[发明专利]分层充气端口喷射式发动机及方法

权利要求书

1.一种内燃机(100)，包括：

燃烧室(210)，其通过具有活塞顶的往复式活塞(202)被至少部分地在气缸(108)的孔(204)内限定；

进气充气室(120)，其能够与该燃烧室(210)流体连接；

至少一个进气口(116)，其构造为将该进气充气室与燃烧室(210)流体连接；

至少一个进气门(122)，其构造为将该进气充气室(120)与燃烧室(210)选择性地流体连接；

其中，该燃烧室(210)构造为在其中接收稀薄的空气／燃料混合物，以基本上填充该燃烧室(210)；以及

其中，该燃烧室(210)进一步构造为在其中接收浓空气／燃料混合物，以在该燃烧室(210)内形成分层的总空气／燃料混合物。

2.如权利要求1所述的内燃机(100)，还包括：

点火设备(114)，其构造为选择性地点燃在该燃烧室(210)内的空气／燃料混合物；以及

燃料喷射器(126)，其构造为选择性地向该燃烧室(210)提供一定量的燃料(219)。

3.如权利要求1所述的内燃机(100)，其中，该至少一个进气门(122)构造为按照进气延迟关闭(LIC)米勒循环和进气提前关闭(EIC)米勒循环的至少其中一个运行，其中，该至少一个进气门(122)设置在该至少一个进气口(116)中，以及，通过允许空气(125)从该进气充气室(120)通过该至少一个进气口(116)并进入该燃烧室(210)，该至少一个进气门(122)的打开向该燃烧室(210)提供稀薄的空气／燃料混合物。

4.如权利要求3所述的内燃机(100)，还包括：

第二进气口(118)，其构造为将该进气充气室与燃烧室(210)流体连接；

第二进气门(124)，其设置在该第二进气口(118)中，并构造为相对于该至少一个进气门(122)独立地操作；

燃料喷射器(126)，其设置在该第二进气口(118)内，并能够被操作以当该第二进气门(124)打开时，在所述第二进气门中输送预选量的燃料；

其中，来自该燃料喷射器(126)的燃料(130)的输送以及该第二进气门(124)的打开能够在该燃烧室(210)内提供浓空气／燃料混合物。

5.如权利要求4所述的内燃机(100)，其中，该活塞顶具有凹形的碗部(218)，其构造为将进入的浓空气／燃料混合物流引导向点火设备，从而在点火之前，在该燃烧室(210)内出现分层的空气／燃料混合物。

6.如权利要求5所述的内燃机(100)，还包括电子控制器(105)，其操作地连接于该燃料喷射器(126)和点火设备，该电子控制器(105)构造为基于至少一个发动机运行参数，向该燃料喷射器(126)提供燃料喷射信号，以及向该点火设备提供点火信号。

7.如权利要求6所述的内燃机(100)，其中，该至少一个发动机运行参数包括发动机速度(602)、发动机负载(604)、曲轴正时(606)、空气温度(608)、燃料品质(610)以及升压压力(612)中的至少一个。

8.如权利要求4所述的内燃机(100)，其中，与该第二进气口(118)协作的燃料喷射器(126)构造为选择性地向该第二进气口(118)中输送气态燃料(130)，该气态燃料与通过该第二进气口(118)的空气(125)混合，以形成浓空气／燃料混合物，当该第二进气门(124)至少部分打开时该浓空气／燃料混合物进入该燃烧室(210)，其中，该活塞(202)的碗部(218)构造为将浓空气／燃料混合物引导向该点火设备，其中，该第一进气门(122)构造为相对于该第二进气门(124)独立地操作，使得当该第一进气门(122)打开时，空气(125)和稀薄的空气／燃料混合物被供给并填充该燃烧室(210)；以及其中当该第二进气门(124)打开时被供向该燃烧室(210)的浓空气／燃料混合物由该活塞的碗部(218)引导向该点火设备，以在点火之前在该燃烧室(210)内产生分层的空气／燃料混合物。

9.如权利要求8所述的内燃机(100)，其中，该第一进气门(122)按照进气延迟关闭(LIC)米勒循环或者进气提前关闭(EIC)米勒循环运行。

10.一种用于根据如前述权利要求中任一项所述的内燃机(100)的运行方法，该方法包括：

打开第一进气门(122)，使内燃机(100)的进气充气室(120)经由第一进气口(116)与燃烧室(210)流体连接；

经由第一进气口(116)向燃烧室(210)提供空气(125)或稀薄的空气／燃料混合物；

打开第二进气门(124)，使进气(125)的充气室经由第二进气口(118)与燃烧室(210)流体连接；

启动燃料喷射器(126)，该燃料喷射器(126)构造为向第二进气口(118)内喷射气态燃料(130)；

将经过第二进气口(118)的空气(125)与喷射入第二进气口(118)内的燃料(130)混合，以形成浓空气／燃料混合物；

当第二进气门(124)至少部分打开时，经由第二进气口(118)向燃烧室(210)提供浓空气／燃料混合物，同时阻止浓空气／燃料混合物与存在于燃烧室(210)内的流体均匀混合；

关闭第一和第二进气门(122和124)；以及

对存在于该燃烧室(210)的空气／燃料混合物点火。