[发明专利]用于内燃发动机(ICE)的空气系统和操作ICE的方法

摘要

本发明提供了用于内燃发动机(ICE)的空气系统和操作ICE的方法。空气系统可包括压缩机、分离装置、第一管道构件、第二管道构件和用于控制在进气冲程中进入燃烧室的气体的比率的系统。分离装置可包括壳体和膜。壳体可以流体地结合至压缩机并且被构造为从其接收第一体积的吸入空气。膜可布置在壳体内并且被构造为将第一体积的吸入空气分离为一定体积的富氮空气和一定体积的富氧空气。第一管道构件可将压缩机以流体地结合至燃烧室。第二管道构件可将压缩机以流体地结合至分离装置。气体可包括所述一定体积的富氮空气、所述一定体积的富氧空气和第二体积的吸入空气。

主权项

1.一种用于内燃发动机ICE(12)的空气系统，该ICE(12)具有燃烧室(70)，该空气系统包括：压缩机(222)，其被构造为压缩吸入空气；分离装置(126)，其包括壳体(254)和膜(258)，壳体(254)流体地结合至压缩机(222)，并且被构造为从压缩机(222)接收第一体积的吸入空气，膜(258)设置在壳体(254)中，并且被构造为将第一体积的吸入空气分离为一定体积的富氮空气和一定体积的富氧空气；第一管道构件(318)，其将压缩机(222)流体地结合至燃烧室(70)；第二管道构件(242)，其将压缩机流体地结合至分离装置(126)；以及比率控制系统(150、154、158)，其被构造为控制在ICE(12)的进气冲程中进入燃烧室(70)的气体的比率，气体包括所述一定体积的富氮空气、所述一定体积的富氧空气和第二体积的吸入空气，其中，比率控制系统(150、154、158)包括：第一阀部分(398)，其与第一管道构件(318)流体连通，并且被构造为选择性地抑制吸入空气通过第一管道构件(318)从压缩机(222)流至燃烧室(70)；第二阀部分(390)，其与分离装置(126)流体连通，并且被构造为选择性地抑制所述一定体积的富氧空气和所述一定体积的富氮空气之一从分离装置(126)流至燃烧室(70)；第三阀部分(394)，其与分离装置(126)流体连通，并且被构造为选择性地抑制所述一定体积的富氧空气和所述一定体积的富氮空气中的另一个从分离装置(126)流至燃烧室(70)；以及控制器单元(134)，其被构造为调整第一阀部分、第二阀部分和第三阀部分(398、390、394)以基于ICE(12)的操作条件调整气体比率，其中所述控制器单元(134)被构造为(i)将来自第一管道构件(318)的吸入空气与富氧空气混合或(ii)将来自第一管道构件(318)的吸入空气与富氮空气混合，以及比率控制系统(154)包括结合以与分离装置(126)和燃烧室(70)流体连通的第一存储装置(370)，第一存储装置(370)被构造为存储第一体积的留存空气，第一体积的留存空气为所述一定体积的富氧空气、所述一定体积的富氮空气或从分离装置(126)接收的所述一定体积的富氧空气和富氮空气的第一混合物之一，第一存储装置(370)被构造为将第一体积的留存空气选择性地释放至燃烧室(70)。