專(zhuān)利名稱(chēng)：多模式高效內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)所描述的主題涉及內(nèi)燃機(jī)，尤其涉及在提高的壓縮率下運(yùn)行并且抗爆的內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)通常用于為機(jī)動(dòng)車(chē)以及其他應(yīng)用提供動(dòng)力，這些應(yīng)用包括用于草地割草機(jī)以及其他農(nóng)業(yè)和園林綠化設(shè)備、發(fā)電機(jī)、泵馬達(dá)、船、飛機(jī)和類(lèi)似物。對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)的典型的駕駛周期，主要的燃料的消耗發(fā)生在車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)的低負(fù)載和空載運(yùn)行過(guò)程中。類(lèi)似地，內(nèi)燃機(jī)的其他使用的特點(diǎn)也可以是更頻繁地在功率輸出的使用，而較少用于提供開(kāi)放的節(jié)流閥條件。然而，由于機(jī)械摩擦、熱量轉(zhuǎn)移、油門(mén)調(diào)節(jié)以及其他消極地影響性能的因素，火花點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)固有地在高負(fù)載時(shí)具有更高的效率，在低負(fù)載時(shí)效率低。在低引擎負(fù)載時(shí)的效率有時(shí)能通過(guò)提高引擎的壓縮率而改善。壓縮率是空氣-燃料混合物在點(diǎn)火前被壓縮的程度的測(cè)量，其被定義為引擎燃燒腔的擴(kuò)張?bào)w積除以引擎燃燒腔的壓縮的體積。在標(biāo)準(zhǔn)的奧托循環(huán)引擎的高的壓縮率通常導(dǎo)致活塞在動(dòng)力沖程進(jìn)行更長(zhǎng)的擴(kuò)張，從而相比較于在較低的壓縮率運(yùn)行的引擎做了更多的功。使用辛烷值為87的汽油驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)的壓縮率通常范圍約是8. 5 I至10 :1。引擎能達(dá)到的最大的壓縮率可被在高溫下的不受控制的空氣-燃料混合物的提前(在打算的定時(shí)之前)點(diǎn)火所限制，通常稱(chēng)為引擎爆震問(wèn)題。爆震可由當(dāng)混合物被暴露在高溫下充分長(zhǎng)的一段時(shí)間，燃料分解為更易燃的分子碎體所引起。暴露在高溫下可引起這些碎體引起在正常的燃燒包絡(luò)之外的不受控制的爆炸。例如，自燃通常發(fā)生在活塞到達(dá)壓縮沖程的上止點(diǎn)(TDC)位置之前，因此在一些情形中，爆震可發(fā)生在活塞經(jīng)過(guò)TDC以開(kāi)始擴(kuò)張沖程之前。自燃也可發(fā)生在擴(kuò)張沖程，因?yàn)槲矚獗患訜岵⒈灰呀?jīng)燃燒的混合物所壓縮，使得燃燒混合物的存儲(chǔ)區(qū)域在正常的燃燒包絡(luò)(combustion envelope)之外點(diǎn)燃。引擎爆震引起燃燒腔內(nèi)的聽(tīng)得見(jiàn)且潛在有害的壓強(qiáng)波。爆震是與更普遍的自燃問(wèn)題相關(guān)的特定問(wèn)題。在本說(shuō)明書(shū)中，自燃指的是點(diǎn)火獨(dú)立于火花被點(diǎn)燃的例子，如均質(zhì)著火或由在火花事件前的表面點(diǎn)火所引起的燃燒。高壓縮率以外的多種因素可影響特別的爆震以及普通的自燃。一般地，相比于高辛烷值汽油，低辛烷值汽油可以在較低的溫度自發(fā)地點(diǎn)火。引擎中的熱壁或高活塞溫度也趨向于增加對(duì)空氣-燃料混合物的加熱，從而增加燃料自燃的趨勢(shì)，因其會(huì)產(chǎn)生局部的熱點(diǎn)，例如圍繞著排氣閥，可引起對(duì)空氣-燃料混合物的局部的加熱，并在熱點(diǎn)的區(qū)域爆震?？諝?燃料混合物的快速燃燒率，例如由高紊流所引起，促進(jìn)了良好的混合以及燃料的快速燃燒，能夠降低自發(fā)燃燒的可能性。然而，高的進(jìn)入流動(dòng)區(qū)域的紊流也可增加在進(jìn)入空氣-燃料混合物的溫度的升高，其增加了自發(fā)燃燒的可能性。將在混合物中的燃料的量增加至化學(xué)計(jì)量可增加釋放的能量，從而釋放尾氣的壓強(qiáng)的溫度，并能影響爆震的趨勢(shì)。提前的點(diǎn)火定時(shí)也可產(chǎn)生高峰值壓強(qiáng)和溫度，從而在某些情形下有助于自燃。許多傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)通常被配置為四沖程奧托循環(huán)，奧托循環(huán)的理想的版本由圖1A的圖表40所示出。四沖程奧托循環(huán)包空氣/燃料階段50、等熵的壓縮階段52、恒定體積的燃燒階段54和等熵的擴(kuò)張階段56、放氣階段58和排氣階段60。在壓縮階段52，活塞以與動(dòng)力階段56擴(kuò)張的相同程度來(lái)壓縮混合物。奧托循環(huán)通常的特點(diǎn)是在高負(fù)載時(shí)具有最高的效率，在低負(fù)載時(shí)具有實(shí)質(zhì)上降低的效率(例如，當(dāng)在節(jié)流條件下運(yùn)行)。泵相對(duì)于節(jié)流閥的損失也可能是顯著的。奧托循環(huán)的對(duì)稱(chēng)也可以引起有限的效率。在奧托循環(huán)的引擎中，節(jié)流閥通常用于限制對(duì)部分負(fù)載運(yùn)行的氣流。節(jié)流閥限制進(jìn)入歧管的氣流，使得引擎從該降低壓強(qiáng)的區(qū)域拉出空氣。因此將空氣泵送至引擎中的功典型地比用閥限制氣流時(shí)高。相反地，阿特金森循環(huán)通過(guò)利用減少泵送做功的非對(duì)稱(chēng)循環(huán)，以提供比奧托循環(huán)更高的效率。當(dāng)引擎工作在阿特金森循環(huán)時(shí)，有效的空氣/燃料壓縮沖程相對(duì)于動(dòng)力擴(kuò)張沖程被縮短。這可以通過(guò)例如保持進(jìn)氣閥在空氣/燃料進(jìn)入沖程的一部分時(shí)間內(nèi)關(guān)閉而實(shí)現(xiàn)，從而減少進(jìn)入壓縮沖程的空氣/燃料混合物的量。幾何壓縮率系指接近由燃料的辛烷值所施加極限被壓縮有限量的進(jìn)入(charge)。壓縮的混合物然后被點(diǎn)燃并且通過(guò)擴(kuò)張沖程被擴(kuò)張，該擴(kuò)張沖程長(zhǎng)于壓縮沖程。圖1B的圖表61示出了阿特金森循環(huán)的第一理想的版本。在接近阿特金森循環(huán)的早期的進(jìn)氣閥的這個(gè)例子中，空氣-燃料混合物可以在階段62被引入，而不需要改變壓強(qiáng)，直到體積Vtl的混合物進(jìn)入。在該點(diǎn)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，且進(jìn)入沖程的第二部分64繼續(xù)，且不再允許更多的混合物進(jìn)入。在進(jìn)入沖程的第二部分64，腔中的壓強(qiáng)降低，因?yàn)轶w積持續(xù)擴(kuò)張且沒(méi)有加入額外的空氣。在絕熱階段66，混合物被壓縮，在燃燒階段68以恒定的體積燃燒，并且在動(dòng)力階段70絕熱地?cái)U(kuò)張。廢氣在放氣階段72之后的廢氣階段74被取出。圖1C的圖表80示出了阿特金森循環(huán)的第二理想版本。在接近阿特金森循環(huán)的晚期的進(jìn)氣閥的這個(gè)例子中，進(jìn)氣閥在整個(gè)進(jìn)入沖程82和壓縮沖程的第一部分84被打開(kāi)，直至進(jìn)氣閥關(guān)閉。在進(jìn)氣閥關(guān)閉以后保持在燃燒腔中的混合物的體積Vtl在絕熱階段86被壓縮，在燃燒階段88以恒定的體積燃燒，并且在動(dòng)力階段90絕熱地?cái)U(kuò)張。廢氣在放氣階段92之后的廢氣階段94被取出。因此，在阿特金森循環(huán)，擴(kuò)張階段70和90相對(duì)于壓縮階段66和86被增加。阿特金森循環(huán)通過(guò)對(duì)給定的壓縮率在壓縮沖程取出更多的功，在低負(fù)載時(shí)提高了效率。阿特金森循環(huán)通常不能為高負(fù)載引擎運(yùn)行提供高功率密度。然而，由于功率密度極限，傳統(tǒng)引擎中的阿特金森循環(huán)通常僅用于低負(fù)載?？墒箍捎枚喾N閥時(shí)序和多種壓縮率以使引擎在低功率時(shí)運(yùn)行在阿特金森模式，并且在高功率時(shí)運(yùn)行在奧托循環(huán)，或?qū)ΨQ(chēng)模式。一種實(shí)現(xiàn)這種類(lèi)型的運(yùn)行的方法是晚期進(jìn)氣閥關(guān)閉(LIVC)策略，諸如例如圖1C中所示并且上文中所討論的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面,此處揭露一種方法,包括向內(nèi)燃機(jī)的燃燒體積傳輸流體，所述流體包括至燃燒體積的進(jìn)入空氣，該方法采用方式為所述流體提供足夠的運(yùn)動(dòng)以在所述燃燒體積內(nèi)生成至少閾值量的紊流，所述燃燒體積由至少一個(gè)氣缸壁和活塞所限定。在完成混合物的燃燒之前，與所述進(jìn)入空氣和燃料的所述混合物接觸的所述燃燒體積內(nèi)的內(nèi)表面被保持在處于或低于第二目標(biāo)溫度。以效率模式運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，以提供在零到過(guò)渡功率輸出水平之間的第一功率輸出范圍，以及以功率模式運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，以提供在所述過(guò)渡功率輸出水平和最大功率輸出水平之間的第二功率輸出范圍。所述效率模式包括使用第一點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第一空氣/燃料比率，所述第一點(diǎn)火定時(shí)和所述混合物的所述第一空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率所選擇，以防止所述混合物在所述效率模式下的過(guò)早自燃。所述功率模式包括使用第二點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第二空氣/燃料比率，所述第二點(diǎn)火定時(shí)和所述混合物的所述第二空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率所選擇，以防止所述混合物在所述功率模式下的過(guò)早自燃。在一第二相關(guān)方面，內(nèi)燃機(jī)包括傳輸流體的進(jìn)入端口，所述流體包括至燃燒體積的進(jìn)入空氣。所述流體被以足夠在所述燃燒體積內(nèi)產(chǎn)生至少閾值數(shù)量的紊流的傳送的數(shù)量的運(yùn)動(dòng)被傳輸。所述燃燒腔的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面被保持在處于或低于第二目標(biāo)溫度。所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面包括氣缸的氣缸壁，所述氣缸內(nèi)的活塞，以及與所述進(jìn)入端口或排出端口相關(guān)的至少一個(gè)閥。包括一個(gè)或多個(gè)控制設(shè)備，使得所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行在效率模式以提供在零到過(guò)渡功率輸出水平之間的第一功率輸出范圍，以及功率模式以提供在所述過(guò)渡功率輸出水平和最大功率輸出水平之間的第二功率輸出范圍中的至少一個(gè)。所述效率模式包括使用第一點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第一空氣/燃料比率，所述第一點(diǎn)火定時(shí)和所述混合物的所述第一空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率所選擇，以防止所述混合物在所述效率模式下的過(guò)早自燃。所述功率模式包括使用第二點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第二空氣/燃料比率，所述第二點(diǎn)火定時(shí)和所述第二空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率所選擇，以防止所述混合物在所述功率模式下的過(guò)早自燃。在一些變形中，以下特征中的一個(gè)或多個(gè)可以可選地被包含在任何可行的組合中。第一空氣/燃料比率 和第二空氣/燃料比率，可以是相對(duì)于為正在被燃燒的燃料提供化學(xué)計(jì)量比率的空氣/燃料比率的實(shí)際的空氣/燃料比率(分別為^和入2)，均可以約為I?？蛇x地，第一空氣/燃料比率(A1)可以隨著過(guò)渡功率輸出水平接近，從大于約1.3逐漸減小，以及第二空氣/燃料比率(入2)可約為I。第一點(diǎn)火定時(shí)在約最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以及所述第二點(diǎn)火定時(shí)可以逐漸延遲以在所述最大功率輸出接近時(shí)，逐漸地遲于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩?？蛇x地，所述第一點(diǎn)火定時(shí)可以在所述過(guò)渡功率輸出水平接近時(shí)，逐漸從約最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩延遲。在所述燃燒體積內(nèi)的峰值壓強(qiáng)被獲取，以及所述混合物的10%至90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生在經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置約35°之前?？蛇x地，所述燃燒體積內(nèi)的峰值壓強(qiáng)在經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置的約10°至35°的范圍內(nèi)獲取，以及所述混合物的10%至90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生在先于經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置約35°之前。對(duì)于約為87的辛烷值，所述壓縮率可選地大于約14 :1。在所述功率模式下的所述壓縮率可以低于在所述效率模式下的所述壓縮率。可選地，在所述功率模式下的所述壓縮率可以約等于在所述效率模式下的所述壓縮率。所述過(guò)渡功率輸出水平可以發(fā)生在在所述最大功率輸出水平的制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)的約70%處?？蛇x地，所述過(guò)渡功率輸出水平可以發(fā)生在在所述最大功率輸出水平的制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)的約60%處。
向所述燃燒腔傳輸所述流體還包括，通過(guò)空氣進(jìn)入路線(xiàn)將所述進(jìn)入空氣從空氣A 口導(dǎo)入至進(jìn)入端口，所述空氣進(jìn)入路線(xiàn)包括對(duì)引擎熱量的有限的暴露，使得所述進(jìn)入空氣保持處于或者低于第一目標(biāo)溫度，該第一目標(biāo)溫度在一些實(shí)施例中可以比第二目標(biāo)溫度低。所述進(jìn)入端口包括傳輸所述流體至套筒閥和/或提升閥的導(dǎo)管，使得當(dāng)所述套筒閥和/或所述提升閥被打開(kāi)以傳輸所述流體至所述燃燒體積時(shí)，所述流體在所述流體進(jìn)入所述燃燒腔時(shí)，獲取渦旋運(yùn)動(dòng)和/或翻滾運(yùn)動(dòng)。所述進(jìn)入端口和/或?qū)Ч苓€可以或者可選地包括罩蓋，被配置為在所述燃燒腔中提供所述被傳輸?shù)牧黧w的翻滾運(yùn)動(dòng)。可選地或者額外地，所述活塞的第一部分和氣缸頭或第二活塞在所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程內(nèi)被帶入鄰近區(qū)域，而所述活塞的第二部分不接近，使得所述混合物被迫使從所述鄰接近區(qū)域出來(lái)，進(jìn)入在所述燃燒體積中的較大的體積，從而引起所述較大體積中的紊流。與所述進(jìn)入端口或排出端口相關(guān)的至少一個(gè)閥可被積極地冷卻，在一個(gè)非限制的例子中被冷卻系統(tǒng)冷卻，以將所述至少一個(gè)閥保持在所述第二目標(biāo)溫度以下。所述第二目標(biāo)溫度低于在所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件下活塞頂部溫度。多個(gè)點(diǎn)火點(diǎn)在所述燃燒體積中被提供，以縮短所述混合物燃燒的持續(xù)時(shí)間。本文描述的主題的實(shí)現(xiàn)可以提供一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)。例如，運(yùn)行在典型的驅(qū)動(dòng)循環(huán)的機(jī)動(dòng)車(chē)在本文描述的某些實(shí)施例中，與先前可獲得的方案相比可獲得30%的燃料經(jīng)濟(jì)節(jié)約，但僅需要增加很少的引擎的成本。此外，在燃燒腔內(nèi)的高負(fù)載可以允許足夠稀薄(lean)的混合物從而顯著地減少有害的含氮的和/或氮氧化物的形成。這使得這些車(chē)輛不需要昂貴或復(fù)雜的排放控制，就可以達(dá)到嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。本文描述的主題的一個(gè)或多個(gè)變形的細(xì)節(jié)在所附的附圖和描述中給出。本文所描述的本主題的其他特征和優(yōu)勢(shì)從描述、附圖和權(quán)利要求中更明顯得出。


所附的附圖，被并入并組成說(shuō)明書(shū)的一部分，顯示了本文公開(kāi)的主題的某些方面，并且與說(shuō)明書(shū)一起有助于解釋與所公開(kāi)的實(shí)施例相關(guān)的某些原理。在附圖中圖1A、圖1B和圖1C示出了說(shuō)明了理想的奧托循環(huán)和理想的阿特金森循環(huán)的兩個(gè)例子的特征的圖；圖2是說(shuō)明了具有與當(dāng)前主題一致的一個(gè)或多個(gè)特征的方法的過(guò)程流程圖；圖3是顯示了具有與當(dāng)前主題兼容的一個(gè)或多個(gè)特征的引擎的截面圖；圖4是圖3所示的引擎的另一個(gè)截面圖；圖5是顯示了具有與當(dāng)前主題兼容的一個(gè)或多個(gè)特征的另一個(gè)引擎的部分的截面圖；圖6顯示了具有與當(dāng)前主題兼容的一個(gè)或多個(gè)特征的另一個(gè)引擎的部分的截面圖；圖1顯示了與圖6所示的閥配置一起使用的搖桿的俯視圖；圖8A和圖SB分別是顯示了能夠?qū)?jīng)過(guò)的流體產(chǎn)生紊流運(yùn)動(dòng)的提升閥配置的特征的透視圖和截面圖；圖9A和圖9B分別是顯示了使用提升閥在氣缸產(chǎn)生紊流的側(cè)截面圖和俯視截面圖；圖10是比較在一定范圍的功率輸出的使用當(dāng)前的主題的特征的引擎和傳統(tǒng)的引擎的制動(dòng)效率的圖；圖11是比較在一定范圍的功率輸出的使用當(dāng)前的主題的特征的壓縮率為15 I且使用可變的火花定時(shí)的化學(xué)計(jì)量空氣/燃料比率的引擎和以壓縮率為9I運(yùn)行的傳統(tǒng)的引擎的制動(dòng)效率的圖；以及圖12是比較在一定范圍的功率輸出的使用當(dāng)前的主題的特征的壓縮率為15 I且使用可變空氣/燃料比率和可變的火花定時(shí)的引擎和以壓縮率為9I運(yùn)行的傳統(tǒng)的引擎的制動(dòng)效率的圖。當(dāng)適用時(shí)，相似的附圖標(biāo)記表示相似的結(jié)構(gòu)、特征或元件。
發(fā)明詳述內(nèi)燃機(jī)可以由機(jī)械上復(fù)雜的并且相對(duì)昂貴的特征所構(gòu)造，這些特征被設(shè)計(jì)以提高性能和效率從而適應(yīng)典型的使用循環(huán)，其中，引擎可以頻繁地在節(jié)流閥沒(méi)有大開(kāi)時(shí)運(yùn)行。例如，可變的閥定時(shí)、可變的壓縮率以及類(lèi)似物已被顯示出可用于產(chǎn)生具有高效和高功率密度的引擎，盡管不是同時(shí)。然而，為了便宜制造而設(shè)計(jì)的引擎通常限制在相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此不容易包括這些特征。為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)在可獲取的方案的這些以及潛在的其他問(wèn)題，本主題的一個(gè)或多個(gè)所述提供方法、系統(tǒng)、制造品或產(chǎn)品，以及類(lèi)似物，在其他可能的優(yōu)勢(shì)中，能夠提供達(dá)到在引擎負(fù)載的更廣的范圍內(nèi)提高的燃料效率內(nèi)燃機(jī)，并且因此能夠提為典型的動(dòng)力循環(huán)供提高的效率。內(nèi)燃機(jī)的其他應(yīng)用，包括但不限于農(nóng)業(yè)和園林綠化設(shè)備、發(fā)電機(jī)、泵馬達(dá)、船、飛機(jī)和類(lèi)似物，也可以從提供的對(duì)較大范圍的引擎負(fù)載的提高的效率收益。與當(dāng)前主題的實(shí)施例一致的內(nèi)燃機(jī)可以在低和中負(fù)載時(shí)以改進(jìn)的效率工作，還在高負(fù)載時(shí)提供了高功率密度。因此在引擎運(yùn)行條件下效率能夠被最大化，引擎運(yùn)行條件是最頻繁使用的并且主要的燃料在引擎運(yùn)行條件下被消耗。根據(jù)實(shí)施例，對(duì)于低和中引擎負(fù)載，例如直到大約6巴制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)(BMEP)，引擎可以最開(kāi)始在全部的節(jié)流閥以最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(MBT)定時(shí)運(yùn)行在“高效”模式，包括大開(kāi)節(jié)流閥(WOT)稀薄空氣-燃料混合物。在效率模式下，對(duì)于常規(guī)的87的辛烷值汽油運(yùn)行，引擎可以運(yùn)行在約15 I的壓縮率。在傳統(tǒng)的引擎中，這樣的壓縮率可需要火花被進(jìn)一步延遲，從而限制了能夠達(dá)到的效率。然而，當(dāng)前的主題包括多個(gè)特征，使得在該范圍內(nèi)壓縮率不產(chǎn)生引擎爆震。這些特征可包括相對(duì)低燃燒溫度中的一個(gè)或多個(gè)(例如來(lái)自稀薄空氣-燃料混合物或者通過(guò)限制在進(jìn)入燃燒腔之中和之前該空氣和/或燃料所暴露的熱源)，來(lái)自于進(jìn)入空氣和/或燃料的紊流的快速燃燒次數(shù)，以及相對(duì)地缺乏熱點(diǎn)的燃燒腔。這些特征在以下將更詳細(xì)地解釋。相對(duì)于低燃燒溫度的高壓縮率，以及打開(kāi)節(jié)流閥可以在低至中等負(fù)載運(yùn)行條件下產(chǎn)生高效引擎性能，低至中等負(fù)載運(yùn)行條件，最多的燃料在動(dòng)力循環(huán)運(yùn)行中被消耗。一個(gè)或多個(gè)高紊流、快速燃燒、抗爆震的燃燒腔，以及此處描述的其他特征可以允許使用比即便使用化學(xué)計(jì)量的空氣-燃料混合物的常規(guī)可能更高的壓縮率。對(duì)于在稀薄運(yùn)行中可獲得的最大以上的負(fù)載，引擎可以運(yùn)行在第二“功率”模式，其中，空氣/燃料被減少，以提供更多的混合物(例如，接近化學(xué)計(jì)量)和更多的動(dòng)力。值得注意的是，汽油的典型的化學(xué)計(jì)量空氣/燃料比率約為14. 7空氣質(zhì)量單位每質(zhì)量單位的燃料。為了本公開(kāi)的目的，空氣/燃料比率將根據(jù)實(shí)際空氣/燃料比率相對(duì)于化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的比率進(jìn)行討論，其通常由希臘字母、(lambda)指代。在這些較高的壓強(qiáng)下控制引擎的屬性，從而防止爆震，包括調(diào)整火花點(diǎn)火的定時(shí)晚于MBT定時(shí)。在效率模式和功率模式之間轉(zhuǎn)換在一些例子中可在約6至7巴BMEP下發(fā)生。然而，隨著科技的進(jìn)步，諸如例如將更多的空氣移入引擎的能力，從效率模式轉(zhuǎn)換到功率模式可以發(fā)生在更高的BMEP。排放或者其他限制條件在某些實(shí)現(xiàn)中可以要求轉(zhuǎn)換在較低的BMEP下發(fā)生。發(fā)明的技術(shù)的這些和其他額外的特征在下文中將更詳細(xì)地解釋。圖2示出了說(shuō)明了具有與當(dāng)前主題的實(shí)施例一致的一個(gè)或多個(gè)特征的引擎運(yùn)行方法的過(guò)程流程圖。在202，包括至少一個(gè)進(jìn)入空氣的流體(并且可以，在一些實(shí)施例中，包括進(jìn)入空氣和燃料)被傳輸?shù)絻?nèi)燃機(jī)的燃燒腔。該傳輸為流體提供足夠的運(yùn)動(dòng)以在燃燒體積內(nèi)生成至少閾值量的紊流，燃燒體積由至少一個(gè)氣缸壁和活塞所限定。一旦點(diǎn)火被啟動(dòng)，閾值量的紊流可足夠引起空氣-燃料混合物的快速燃燒。例如，在一些實(shí)施例中，閾值量的紊流使得燃燒腔中的峰值壓強(qiáng)被獲取，以及混合物的10%至90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生在活塞到達(dá)TDC的約35°之前，或者可選地在經(jīng)過(guò)TDC后的約10°至35°的范圍之間。在一些實(shí)施例中，流體在第一目標(biāo)溫度以下被傳輸，例如，通過(guò)積極地冷卻空氣(通過(guò)熱交換或者類(lèi)似物)，通過(guò)與引擎隔間中的過(guò)度熱量的源隔離或者物理分離的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管，引導(dǎo)空氣。在204，在完成混合物的燃燒之前，將與進(jìn)入空氣和燃料的混合物接觸的燃燒體積內(nèi)的內(nèi)表面保持在處于或低于第二目標(biāo)溫度，該第二目標(biāo)溫度在某些實(shí)施例中低于在所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件下活塞頂部溫度。第一和/或第二閾值溫度可以被選擇以降低燃料-空氣混合物自燃和/或引起爆震的趨勢(shì)。在206，內(nèi)燃機(jī)在效率模式運(yùn)行，其中，功率輸出處于在零到過(guò)渡功率輸出之間的第一功率輸出范圍。效率模式包括使用第一點(diǎn)火定時(shí)以及混合物的第一空氣/燃料比率，第一點(diǎn)火定時(shí)和混合物的第一空氣/燃料比率被聯(lián)合地選擇以防止在第一功率輸出范圍運(yùn)行引擎的混合物的過(guò)早自燃。第一點(diǎn)火定時(shí)和第一空氣/燃料比率的選取，在一些實(shí)施例中可以被表示為實(shí)際的空氣/燃料比率相對(duì)于為正在被燃燒的燃料提供化學(xué)計(jì)量比率的空氣/燃料比率的比率(八)，其可以根據(jù)燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率來(lái)進(jìn)行。在210，內(nèi)燃機(jī)在功率模式運(yùn)行，其中，功率輸出是在過(guò)渡功率輸出水平和最大功率輸出水平之間的第二功率輸出范圍。功率模式包括使用第二點(diǎn)火定時(shí)以及混合物的第二空氣/燃料比率，第二點(diǎn)火定時(shí)和混合物的第二空氣/燃料比率被選擇，以防止混合物在第二功率輸出范圍過(guò)早自燃。第二點(diǎn)火定時(shí)和第二空氣/燃料比率的選取，在一些實(shí)施例中可以被表示為實(shí)際的空氣/燃料比率相對(duì)于為正在被燃燒的燃料提供化學(xué)計(jì)量比率的空氣/燃料比率的比率(入2)，可以根據(jù)燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率來(lái)進(jìn)行。描述和/或調(diào)整引擎的運(yùn)行的控制器和/或狀態(tài)檢測(cè)器能夠進(jìn)行在圖2所涉及的一個(gè)或多個(gè)功能。在一些實(shí)施例中，效率模式可在引擎的最大制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)(BMEP)約0. 2至0.7的范圍之間，而功率模式可以在大于最大BMEP約0.7直至最大BMEP的范圍之內(nèi)?？蛇x地，效率模式可在最大BMEP的約0. 4至0. 6的范圍之間，而功率模式可以在最大BMEP約0.6直至最大BMEP的范圍之內(nèi)。最大BMEP可在一些實(shí)施例中在約8巴至15巴之間。至少部分地根據(jù)被使用的燃料的辛烷值，14 :1或15 :1或更高的壓縮率可被使用。例如，當(dāng)前的主題可以被用于柴油機(jī)引擎或與壓縮的天然氣，其中，壓縮率可以高達(dá)18 1,20 1，甚至更高。通過(guò)為最大效率的稀薄運(yùn)行(例如，\大于I)設(shè)定在上止點(diǎn)(TDC)之后的約10°至15°之間的峰值壓強(qiáng)，可以為給定的燃料辛烷值確定被使用的壓縮率。指示的平均效率壓強(qiáng)變化的系數(shù)有利地可以少于5%，可在爆震極限啟動(dòng)操作大開(kāi)的節(jié)流閥。加入至燃燒腔的空氣中的紊流和/或燃料-空氣混合物可以被用于獲得快速燃燒的持續(xù)時(shí)間，不需要過(guò)多的燃料的預(yù)熱，否則燃料的預(yù)熱可引起爆震。直接將燃料注射入燃燒腔(例如，作為液體)可以用于限制燃料在升高的溫度下的停留時(shí)間，并提供防爆。使用一個(gè)或多個(gè)本文描述的方法或其他類(lèi)似的變形，可以獲取進(jìn)入空氣和/或燃燒腔的內(nèi)表面的溫度控制。在燃燒循環(huán)，第二目標(biāo)溫度可有利地被保持在低于最大活塞頂部溫度；其可以，例如在約200°C到350°C之間變化，或者在約250°C到350°C之間變化，并且可以在一些例子中低于約300°C，或者可選地低于約400°C，或者類(lèi)似的情況。在一些實(shí)施例中，第一目標(biāo)溫度也可以被保持在在第二目標(biāo)溫度的特定的范圍內(nèi)或者之下。在圖2所示的方法的實(shí)施例中，如上所述,化學(xué)計(jì)量或者接近化學(xué)計(jì)量的燃料混合物可被用于第一空氣/燃料比率(A1)和第二空氣/燃料比率(入2)。也即，在引擎的效率模式和功率模式下，空氣/燃料比率，入，被保持處于或者接近I。在效率模式下的第一點(diǎn)火定時(shí)可以處于或者接近最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(MBT)，其在有些情形中發(fā)生在TDC之前，使得在燃燒體積內(nèi)壓強(qiáng)在經(jīng)過(guò)TDC后的約10°到15°達(dá)到峰值。隨著引擎的負(fù)載增加以及功率輸出超過(guò)過(guò)渡功率輸出，使得引擎必須運(yùn)行在功率模式，第二點(diǎn)火定時(shí)可以隨著引擎上的負(fù)載的增加，逐漸地從MBT延遲。采用上述的實(shí)施例，在具有一個(gè)或多個(gè)以下描述的特征的引擎中，盡管存在不引起爆震的化學(xué)計(jì)量的燃料/空氣混合物，點(diǎn)火定時(shí)的延遲可實(shí)現(xiàn)。在與本實(shí)施方式一致的一些例子中，燃燒腔內(nèi)的峰值壓強(qiáng)可有利地在經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)的35°之前達(dá)到，且在燃燒腔內(nèi)燃燒整個(gè)燃料的10%至90%間的持續(xù)時(shí)間，可有利地發(fā)生在經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)的35°之前或者可選地在經(jīng)過(guò)TDC的25°之前。在圖2所示并且如上討論的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，第一空氣/燃料比率(入J可大于1(即，稀薄混合)并且在整個(gè)效率模式是可變的。隨著在效率模式下引擎上的負(fù)載向過(guò)渡功率輸出增加，引擎的功率輸出通過(guò)逐漸地減少燃料/空氣比率(X)被增加。例如通過(guò)從高度稀薄朝向接近化學(xué)計(jì)量、=I的混合物移動(dòng)。第一點(diǎn)火時(shí)序(例如，在效率模式期間)可處于或者接近在最低功率的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(MBT)。在該例子中，定時(shí)可以在需要時(shí)在達(dá)到過(guò)渡功率輸出之前被延遲，從而減少爆震。隨著引擎上的負(fù)載的增加以及功率輸出超過(guò)過(guò)渡功率輸出，使得引擎必須運(yùn)行在功率模式，第二點(diǎn)火定時(shí)可以隨著引擎上的負(fù)載的增加，逐漸地從MBT延遲。在具有一個(gè)或多個(gè)以下描述的特征的引擎中，盡管存在不引起爆震的化學(xué)計(jì)量的燃料/空氣混合物，點(diǎn)火定時(shí)的延遲可實(shí)現(xiàn)。在與本實(shí)施方式一致的一些例子中，燃燒腔內(nèi)的峰值壓強(qiáng)可有利地在經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)35°之前達(dá)到，且在燃燒腔內(nèi)燃燒整個(gè)燃料的10%至90%之間的持續(xù)時(shí)間可有利地發(fā)生在經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)的35°之前。圖3示出了能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前主題的特征的內(nèi)燃機(jī)300的截面圖。該引擎的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)和類(lèi)似的引擎在US專(zhuān)利號(hào)為7，559，298，名稱(chēng)為“InternalCombustion Engine” (內(nèi)燃機(jī))和未決的US專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2/860,061(以公開(kāi)號(hào)No. 2011/0041799A1公開(kāi))標(biāo)題為“High Swirl Engine”(高鏇潤(rùn)引擎)中被描述,上述中的每個(gè)都被轉(zhuǎn)讓給即刻公開(kāi)的主題的所有者，并且本申請(qǐng)參考引用并入了如上所述專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)的全部?jī)?nèi)容。如圖3所示，空氣進(jìn)氣進(jìn)入端口 301傳輸空氣，該空氣或者單獨(dú)傳輸或者作為空氣-燃料混合物的一部分傳輸至氣缸304，氣缸304由引擎主體306所限定。如圖3所示，引擎主體306可包括安裝在中心連接件314上的左鑄件310和右鑄件312，中心連接件314可以是環(huán)形的形式。中心連接件314可還包括一個(gè)或多個(gè)火花塞套筒316，火花塞可以通過(guò)火花塞套筒316被插入。引擎300被配置使得左活塞320和右活塞322沿著氣缸304的中心線(xiàn)C在氣缸304內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。左活塞320連接至左連接桿324，左連接桿324連接左曲柄軸326。右活塞322連接至右連接桿330，右連接桿330連接右曲柄軸332。左活塞320在氣缸304中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且可滑動(dòng)地沿著氣缸壁334可向左和向右移動(dòng)。右活塞322也在氣缸304中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且可滑動(dòng)地沿著氣缸壁334可向左和向右移動(dòng)。圖3示出了活塞配置，其中，兩個(gè)活塞在同一個(gè)氣缸304中以相反的方式被安排，從而在上止點(diǎn)(TDC)的燃燒腔主要由活塞320，322和氣缸壁334所限定。在與本主題的一個(gè)或多個(gè)特征一致的其他引擎的設(shè)計(jì)中，氣缸壁、在一端的活塞和在另一端的氣缸蓋可以限定燃燒腔。引擎300中的活塞320、322的直徑可小于常規(guī)的活塞的直徑，并且不需要?dú)飧咨w。省略單獨(dú)的氣缸蓋并且使用較小的氣缸直徑可在燃燒腔中提供低表面積與體積比，如在本文其他地方指出的是，可以限制從燃燒腔的熱傳輸損耗。對(duì)于熱傳輸?shù)脑谄渌樾蜗聲?huì)損失的熱量，可以替代地有助于由活塞320，322在它們的功率沖程過(guò)程中所做的功(例如，使功率沖程更接近理想絕熱條件)。在一些實(shí)施例中，引擎300的相反的活塞安排的優(yōu)勢(shì)在于，通過(guò)具有低表面積與體積比，熱量逸出的燃燒腔的表面積被最小化。結(jié)果是，增加的來(lái)自高速度或高紊流的燃燒混合物的熱量傳輸對(duì)引擎300的影響可比其他引擎安排更小。在一些實(shí)施例中，由于比其他引擎設(shè)計(jì)中的活塞直徑小，活塞320，322可包括低熱傳導(dǎo)率材料(可選地包括但不限于鑄鐵和類(lèi)似物)。使用低傳導(dǎo)率的材料可以使更多在燃燒事件中產(chǎn)生的能量能被保持為氣體從而可用于做功。圖3還示出了與左鑄件310相關(guān)的第一冷卻劑路徑限定件336，以及與右鑄件312相關(guān)的第二冷卻劑路徑限定件338。一個(gè)或多個(gè)套筒閥主體340，342可以是相對(duì)于各自的冷卻劑路徑限定件336，338可滑動(dòng)的向左和向右移動(dòng)(從圖3的角度)。如圖3所示，第一套筒閥主體340與左鑄件310相關(guān)，以及第二套筒閥主體342與左鑄件312相關(guān)。第一套筒閥主體340可與進(jìn)入端口 301 —起運(yùn)行，并且第二套筒閥主體342可與排出端口 344 —起運(yùn)行。在圖3中，左活塞320和右活塞322如它們?cè)谏现裹c(diǎn)(TDC) —樣設(shè)置在氣缸304中，且燃燒體積，在該例子中在其最小時(shí)由氣缸壁336和左活塞320和右活塞322的活塞蓋所限定。與本主題的實(shí)施例一致的引擎可被配置使得點(diǎn)火定時(shí)發(fā)生在最小燃燒體積之前、之時(shí)或者之后(在上止點(diǎn)之前、之時(shí)或者之后)，如本文其他處所描述。在傳統(tǒng)的引擎中，除了增加燃燒腔的表面積，氣缸蓋容納進(jìn)入和排出提升閥。這些閥限定了燃燒腔中的局部的熱點(diǎn)，可能達(dá)到高達(dá)650°C的溫度。如前述所指出的，局部的熱點(diǎn)可以是引擎爆震的一個(gè)主要的促成因素。傳統(tǒng)的進(jìn)入和排出閥還可以在引擎300中被省略，如圖3所示，替代地替換為由第一套筒閥主體340所覆蓋的進(jìn)入端口 301，以及由第二套筒閥主體342所覆蓋的排出端口 344。第一套筒閥302在打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)入端口 304之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第二套筒閥342在打開(kāi)和關(guān)閉排出端口 344之間往復(fù)運(yùn)動(dòng).進(jìn)入端口、排出端口和套筒閥的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)在以上被引入的美國(guó)專(zhuān)利7，559，298和美國(guó)公開(kāi)No. 2011/0041799A1中已公開(kāi)，但是相關(guān)的是進(jìn)入和排出閥并未限定燃燒腔中的局部的熱點(diǎn)。它們大部分保持在靠近TDC的活塞頂部，并且還保持在典型地低于400°C的第二目標(biāo)溫度的溫度，例如使用如本文描述的一種或多種方法。這些相對(duì)低的溫度可降低向空氣-燃料混合物的熱量傳輸,從而增加爆震邊緣并且實(shí)現(xiàn)高的壓縮率。更進(jìn)一步地，雖然通過(guò)氣缸壁434減少熱量傳輸是有利的，將進(jìn)入空氣、燃料和空氣-燃料所暴露的氣缸壁434和其他內(nèi)表面保持在足夠低的溫度，從而在燃燒中降低或者消除尾氣(最后將被燃燒的氣體)的自發(fā)燃燒也是重要的。引擎可以通過(guò)在第一和/或第二套筒閥302，342周?chē)h(huán)的冷卻液從而移除熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的冷卻系統(tǒng)的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)在以上被引入的美國(guó)專(zhuān)利7，559，298中已公開(kāi)，但是更普遍地，冷卻液可以通過(guò)圍繞套筒部分302，304的外表面的凹槽被泵送。熱量從套筒部分302，304對(duì)流至冷卻媒介，然后被冷卻媒介從系統(tǒng)中移除。圖4是圖3所示的引擎300的沿著如圖3所示的剖切線(xiàn)B-B的第二截面圖400。如圖4所示，第一套筒閥主體302限定引導(dǎo)流體404的進(jìn)入端口 301，流體404可以是空氣/燃料混合物，單獨(dú)的空氣，或者其他的一些其他組合，和/或夾帶液體，用于注射入氣缸304中。圖4的進(jìn)入端口 301包括漩渦端口進(jìn)口 406，流體通過(guò)該漩渦端口進(jìn)口 406進(jìn)入，以及漩渦端口出口區(qū)域408，具有漩渦端口出口 410，輸送的流體404通過(guò)漩渦端口出口 410離開(kāi)進(jìn)入端口 301沿著氣缸壁334的外圍進(jìn)入氣缸304(如圖4所示)，以在活塞的進(jìn)入沖程中在氣缸304的燃燒體積內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。值得注意的是，在圖3所示的引擎300中，左活塞320和右活塞322以相反方向移動(dòng)。以切線(xiàn)方向傳輸?shù)谋粋鬏數(shù)牧黧w404和在氣缸304的外圍的流體404 (例如靠近氣缸壁334)的進(jìn)入的組合可引起在進(jìn)入沖程的氣缸304的燃燒體積內(nèi)的快速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)區(qū)域。這種有序的流動(dòng)可在循環(huán)中持續(xù)，從而當(dāng)在燃燒體積內(nèi)的氣體被點(diǎn)燃時(shí)，火焰迅速地掃過(guò)燃燒體積，從而導(dǎo)致非?？焖俨⑶曳浅？芍噩F(xiàn)的燃燒事件。具有圖4所示的一個(gè)或多個(gè)特征、且參考圖4被描述的與進(jìn)入端口 302 —起使用的套筒閥主體302可以與任何配置的引擎一起使用(例如，不僅與配置了共享共同的氣缸304的同軸活塞的引擎一起)。如圖4所示的套筒閥主體302對(duì)于在燃燒體積內(nèi)產(chǎn)生有序的紊流流動(dòng)非常有效，因?yàn)槠湓试S混合物圍繞氣缸的整個(gè)外圍進(jìn)入氣缸304。其他類(lèi)型的閥(例如，提升閥)可允許主要圍繞進(jìn)入閥產(chǎn)生紊流流動(dòng)條件，其最大僅稍微大于氣缸304的之境內(nèi)的一半。套筒閥配置的較低的泵送損失可實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閷?duì)于更少的活塞做功，類(lèi)似的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以獲取。隨著流體404通過(guò)端口向氣缸304傳送，進(jìn)入端口 301的截面面積A1-A7變得逐漸減小。流體可經(jīng)過(guò)的減小的截面面積可引起混合物404的流動(dòng)沿著氣缸壁334進(jìn)入氣缸334，并且朝向氣缸304的中心軸C形成漩渦。流體404的旋轉(zhuǎn)可以圍繞中心軸C，該中心軸C如圖3所示穿過(guò)活塞的幾何中心沿著縱向延伸。在此給定配置的情況下，流體404可被朝向中心C以螺旋形地牽引進(jìn)入由活塞的向下沖程產(chǎn)生的低壓區(qū)域。當(dāng)縮回的活塞將流體404拉入氣缸304時(shí)，進(jìn)入端口 301的出口沿著氣缸壁334引進(jìn)具有高速度的流體404。該動(dòng)作引起朝向氣缸304的中心C的向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以增加氣缸304內(nèi)的流體404的旋轉(zhuǎn)速度。與該安排相反地，離開(kāi)傳統(tǒng)的提升閥的混合物可被實(shí)質(zhì)上地引入氣缸的中心，并且隨著混合物向氣缸壁334擴(kuò)張，混合物的速度可降低。具有端口或閥的引起與套筒閥一樣大的紊流的提升閥(popprt valve)引擎可引起相對(duì)于套筒閥的經(jīng)過(guò)閥的增加的壓強(qiáng)降。然而，使用以下描述的一個(gè)或多個(gè)特征，使用提升閥也可提供本主題的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)。氣缸304中的流體404的渦流比可以變化。高渦流比或者燃燒體積內(nèi)的其他類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)密集，可能的紊流，流體流動(dòng)可增加向或者穿過(guò)氣缸壁334和燃燒體積的其他內(nèi)表面的熱量傳輸。然而，這種類(lèi)型的流體運(yùn)動(dòng)也可以促進(jìn)燃燒體積內(nèi)的空氣-燃料混合物的快速燃燒。這在引擎爆震是溫度和時(shí)間兩者的函數(shù)時(shí)非常有益。即使燃燒的混合物可以達(dá)到爆震可另外發(fā)生的溫度，進(jìn)入混合物的紊流能夠通過(guò)比燃燒足以自發(fā)燃燒所需要的時(shí)間燃燒更加迅速阻止爆震的發(fā)生。該爆震邊緣的增加可進(jìn)一步地允許在效率模式的更高的壓縮率，以及在本文描述的高功率模式下的更少的自燃遲延。由紊流進(jìn)入混合物促進(jìn)的熱量傳輸以及抗爆之間的折中對(duì)于不同的引擎可以平衡和優(yōu)化。氣缸304中的混合物M的渦流比可以通過(guò)改變進(jìn)入端口 301的橫截面積Al來(lái)調(diào)整。在一些實(shí)施例中，穿過(guò)進(jìn)入端口 301的混合物M的平均端口流動(dòng)速度可以達(dá)到90米每秒。術(shù)語(yǔ)“平均端口流動(dòng)速度”指的是在空氣穿過(guò)端口 301時(shí)的空氣的任何標(biāo)稱(chēng)的平均速度。在端口 301的混合物M的平均流動(dòng)速度可以變化。這可以導(dǎo)致混合物M在氣缸304中打旋的速度比曲軸轉(zhuǎn)速(例如，在小孔引擎中)快約六倍。氣缸304中的漩渦可以與端口 301的截面積成比例。如果端口 301的截面積Al增力口，則進(jìn)入氣缸304的混合物M的切線(xiàn)速度減少。相應(yīng)地，混合物M的漩渦的旋轉(zhuǎn)速度也降低?；旌衔颩進(jìn)入氣缸304的角度隨著其切線(xiàn)速度而變化。高切線(xiàn)速度造成淺的角度，低切線(xiàn)速度造成深的角度。淺的角度減低有效的閥打開(kāi)面積，限制經(jīng)過(guò)閥的最大流動(dòng)。此外，進(jìn)入端口 301可以被設(shè)計(jì)，使得進(jìn)入端口 301的管狀部分在流動(dòng)預(yù)期經(jīng)過(guò)閥的開(kāi)口的角度接近閥。具有高的漩渦的設(shè)計(jì)可在進(jìn)入端口 301接近閥時(shí)具有較低的最大的大流量以及進(jìn)入端口 301的更切線(xiàn)的布置。相應(yīng)地低漩渦的端口 301具有較大的最大流量以及向著閥的更陡的接近。能夠提供能夠在燃燒腔中產(chǎn)生期望的紊流的不同量的漩渦以及其他輸送的流體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)入端口的其他的例子，在先前已引入的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2011/0041799AI被更詳細(xì)地描述。圖4還示出了進(jìn)入端口 301的出口為進(jìn)入氣缸304的混合物M形成角度0。在一些實(shí)施例中，角度e可以是90°，流動(dòng)從單獨(dú)的象限到達(dá)。以這種方式，為流動(dòng)引入翻滾運(yùn)動(dòng)而不是漩渦運(yùn)動(dòng)可引起紊流。然而，在本主題范圍之內(nèi)的不同的實(shí)施例中，角度可0在約90°到切線(xiàn)范圍之間，并且流動(dòng)可以來(lái)自多于一個(gè)象限。圖4示出了進(jìn)入端口 301的漩渦端口進(jìn)口 406可包括輕微的彎曲(例如，是非線(xiàn)性的)。進(jìn)入端口 301的漩渦端口進(jìn)口406可被設(shè)計(jì)為有利地使得燃料液滴(例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器426，430注入漩渦端口進(jìn)口 406)，以撞擊在套筒閥主體340的熱的套筒表面，以在這些燃料液滴在截面Al進(jìn)入進(jìn)入端口 301時(shí)引起蒸發(fā)。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)入端口 301可以具有直徑24. 9mm(55mm-22. 5mm)。使用該例子，端口 104的面積為486mm2，當(dāng)端口 301中的氣流按平均活塞速度和氣缸體積比例縮放，為以4000rpm轉(zhuǎn)速運(yùn)行的250cm3引擎提供了大約90m/s的氣流速度。這些尺寸是示例的，并不意在限制本文描述的技術(shù)的范圍。這些尺寸和數(shù)值對(duì)于不同的引擎配置和設(shè)計(jì)要求會(huì)變化。提升閥可被積極地冷卻，以降低引擎中的熱的表面。這可以通過(guò)在閥桿腔中加入金屬鈉來(lái)實(shí)現(xiàn)?？蛇x地或者附加地，冷卻劑可在中空的閥桿或者中空的閥頭和桿中被流入或流出，如下所述。圖5示出了示例的引擎500的一部分的一個(gè)例子，該引擎500具有以上所描述以外的閥配置，但仍與本主題所提供的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)相一致。進(jìn)入端口 502和排出端口 504被設(shè)置在引擎的氣缸蓋506之中或者臨近引擎的氣缸蓋506，該引擎具有在其自身的氣缸304中的一個(gè)或多個(gè)活塞的每一個(gè)。如圖5所示的穿過(guò)進(jìn)入端口 502的流動(dòng)被第一提升閥組件所控制，第一提升閥組件包括進(jìn)入閥頭510，進(jìn)入閥桿512，以及進(jìn)入閥座514，而穿過(guò)排出端口 504的流動(dòng)被第二提升閥組件所控制，第二提升閥組件分別包括排出閥頭516，排出閥桿520，以及排出閥座522。圍繞氣缸304的氣缸座524以及臨近第一和第二提升閥組件的氣缸頭506可包括冷卻劑流動(dòng)通道526，通過(guò)該通過(guò)，冷卻劑，例如水，水中的防凍的溶液，油，或者類(lèi)似物可被傳輸，以對(duì)流地消除由在氣缸304的燃燒體積內(nèi)的燃燒產(chǎn)生的熱量。在圖5所示的配置中，示出了在氣缸頭506的中央的單獨(dú)的火花塞530?；鸹ㄈ?30的其他位置或者其他點(diǎn)火源也在本主題的范圍之內(nèi)。多于一個(gè)火花塞或者其他點(diǎn)火源也可被使用。多個(gè)閥組件可包括閥桿密封532，搖桿臂或閥提升臂534連接至一個(gè)或多個(gè)凸輪，以激活(例如，打開(kāi))閥，線(xiàn)圈或彈簧536促使閥進(jìn)入關(guān)閉位置抵住閥座514或522。彈簧保持器540保持住彈簧536.閥頭510和516，閥桿512和520，閥座514和522，以及閥組件的其他部件中的一個(gè)或多個(gè)可包括一個(gè)或多個(gè)高熱傳導(dǎo)率的材料，以利于由這些閥部件將從燃燒的燃燒混合物接收的熱能，熱傳導(dǎo)至氣缸座524和/或氣缸頭506，并從該處至冷卻流動(dòng)通道526中的冷卻劑?？捎迷陂y部件中的具有高熱傳導(dǎo)率的材料包括但不限于，鈹銅合金、鋁合金或者類(lèi)似物。在靠近進(jìn)入端口 502的進(jìn)入氣缸304的燃燒體積的開(kāi)口處，可包含罩蓋或者其他紊流引起元件540。該罩蓋或者其他紊流引起元件540可迫使從進(jìn)入端口 502進(jìn)入燃燒體積的流體流動(dòng)，以可引起翻滾運(yùn)動(dòng)的方式轉(zhuǎn)入燃燒體積，該翻滾運(yùn)動(dòng)可引起燃燒體積中致使燃燒混合物的紊流。圖6示出了引擎600的一部分的另一個(gè)例子，該引擎600具有以上所描述以外的閥配置，但仍與本主題所提供的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)相一致。附加或者可替代圖5所示的一個(gè)或多個(gè)特征，一個(gè)或多個(gè)閥組件可包括允許油或者另一個(gè)冷卻流體(例如，水，防凍的水的溶液，等等)流動(dòng)穿過(guò)閥桿512或520以接近閥頭510或516，并且退出，從而帶走閥部件所接收來(lái)自燃燒混合物的燃燒的多余的熱能的特征。如圖6所示，每個(gè)閥桿512或520可包括軸向的冷卻劑進(jìn)入通道602，將冷卻劑傳輸至接近閥頭510或516.冷卻劑然后可通過(guò)冷卻劑輸出通道604流動(dòng)退出閥桿，冷卻劑輸出通道604可以是與冷卻劑進(jìn)入通道602呈環(huán)形的、平行的，等等。通過(guò)使用可選的配置，其中，上凸輪的指狀隨動(dòng)件具有類(lèi)似如圖7所示的搖桿臂534的叉狀的末端，可以達(dá)到類(lèi)似的結(jié)果。圖7示出了搖桿臂534以及可被與如圖6所示的積極地被冷卻的閥組件一起使用的相關(guān)的部件的俯視圖700。搖桿臂534以樞軸702為軸旋轉(zhuǎn)，并包括推桿座704。在與推桿座相反的一端，搖桿臂534可具有分叉末端706被安裝在中空的閥桿512周?chē)?，以容納冷卻劑進(jìn)入通道602。進(jìn)一步如圖7示出的環(huán)形圈-形狀的閥桿蓋710和保持如圖5和圖6所示的彈簧536的彈簧保持器540。圖8A和圖8B各自示出了與提升類(lèi)型的進(jìn)入閥804兼容的空氣進(jìn)入端口 502的透視圖800和頂截面圖立體圖802。如圖所示，進(jìn)入端口 502可以具有螺絲錐型，螺旋形，或者其他扭曲或者彎曲的形狀，可以將一種程度的旋轉(zhuǎn)和/或紊流運(yùn)動(dòng)通過(guò)進(jìn)入端口 502傳遞到輸送至燃燒腔的流體。圖9A和圖9B各自示出了具有安排在氣缸頭506上的兩個(gè)進(jìn)入端口 502和兩個(gè)排出端口 504的氣缸304側(cè)截面圖900和俯視圖902。穿過(guò)進(jìn)入端口 502的流動(dòng)由兩個(gè)提升-類(lèi)型的進(jìn)入閥904所控制，每一個(gè)具有進(jìn)入閥頭510和進(jìn)入閥桿512，被設(shè)置為在氣缸304的一側(cè)彼此鄰近。穿過(guò)排出端口 504的流動(dòng)由兩個(gè)提升-類(lèi)型的排出閥906所控制，每一個(gè)具有排出閥頭615和排出閥桿520，被設(shè)置為在氣缸304的另一側(cè)彼此鄰近。通過(guò)在兩個(gè)進(jìn)入端口 502上運(yùn)行提升-類(lèi)型的進(jìn)入閥904中的一個(gè)或者另一個(gè)，進(jìn)入端口流體的離-軸傳輸可以被提供至氣缸304的燃燒腔內(nèi)。如圖9B所示，該方法可以在燃燒體積內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流體流動(dòng)區(qū)域，其旋轉(zhuǎn)軸平行于氣缸軸?？蛇x地，在一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入端口 502上使用進(jìn)入端口罩蓋540可引起流體流動(dòng)的轉(zhuǎn)移，可在燃燒體積內(nèi)產(chǎn)生第二旋轉(zhuǎn)的流體流動(dòng)區(qū)域，其旋轉(zhuǎn)軸垂直于氣缸軸。圖9A和圖9B中示出的技術(shù)可被單獨(dú)使用或者彼此組合使用，或者與本文描述的用于產(chǎn)生抗爆震燃燒條件的技術(shù)組合使用。如上的描述說(shuō)明了引擎的能夠增強(qiáng)引擎的運(yùn)行的方面的一些特征，從而提供本文描述的本主題的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)。然而，本主題可被用于運(yùn)行多種不同的引擎，其中，以上描述的一個(gè)或多個(gè)特征在任何可行的組合中可被包括或省略。與本主題的實(shí)施例一致地，引擎可以至少兩種模式運(yùn)行在低和中負(fù)載下的效率模式，以及高負(fù)載的功率模式。對(duì)于以?shī)W托循環(huán)運(yùn)行的傳統(tǒng)引擎，壓縮率通過(guò)確定在大開(kāi)節(jié)流閥和MBT點(diǎn)火定時(shí)而不產(chǎn)生爆震，且產(chǎn)生最大的功率時(shí)的最大比率是多少而設(shè)定。如上文所指出，傳統(tǒng)的引擎的壓縮率的上限當(dāng)前是對(duì)于運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)的87辛烷汽油的引擎高達(dá)10 I。本主題，在一些實(shí)施例中，當(dāng)與之前的對(duì)于給定的爆震水平以相同的燃料運(yùn)行的弓丨擎可獲取的方法相比，能夠獲得更高的壓縮率。例如，使用87辛烷汽油的汽油引擎在MBT點(diǎn)火時(shí)序可獲取約15 I的壓縮率而不發(fā)生爆震。此處描述的在效率模式下可獲取的壓縮率可比該例子更高或者更低。對(duì)高爆震邊緣和壓縮率起作用的一個(gè)因素是在進(jìn)入沖程中空氣被引入氣缸中引起的紊流。如上所示，在空氣-燃料混合物中的紊流促進(jìn)混合物的快速燃燒。快速燃燒可增加引擎的效率，至少部分地因?yàn)槎虝旱娜紵掷m(xù)時(shí)間允許從燃料釋放的能量在沖程的更長(zhǎng)的一部分上作用在活塞上，從而比更慢的燃燒事件做更多的功。由本主題的一個(gè)或多個(gè)特征提供的增強(qiáng)的紊流可允許稀薄混合物在更少的紊流的環(huán)境下，和化學(xué)計(jì)量的混合物燃燒一樣快。具有增加的紊流的化學(xué)計(jì)量的混合物可燃燒得更快。根據(jù)特定的引擎的其他特征，燃燒的完成可比效率模式下更早或者更晚。效率模式下的MBT時(shí)序的確定可至少基于氣流、引擎負(fù)載、速度、混合率、紊流和燃料的給定類(lèi)型的已知的方式被確定。盡管上文中已廣泛地討論了端口形狀和閥配置，或者如參考引擎300的活塞至活塞的相互作用，或者在引擎500或600中的活塞至氣缸頭的相互作用可被用于產(chǎn)生需要的紊流。如果活塞的一部分被帶至非常接近或者相對(duì)的活塞或者氣缸頭，而另一部分沒(méi)有，空氣-燃料混合物被迫使從接近區(qū)域出來(lái)，進(jìn)入更大的體積。該運(yùn)動(dòng)可以典型地被稱(chēng)為擠壓(squish)的方式，為混合物提供足夠的動(dòng)量以在更大的體積內(nèi)引起有效的紊流。
此外，短暫燃燒持續(xù)時(shí)間可最小化尾氣在高溫度下花費(fèi)的時(shí)間量。這降低了爆震的可能性，并且允許在傳統(tǒng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的以上的壓縮率的增加。能夠降低爆震從而在不產(chǎn)生爆震時(shí)使得增加壓縮率的另一個(gè)因素是在引擎中減少熱點(diǎn)。如上所述，燃燒腔中的熱點(diǎn)可產(chǎn)生局部爆震，并且傳統(tǒng)的引擎的壓縮率考慮到這一點(diǎn)必須通常向下調(diào)整。比傳統(tǒng)的引擎具有更少的熱點(diǎn)的可以更高的壓縮率運(yùn)行。如上所述，套筒閥可對(duì)于最小化提升閥的溫度提供優(yōu)勢(shì)，其可能是熱點(diǎn)的主要的貢獻(xiàn)者。提升閥也可被與一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)的或者被動(dòng)的冷卻特征一起使用，例如如上所述。本文描述的對(duì)獲取高壓縮率的能力起作用的另一個(gè)因素是圍繞燃燒腔的壁的相對(duì)冷卻表面溫度。特別地，包括被圍繞著燃燒腔的冷卻流體流動(dòng)冷卻的壁的引擎可具有在燃燒過(guò)程的減小的尾氣的自發(fā)燃燒的可能性，從而允許對(duì)燃燒率的進(jìn)一步改進(jìn)。除以上所描述之外，或者可替換以上所描述的，在效率模式下也可以采用其他因素。為提高低至中范圍負(fù)載要求的效率，稀薄空氣-燃料混合物，也即，具有空氣/燃料比率(X)大于1(高于化學(xué)計(jì)量)者，可被使用。為了減少功率，傳統(tǒng)的引擎典型地節(jié)流空氣-燃料混合物，導(dǎo)致經(jīng)過(guò)節(jié)流閥的泵送損失，降低了引擎的效率。然而，減少的功率的相同的效果可根據(jù)本主題的實(shí)施例，通過(guò)使用稀薄空氣-燃料混合物以大開(kāi)節(jié)流閥運(yùn)行而達(dá)至IJ，從而減少或者消除泵送損失以及結(jié)果的對(duì)效率的負(fù)面影響。稀薄混合物還可以允許燃燒率的提高，因?yàn)橄”』旌衔?在更低的溫度和壓強(qiáng)下燃燒。使用稀薄混合物在一些實(shí)施例中可提供額外的優(yōu)勢(shì)。較低的溫度下燃燒可導(dǎo)致在給定的負(fù)載和給定的速度的穿過(guò)腔壁的較低的溫度差和較低的損失。使用稀薄混合物還能導(dǎo)致較少的燃料被燃燒。來(lái)自于稀薄燃燒的被燃燒的氣體可具有更類(lèi)似于雙原子的氮(N2)的物理的和化學(xué)的性質(zhì)，而非三原子的二氧化碳(CO2)和水(H2O)。雙原子氣體典型地具有比三原子氣體更高的比熱容比，從而給予稀薄混合物的固有的更高的熱動(dòng)氣學(xué)的效率。稀薄混合物的進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)是降低水平的氮氧化物(NOx)產(chǎn)物，因?yàn)楦偷娜紵郎囟?。在一些例子中，具有本主題的一個(gè)或多個(gè)特征的引擎的NOx的排放可具有低于在相似的運(yùn)行條件下傳統(tǒng)的引擎的10%的NO5^A排放。對(duì)于輕型車(chē)輛，該NOx的排放率可低至足夠不需要后處理以滿(mǎn)足歐盟4/5期排放標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行非常稀薄混合物已知引起潛在的空氣-燃料混合物的可燃性(以及可靠的自燃性)的困難。然而，引擎參數(shù)，例如高壓縮率、燃燒體積紊流和燃燒腔壁溫度可根據(jù)本文的教導(dǎo)被優(yōu)化，以允許良好的燃燒混合物，其足夠稀薄以滿(mǎn)足必需的排放的標(biāo)準(zhǔn)。以稀薄混合物或延遲定時(shí)運(yùn)行的傳統(tǒng)的引擎，由于混合物持續(xù)燃燒至循環(huán)的后期帶來(lái)極高的排出溫度，具有過(guò)加熱的風(fēng)險(xiǎn)。稀薄混合物的快速燃燒或者晚的點(diǎn)火的更富足的混合物對(duì)于可接受的引擎耐用度是令人滿(mǎn)意的?？諝?燃料比率可被控制在預(yù)定的水平，例如，通過(guò)汽化器，計(jì)算機(jī)-控制的燃料注入器，或者類(lèi)似物。當(dāng)運(yùn)行在過(guò)渡功率輸出水平以下(例如，在一些實(shí)施例中，約6或7巴BMEP)，效率模式在一個(gè)例子中使用約1. 5的空氣/燃料比率(X )(在化學(xué)計(jì)量可出現(xiàn)的空氣量的1.5倍)。在一些實(shí)施例中，空氣/燃料比率(X)在最大的稀薄條件和最小的稀薄條件或者甚至是化學(xué)計(jì)量或者富有(例如，比化學(xué)計(jì)量的混合物所需要的更少的空氣)之間變化。空氣/燃料比率(例如，X )期望地被保持在能夠可靠地點(diǎn)火并且產(chǎn)生需要的功率的范圍內(nèi)。在中度的壓縮率，在火花開(kāi)始時(shí)的混合物的密度在一些情況中太低而以致無(wú)法支持非常稀薄的混合物的可靠的燃燒。然而，由于當(dāng)前的主題允許高壓縮率，混合物的密度足夠高以允許具有如此稀薄的混合物的引擎運(yùn)行，在一些例子中，具有拉姆達(dá)(X)達(dá)到1.5至1. 6。即使是稀薄混合物在本主題的范圍之內(nèi)。大的天然氣引擎可以采用重渦輪增壓，以提高燃燒混合物的密度，足夠以比所需的空氣超過(guò)2倍運(yùn)行。本主題的實(shí)施例可獲得這些高密度，而不會(huì)帶來(lái)與渦輪增壓相關(guān)的費(fèi)用和復(fù)雜度。使用稀薄混合物的一個(gè)額缺點(diǎn)是結(jié)果的低功率密度。然而如下所解釋的，對(duì)于高負(fù)載，例如高于6巴BMEP，本主題的實(shí)施例能階梯式或者逐漸增加至更富有的混合物接近和/或超過(guò)化學(xué)計(jì)量。在一些實(shí)施例中，提高效率的另一個(gè)因素是降減小的燃燒體積表面積，例如，參考圖3和圖4的上文的描述。這此類(lèi)引擎中的冷卻壁的較小的表面積減少了熱量可以逸出的面積。該特征能增加系統(tǒng)中能夠做功的熱量，伴隨著效率的增加。本文描述的特征的每一個(gè)可有利于提高效率。這些特征中的任一個(gè)，自身能夠?qū)崿F(xiàn)在效率模式下的引擎的壓縮率和/或效率的增加。此處描述的不同的特征因此可以在任何可實(shí)現(xiàn)的組合中被省略或被使用，且根據(jù)本主題的實(shí)施例，提供增加的壓縮率和/或效率。圖10顯示了示出在歸一化的負(fù)載時(shí)三種引擎的引擎效率對(duì)制動(dòng)平均效率壓強(qiáng)圖表1000。上方的曲線(xiàn)1002顯示了與本主題的實(shí)施例一致的在效率模式運(yùn)行的引擎的直到約7巴的BMEP，以及在功率模式從約7巴(例如，過(guò)渡功率輸出水平)到約10巴(例如，最大功率輸出水平)的數(shù)據(jù)。其他兩個(gè)曲線(xiàn)1004，1006反映了其他兩種商業(yè)上可獲取的由傳統(tǒng)方法運(yùn)行的引擎的效率數(shù)據(jù)。其他兩種商業(yè)上可獲取的引擎都是與測(cè)試引擎相似大小的單氣缸引擎。如圖所示，與本主題相一致的方式運(yùn)行的引擎的數(shù)據(jù)1002與其他引擎相比，獲取更高的效率，尤其是在低功率輸出水平。隨著功率輸出增加至最大功率輸出，功率曲線(xiàn)收斂。然而，由于與本主題相一致的引擎可被設(shè)計(jì)為在其使用的大多數(shù)是在效率模式下運(yùn)行，當(dāng)過(guò)渡至功率模式所需要時(shí)被提供額外的功率，在典型的動(dòng)力或者其他引擎使用循環(huán)中，總的燃料效率與傳統(tǒng)的引擎技術(shù)可能的相比，可被大大提高。如上所述，本主題的一個(gè)實(shí)施例可在效率模式下運(yùn)行至約6-7巴BMEP，在該點(diǎn)附近，引擎展示出約35%的效率，而可比較的傳統(tǒng)的引擎在類(lèi)似的功率輸出僅能達(dá)到27%或28%的絕對(duì)效率。在圖表1000中可以看出，與本主題相一致的引擎的效率可在引擎過(guò)渡至功率模式開(kāi)始縮小。效率模式?？瓦\(yùn)車(chē)輛運(yùn)行對(duì)于功率模式是特別感興趣的，因?yàn)楹苌佾@得全功率，并且通常持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)。與此處描述的一個(gè)或多個(gè)特征相一致的引擎從效率模式轉(zhuǎn)換為功率模式的點(diǎn)可由引擎的期望的動(dòng)力循環(huán)或者使用循環(huán)所設(shè)定并一起。在獲取峰值效率的引擎功率輸出與在機(jī)動(dòng)車(chē)動(dòng)力循環(huán)或者使用循環(huán)中最常見(jiàn)的需要的功率輸出之間的適當(dāng)?shù)钠ヅ淇蓪?dǎo)致與傳統(tǒng)的引擎相比的25%或更多(35%除以28%)的相對(duì)的提高，如圖10所示。引擎一旦到達(dá)過(guò)渡功率輸出，此時(shí)，到達(dá)爆震極限，以在效率模式條件下產(chǎn)生更多的功率，隨著，點(diǎn)火定時(shí)和空氣/燃料比率(X)連續(xù)移動(dòng)以減輕爆震同時(shí)提供更大的功率輸出，引擎能或者以階梯方式或者逐漸地過(guò)渡到功率模式。在一個(gè)例子中，根據(jù)檢測(cè)的超過(guò)過(guò)渡功率輸出的引擎壓強(qiáng)，控制引擎的運(yùn)行的處理器(未示出)可開(kāi)始運(yùn)行條件的變化?？蛇x地，隨著經(jīng)過(guò)或者接近轉(zhuǎn)換閾值，該轉(zhuǎn)換可完全地或者主要地由機(jī)械手段觸發(fā)?？諝?燃料混合物比率(X)和點(diǎn)火定時(shí)的轉(zhuǎn)換可依賴(lài)于需要的負(fù)載。
對(duì)引擎運(yùn)行屬性進(jìn)行如上所述的某些改變，從而允許引擎轉(zhuǎn)換到功率模式以應(yīng)對(duì)更高的負(fù)載。如上所述，一種該類(lèi)的改變是對(duì)空氣-燃料混合物的從稀薄混合物至更富有者的豐富。更富有的混合物的燃料釋放更多的能量，從而產(chǎn)生在更高的功率密度所需的功率?？諝?燃料混合物能夠，例如，在功率模式下以化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率(X)被提供。空氣/燃料比率(X)可在功率模式下比I更高或者更低(例如，比化學(xué)計(jì)量的更稀薄或者更富有)，盡管通常地在功率模式下使用比在效率模式下更富有的空氣/燃料比率(入)。混合物可在快速階躍地或者在一段時(shí)間內(nèi)逐漸地在空氣/燃料比率(X)的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換。在與本主題一致的引擎中給定高壓縮率，在功率模式下豐富混合物，能在不對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)其他改變的情況下引起爆震。因此，除了豐富混合物，在功率模式的一些實(shí)施例中，點(diǎn)火定時(shí)可被延遲(點(diǎn)火可發(fā)生在之后的燃燒循環(huán)，稍后的曲柄角，等)，從而燃燒腔內(nèi)的峰值壓強(qiáng)和溫度被保持在爆震水平以下，即使對(duì)于大的壓縮率。僅為示例地，歧管真空管或文氏真空放大器可被用于提供對(duì)點(diǎn)火火花定時(shí)和空氣/燃料比率(X)的控制。作為功率模式的一個(gè)例子，使用化學(xué)計(jì)量的混合物產(chǎn)生大約9巴BMEP，火花時(shí)序可被設(shè)定為在TDC的幾度的范圍內(nèi)。該火花定時(shí)可通過(guò)部分地空氣-燃料混合物的紊流實(shí)現(xiàn)，其如上所述，可導(dǎo)致混合物的快速燃燒?；旌衔镏械娜剂系脑黾舆€增加了混合物的燃燒率。從而，即使在以TDC的幾度的范圍內(nèi)開(kāi)始，即使不是全部的也是大多數(shù)的混合物可在超過(guò)TDC的25°被燃燒或者可選地在TDC之后的35°之內(nèi)被燃燒。燃燒的完成可以比在功率模式下更早或者更晚。延遲的定時(shí)通常可以減少引擎的效率，以換取增加的功率輸出。點(diǎn)火定時(shí)可被設(shè)定為足夠遲從而燃燒的大部分發(fā)生在TDC之后。隨著燃燒的進(jìn)行，隨著燃燒腔變得更大以減輕尾氣的自發(fā)燃燒，壓縮率引起的壓強(qiáng)和溫度繼續(xù)減小。以這種方式，可防止在功率模式下的爆震。由于延遲的點(diǎn)火，可能帶來(lái)功率模式下的輕微的擴(kuò)張率和效率損失。例如，使用87辛烷值汽油，在9巴BMEP峰值功率以化學(xué)計(jì)量的混合物和點(diǎn)火定時(shí)運(yùn)行的引擎引起燃燒在超過(guò)TDC約25°時(shí)完成，功率模式可具有約12 I或更低的有效擴(kuò)張率，以及約30%的效率。12 I的擴(kuò)張率仍好于在先可獲取的方法所能達(dá)到的擴(kuò)張率。隨著在功率模式中使用富有的混合物，節(jié)流閥可被部分地關(guān)閉，從而限制由引擎產(chǎn)生的功率。在節(jié)流閥關(guān)閉的小的量，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥的泵送損失和閥定時(shí)控制的流動(dòng)的損失之間的差通常是最小的。在功率水平從100%降至50%，功率模式下的泵送損失可以是最小的。如上所述，傳統(tǒng)的引擎的一個(gè)問(wèn)題是它們或者效率地或者功率地運(yùn)行，但在沒(méi)有昂貴的和復(fù)雜的可變壓縮比和可變閥定時(shí)技術(shù)時(shí)，不是以?xún)烧哌\(yùn)行。本主題可，在一些實(shí)施例中，優(yōu)化在低和中負(fù)載的效率，而保持高負(fù)載的傳統(tǒng)的效率。這些優(yōu)勢(shì)可被提供而不需與可變壓縮比和可變閥定時(shí)技術(shù)相關(guān)的復(fù)雜度和費(fèi)用。如上所述，本主題的特征可應(yīng)用至大多數(shù)的引擎配置。兩沖程引擎典型地不露出熱排放閥。以合適的冷卻設(shè)計(jì)和紊流，這種引擎也可運(yùn)行在上述的效率和功率模式。此外，傳統(tǒng)的四沖程引擎可被修改，以或者顯著地增強(qiáng)閥冷卻，或者保證燃燒腔的尾氣區(qū)域是冷卻的。兩沖程和四沖程引擎都還可具有被優(yōu)化的混合物的紊流，從而可在稀薄混合物時(shí)獲得快速燃燒，而沒(méi)有對(duì)氣缸壁的過(guò)分的熱量損失。
較高的辛烷燃料的傳統(tǒng)的運(yùn)行可通過(guò)使用此處描述的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。天然氣可以15 I的幾何壓縮率在接近MBT定時(shí)處運(yùn)行，并具有35%的峰值效率。在一個(gè)例子中，天然氣可被用作具有約18 I或者更高壓縮率的燃料。對(duì)于專(zhuān)用的天然氣引擎，這樣的壓縮率是容易獲取的。然而，在天然氣所被使用的汽車(chē)的應(yīng)用中，能夠在天然氣和汽油或者其他燃料之間來(lái)回切換，可以是有利地。對(duì)于使用稀薄過(guò)壓縮的汽油的運(yùn)行以及天然氣的傳統(tǒng)的運(yùn)行的引擎裝配，這兩種燃料均可在15 I的幾何壓縮率下使用，僅有點(diǎn)火定時(shí)需要更改。隨著增加了可變壓縮比(VCR)運(yùn)行，兩種燃料均可被優(yōu)化。圖11和圖12分別示出了圖表1100和1200，示出了與173cm3位移的單氣缸、單頂置凸輪軸引擎且每個(gè)氣缸具有兩個(gè)閥的用于測(cè)試的單元數(shù)據(jù)的比較，其中，該氣缸可從印度馬哈拉施特拉邦的普納的Bajaj汽車(chē)獲取。測(cè)試引擎是設(shè)計(jì)用于自動(dòng)的人力車(chē)且具有壓縮比為9 I。相對(duì)地，具有250cm3的位移的相對(duì)的氣缸套筒閥配置，類(lèi)似于如圖3所示，且具有15 I的壓縮比的第二引擎也被測(cè)試。這兩種引擎都使用87辛烷汽油。在圖11中，顯示的測(cè)試數(shù)據(jù)示出了用于以3000轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)以MBT而不產(chǎn)生爆震地以化學(xué)計(jì)量的燃料比控制的混合物運(yùn)行兩種引擎。三角形的數(shù)據(jù)點(diǎn)1102反映了如上所述的在效率模式下的第二種引擎的運(yùn)行。矩形數(shù)據(jù)點(diǎn)1104反映了在功率模式下的第二種引擎的運(yùn)行，以及圓形數(shù)據(jù)點(diǎn)1106反映了傳統(tǒng)引擎在BMEP的相同的范圍的運(yùn)行。如圖所述，第二引擎展示了在整個(gè)BMEP范圍的提高的效率，而傳統(tǒng)的引擎方法對(duì)于兩種引擎僅在最大功率時(shí)具有可比較的效率。特別地，在約2至6巴之間的BMEP范圍內(nèi)，第二引擎與傳統(tǒng)的引擎相比顯示了的25%至40%的效率增加。目前的服從US聯(lián)邦測(cè)試程序75 (FTP-75)的機(jī)動(dòng)車(chē)的動(dòng)力循環(huán)在0. 5至3BMEP范圍內(nèi)消耗大多數(shù)的燃料，而例如，印度的自動(dòng)人力車(chē)在印度動(dòng)力循環(huán)(IDC)中在2. 5至5. 5BMEP范圍內(nèi)消耗大多數(shù)的燃料。就這點(diǎn)而言，圖11示出了本主題的至少部分實(shí)施例能提高在正常的動(dòng)力條件下經(jīng)歷的在低負(fù)載條件的動(dòng)態(tài)改善的燃料效率。圖12示出了類(lèi)似的數(shù)據(jù)，其中，第二引擎的效率模式包括稀薄的空氣/燃料比率(也即，A大于I)，且隨著功率輸出增加并且在功率模式下轉(zhuǎn)換為富有混合物，具有延遲的定時(shí)。如圖表1200的數(shù)據(jù)所示，與傳統(tǒng)的引擎相比的效率的改善等于或者大于圖表1100所示的化學(xué)計(jì)量的運(yùn)行。表I提供了來(lái)自第二引擎燃燒汽油，傳統(tǒng)的Bajaj引擎燃燒汽油，傳統(tǒng)的B ajaj使用柴油引擎燃燒柴油，第二引擎燃燒天然氣，以及傳統(tǒng)的B ajaj引擎燃燒天然氣的測(cè)試單元的數(shù)據(jù)。使用與在B ajaj8. 2hp引擎和功率計(jì)(dyno)結(jié)果上的用戶(hù)結(jié)果匹配的伽馬技術(shù)(GT)驅(qū)動(dòng)模擬印度動(dòng)力循環(huán)。如表I所示，包含本主題的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征的引擎可表現(xiàn)比Bajaj汽油和Bajaj柴油引擎的增加的燃料效率。對(duì)于天然氣的比較也獲取相同的結(jié)果，這對(duì)于一些國(guó)家是非常重要的，例如，印度，其中壓縮天然氣(CNG)是更普遍的燃料。表I
權(quán)利要求
1.一種方法，包括向內(nèi)燃機(jī)的燃燒體積傳輸流體，所述流體包括處于或低于第一目標(biāo)溫度的進(jìn)入空氣， 所述傳輸為所述流體提供足夠的運(yùn)動(dòng)以在所述燃燒體積內(nèi)生成至少閾值量的紊流，所述燃燒體積由至少一個(gè)氣缸壁和活塞所限定；在完成混合物的燃燒之前，將與所述進(jìn)入空氣和燃料的所述混合物接觸的所述燃燒體積內(nèi)的內(nèi)表面保持在處于或低于第二目標(biāo)溫度；以效率模式運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，以提供在零到過(guò)渡功率輸出水平之間的第一功率輸出范圍，所述效率模式包括使用第一點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第一空氣/燃料比率，所述第一點(diǎn)火定時(shí)和所述混合物的所述第一空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約 13 I的壓縮率而選擇，以防止所述混合物在所述效率模式下的過(guò)早自燃；以及以功率模式運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，以提供在所述過(guò)渡功率輸出水平和最大功率輸出水平之間的第二功率輸出范圍，所述功率模式包括使用第二點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第二空氣 /燃料比率，所述第二點(diǎn)火定時(shí)和所述第二空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率而選擇，以防止所述混合物在所述功率模式下的過(guò)早自燃。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一空氣/燃料比率是相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第一實(shí)際的空氣/燃料比率的約為I的第一比率U1),以及所述第二空氣/燃料比率是相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第二實(shí)際的空氣/ 燃料比率的約為I的第二比率(入2)。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一點(diǎn)火定時(shí)在約最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以及所述第二點(diǎn)火定時(shí)逐漸延遲以在所述最大功率輸出接近時(shí)，逐漸地遲于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述燃燒體積內(nèi)的峰值壓強(qiáng)被獲取，以及所述混合物的10%至90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生在先于經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置約35°之前。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一空氣/燃料比率是隨著接近所述過(guò)渡功率輸出水平，從大于約1. 3逐漸減小的相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第一實(shí)際的空氣/燃料比率的第一比率(λ D，以及所述第二空氣/燃料比率是相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第二實(shí)際的空氣/燃料比率的約為I的第二比率(λ2)。
6.如權(quán)利要求1、2、4和5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一點(diǎn)火定時(shí)隨著接近于所述過(guò)渡功率輸出水平，從約最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸延遲。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述燃燒體積內(nèi)的峰值壓強(qiáng)在經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置的約10°至35°的范圍內(nèi)被獲取，以及所述混合物的10%至90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生先于在經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置約35°之前。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述辛烷值約為87，以及所述壓縮率大于約14 :1。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述功率模式下的所述壓縮率低于在所述效率模式下的所述壓縮率。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述功率模式下的所述壓縮率約等于在所述效率模式下的所述壓縮率。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述過(guò)渡功率輸出水平發(fā)生在所述最大功率輸出水平的制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)的約70 %處。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述過(guò)渡功率輸出水平發(fā)生在所述最大功率輸出水平的制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)的約60 %處。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，向所述燃燒腔傳輸所述流體還包括，通過(guò)空氣進(jìn)入路線(xiàn)將所述進(jìn)入空氣從空氣入口導(dǎo)入至進(jìn)入端口，所述空氣進(jìn)入路線(xiàn)包括對(duì)引擎熱量的有限的暴露，使得所述進(jìn)入空氣保持處于或者低于第一目標(biāo)溫度。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述進(jìn)入端口包括傳輸所述流體至套筒閥和提升閥中的至少一個(gè)的導(dǎo)管，使得當(dāng)所述套筒閥和所述提升閥中的至少一個(gè)被打開(kāi)以傳輸所述流體至所述燃燒體積時(shí)，所述流體在進(jìn)入所述燃燒腔時(shí)獲取渦旋運(yùn)動(dòng)。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述進(jìn)入端口包括導(dǎo)管，以將所述流體傳輸至套筒閥和提升閥中的至少一個(gè)，從而當(dāng)所述套筒閥和所述提升閥中的至少一個(gè)被打開(kāi)以傳輸所述流體至所述燃燒體積時(shí)，所述流體在進(jìn)入所述燃燒腔時(shí)獲取翻滾運(yùn)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述進(jìn)入端口包括罩蓋，被配置為在所述燃燒腔中提供所述被傳輸?shù)牧黧w的翻滾運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述活塞的第一部分和氣缸頭或第二活塞在所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程內(nèi)被帶入鄰近區(qū)域，而所述活塞的第二部分不接近，使得所述混合物被迫使從所述鄰近區(qū)域出來(lái)，進(jìn)入在所述燃燒體積中的較大的體積，從而引起所述較大體積中的紊流。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的方法，還包括積極地冷卻與所述進(jìn)入端口或排出端口相關(guān)的至少一個(gè)閥，以將所述至少一個(gè)閥保持在所述第二目標(biāo)溫度以下。
19.如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中多個(gè)點(diǎn)火點(diǎn)在所述燃燒體積中被提供，以縮短所述混合物燃燒的持續(xù)時(shí)間。
20.如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二目標(biāo)溫度低于在所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件下的活塞頂部溫度。
21.一種內(nèi)燃機(jī)，包括傳輸流體的進(jìn)入端口，所述流體包括至燃燒體積的進(jìn)入空氣，所述流體被以足夠在所述燃燒體積內(nèi)產(chǎn)生至少閾值數(shù)量的紊流的傳送數(shù)量的運(yùn)動(dòng)而傳輸；所述燃燒腔的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面，被保持在處于或低于第二目標(biāo)溫度，所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面包括氣缸的氣缸壁，所述氣缸內(nèi)的活塞，以及與所述進(jìn)入端口或排出端口相關(guān)的至少一個(gè)閥；以及一個(gè)或多個(gè)控制設(shè)備，使得所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行在效率模式，以提供在零到過(guò)渡功率輸出水平之間的第一功率輸出范圍，所述效率模式包括使用第一點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第一空氣/燃料比率，所述第一點(diǎn)火定時(shí)和所述混合物的所述第一空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率而選擇，以防止所述混合物在所述效率模式下的過(guò)早自燃；以及功率模式，以提供在所述過(guò)渡功率輸出水平和最大功率輸出水平之間的第二功率輸出范圍，所述功率模式包括使用第二點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第二空氣/燃料比率，所述第二點(diǎn)火定時(shí)和所述第二空氣/燃料比率被根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13 I的壓縮率而選擇，以防止所述混合物在所述功率模式下的過(guò)早自燃。
22.如權(quán)利要求21所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一空氣/燃料比率是相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第一實(shí)際的空氣/燃料比率的約為I的第一比率(λ J，以及所述第二空氣/燃料比率是相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第二實(shí)際的空氣/燃料比率的約為I的第二比率(入2)。
23.如權(quán)利要求21和22中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中所述第一點(diǎn)火定時(shí)在約最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以及所述第二點(diǎn)火定時(shí)逐漸延遲以在所述最大功率輸出接近時(shí)，逐漸地遲于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
24.如權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，在所述燃燒體積內(nèi)的峰值壓強(qiáng)被獲取，以及所述混合物的10%至90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生在先于經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置約35°之前。
25.如權(quán)利要求21所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一空氣/隨著接近所述過(guò)渡功率輸出水平，相對(duì)于從大于約1. 3逐漸減小的所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第一實(shí)際的空氣/燃料比率的第一比率U1),以及所述第二空氣/燃料比率是相對(duì)于所述燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比率的第二實(shí)際的空氣/燃料比率的約為I的第二比率(λ2)。
26.如權(quán)利要求21、22、24和25中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一點(diǎn)火定時(shí)隨著接近于所述過(guò)渡功率輸出水平，從約最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸延遲。
27.如權(quán)利要求21至26中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述燃燒體積內(nèi)的峰值壓強(qiáng)在經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置的約10°至35°的范圍內(nèi)被獲取，以及所述混合物的10%至 90%的燃燒持續(xù)時(shí)間發(fā)生在先于經(jīng)過(guò)所述活塞的上止點(diǎn)位置約35°之前。
28.如權(quán)利要求21至27中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述辛烷值約為87，以及所述壓縮率大于約14 I。
29.如權(quán)利要求21至28中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，在所述功率模式下的所述壓縮率低于在所述效率模式下的所述壓縮率。
30.如權(quán)利要求21至29中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，在所述功率模式下的所述壓縮率約等于在所述效率模式下的所述壓縮率。
31.如權(quán)利要求21至30中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述過(guò)渡功率輸出水平發(fā)生在所述最大功率輸出水平的制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)的約70%處。
32.如權(quán)利要求21至31中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述過(guò)渡功率輸出水平發(fā)生在所述最大功率輸出水平的制動(dòng)平均有效壓強(qiáng)的約60%處。
33.如權(quán)利要求21至32中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括空氣入口，所述空氣入口通過(guò)空氣進(jìn)入路線(xiàn)將所述進(jìn)入空氣導(dǎo)入至進(jìn)入端口，所述空氣進(jìn)入路線(xiàn)包括對(duì)引擎熱量的有限的暴露，使得所述進(jìn)入空氣保持處于或者低于第一目標(biāo)溫度。
34.如權(quán)利要求21至33中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述進(jìn)入端口包括傳輸所述流體至套筒閥和提升閥中的至少一個(gè)的導(dǎo)管，使得當(dāng)所述套筒閥和所述提升閥中的至少一個(gè)被打開(kāi)以傳輸所述流體至所述燃燒體積時(shí)，所述流體在進(jìn)入所述燃燒腔時(shí)獲取渦旋運(yùn)動(dòng)。
35.如權(quán)利要求21至34中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述進(jìn)入端口包括導(dǎo)管，以將所述流體傳輸至套筒閥和提升閥中的至少一個(gè)，從而當(dāng)所述套筒閥和所述提升閥中的至少一個(gè)被打開(kāi)以傳輸所述流體至所述燃燒體積時(shí)，所述流體在進(jìn)入所述燃燒腔時(shí)獲取翻滾運(yùn)動(dòng)。
36.如權(quán)利要求21至35中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述進(jìn)入端口包括罩蓋，被配置為在所述燃燒腔中提供所述被傳輸?shù)牧黧w的翻滾運(yùn)動(dòng)。
37.如權(quán)利要求21至36中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述活塞的第一部分和氣缸頭或第二活塞在所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程內(nèi)被帶入鄰近區(qū)域，而所述活塞的第二部分不接近， 使得所述混合物被迫使從所述近鄰區(qū)域出來(lái)，進(jìn)入在所述燃燒體積中的較大的體積，從而引起所述較大體積中的紊流。
38.如權(quán)利要求21至37中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括冷卻系統(tǒng)，冷卻與所述進(jìn)入端口或排出端口相關(guān)的至少一個(gè)閥，以將所述至少一個(gè)閥保持在所述第二目標(biāo)溫度以下。
39.如權(quán)利要求21至38中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其中多個(gè)點(diǎn)火點(diǎn)在所述燃燒體積中被提供，以縮短所述混合物燃燒的持續(xù)時(shí)間。
40.如權(quán)利要求21至39中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二目標(biāo)溫度低于在所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件下活塞頂部溫度。
全文摘要
一種可在效率模式下運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，以提供在零到過(guò)渡功率輸出水平之間的第一功率輸出范圍，以及以功率模式運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，以提供在所述過(guò)渡功率輸出水平和最大功率輸出水平之間的第二功率輸出范圍。在效率模式下，可使用第一點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第一空氣/燃料比率，以防止所述進(jìn)入氣體和燃料的混合物的過(guò)早自燃，該混合物系根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13∶1的壓縮率而被選擇。在功率模式下，可使用第二點(diǎn)火定時(shí)以及所述混合物的第二空氣/燃料比率，以防止所述混合物的過(guò)早自燃，該混合物系根據(jù)所述燃料的辛烷值和超過(guò)約13∶1的壓縮率而被選擇。為了進(jìn)一步使能此類(lèi)引擎的防爆震運(yùn)行，可向混合物傳輸紊流，以促進(jìn)較快速的燃燒持續(xù)時(shí)間和較高溫，可防止引起混合物的過(guò)早自燃。
文檔編號(hào)F02D35/02GK103038490SQ201180023262
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者詹姆斯·M·克里夫斯, 尼古拉斯·馬諾夫, 邁克爾·A·威爾科克斯, 西蒙·大衛(wèi)·杰克遜 申請(qǐng)人:品納科動(dòng)力有限公司