专利汇可以提供用于汽油压缩点火燃烧的富氮空气供应专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且汽油 压缩点火 发动机 、车辆和操作汽油 压缩点火发动机 的方法。进气管理系统包括基于膜的分离器和废气再循环流动路径,其协作以将富氮空气流输送到发动机以帮助减少废气排放,同时进入的空气的隔离部分可形成富 氧 空气流,其可用于各种发动机负荷条件,以及用于由发动机提供动 力 的车辆内的 驾驶室 或相关乘客舱的空气补充。在与 冷启动 和预热条件无关的发动机负荷增加期间,富氮空气流可来自分离器和来自废气再循环流动路径的富氮燃烧产物流中的一个或两个。,下面是用于汽油压缩点火燃烧的富氮空气供应专利的具体信息内容。
1.汽油压缩点火(GCI)发动机,其具有用于废气排放减少的富氮空气供应,所述GCI发动机包括:
多个燃烧室;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的空气入口;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的废气出口;和
进气管理系统,其包括:
基于膜的分离器,其与所述空气入口流体连通,使得引入所述分离器的空气在其上运行,以至少分成富氧空气流和富氮空气流;
废气再循环流动路径,其与所述废气出口流体连通,以输送富氮燃烧产物流,所述富氮燃烧产物流在所述燃烧室内点燃空气和基于汽油的燃料的混合物时形成;
流动控制导管,其与所述分离器和所述废气再循环流动路径配合,使得来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流、来自所述分离器的所述富氮空气流、或二者被置于与所述空气入口选择性流体连通;
多个传感器,其配置用于获取发动机运行参数;和
燃烧空气富集控制器,其与所述传感器信号通信,使得所述分离器、废气再循环流动路径、流动控制导管、传感器和控制器协作以输送以下到所述空气入口:(a)在GCI发动机上的冷启动和预热负荷期间来自所述分离器的所述富氧空气流,和(b)来自所述分离器的所述富氮空气流和来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流,其中在与发动机冷启动和预热负荷无关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中用于减少废气排放的所述富氮空气供应至少部分地由来自所述分离器的所述富氮空气流以及不断增加地来自废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流提供。
2.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中所述进气管理系统被配置成使得用于废气排放减少的所述富氮空气供应绝不仅由来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流提供。
3.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中当与冷启动和预热负荷无关的发动机负荷的增加对应于低于约两巴的发动机平均有效压力时,用于废气排放减少的所述富氮空气供应基本上仅由所述分离器提供。
4.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中当与冷启动和预热负荷无关的发动机负荷的增加对应于在约两巴和约七巴之间的发动机平均有效压力时,用于废气排放减少的所述富氮空气供应主要由所述分离器提供。
5.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中当与冷启动和预热负荷无关的发动机负荷的增加对应于大于约七巴的发动机平均有效压力时,用于减少废气排放的所述富氮空气供应由所述分离器和所述废气再循环流动路径两者提供。
6.根据权利要求1所述的GCI发动机,其还包括设置在缸盖内的用于选择性地点燃被引入所述燃烧室的空气和基于汽油的燃料的混合物的火花点火器,所述火花点火器配置成使得仅在发动机上冷启动或预热负荷期间选择性点火。
7.根据权利要求6所述的GCI发动机,其中所述控制器配置成使得在发动机上冷启动或预热负荷期间没有富氮空气流被输送到所述空气入口。
8.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中所述流动控制导管包括设置在其中的至少一个阀,所述至少一个阀配置成由来自所述控制器的控制信号致动。
9.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中所述分离器作为现场可更换单元设置在所述进气管理系统内。
10.根据权利要求9所述的GCI发动机,其中所述现场可更换单元形成模块组件,其包含所述分离器和空气过滤器。
11.根据权利要求1所述的GCI发动机,其还包括:
限定多个汽缸的发动机缸体;
可在所述缸体内旋转运动的曲轴;
响应所述曲轴的运动的多个凸轮;
缸盖,其联接至所述发动机缸体以限定多个燃烧室,所述缸盖包括设置在其中的至少一个进气门和至少一个排气门,使得每个气门通过对应的一个凸轮可移动地响应所述曲轴;
燃料入口,其通过燃料喷射器与每个燃烧室选择性地流体连通;和
活塞,其容纳在每个相应的汽缸中并且连接到所述曲轴,使得在压缩点燃引入相应燃烧室的空气和基于汽油的燃料的混合物时,所产生的所述活塞的往复运动赋予所述曲轴旋转运动。
12.一种车辆,其包括:
平台,所述平台包括:
轮式底盘,在其中限定乘客舱;和
与所述轮式底盘配合的引导装置;和
汽油压缩点火(GCI)发动机,其连接到所述平台以向其提供动力,所述GCI发动机包括:
多个燃烧室;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的空气入口;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的废气出口;和
进气管理系统,其包括:
基于膜的分离器,其与所述空气入口流体连通,使得引入所述分离器的空气在其上运行,以至少分成富氧空气流和富氮空气流;
废气再循环流动路径,其与所述废气出口流体连通,以输送富氮燃烧产物流,所述富氮燃烧产物流在所述燃烧室内点燃空气和基于汽油的燃料的混合物时形成;
流动控制导管,其与所述分离器和所述废气再循环流动路径配合,使得来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流、来自所述分离器的所述富氮空气流、或二者被置于与所述空气入口选择性流体连通;
多个传感器,其配置用于获取发动机运行参数;和
燃烧空气富集控制器,其与所述传感器信号通信,使得所述分离器、废气再循环流动路径、流动控制导管、传感器和控制器协作以输送以下到所述空气入口:
(a)在GCI发动机上的冷启动和预热负荷期间来自所述分离器的所述富氧空气流,和(b)来自所述分离器的所述富氮空气流和来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流,其中在与发动机冷启动和预热负荷无关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中所述废气排放减少的不同部分由来自所述废气再循环流路的所述富氮燃烧产物流和来自所述分离器的所述富氮空气流提供。
13.根据权利要求12所述的车辆,其中一部分所述流动控制导管与所述乘客舱选择性地流体连通,以输送至少一部分所述富氧空气流到所述乘客舱。
14.根据权利要求13所述的车辆,其中在与发动机冷启动和预热负荷无关的所有发动机负荷期间,所述富氧空气流被输送到所述乘客舱。
15.根据权利要求12所述的车辆,其中所述控制器根据发动机平均有效压力确定所述废气排放减少的不同部分,使得:
在第一发动机平均有效压力范围内,用于废气排放减少的所述富氮空气供应基本上仅由所述分离器提供;
在第二发动机平均有效压力范围内,用于废气排放减少的所述富氮空气供应主要由所述分离器提供;和
在第三发动机平均有效压力范围内,用于废气排放减少的所述富氮空气供应由所述分离器和废气再循环流动路径二者提供。
16.根据权利要求12所述的车辆,其中所述进气管理系统进一步配置成使得所述富氧空气流仅在发动机冷启动或预热负荷期间输送到所述空气入口。
17.一种操作GCI发动机的方法,所述方法包括:
将基于汽油的燃料引入所述GCI发动机内的多个燃烧室;和
提供进气管理系统,其包括:
基于膜的分离器;
废气再循环流动路径;
流动控制导管,其与所述分离器和所述废气再循环流动路径配合;
多个传感器,其配置用于获取发动机运行参数;和
燃烧空气富集控制器,其与所述传感器和所述流动控制导管进行信号通信;
使用所述进气管理系统将空气引入基于膜的分离器;
将引入的空气至少分离成富氧空气流和富氮空气流;
通过将来自分离器的所述富氮空气流和来自所述废气再循环流动路径的富氮燃烧产物流的至少一部分输送到多个燃烧室,调节所述GCI发动机内的燃烧速率,其中在与冷启动或预热负荷无关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中用于减少废气排放的所述富氮空气供应至少部分地由来自所述分离器的所述富氮空气流以及不断增加地由来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流提供。
18.根据权利要求17所述的方法,其中在与冷启动或预热负荷相关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中来自所述分离器的所述富氧空气流被提供给多个燃烧室。
19.根据权利要求18所述的方法,其中在与冷启动或预热负荷相关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中没有富氮空气流被提供给多个燃烧室。
20.根据权利要求17所述的方法,其中在GCI发动机冷启动和GCI发动机预热中的至少一个期间,由所述分离器供应所述富氧空气流以增加燃烧室内的火焰传播燃烧速率。
21.根据权利要求17所述的方法,其中废气的排放减少包括NOx排放减少。
22.根据权利要求17所述的方法,其中所述调节GCI发动机内的燃烧速率包括将进气进料稀释到燃烧室中。
23.根据权利要求17所述的方法,其中所述调节GCI发动机内的燃烧速率包括加速所述GCI发动机的瞬态控制响应。
1.汽油压缩点火(GCI)发动机,其具有用于废气排放减少的富氮空气供应,所述GCI发动机包括:
多个燃烧室,每个具有可移动地设置于其中的活塞;
至少一个燃料喷射器,其与每个燃烧室选择性流体连通;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的空气入口;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的废气出口;和
进气管理系统,其包括:
基于膜的分离器,其与所述空气入口流体连通,使得引入所述分离器的空气在其上运行,以至少分成富氧空气流和富氮空气流;废气再循环流动路径,其与所述废气出口流体连通,以输送富氮燃烧产物流,所述富氮燃烧产物流在所述燃烧室内点燃空气和基于汽油的燃料的混合物时形成;
流动控制导管,其与所述分离器和所述废气再循环流动路径配合,
使得来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流、来自所述分离器的所述富氮空气流、或二者被置于与所述空气入口选择性流体连通;
多个传感器,其配置用于获取发动机运行参数;和
燃烧空气富集控制器,其与所述传感器信号通信,使得(i)在每个燃烧室内的空气压缩期间,基于汽油的燃料被选择性地以分段方式引入,以得到燃料和空气的混合物,所述混合物对于压缩点火既具有局部化学计量又具有全局分层性质,和(ii)所述分离器、废气再循环流动路径、流动控制导管、传感器和控制器协作以输送以下到所述空气入口:(a)在GCI发动机上的冷启动和预热负荷期间来自所述分离器的所述富氧空气流,和(b)来自所述分离器的所述富氮空气流和来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流,其中在与发动机冷启动和预热负荷无关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中用于减少废气排放的所述富氮空气供应至少部分地由来自所述分离器的所述富氮空气流以及不断增加地来自废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流提供。
2.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中所述进气管理系统被配置成使得用于废气排放减少的所述富氮空气供应绝不仅由来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流提供。
3.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中当与冷启动和预热负荷无关的发动机负荷的增加对应于低于约两巴的发动机平均有效压力时,用于废气排放减少的所述富氮空气供应基本上仅由所述分离器提供。
4.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中当与冷启动和预热负荷无关的发动机负荷的增加对应于在约两巴和约七巴之间的发动机平均有效压力时,用于废气排放减少的所述富氮空气供应主要由所述分离器提供。
5.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中当与冷启动和预热负荷无关的发动机负荷的增加对应于大于约七巴的发动机平均有效压力时,用于减少废气排放的所述富氮空气供应由所述分离器和所述废气再循环流动路径两者提供。
6.根据权利要求1所述的GCI发动机,其还包括设置在缸盖内的用于选择性地点燃被引入所述燃烧室的空气和基于汽油的燃料的混合物的火花点火器,所述火花点火器配置成使得仅在发动机上冷启动或预热负荷期间选择性点火。
7.根据权利要求6所述的GCI发动机,其中所述控制器配置成使得在发动机上冷启动或预热负荷期间没有富氮空气流被输送到所述空气入口。
8.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中所述流动控制导管包括设置在其中的至少一个阀,所述至少一个阀配置成由来自所述控制器的控制信号致动。
9.根据权利要求1所述的GCI发动机,其中所述分离器作为现场可更换单元设置在所述进气管理系统内。
10.根据权利要求9所述的GCI发动机,其中所述现场可更换单元形成模块组件,其包含所述分离器和空气过滤器。
11.根据权利要求1所述的GCI发动机,其还包括:
限定多个汽缸的发动机缸体,每个汽缸限定相应的一个燃烧室的容积空间;
曲轴,其可在所述缸体内旋转运动并且连接至所述活塞,每个活塞被设置在相应的一个汽缸内,使得在压缩点火所述混合物时,产生的活塞的往复运动赋予所述曲轴旋转运动;
响应所述曲轴的运动的多个凸轮;
缸盖,其联接至所述发动机缸体以限定多个燃烧室,所述缸盖包括设置在其中的至少一个进气门和至少一个排气门,使得每个气门通过对应的一个凸轮可移动地响应所述曲轴;和
燃料入口,其通过所述燃料喷射器与每个燃烧室选择性地流体连通。
12.一种车辆,其包括:
平台,所述平台包括:
轮式底盘,在其中限定乘客舱;和
与所述轮式底盘配合的引导装置;和
汽油压缩点火(GCI)发动机,其连接到所述平台以向其提供动力,所述GCI发动机包括:
多个燃烧室,每个具有可移动地设置于其中的活塞;
至少一个燃料喷射器,其与每个燃烧室选择性流体连通;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的空气入口;
与每个所述燃烧室选择性流体连通的废气出口;和
进气管理系统,其包括:
基于膜的分离器,其与所述空气入口流体连通,使得引入所述分离器的空气在其上运行,以至少分成富氧空气流和富氮空气流;
废气再循环流动路径,其与所述废气出口流体连通,以输送富氮燃烧产物流,所述富氮燃烧产物流在所述燃烧室内点燃空气和基于汽油的燃料的混合物时形成;
流动控制导管,其与所述分离器和所述废气再循环流动路径配合,使得来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流、来自所述分离器的所述富氮空气流、或二者被置于与所述空气入口选择性流体连通;
多个传感器,其配置用于获取发动机运行参数;和
燃烧空气富集控制器,其与所述传感器信号通信,使得(i)在每个燃烧室内的空气压缩期间,所述燃料被选择性地以分段方式引入,以得到燃料和空气的混合物,所述混合物对于压缩点火既具有局部化学计量又具有全局分层性质,和(ii)所述分离器、废气再循环流动路径、流动控制导管、传感器和控制器协作以输送以下到所述空气入口:(a)在GCI发动机上的冷启动和预热负荷期间来自所述分离器的所述富氧空气流,和(b)来自所述分离器的所述富氮空气流和来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流,其中在与发动机冷启动和预热负荷无关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中所述废气排放减少的不同部分由来自所述废气再循环流路的所述富氮燃烧产物流和来自所述分离器的所述富氮空气流提供。
13.根据权利要求12所述的车辆,其中一部分所述流动控制导管与所述乘客舱选择性地流体连通,以输送至少一部分所述富氧空气流到所述乘客舱。
14.根据权利要求13所述的车辆,其中在与发动机冷启动和预热负荷无关的所有发动机负荷期间,所述富氧空气流被输送到所述乘客舱。
15.根据权利要求12所述的车辆,其中所述控制器根据发动机平均有效压力确定所述废气排放减少的不同部分,使得:
在第一发动机平均有效压力范围内,用于废气排放减少的所述富氮空气供应基本上仅由所述分离器提供;
在第二发动机平均有效压力范围内,用于废气排放减少的所述富氮空气供应主要由所述分离器提供;和
在第三发动机平均有效压力范围内,用于废气排放减少的所述富氮空气供应由所述分离器和废气再循环流动路径二者提供。
16.根据权利要求12所述的车辆,其中所述进气管理系统进一步配置成使得所述富氧空气流仅在发动机冷启动或预热负荷期间输送到所述空气入口。
17.一种操作GCI发动机的方法,所述方法包括:
将基于汽油的燃料引入所述GCI发动机内的多个燃烧室,其中每个燃烧室至少部分地由具有可移动地设置于其中的活塞的汽缸限定;和
提供进气管理系统,其包括:
基于膜的分离器;
废气再循环流动路径;
流动控制导管,其与所述分离器和所述废气再循环流动路径配合;
多个传感器,其配置用于获取发动机运行参数;和
燃烧空气富集控制器,其与所述传感器和所述流动控制导管进行信号通信;
使用所述进气管理系统将空气引入基于膜的分离器;
将引入的空气至少分离成富氧空气流和富氮空气流;
压缩在每个燃烧室中的所述富氧空气流和所述富氮空气流中一种的至少一部分,并且选择性地以分段方式引入所述燃料以得到燃料和空气的混合物,所述混合物对于压缩点火既具有局部化学计量又具有全局分层性质;和
通过将来自分离器的所述富氮空气流和来自所述废气再循环流动路径的富氮燃烧产物流的至少一部分输送到多个燃烧室,调节所述GCI发动机内的燃烧速率,其中在与冷启动或预热负荷无关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中用于减少废气排放的所述富氮空气供应至少部分地由来自所述分离器的所述富氮空气流以及不断增加地由来自所述废气再循环流动路径的所述富氮燃烧产物流提供。
18.根据权利要求17所述的方法,其中在与冷启动或预热负荷相关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中来自所述分离器的所述富氧空气流被提供给多个燃烧室。
19.根据权利要求18所述的方法,其中在与冷启动或预热负荷相关的发动机负荷增加期间,所述控制器提供指令集,其中没有富氮空气流被提供给多个燃烧室。
20.根据权利要求17所述的方法,其中在GCI发动机冷启动和GCI发动机预热中的至少一个期间,由所述分离器供应所述富氧空气流以增加燃烧室内的火焰传播燃烧速率。
21.根据权利要求17所述的方法,其中废气的排放减少包括NOx排放减少。
22.根据权利要求17所述的方法,其中所述调节GCI发动机内的燃烧速率包括将进气进料稀释到燃烧室中。
23.根据权利要求17所述的方法,其中所述调节GCI发动机内的燃烧速率包括加速所述GCI发动机的瞬态控制响应。
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