專利名稱：具有降低排放的特征件組合的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更特別地涉及降低排放的特征 件組合。
背景技術(shù)：
工程師們不斷地尋求新的方法來(lái)減少來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的不合乎要求的排
放。關(guān)于壓燃機(jī)，在所關(guān)心的排放中有NOx、碳?xì)寤衔锖皖w粒物質(zhì)。目
排放的努力，其后在排氣通過(guò)尾氣管被排入到空氣中前依賴于后處理系統(tǒng) 進(jìn)一步減少不合乎要求的排放。關(guān)于前者，已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)壓縮比的各種組 合、噴射正時(shí)、噴射率形狀、排氣再循環(huán)、引燃技術(shù)和很多其它技術(shù)來(lái)進(jìn) 行解決。盡管這此單獨(dú)的策略每個(gè)都在減少至少一種不合乎要求的排放方 面可能有用，但同一策略經(jīng)?？赡茉黾悠渌欧懦煞?。例如，通過(guò)更低溫 度的燃燒減少NOx的策略可能與更完全燃燒以減少未燃的碳?xì)浠衔锘?顆粒物質(zhì)相矛盾。因?yàn)樾枰獙?duì)燃燒反應(yīng)更全面地理解以及對(duì)多個(gè)相互作用 的變量的調(diào)整的不可預(yù)計(jì)的性質(zhì)，所以難以定義在所有不合乎要求的排放 種類都處于可接受水平的燃燒策略。
現(xiàn)有技術(shù)已知用于提高性能并減少排放的各種特征件。在這些特征件 中有應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓機(jī)對(duì)進(jìn)氣加壓。不需要引用任何特別的參考， 也可以知道再循環(huán)排氣作為附加技術(shù)用于改進(jìn)排放。其它發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商可 能應(yīng)用空氣-空氣后冷卻器來(lái)冷卻可能與再循環(huán)排氣混合或不混合的加壓 的空氣。還已知其它單獨(dú)的技術(shù)。例如，Buesher等的美國(guó)專利5,467,924 教導(dǎo)了 一種用于減少噴油器中的嚢體積以減少排氣排放的策略。在另外的文獻(xiàn)中，Nakajima等的美國(guó)專利4，448，356給出用于包括由兩個(gè)串聯(lián)的彈 簧偏壓的噴嘴閥元件的分段噴油器的概念。低壓和較短的噴射僅壓縮一個(gè) 彈簧以部分地打開(kāi)噴嘴開(kāi)口。在更高的速度和負(fù)荷下，較高壓力下的較長(zhǎng) 燃油噴射導(dǎo)致噴嘴閥元件進(jìn)一步向上移動(dòng)以壓縮用于更高噴射率第二彈 簧。在另一文獻(xiàn)中，Zhu等的美國(guó)專利7，044，473給出理論上有助于防止發(fā) 動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油燃燒以及相應(yīng)增加排放的雙活塞環(huán)策略?，F(xiàn)有技術(shù)已能夠幫助 減少不合乎要求的排放和/或改進(jìn)性能的各種部件。然而，工程師們?nèi)匀槐?以下問(wèn)題所困擾，即部件的組合以產(chǎn)生全面的可接受的性能水平以及相應(yīng) 地全面減少不合乎要求的NOx、碳?xì)浠衔锖皖w粒物質(zhì)的方式相互作用。 本發(fā)明涉及上文中提出的一種或幾種問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供具有殼體的發(fā)動(dòng)機(jī)，該殼體帶有至少一個(gè)配置于 其中氣釭、進(jìn)氣口和排氣口。在每個(gè)氣缸中設(shè)置有一活塞，每個(gè)活塞具有 外柱狀面，該外柱狀面帶有至少一個(gè)槽。該槽內(nèi)設(shè)有上活塞環(huán)和下活塞環(huán)。 所述上活塞環(huán)和下活塞環(huán)部分地限定潤(rùn)滑油累積腔。設(shè)有噴油器以將燃油 噴射到每個(gè)氣缸中。每個(gè)噴油器包括一燃油噴嘴出口和一燃油噴嘴元件。 該燃油噴嘴元件可移動(dòng)以打開(kāi)和關(guān)閉燃油噴嘴出口 。串聯(lián)的第一彈簧和第 二彈簧將燃油噴嘴元件向關(guān)閉位置偏壓。該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括具有渦輪、渦輪 入口、壓縮機(jī)和壓縮機(jī)出口的渦輪增加器。渦輪入口與排氣口流體連接， 壓縮機(jī)出口與進(jìn)氣口流體連接。該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括排氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)， 該排氣再循環(huán)系統(tǒng)具有EGR通道、EGR閥、EGR入口和EGR出口 。 EGR 閥在EGR通道內(nèi)。EGR入口與排氣口流體連接，EGR出口與進(jìn)氣口流 體連接。最后，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括流體連接到進(jìn)氣口的空氣-空氣后冷卻器 (ATAAC)。
另一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方法。所述方法包括通過(guò) 壓縮兩個(gè)串聯(lián)彈簧中的第一彈簧向氣缸中低速噴射燃油，然后通過(guò)還壓縮 第二彈簧高速噴射燃油的步驟。另外，該方法還包括在位于活塞中的槽內(nèi)的上活塞環(huán)和下活塞環(huán)之間的腔中累積油的步驟。在空氣-空氣后冷卻器中 冷卻新鮮空氣和再循環(huán)的排氣的混和物，然后將其供給到每個(gè)氣缸。通過(guò) 渦輪增壓器的壓縮機(jī)增壓新鮮空氣和再循環(huán)的排氣中的至少一個(gè)。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器的示意圖； 圖3是圖2的噴油器的燃油噴嘴的放大的截面圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的上活塞環(huán)和下活塞環(huán)的 局部放大截面圖；以及
圖5是PM和NOx排放物的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，其示出發(fā)動(dòng)機(jī)IO。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體ll具有配置于其 中的氣缸12。在每個(gè)氣缸內(nèi)設(shè)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞13。每個(gè)活塞13中的槽 14包括位于該槽中的上活塞環(huán)15和下活塞環(huán)16。設(shè)有噴油器17以向氣缸 12內(nèi)噴射燃油。每個(gè)噴油器17都可以包括溢出閥(回油閥)18以控制噴 射正時(shí)。進(jìn)氣口 32使空氣進(jìn)入氣缸12，排氣口 33將排氣移出氣缸12?？?氣-空氣后冷卻器(ATAAC) 20流體連接到進(jìn)氣口 32以在空氣進(jìn)入氣缸 12前冷卻該空氣。ATAAC20可由不銹鋼或其它耐腐蝕材料構(gòu)成。渦輪增 壓器21流體連接到排氣口 33。排氣i^渦輪增壓器入口 22并且轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪 增壓器的渦輪，該渦輪使壓縮機(jī)23轉(zhuǎn)動(dòng)。壓縮機(jī)出口 24流體連接到進(jìn)氣 口 32，并且壓縮機(jī)23壓縮進(jìn)氣。另外，使用排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)25 以調(diào)節(jié)與進(jìn)氣混合的排氣的濃度。EGR進(jìn)氣口 27流體連接到排氣口 33。 EGR通道34將EGR入口 22與EGR出口 28連接。EGR通道內(nèi)的EGR 閥26控制通過(guò)EGR出口 28的排氣量。ATAAC20、壓縮機(jī)23和EGR出 口 28全部流體連接到進(jìn)氣口 32。
這些部件可以以任意合適的順序布置；然而，圖l所示實(shí)施例中的順序示出進(jìn)氣與排氣混合，然后，混合物進(jìn)入壓縮機(jī)，通過(guò)ATAAC20， 冷卻的增壓混合物iiA發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)氣口 32。相似地，渦輪增壓器21和 EGR入口 22可以是任何合適的順序；然而，示出的實(shí)施例允許排氣通過(guò) 渦輪增壓器21,然后通過(guò)低壓EGR系統(tǒng)25。也可在排氣口 33流體連接 還原催化轉(zhuǎn)化器29和顆粒過(guò)濾器30。電子控制器31電子地連接至EGR 閥26和溢出閥18以分別控制流經(jīng)EGR通道的排氣量并且控制噴射正時(shí)。
參考圖2,噴油器17包括噴油器體40，該噴油器體40帶有位于噴油 器體內(nèi)的噴嘴閥元件41。凸輪36的轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)噴油器活塞37，以便以傳統(tǒng) 方式將燃油從燃油室38移動(dòng)至燃油供給通道47或經(jīng)由溢出閥18移動(dòng)至排 放口 39。燃油供給通道47將燃油帶到燃油噴嘴出口 48。燃油噴嘴元件包 括兩個(gè)分離的部分由升程間隙46分開(kāi)的下燃油噴嘴元件41a和上燃油噴 嘴元件41b。第一彈簧50位于笫一固定彈簧座44和第一可動(dòng)彈簧座42之 間。該第一彈簧偏壓下燃油噴嘴元件41a以關(guān)閉燃油噴嘴出口 48。第二彈 簧51位于第二固定彈簧座45和第二可動(dòng)彈簧座43之間。第二彈簧51與 第一彈簧串聯(lián)。第二彈簧將上燃油噴嘴元件41b向下燃油噴嘴元件41a偏 壓。當(dāng)?shù)谝粡椈?(H皮壓縮時(shí)，燃油噴嘴出口 48處于部分打開(kāi)的位置，當(dāng) 升程間隙46關(guān)閉并且第二彈簧51也被壓縮時(shí)，燃油噴嘴出口 48處于完全 打開(kāi)的位置。因此第一彈簧具有限定低的閥打開(kāi)壓力的較小預(yù)載荷，而第 二彈簧的較大預(yù)載荷提供更高的閥打開(kāi)壓力。
參考圖3，其示出噴油器17的燃油噴嘴出口部分的放大視圖。燃油噴 嘴出口 48示出為處于關(guān)閉位置，在此處噴嘴閥元件41與燃油噴嘴座53 接觸，其中燃油噴嘴座是噴油器體40的一部分。在噴嘴閥元件41與噴油 器體40之間的空間形成嚢49。噴油器口 52與嚢49和氣缸12 (圖1)流 體連接。 一個(gè)實(shí)施例可以包括典型射束形狀的六個(gè)噴油器口。每個(gè)噴油器 口 52都可具有大約0.25111111的直徑，其中射束形狀角大約為153° 。約為 0.8mm3的相應(yīng)嚢體積具有大約1.0mm的直徑和1.0mm的長(zhǎng)度。用語(yǔ)"大 約"是指當(dāng)數(shù)值近似到有效數(shù)字的數(shù)值時(shí)，它們是相等的。例如，0.75是 大約0.8。另一實(shí)施例可形成為使得每個(gè)噴油器口 52都具有大約0.23mm的直徑，其中嚢體積約為0.4mm3，嚢的直徑約為0.8mm并且長(zhǎng)度約為 0.8mm。減小噴油器口的直徑可改進(jìn)給定燃油壓力下的燃油霧化，但是噴 油器口直徑的減小卻減少了總的噴油器口面積并且因此減小了噴射率。隨 著噴油器口直徑的減小，需要更多的噴油器口來(lái)保持總的噴油器口面積。 一般地，優(yōu)選適當(dāng)小的嚢體積。燃油經(jīng)常在噴射后保持在嚢中，并且可能 不燃燒，直到下一次噴射。當(dāng)嚢49過(guò)大時(shí)，未燃燒的燃油可在低壓下離開(kāi) 嚢進(jìn)入氣缸并且與排氣一起被排出而導(dǎo)致排放物增多。
參考圖4,其示出位于活塞13的槽14中的上活塞環(huán)15和下活塞環(huán)16 的橫截面視圖。潤(rùn)滑油累積腔60部分地由上活塞環(huán)15和下活塞環(huán)16限定。 殼體11或氣缸套完成對(duì)潤(rùn)滑油累積腔60的區(qū)域的限定。上活塞環(huán)15可具 有外橫截面厚度61和內(nèi)橫截面厚度62。同樣地，下活塞環(huán)16可具有外橫 截面厚度63和內(nèi)橫截面厚度64。上活塞環(huán)15和下活塞環(huán)16中的至少一 個(gè)具有截頭圓錐形表面。在所示的實(shí)施例中，環(huán)15和16具有兩個(gè)錐角不 同的截頭圓錐形表面。另外，下活塞環(huán)16的外橫截面厚度63可大于內(nèi)橫 截面厚度64。上活塞環(huán)15的內(nèi)橫截面厚度62可大于外橫截面厚度61。上 活塞環(huán)15的平均;鏡截面厚度可大于下活塞環(huán)16。在一些應(yīng)用中，上活塞 環(huán)15和下活塞環(huán)16可構(gòu)造為或涂覆為具有高的耐磨損性和耐腐蝕性。例 如，可以應(yīng)用相對(duì)于可以是鋼材的基體材料具有更高的耐磨損性和耐腐蝕 性的如含鉻的保護(hù)涂層。
工業(yè)適用性
本發(fā)明可應(yīng)用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。更特別地，本發(fā)明可應(yīng)用于降低來(lái)自 于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的不合乎要求的排放物的組件組合。
一般地參考附圖，本發(fā)明的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)10的工作包括連續(xù)的循環(huán)， 并且每個(gè)循環(huán)包括一系列步驟。首先，氣缸12中的活塞13在進(jìn)氣行程中 向下移動(dòng)，空氣纟皮從進(jìn)氣口 32吸入氣缸。進(jìn)氣口關(guān)閉，然后活塞13在壓 縮行程期間上升。當(dāng)活塞13處于在上止點(diǎn)附近的需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角時(shí)，通 過(guò)由來(lái)自電子控制器31的指令電子地關(guān)閉的溢出閥18將燃油從噴油器17噴入氣釭。通過(guò)首先將加壓的燃油傳送至燃油供給通道47中來(lái)噴射燃油。 一旦燃油壓力大到足以壓縮第一彈簧50并且向上移動(dòng)下噴嘴元件41a，燃 油被以低噴射率噴射入氣缸。隨著燃油壓力增加，下噴嘴元件進(jìn)一步向上 運(yùn)動(dòng)，并關(guān)閉升程間隙46。燃油壓力將進(jìn)一步增大，直至燃油壓力大到足 以也壓縮笫二彈簧51并且關(guān)閉升程間隙46。上、下噴嘴元件41a、 41b — 起向上運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致較高的第二噴射率。因?yàn)橥ㄟ^(guò)座53的流動(dòng)面積增加，所以 所導(dǎo)致的第二噴射率大于第一噴射率。除了噴油器控制噴射率，由電子控 制器電子地控制的溢出閥18也可在一定程度上獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄轉(zhuǎn)角以 選擇的正時(shí)分別打開(kāi)和關(guān)閉以停止或開(kāi)始噴射。
一旦燃油被噴射入氣缸，發(fā)生空氣燃油混合物的燃燒并且為做功行程 將活塞13向下推動(dòng)。排氣口 32打開(kāi)并且活塞13再次升起以便為排氣行程 將排氣排出排氣口。隨著活塞13上下移動(dòng)，油被累積在上活塞環(huán)15和下 活塞環(huán)16之間的油累積腔60中。上活塞環(huán)15、下活塞環(huán)16和油累積腔 60可阻止燃燒空氣逸出氣缸，并且阻止?jié)櫥蚷i^氣缸。這些效果的前者 可改進(jìn)全面的燃燒并且避免產(chǎn)生未燃燒的碳?xì)浠衔铮笳邉t可通過(guò)避免 潤(rùn)滑油的燃燒來(lái)減少排放物。
排氣通過(guò)渦輪增壓器入口 22進(jìn)入渦輪增壓器21,在該入口處排氣轉(zhuǎn) 動(dòng)渦輪。渦輪增壓器的渦輪則轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮機(jī)23。壓縮機(jī)通過(guò)在進(jìn)氣進(jìn)入氣缸 13之前壓縮該進(jìn)氣來(lái)增加進(jìn)氣壓力。然后排氣通過(guò)在其中排氣的一部分被 再循環(huán)的EGR系統(tǒng)25,進(jìn)入EGR入口27，通過(guò)EGR通道34，從EGR 出口28排出，并且與進(jìn)氣混合。可由電子控制器31電子地控制以控制通 過(guò)EGR通道的排氣量的EGR閥26由此調(diào)節(jié)進(jìn)氣混合物中的排氣部分。 排氣然后通過(guò)還原催化轉(zhuǎn)化器29和顆粒過(guò)濾器30以進(jìn)一步減少不合乎要 求的排放物并且在顆粒物質(zhì)被排放到大氣之前捕捉該顆粒物質(zhì)。
本發(fā)明提供了優(yōu)于先前的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的多種優(yōu)勢(shì)。參考圖5， PM和 NOx—般地M比關(guān)系。隨著變得更傾向于燃燒，NOx增加而PM減少。 因此，壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的其它部件需要被改進(jìn)以同時(shí)降低PM和NOx。圖5 中的從右向左的每一條線代表對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的 一個(gè)單獨(dú)的附加改進(jìn)。圖示表明前述所有特征的增加能夠具有PM和NOx都顯著降低的組合結(jié)果。
第一排放物改進(jìn)特征件是帶有第一彈簧50和第二彈簧51的噴油器 17,所述彈簧產(chǎn)生兩種不同速率的噴射。在第一噴射率低于第二噴射率的 情況下，排氣中的NOx和PM的量可都減少。另夕卜，在怠速和低負(fù)荷時(shí)的 小量噴射可更易于控制。另外，噴油器17的雙彈簧結(jié)構(gòu)固有地產(chǎn)生前端速 率形狀(斜面或鞋形)來(lái)減少在高負(fù)荷和速度時(shí)的排放物。第二特征件是 上活塞環(huán)15和下活塞環(huán)16的包含件。這兩個(gè)活塞環(huán)與潤(rùn)滑油累積腔60 可改進(jìn)相對(duì)于潤(rùn)滑油密封燃燒空氣的能力，這從而通過(guò)促進(jìn)更完全的燃燒 來(lái)減少排氣污染物。另外，還有降低排氣中的PM、碳?xì)浠衔锖蚇Ox的 量的其它特征件，例如EGR系統(tǒng)25、 ATAAC20、渦輪增壓器21、還原 催化轉(zhuǎn)化器29和顆粒過(guò)濾器30。相對(duì)于任何單獨(dú)的改進(jìn)獨(dú)自能夠做到的， 這些改進(jìn)的組合在更大程度上減少了 PM和NOx的排方文。
本說(shuō)明僅用于示例目的，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為以任何方式限制本發(fā)明 的范圍。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的完整和直接 的范圍和精神的情況下可對(duì)當(dāng)前公開(kāi)的實(shí)施例做出各種變型。例如，連接 到排氣口 33的部件的順序，如渦輪增壓器21、 EGR25、還原催化轉(zhuǎn)化器 29和顆粒過(guò)濾器30，可以安排為包括不應(yīng)用任何部件的任何配置。相似地， 連接到進(jìn)氣口 32的部件，如ATAAC20、壓縮機(jī)23、 EGR出口 28可被安 排為包括不應(yīng)用任何部件的任何配置。再例如，槽、上活塞環(huán)和下活塞環(huán) 的幾何形狀可改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，上活塞環(huán)和下活塞環(huán)之間 形成油累積腔的空間可以由其它幾何形狀實(shí)現(xiàn)。從對(duì)附圖和附加的權(quán)利說(shuō) 明的考查中將看出本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體，該殼體帶有至少一個(gè)配置于殼體中的氣缸、進(jìn)氣口和排氣口；定位在每個(gè)氣缸中的活塞，每個(gè)活塞具有一外柱狀面，該外柱狀面帶有至少一個(gè)槽；位于所述槽中的上活塞環(huán)和下活塞環(huán)，其中上活塞環(huán)和下活塞環(huán)部分地限定潤(rùn)滑油累積腔；用于將燃油噴射到每個(gè)氣缸中的噴油器，每個(gè)噴油器包括一燃油噴嘴出口、一燃油噴嘴元件以及串聯(lián)的第一彈簧和第二彈簧，其中該燃油噴嘴元件可移動(dòng)以打開(kāi)和關(guān)閉燃油噴嘴出口，所述第一彈簧和第二彈簧用以將燃油噴嘴元件向關(guān)閉位置偏壓；渦輪增壓器，其具有渦輪、渦輪入口、壓縮機(jī)和壓縮機(jī)出口，渦輪入口與排氣口流體連接，壓縮機(jī)出口與進(jìn)氣口流體連接；排氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)，該排氣再循環(huán)系統(tǒng)具有EGR通道、EGR閥、EGR入口和EGR出口，其中EGR閥在EGR通道內(nèi)，EGR入口與排氣口流體連接，EGR出口與進(jìn)氣口流體連接；流體連接到進(jìn)氣口的空氣-空氣后冷卻器(ATAAC)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴油器包括一 溢出閥和一與該溢出閥電子通信的電子控制器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括流體 連接到排氣口的顆粒過(guò)濾器和還原催化轉(zhuǎn)化器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃油噴嘴元件 包括下燃油噴嘴元件和上燃油噴嘴元件；其中在下燃油噴嘴元件和上燃油噴嘴元件之間的空間限定燃油噴嘴元 件間隙；其中，當(dāng)?shù)谝粡椈蒦L壓縮時(shí)，燃油噴嘴出口處于部分打開(kāi)的位置，當(dāng)間隙閉合并且第二彈簧也被壓縮時(shí)，燃油噴嘴出口處于完全打開(kāi)的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括 包圍噴嘴閥元件的噴油器體；其中，噴油器體和噴嘴閥出口限定一嚢，該嚢包括一半球部分和一柱 狀部分，該半球部分的半徑大約等于該柱狀部分的半徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，嚢的長(zhǎng)度大約等于 半球部分的直徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括在 燃油噴嘴出口上的6個(gè)噴油器口 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，上活塞環(huán)和下活塞 環(huán)中的至少一個(gè)具有至少一個(gè)截頭圓錐形表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)截頭 圓錐形表面具有至少兩個(gè)帶有不同錐角的截頭圓錐形表面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，下活塞環(huán)的外橫截 面厚度大于內(nèi)橫截面厚度，上活塞環(huán)的外橫截面厚度小于內(nèi)橫截面厚度， 上活塞環(huán)的平均橫截面厚度大于下活塞環(huán)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，上活塞環(huán)和下活 塞環(huán)包括基體材料和涂層材料，并且涂層材料具有比基體材料更好的耐磨 損性和耐腐蝕性。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，上活塞環(huán)和下活 塞環(huán)具有含鉻的涂層。
13. 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方法，包括以下步驟通過(guò)壓縮兩個(gè)串聯(lián)彈簧中的第一彈簧向氣缸中低速噴射燃油，然后通 過(guò)還壓縮第二彈簧高速噴射燃油；在上活塞環(huán)和下活塞環(huán)之間的腔中累積油，所述上活塞環(huán)和下活塞環(huán) 位于活塞中的槽內(nèi)；通過(guò)以渦輪增壓器的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮機(jī)來(lái)增加進(jìn)氣壓力；將排氣從排氣口再循環(huán)至進(jìn)氣口 ；調(diào)節(jié)進(jìn)氣混合物中的排氣部分； 在進(jìn)氣混合物進(jìn)入氣缸之前冷卻所述進(jìn)氣混合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，包括用溢出閥控制 噴射正時(shí)的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，包括在排氣通道中 捕捉顆粒物質(zhì)以及使排氣通過(guò)還原催化轉(zhuǎn)化器的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，噴射燃油的步驟包 括當(dāng)?shù)谝粡椈杀粔嚎s時(shí)部分地打開(kāi)燃油噴嘴出口，以及當(dāng)?shù)诙椈杀粔嚎s 時(shí)完全地打開(kāi)燃油噴嘴出口 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有降低排放的特征件組合的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有雙彈簧噴油器組合、帶有雙活塞環(huán)的活塞、渦輪增壓器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)和空氣-空氣后冷卻器。噴油器具有兩個(gè)串聯(lián)的彈簧，以產(chǎn)生兩種不同的噴射率和兩種閥打開(kāi)壓力。當(dāng)僅有一個(gè)彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生低噴射率，而當(dāng)?shù)诙椈梢脖粔嚎s時(shí)產(chǎn)生較高的噴射率。發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)的每個(gè)活塞都具有一槽，并且兩個(gè)活塞環(huán)位于該槽中。另外，兩個(gè)活塞環(huán)部分地限定潤(rùn)滑油累積腔，該累積腔更好地密封燃燒空間。
文檔編號(hào)F02M47/00GK101451481SQ20071019633
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者黃志成 申請(qǐng)人:卡特彼勒科技新加坡有限公司