使用低反應性燃料可以容許簡化(如果沒有消除)柴油微粒過濾和/或選擇性催化還原裝置。
[0037]雖然圖2所示的空氣處理系統是優選的，但是應理解的是，該構造的許多變體是可能的。
[0038]雖然本申請將用于結合低反應性汽油的特別參數描述為用于二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機的燃料的選擇，但是應當理解的是，可以結合用于低反應性燃料的其它參數，并且因此本申請僅受隨附的權利要求限制。
[0039]操作點示例:被配置用于低排放的多汽缸LRCI對置活塞發動機的示例包括每個用于低反應性液體燃料噴射的汽缸兩個對置噴射器;帶有固定速比、多個速比或完全可變速比的機械增壓器;可變幾何渦輪增壓器;可變曲柄定相、高壓EGR通道(“外部EGR”)和保留的燃燒分數質量(“內部EGR”)。作為用于實現LRCI條件的示例，發動機設定能夠如下被調節。對于BMEP為3巴的1300RPM的發動機轉速，這對應于輕型排放循環負荷點的典型速度和負荷，關鍵的發動機噴射系統操作參數可以如下被設定:
[0040]每個汽缸所噴射的燃料質量:13mg/轉/汽缸[0041 ] 燃料噴射壓力:500巴
[0042]噴射1:4mg@85。BMinVol
[0043]噴射2:5mg@55。BMinVol
[0044]噴射1:4mg@15° BMinVol
[0045]用于在該負荷點下實現燃燒的空氣系統設定點可以被設定為:
[0046]升壓壓力:1.15巴
[0047]充氣溫度:330K
[0048]掃氣比:0.7
[0049]內部EGR: 35%
[0050]外部EGR: 30%
[0051 ]燃燒的氣體分數:65%
[0052]捕集的充氣溫度:415K
[0053]捕集的空燃比:30
[0054]這些條件可以允許低反應性燃料的點火在最小體積之后燃燒2°質量分數達到50、燃燒持續時間小于8°，同時維持低速率的壓力上升并且實現NOx水平低于0.2g/kWh和可忽略的煙塵排放。
[0055]這不僅說明以很大靈活性管理內部EGR以實現必要的溫度和必要的充氣成分的能力，而且也說明在低負荷下混合以及有效且清潔地燃燒低反應性燃料而無需點火輔助的能力。
[0056]雖然已經參考當前優選實施例描述對置活塞發動機的低反應性壓縮點火操作的原理，但是應理解的是，可做出各種修改而不背離所述原理的精神。因此，根據這些原理的專利保護僅由隨附權利要求限定。
【主權項】
1.一種二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機，其包括帶有縱向分開的排氣口(54)和進氣口(56)的至少一個汽缸(50)、在所述汽缸的腔(52)中彼此反相布置的一對活塞(60、62)和用于將燃料噴射到所述活塞的端表面之間的所述腔中的燃料噴射系統，其特征在于: 所述燃料噴射系統包括安裝到所述汽缸用于將燃料噴射到所述腔中的至少兩個燃料噴射器(68、70);以及 所述發動機包括能夠響應于發動機條件通過噴射預定的低反應性燃料和高反應性燃料的充氣改變燃料的反應性的發動機控制單元。2.—種操作根據權利要求1所述的二沖程循環壓縮點火對置活塞發動機的方法，所述方法通過: 隨著所述活塞在所述腔中從相應的下止點位置移動，準許增壓空氣通過所述進氣口進入到所述腔中； 隨著所述增壓空氣被準許進入所述腔中，使所述增壓空氣渦旋； 隨著所述活塞在所述腔中接近上止點方位，在所述活塞的端表面(61、63)之間形成燃燒室(202);以及 將低反應性燃料的一個或多個噴霧形式(208、209)噴射到所述燃燒室中。3.根據權利要求2所述的方法，其中所述低反應性燃料是汽油。4.根據權利要求2所述的方法，其中噴射一個或多個噴霧形式的步驟包括沿著所述燃燒室的噴射軸線(203)在相對的方向上噴射低反應性燃料的相對的噴霧形式(208、209)。5.根據權利要求4所述的方法，其中所述低反應性燃料是汽油。6.根據權利要求2所述的方法，其中噴射一個或多個噴霧形式的步驟包括沿著所述燃燒室的噴射軸線(203)在相對的方向上噴射燃料的第一噴霧形式和第二噴霧形式(208、209)，其中所述第一噴霧形式包括所述低反應性燃料并且所述第二噴霧形式包括高反應性燃料。7.根據權利要求6所述的方法，其中所述低反應性燃料是汽油并且所述高反應性燃料是柴油。8.根據權利要求2-7中任一項所述的方法，進一步包括在所述燃燒室中的渦旋增壓空氣中生成翻滾。9.根據權利要求2-7中任一項所述的方法，其中所述發動機進一步包括可變壓縮比機構(225)，所述方法進一步包括響應于發動機轉速改變所述發動機的壓縮比。10.根據權利要求9所述的方法，其中所述發動機的壓縮比通過改變所述發動機的曲軸之間的定相而變化。
【文檔編號】F02B25/08GK106062336SQ201580008621
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月11日
【發明人】F·G·勒東
【申請人】阿凱提茲動力公司