使用碳氢燃料的内燃机及操作内燃机的方法技术

提供一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸及在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括：水注射器，与水源接合，用于在压缩冲程期间在所述活塞的TDC之前从大约300°到大约180°在任何时候将预定量的液态水注射到所述进口歧管的端口中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。液态水注射提供内冷却、减少或消除了排出到散热器的热，减少发动机爆震，并减少NOx的排放。

Internal combustion engine using hydrocarbon fuel and method for operating an internal combustion engine

An internal combustion engine using hydrocarbon fuel, the internal combustion engine includes at least one cylinder, piston and cylinder in the reciprocating movement with at least one intake valve inlet manifold, and at least the exhaust manifold in fluid communication with a discharge valve, and has at least one fuel injector fuel handling system, the the internal combustion engine comprises a water injector, and water used for bonding, which during the compression stroke before the piston TDC from about 300 degrees to about 180 degrees of liquid water injection to a predetermined amount at any time to the inlet manifold port, the injected water, there are larger than the air environment the cylinder in the water vapor saturation point when the amount of water; which is provided to the at least one cylinder air-fuel ratio greater than stoichiometric, and the internal combustion engine is greater than about 13:1 Effective compression ratio. Liquid water injection provides internal cooling, reduces or eliminates heat discharged into the radiator, reduces engine knock, and reduces NOx emissions.

【技术实现步骤摘要】
使用碳氢燃料的内燃机及操作内燃机的方法本申请是于2013年12月11日进入中国国家阶段、PCT国际申请号为PCT/US2012/033088、申请日为2012年04月11日、中国申请号为201280028808.X、专利技术名称为“内部冷却高压缩贫燃烧内燃机”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。相关申请的交叉引用根据美国专利法第35条119(e)款，本申请要求2011年4月11日提交的美国临时专利申请第61/474,240号的优先权，其公开内容全部结合于此以供参考。
本公开涉及内燃机的领域，包括用于机动车辆、铁路、船舶、飞机或发电的发动机。本公开涉及比传统发动机更有效地运行的内燃机。在典型地依靠汽油(汽油)、乙醇或天然气运行的火花点火(SI)发动机中，或压缩点火发动机(典型地，是柴油机)上，可使用这里阐述的原理。
技术介绍
发动机文献描述了许多影响发动机效率的因素。可将这些因素分成基于热力学第二定律的理论限制，即，决定卡诺循环(Carnotcycle)中的效率的温度差(梯度)，以及作为奥托循环(Ottocycle)效率中最相关变量的压缩比。其他因素也很重要，包括机械因素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸及在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括：水注射器，与水源接合，用于在压缩冲程期间在所述活塞的TDC之前从大约300°到大约180°在任何时候将预定量的液态水注射到所述进口歧管的端口中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。

【技术特征摘要】
2011.04.11 US 61/474,2401.一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸及在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括：水注射器，与水源接合，用于在压缩冲程期间在所述活塞的TDC之前从大约300°到大约180°在任何时候将预定量的液态水注射到所述进口歧管的端口中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。2.一种操作使用碳氢燃料的内燃机的方法，所述内燃机包括：至少一个汽缸和在所述汽缸中往复运动的活塞、至少一个进气阀、至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述方法包括，在每个内燃机循环中：在压缩冲程期间，在所述活塞的TDC之前从大约180°到大约30°在任何时候从与水源接合的水注射器将液态水注射到所述汽缸中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。3.一种操作使用碳氢燃料的内燃机的方法，所述内燃机包括：至少一个汽缸和在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述方法包括，在每个内燃机循环中：在压缩冲程期间，在所述活塞的TDC之前的从大约300°到大约180°在任何时候从与水源接合的水注射器将预定量的液态水注射到所述进口歧管的端口中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。4.一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸和在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括：水注射器，与水源接合，用于在压缩冲程期间在所述活塞的TDC之前从大约300°到大约30°在任何时候将预定量的液态水注射到所述汽缸中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；热交换器，用于传递来自排放歧管或汽缸或两者的热量以对水、燃料和入口的空气进行预加热；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。5.一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸和在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括：水注射器，与水源接合，用于在压缩冲程期间在所述活塞的TDC之前从大约300°到大约30°在任何时候将预定量的液态水注射到所述汽缸中，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；涡轮增压器或超级增压器，能调整地调节推入所述进口歧管或汽缸中的空气的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。6.一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸和在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括：水注射器，与水源接合，用于在压缩冲程期间在所述活塞的TDC之前从大约300°到大约30°在任何时候将预定量的液态水注射到所述汽缸，其中，所注射的水的量大于所述汽缸中的环境空气中的水蒸汽饱和点时所存在的水的量；涡轮增压器或超级增压器，能调整地调节推入所述进口歧管或汽缸中的空气的量；其中，提供给所述至少一个汽缸的空燃比大于化学计量，并且，所述内燃机具有大于约13:1的有效压缩比。7.一种使用碳氢燃料的内燃机，所述内燃机包括：至少一个汽缸和在所述汽缸中往复运动的活塞、具有至少一个进气阀的进口歧管、与排放歧管流体连通的至少一个排放阀、以及具有至少一个燃料注射器的燃料处理系统，所述内燃机包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼马尔·穆利，
申请(专利权)人：秘方能源私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG