本公开涉及用于冷却发动机的燃烧室的系统和方法的各种实施例。一种方法包括将燃料引入具有能量传递装置的发动机的燃烧室中，该能量传递装置移动通过进气冲程、压缩冲程、动力冲程和排气冲程。该方法还包括监测燃烧室的温度。当温度达到预定值时，该方法也包括仅仅在能量传递装置的动力冲程和排气冲程中的至少一个冲程期间将冷却剂引入燃烧室中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下公开内容总体上涉及用于冷却内燃机的燃烧室的方法和系统。
技术介绍
燃料喷射系统典型地用于将燃料喷雾喷射到发动机的入口歧管或燃烧室中。燃料喷射系统已成为在汽车发动机中使用的主要燃料输送系统，从20世纪80年代晚期开始已几乎完全代替汽化器。常规直喷式燃料计量系统典型地连接到加压燃料源，并且在这些燃料喷射系统中使用的燃料喷射器通常在相对于发动机的动力冲程的特定时间将加压燃料喷射或以另外方式释放到燃烧室中。在许多发动机中，并且特别是在大型发动机中，燃料喷射器进入燃烧室所通过的孔或口的尺寸小。该小口因此限制可以用于致动喷射器或以另外方式喷射来自喷射器的燃料的部件的尺寸。而且，这样的发动机也通常具有拥挤的进气和排气阀机构，进一步限制可用于这些燃料喷射系统的部件的空间。附图说明图I是根据本公开的实施例配置的系统的示意图。图2A-2E是根据本公开的实施例配置的图I的系统的操作周期的一系列示意图。图3是根据本公开的另一个实施例配置的系统的示意图。图4是根据本公开的实施例的用于冷却发动机的燃烧室的方法的流程图。图5和6是根据本公开的附加实施例配置的系统的示意图。图7是根据本公开的实施例的用于冷却一个或多个发电部件并且用于冷却发动机中的燃烧室的方法的流程图。具体实施例方式本公开描述用于冷却内燃机的燃烧室的方法和系统。例如，下述实施例中的一些总体上涉及可以将第一燃料喷射到燃烧室中并且基于燃烧室状态自适应地喷射第二燃料或冷却剂的系统和方法。第二燃料或冷却剂在燃烧室中产生冷却。在以下描述中并且在图1-7中阐述了某些细节以提供对本公开的各实施例的透彻理解。然而，描述常常与内燃机、喷射器、点火器和/或燃烧系统的其它方面相关的公知结构和系统的其它细节未在下面阐述以避免不必要地使本公开的各实施例的描述晦涩。因此，将领会下面所述的细节中的一些被提供以足以使相关领域的技术人员能够制造和使用所公开的实施例的方式描述以下实施例。然而下面所述的细节和优点中的一些对于实施本公开的某些实施例可能是不必要的。图中所示的许多细节、尺寸、角、形状和其它特征仅仅是本公开的特定实施例的举例说明。因此，其它实施例可以具有其它细节、尺寸、角和特征而不脱离本公开的精神或范围。另外，本领域的普通技术人员将领会可以在没有下述的细节中的一些的情况下实施本公开的另外实施例。此外，图中所示的本公开的许多特征示意性地被显示。在说明书中各处提到“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在该说明书中各处出现的短语 “在一个实施例中”和“在实施例中”不必都表示相同实施例。此外，参考特定实施例描述的特定特征、结构或特性可以在一个或多个其它实施例中以任何合适的方式组合。I.用于自适应地冷却燃烧室的系统和方法图I是根据本公开的实施例配置的用于自适应地冷却或限制燃烧室106的峰值操作温度的系统100的示意图。在所示实施例中，系统100包括具有至少一个往复能量传递装置或活塞108的发动机101 (例如双冲程或四冲程发动机)的一部分，所述往复能量传递装置或活塞至少部分地在相应的燃烧室106内移动。系统100也包括一个或多个气流阀110 (单独地识别为第一阀IlOa和第二阀IlOb)，所述气流阀可操作地允许气流进入燃烧室106并且允许排气离开燃烧室106。例如，第一阀IlOa可以是进气阀，允许入口气流经由第一或进气通道109a进入燃烧室106，并且第二阀IlOb可以是排气阀，允许气流和/或排气经由第二或排气通道10%离开燃烧室106。尽管在图IA中显示了两个阀，但是本领域的普通技术人员将领会系统可以包括两个以上阀110。系统100还包括一体化喷射器点火器102 (“喷射器102”)，该一体化喷射器点火器被配置成将燃料和/或冷却剂喷射到燃烧室106中，并且点燃燃烧室106中的燃料和/或冷却剂。在某些实施例中，喷射器可以包括在2010年12月6日提交的、名称为“配置成喷射多种燃料和/或冷却剂的一体化燃料喷射器点火器以及相关使用和制造方法(INTEGRATEDFUEL INJECTOR IGNITERS CONFI⑶RED TO INJECT MULTIPLE FUELS AND/OR COOLANTS ANDASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE) ”并且通过引用完整地被合并于本文中的美国专利申请第12/961,461号中描述的喷射器的任何特征。在其它实施例中，喷射器102可以包括在上面通过引用完整地被合并的共同未决专利申请中描述的任何一体化喷射器点火器的特征。例如，喷射器102可以包括一个或多个一体化点火特征(例如用于启动火花、等离子或其它合适的点火事件)。根据本公开的实施例并且如下面详细地所述，喷射器102也可以在操作期间将两种或以上燃料、冷却剂、或燃料和冷却剂的组合自适应地喷射到燃烧室106中。当在本文中使用时，术语冷却剂可以包括在燃烧室106中产生冷却(例如降低燃烧室中的温度和/或将热传递到燃烧室106的部件之外)的任何温度控制流体(例如，气体或液体)。例如在一个实施例中，冷却剂可以包括不燃烧流体。然而在其它实施例中，冷却剂可以包括燃料，该燃料与在喷射冷却剂之前在燃烧室106中点燃和/或燃烧的另一种燃料相比在更低的温度下点燃和/或燃烧。在更进一步的实施例中，冷却剂可以是含氢冷却剂(例如，含氢的冷却剂)。如下面详细地所述，可以控制喷射器102以基于燃烧室106的性质自适应地调节燃料/冷却剂喷射的型式和/或频率。在图I所示的实施例中，系统100也包括用于自适应地控制燃烧室106中的燃料/冷却剂输送和点火的多个感测和/或计算装置。例如，喷射器102可以包括检测并且传送燃烧室性质的一个或多个传感器。更具体地，喷射器102可以包括位于暴露于燃烧室106的接口的喷射器102的远端部分上的一个或多个光纤元件。如根据本文中的各实施例所述，这些传感器也可以包括用于测量燃烧室温度和压力的各种手段和装置，包括利用由喷射器102的光纤部分发射的红外IR光、可见光和/或紫外光的高频探头。例如，用于测量燃烧室温度和/或压力的装置可以包括Fabry-Perot干涉计。在其它实施例中，燃烧室106内的温度和/或压力分布图可以根据以下参数确定时间或可以使用本领域中已知的其它类型的合适温度和/或压力传感器测量的其它参数。这样的温度传感器例如可以包括各种类型的热电偶、电阻和IR装置，并且这样的压力传感器例如可以包括各种类型的换能器和压电>j-U ρ α 在所示实施例中，来自燃烧室106的温度和/或压力数据(或其它燃烧室性质)可以由可选的感测模块112(以虚线显示)处理。这样的处理例如可以包括在将数据传输到计算机114之前筛选、转换和/或格式化数据。计算机114可以包括一个或多个处理器116，用于分析来自燃烧室106的数据以确定何时并且如何改变来自喷射器102的喷射和点火特性。处理分析的结果可以存储在本地存储器118或相关数据库119中。根据所示实施例的附加特征，系统100也包括燃料源或燃料储存器120，该燃料源或燃料储存器可操作地联接到喷射器102以经由喷射器102将燃料和/或冷却剂输送到燃烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.13 US 61/304,403;2010.12.06 US 12/961,4611.一种限制发动机中的燃烧室的峰值温度的方法，所述方法包括 在所述发动机的周期的第一部分中 在第一周期的进气冲程和压缩冲程中的至少ー个冲程期间将燃料直接喷射到所述燃烧室中；以及 点燃所述燃烧室中的燃料以引起燃烧； 监测由所述燃烧产生的所述燃烧室的温度；以及 在所述发动机的所述周期的所述第一部分或第二部分中的至少ー个部分中 当所述温度达到预定值时，仅仅在所述周期的动カ冲程和排气冲程中的至少ー个冲程期间将冷却剂直接喷射到所述燃烧室中。2.根据权利要求I所述的方法，其中 将燃料直接喷射到所述燃烧室中包括喷射在所述燃烧室中产生第一燃烧温度的第一燃料；以及 将冷却剂直接喷射到所述燃烧室中包括喷射在所述燃烧室中产生第二燃烧温度的第ニ燃料，其中所述第二温度小于所述第一温度。3.根据权利要求I所述的方法，其中将冷却剂直接喷射到所述燃烧室中包括喷射在所述燃烧室中不燃烧的流体或气体。4.根据权利要求I所述的方法，其中将冷却剂直接喷射到所述燃烧室中包括将含氢冷却剂直接喷射到所述燃烧室中。5.根据权利要求I所述的方法，其中将冷却剂直接喷射到所述燃烧室中包括在所述周期的动カ冲程和排气冲程的每ー个冲程期间喷射冷却剤。6.根据权利要求I所述的方法，其中所述温度的所述预定值为2200摄氏度。7.根据权利要求I所述的方法，其中 将燃料直接喷射到所述燃烧室中包括用喷射器喷射燃料；以及 点燃所述燃烧室中的燃料包括用所述喷射器所携帯的点火特征点燃燃料。8.根据权利要求I所述的方法，其还包括 确定所述发动机的预定操作模式，所述预定操作模式包括所述发动机的加速或高负荷操作条件；以及 当所述发动机在所述预定操作模式下操作时，仅仅在所述周期的动カ冲程和排气冲程中的至少ー个冲程期间将冷却剂直接喷射到所述燃烧室中。9.ー种冷却发动机中的燃烧室的方法，所述方法包括 将燃料引入所述发动机的所述燃烧室中，其中能量传递装置通过进气冲程、压缩冲程、动カ冲程和排...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伊·E·麦卡利斯特，梅尔文·J·拉尔森，
申请(专利权)人：麦卡利斯特技术有限责任公司，
类型：
国别省市：
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