发动机系统以及燃料系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种发动机系统以及燃料系统，所述发动机系统包括：向汽缸容积中引入非压缩可燃燃料（如天然气）、压缩可燃燃料（如柴油）和氧化剂；以及在压缩燃烧所述压缩可燃燃料之前，将所述组分混合约275微秒以上。所述混合可使所述两种燃料在所述汽缸容积中至少部分同质化。通过在燃烧之前将所述两种燃料混合或预混合，所述压缩可燃燃料经过压缩后在所述容积中的多个点火点处同时燃烧。所述第二非压缩可燃燃料响应于所述第一燃料的所述燃烧而点燃。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本技术公开一种发动机系统以及燃料系统，所述发动机系统包括：向汽缸容积中引入非压缩可燃燃料（如天然气）、压缩可燃燃料（如柴油）和氧化剂；以及在压缩燃烧所述压缩可燃燃料之前，将所述组分混合约275微秒以上。所述混合可使所述两种燃料在所述汽缸容积中至少部分同质化。通过在燃烧之前将所述两种燃料混合或预混合，所述压缩可燃燃料经过压缩后在所述容积中的多个点火点处同时燃烧。所述第二非压缩可燃燃料响应于所述第一燃料的所述燃烧而点燃。【专利说明】发动机系统以及燃料系统
本技术总体上涉及发动机中的燃烧。
技术介绍
发动机控制延迟点火可包括:歧管温度的精确控制来控制汽缸中点火事件、使用燃料添加剂、调整燃料(贫)/浓(富)比、柴油喷射正时和/或持续时间的精确控制、使用可变阀正时或可变压缩比控制气体的压缩以及调整废气再循环(EGR)率。 在同时使用天然气和柴油燃料的当前发动机系统中，在压缩冲程的终点将柴油燃料喷射到汽缸容积中的天然气/空气混合物中。压缩自动燃烧喷射的柴油，并且柴油燃烧形成火焰头，其从喷射点向外穿过天然气/空气混合物传播来完成整个燃料燃烧事件。 因此，希望具有不同于当前可用的那些发动机和方法的发动机和操作发动机的方法，以便尤其改善燃料效率和/或排放。
技术实现思路
本技术包括针对用于操作发动机的策略的实施例。 因此，根据本技术的一方面，一种系统，其包括:发动机；汽缸，所述汽缸设置在所述发动机中，从而限定汽缸容积；以及控制器，所述控制器可操作地向所述汽缸容积中喷射第一燃料混合物并且在压缩冲程的上死点之前以约25度至约90度的角度喷射第二燃料，以与所述第一燃料混合物混合。 根据本技术的另一方面，一种燃料系统，所述燃料系统连接到利用内表面限定汽缸容积的汽缸，所述燃料系统包括:第一喷射器系统，所述第一喷射器系统可操作地向所述汽缸容积提供第一燃料，并且所述第一燃料包括非压缩可燃燃料；第二喷射器系统，所述第二喷射器系统可操作地向所述汽缸容积喷射第二燃料，并且所述第二燃料包括压缩可燃燃料；以及控制器，所述控制器可操作地启动所述第一喷射器系统和所述第二喷射器系统，以将位于所述汽缸容积中的空气与所述第一燃料和所述第二燃料混合，在所述汽缸容积中产生具有至少0.5同质性系数的混合物。 其中，所述控制器进一步可操作地启动所述第一喷射器系统和所述第二喷射器系统，以燃烧整个所述汽缸容积中的所述第二燃料，并且从而点燃所述第一燃料，以使大体上同时点燃位于所述汽缸容积的中心部分处的所述混合物的第一部分和位于所述汽缸容积的外缘区域处的所述第一燃料的第二部分。 其中，所述控制器进一步可操作地响应于指示操作期间的确定敲缸阈值水平的信号，控制进入所述汽缸容积的所述第二燃料的量。 其中，所述控制器进一步可操作地控制所述第二燃料进入所述汽缸容积的正时，并且从而控制所述汽缸容积中的燃烧事件强度、所述燃烧事件的正时和所述燃烧事件的相位中的一个或多个。 其中，所述第一燃料包括乙醇、乙烷、汽油、合成气、生物气、氨气、填埋气、丁醇、甲醇、甲烷、氢气以及其中两种或更多种的组合中的一种，并且所述第二燃料包括柴油或生物柴油。 其中，所述第二燃料喷射器配置用于以预定喷雾图案向汽缸容积中引入所述第二燃料，并且所述图案比所述汽缸的宽度窄。 根据本技术的另一方面，一种发动机系统，其包括如上任一项所述的燃料系统，并且进一步包括可设置在所述汽缸容积内的活塞，并且所述控制器可操作地启动所述第一喷射器系统和所述第二喷射器系统，以使所述活塞的位置位于压缩冲程的上死点之前从25度至约90度的范围内。 根据本技术的另一方面，一种发动机系统，其包括如上任一项所述的燃料系统，并且进一步包括进气歧管，所述进气歧管连接到所述第一喷射器系统和所述汽缸，并且配置用于将所述第一燃料与空气预混合并向所述汽缸容积中供应预混合的第一燃料和空气。 所述的发动机系统进一步包括稀释剂系统，所述稀释剂系统可操作地使用气态稀释剂稀释第一混合物，其中所述稀释剂包括废气、水、氮气、二氧化碳、氩气、氦气以及其中两种或更多种的组合中的一种。 其中，所述控制器进一步可操作地通过以下各项中的至少一个来控制燃烧事件的起点:增加废气再循环率、增加所提供的稀释剂的量、提高空气对燃料比、降低歧管空气温度、提前喷射正时、喷射水、减少所述第二燃料的量、降低几何压缩比和减少使用可变阀门正时的有效压缩。 根据本技术的另一方面，一种方法包括:向汽缸容积中引入包括第一燃料和空气的第一混合物，其中第一燃料包括非压缩可燃燃料；向汽缸容积中引入第二燃料，其中第二燃料包括压缩可燃燃料；将第一混合物和第二燃料在汽缸容积中混合，以使第一混合物和第二燃料在汽缸容积中具有至少约0.5的同质性系数；以及压缩汽缸容积中的活塞，从而压缩燃烧第二燃料。 其中，所述第二燃料包括柴油。 其中，所述向所述汽缸容积中引入第二燃料包括当对应活塞位置处在压缩冲程的上死点之前约25度至约90度范围内时，喷射到所述汽缸容积中。 所述的方法进一步包括燃烧遍及所述汽缸容积的所述第二燃料，并且从而点燃所述第一混合物，以使得大体上同时点燃设置在所述汽缸容积的中心部分处的所述第一混合物的第一部分和设置在所述汽缸容积的外缘区域处的所述第一混合物的第二部分。 所述的方法进一步包括控制进入所述汽缸容积的所述第二燃料的量，并且从而控制敲缸。 所述的方法进一步包括控制进入所述汽缸容积的所述第二燃料的正时，并且从而控制燃烧事件的强度和所述燃烧事件的相位中的至少一个。 所述的方法进一步包括控制进入所述汽缸容积的所述第二燃料的正时，并且从而推迟所述汽缸容积中的燃烧事件。 所述的方法进一步包括控制进入所述汽缸容积的所述第二燃料的正时，并且从而提前所述汽缸容积中的燃烧事件。 所述的方法进一步包括在所述活塞到达上死点位置之前汽化所述第二燃料的至少一部分。 所述的方法进一步包括在所述燃烧事件开始之前汽化全部的所述第二燃料。 其中，所述第一燃料包括天然气。 其中，所述第一燃料包括乙醇、汽油、合成气、生物气、氨气、填埋气、丁醇、甲醇、甲烷、氢气、工业过程气体以及其组合中的一种。 所述的方法进一步包括在进气歧管中预混合所述第一混合物。 其中，向汽缸容积中引入第二燃料进一步包括以某种图案喷射柴油，其中所述图案比所述汽缸的宽度窄。 所述的方法进一步包括稀释所述第一混合物。 其中，所述稀释剂包括废气、水、氮气、二氧化碳、氩气、氦气以及其组合中的一种。 所述的方法进一步包括通过以下各项中的至少一项来延迟燃烧起点:增加废气再循环、增加稀释剂、提高空气对燃料比、降低歧管空气温度、提前喷射正时、喷射水、减少所述第二燃料的量、降低几何压缩比以及降低使用可变阀正时的有效压缩。 根据本技术的另一方面，一种方法包括:向汽缸容积中引入非压缩可燃燃料、压缩可燃燃料和氧化剂；以及在压缩燃烧所述压缩可燃燃料之前，将非压缩可燃燃料、压缩可燃燃料和氧化剂混合持续大于约275微秒。 其中，所述混合大于约300微秒。 其中，所述混合大于约325微秒。 所述的方法进一步包括相对于压缩冲程的上死点而控制所述引入的正时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括： 发动机； 汽缸，所述汽缸设置在所述发动机中，从而限定汽缸容积；以及 控制器，所述控制器可操作地向所述汽缸容积中喷射第一燃料混合物并且在压缩冲程的上死点之前约25度至约90度范围内喷射第二燃料，以与所述第一燃料混合物混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AE克林贝尔，RJ普里穆斯，DJ沃克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US