CN107448331A - 用于柴油发动机的受控空气夹带通道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于柴油发动机的受控空气夹带通道。提供用于冷却燃烧室气体和增加在喷射的燃料喷雾中夹带的空气的量的系统。在一个示例中，可以在内燃发动机中包括冷却通道，所述冷却通道定位在发动机的气缸孔外部并在第一开口和第二开口处联接到所述气缸孔。冷却通道可以经由第一开口接收来自气缸孔的气体，并且在经由第二开口使气体返回气缸孔之前，在气体行进穿过冷却通道时将其冷却。

Description

用于柴油发动机的受控空气夹带通道

技术领域

本描述通常涉及用于燃料喷射的系统和方法。

背景技术

在常规柴油发动机中，在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门而将空气抽吸到燃烧室中。然后，在随后的压缩冲程期间，进气门关闭，并且燃烧室的往复活塞压缩在进气冲程期间允许进入的气体，从而增加燃烧室中的气体的温度。然后，燃料喷射到燃烧室中的热的、压缩气体混合物中，从而导致燃料的燃烧。因此，在柴油发动机中，由于空气的高温，燃料可以与燃烧室中的空气一起燃烧，而不是如在汽油发动机中那样经由火花塞点燃。燃烧的空气-燃料混合物推动活塞，从而驱动活塞的运动，然后，活塞的运动转化为曲轴的旋转能量。

发明内容

然而，本发明人已经认识到关于此类柴油发动机的潜在问题。作为一个示例，柴油燃料可不与燃烧室中的空气均匀地混合，从而导致在燃烧室中形成稠密的燃料包。当燃料燃烧时，这些稠密的燃料区域可以产生烟粒。由此，常规柴油发动机包括用于减少其排放物中的烟粒和其他微粒物质的微粒过滤器。然而，此类微粒过滤器导致增加的成本和增加的燃料消耗。

在一个示例中，上述问题可以由用于内燃发动机的冷却通道解决，所述冷却通道定位在气缸孔外部并且其中冷却通道可以在第一开口处联接到气缸孔用于接收来自气缸孔的气体，以及其中冷却通道可以进一步在第二开口处联接到气缸孔用于使经由第一开口从气缸孔接收的气体返回到气缸孔。以这种方式，通过使气体从燃烧室流出，可以降低燃烧室中的所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度。通过降低所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度，可以增加喷射燃料和空气在燃烧之前混合的时间量和/或距离，从而减少微粒和/或烟粒产生。

在另一表示中，上述问题可以由一种方法解决，所述方法包括在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门允许进气气体从进气歧管进入燃烧室中，以及在压缩冲程期间使进气气体的至少一部分从燃烧室流出并流入流体地联接到燃烧室的混合通道中。通过在压缩冲程期间使进气气体从燃烧室流出，可以降低所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度。通过增加所喷射的燃料与其初始地混合的气体的冷却，可以增加在燃烧之前混合的空气和燃料的量。因此，燃料的举升长度和/或空气夹带可以增加，并且因此可以在燃烧循环期间减少烟粒产生。

在另一表示中，上述问题可以由一种发动机解决，所述发动机包括燃烧室和散热导管，其中散热导管可以流体地联接到燃烧室并定位在燃烧室外部，用于使燃烧室中的气体流出并朝向燃料喷射器远离燃烧室。在上述示例发动机中，散热导管可以在第一端处联接到燃烧室的防火甲板，其中第一端可以在防火甲板中形成第一开口，第一开口在燃烧室和散热导管之间提供流体连通。

在另一表示中，发动机可以包括燃烧室、经由一个或多个进气门与燃烧室流体连通的进气歧管、经由一个或多个排气门与燃烧室流体连通的排气歧管、燃料喷射器和联接到燃烧室并通向燃烧室的用于接收来自燃烧室的气体的混合通道，所述混合通道定位在燃烧室外部。在一些示例中，混合通道可以包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，其中冷却空气导管可以在第一端处联接到燃烧室并且在相对的第二端处联接到燃料喷雾导管，用于将气体从燃烧室引导至燃料喷雾导管。燃料喷雾导管可以在第一端处联接到燃烧室并在相对的第二端处联接到燃料喷射器，用于经由第二开口将由燃料喷射器喷射的燃料从燃料喷射器引导至燃烧室。

以这种方式，通过使气体从燃烧室流出，可以降低燃烧室中的所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度。气体可以将热消散至周围环境，诸如至气缸盖和/或环境空气。通过降低所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度，可以增加其中所喷射的燃料和空气在燃烧之前混合的时间量和/或距离，从而导致在燃烧之前由燃料夹带的(entrained)空气的量增加。因此，燃料和空气的更全面和均匀的混合可以导致微粒物质和/或烟粒产生减少。以这种方式，再生微粒物质过滤器的频率可以减小，从而减少燃料消耗。在一些示例中，烟粒和微粒物质可以减少至充分低的水平，使得微粒物质过滤器可以不包括在发动机中，从而降低发动机的成本。

应该理解，提供上述发明内容是为以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。其并非旨在确立所要求保护的主题的关键或主要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出根据本公开的实施例的包括燃料-空气混合室的示例发动机系统的示意图。

图2A示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。

图2B示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。

图2C示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。

图2D示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。

图3A示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的分解侧剖视图。

图3B示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的分解侧剖视图。

图3C示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的分解侧剖视图。

图4示出根据本公开的实施例的包括各种内部表面特征的图1的燃料-空气混合室的剖视图。

图5示出根据本公开的实施例的包括图1的燃料-空气混合室的发动机系统的气缸的顶剖视图。

图6示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。

图7示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。

图8示出根据本公开的实施例的可以包括在对置式活塞发动机中的燃料-空气混合室的顶剖视图。

图9示出根据本公开的实施例的用于在发动机的燃烧循环期间冷却燃烧室气体的示例方法的流程图。

具体实施方式

下列描述涉及用于将燃料喷射到发动机气缸中的系统和方法。具体地，下列描述涉及用于喷射柴油燃料的系统和方法。发动机系统诸如图1中所示的发动机系统可以包括一个或多个发动机气缸，每个发动机气缸包括至少一个燃料喷射器。燃料喷射器可以是将燃料直接喷射到发动机气缸中的直接喷射器。然而，当直接喷射到气缸中时，柴油燃料可不与气缸中的空气均匀地混合，从而在气缸中导致较稠密的和/或更少氧化的燃料包，其中在燃烧循环期间可以产生烟粒。

为减少由发动机产生的烟粒的量，可以在发动机中包括冷却空气通道。在燃料喷射到燃烧室之前，冷却空气通道可以冷却燃烧室中的气体。具体地，冷却空气通道可以定位在燃烧室外部并与燃烧室流体连通。以这种方式，来自燃烧室的气体可以从燃烧室流出并流过冷却空气通道，从而将热消散到在燃烧室外部的环境中。在冷却空气通道中被冷却之后，气体可以返回到燃烧室并且/或者与所喷射的燃料混合。

在一些示例诸如在图2A至图3C中所述的示例中，冷却空气通道可以包括在燃料喷射器和燃烧室之间。然而，在其他示例诸如在图6至图7中所述的示例中，冷却空气通道可以与燃料喷射器相邻定位。进一步地，冷却空气通道可以包括在燃烧室上面，接近气缸盖，如图5的示例中所示。然而，在其他示例诸如在图8中所述的示例中，冷却空气通道可以包括在燃烧室的侧面上，诸如在对置式活塞发动机中。

燃烧室中的空气可以穿过冷却空气通道，并且可以将热消散到气缸盖和周围环境。通过预先冷却喷射燃料与其初始地混合的空气，可以在燃烧之前实现燃料和空气的更全面和均匀的混合。具体地，可以增加举升(lift-off)长度，术语举升长度通常由本领域的技术人员用于描述燃料喷雾和燃烧火焰之间的距离。通过相对于燃烧室中的气体的温度降低冷却空气通道中的气体的温度，可以延迟燃烧，并且空气和喷射燃料可以具有更多时间来混合。由此，燃料可以在燃烧之前夹带更多空气。换句话说，由于燃烧室气体的较低温度，来自冷却空气通道的柴油燃料和气体可以在燃烧之前混合至更长的持续时间和/或更大的距离。因此，通过冷却燃料与其初始地混合的气体，可以延长从燃料喷射的点到燃烧的时间和/或距离，从而导致燃料和空气的更完全混合。因此，可以延迟燃烧并且可以增加燃料的空气夹带，从而导致更完全和无烟粒的燃烧。

图1描绘用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有接触道路表面的驱动轮的在道路上的车辆。发动机系统100包括具有多个气缸的发动机10。图1详细地描述一个此类气缸或燃烧室。发动机10的各个部件可以由电子发动机控制器12控制。

发动机10包括具有至少一个气缸孔20的气缸体14和具有进气门152和排气门154的气缸盖16。在其他示例中，在其中发动机10被配置为两冲程发动机的示例中，气缸盖16可以包括一个或多个进气口和/或排气口。气缸体14包括气缸壁32，其中活塞36定位在其中并连接到曲轴40。气缸孔20可以限定为由气缸壁32包封的容积。气缸盖16可以联接到气缸体14，以包封气缸孔20。因此，当联接在一起时，气缸盖16和气缸体可以形成一个或多个燃烧室。具体地，燃烧室30可以是包括在活塞36的顶表面17和气缸盖16的防火甲板19之间的容积。燃烧室30在本文也可以被称为气缸30。所示燃烧室30经由相应的进气门153和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替代地，进气门和排气门中的一个或多个可以由机电受控阀线圈和电枢组件操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。因此，当气门152和154关闭时，燃烧室30和气缸孔20可以流体地密封，使得气体可不进入或者离开燃烧室30。

燃烧室30可以由气缸体14的气缸壁32、活塞36和气缸盖16形成。气缸体14可以包括气缸壁32、活塞36、曲轴40等。气缸盖16可以包括一个或多个燃料喷射器诸如燃料喷射器66、一个或多个进气门152、一个或多个排气门诸如排气门154，并且在一些示例中，包括燃料-空气混合通道18。气缸盖16可以经由紧固件诸如螺栓和/或螺钉联接到气缸体14。具体地，当联接时，气缸体14和气缸盖16可以经由垫片彼此密封接触，并且由此气缸体14和气缸盖16可以密封燃烧室30，使得气体可以在进气门152打开时经由进气歧管144仅流入燃烧室30并且/或者在排气门154打开时经由排气歧管148仅流出燃烧室30。在一些示例中，对于每个燃烧室30，可以包括仅一个进气门和一个排气门。然而，在其他示例中，在发动机10的每个燃烧室30中可以包括一个以上的进气门和/或一个以上的排气门。

气缸壁32、活塞36和气缸盖16可以因此形成燃烧室30，其中，活塞36的顶表面17用作燃烧室30的底壁，而相对的顶表面或气缸盖16的防火甲板19形成燃烧室30的顶壁。因此，燃烧室30可以是包括在活塞36的顶表面17、气缸壁32和气缸盖16的防火甲板19内的容积。

燃料喷射器66可以被定位成将燃料直接喷射到燃烧室30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。可替代地，燃料可以喷射到进气口，这是本领域技术人员已知的进气道喷射。在进一步示例中，并如图1中所示，燃料喷射器66可以被定位成将燃料喷射到定位在燃料喷射器66和燃烧室30之间的混合通道18中。因此，燃料可以从喷射器66流过混合通道18，并且然后流入燃烧室30中。燃料喷射器66与来自于控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例递送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)递送至燃料喷射器66。向燃料喷射器66供应来自与控制器12对应的驱动器68的操作电流。在一些示例中，发动机10可以是柴油发动机，并且燃料箱可以包括柴油燃料，柴油燃料可以由喷射器66喷射到燃烧室30中。然而，在其他示例中，发动机10可以是汽油发动机，并且燃料箱可以包括汽油燃料，汽油燃料可以由喷射器66喷射到燃烧室中。进一步地，在其中发动机10被配置为汽油发动机的此类示例中，发动机10可以包括火花塞，以开始在燃烧室30中的燃烧。

在一些示例中，可以包括燃料-空气混合通道18，以降低由从喷射器66喷射的燃料所夹带的空气的温度。具体地，当燃料在燃料喷射期间离开喷射器66时，其可以在燃烧之前在与燃料-空气混合通道18中的环境气体混合的同时行进一定的距离。在本文描述中，燃料喷雾在燃烧之前行进的距离可以称为“举升长度”。具体地，举升长度可以指所喷射的燃料在燃烧过程开始之前行进的距离。因此，举升长度可以是燃料离开喷射器66的所经过的喷射器66的孔和其中燃料的燃烧产生超过阈值OH+浓度的燃烧室30中的点之间的距离。

燃料-空气混合通道18可以在燃烧室30中的燃烧之前降低与燃料混合的气体的温度。以这种方式，燃料喷雾的举升长度可以增加并且/或者燃料喷雾中的空气夹带量可以增加。燃料-空气混合通道18可以定位在燃烧室30外部，但是可以与燃烧室30流体连通，使得燃烧室30中的气体可以进入混合通道18并再循环回到燃烧室30中。作为一个示例，在进气冲程期间引入燃烧室30中的进气空气可以在全部或一部分压缩冲程期间被推到混合通道18中。然而，在其他示例中，混合通道18可以定位在燃烧室30内。在进一步的示例中，混合通道18可以部分地定位在燃烧室30外部，使得混合通道18的至少一部分可以定位在燃烧室30内。

在一些示例中，诸如在图1的示例中，当联接在道路上的车辆中时，混合通道18可以相对于地面垂直地定位在燃烧室30上面。然而，在其他示例中，诸如在图7的示例中，混合通道18可以定位在燃烧室30侧面的外部或者定位在燃烧室30的底部。在一些示例中，基本上全部混合通道18可以定位在燃烧室30外部，使得混合通道18无任何部分延伸到燃烧室30中。然而，在其他示例中，混合通道18的一部分可以延伸到燃烧室30中。

在一些示例中，燃料-空气混合通道18可以包括在气缸体14内。具体地，混合通道18可以在气缸体14的顶部处整体地形成。然而，在其他示例中，混合通道18可以包括在气缸盖16内。具体地，由于一个或多个中空通道将喷射器66的顶端联接到燃烧室30，所以混合通道18可以在气缸盖16内整体地形成。在进一步的示例中，混合通道18可以包括在喷射器66内。具体地，混合通道18可以与喷射器66的主体整体地形成，从而形成壳体的一部分或喷射器66的外壁。在更进一步的示例中，混合通道18可以是分离的部件，并且可以物理地联接到气缸体14和/或气缸盖16中的一个或多个。作为另一示例，混合通道18的部分可以在气缸体14内整体地形成，而混合通道18的其他部分可以在气缸盖16内整体地形成。

在一些示例诸如在图1中所示的示例中，混合通道18可以定位在燃料喷射器66和燃烧室30之间。因此，由喷射器66喷射的燃料可以在进入燃烧室30之前穿过混合通道18。具体地，喷射器66可以联接到混合通道18的顶部，混合通道18的顶部与混合通道18的底部相对，其中混合通道18的底部可以通向燃烧室30。例如，如以下参照图2A至图2D所示，混合通道18的底部可以与气缸盖16的防火甲板19齐平，并且/或者整体地形成防火甲板19的一部分。由此，燃料可以从喷射器66喷射，并且可以从垂直地在燃烧室30和气缸体14上面和垂直地在气缸盖16的防火甲板19上面的位置离开喷射器66。

然而，在其他示例诸如以下参照图6至图7所示的示例中，混合通道18可以不定位在喷射器66和燃烧室30之间，并且可以替代地与喷射器66相邻定位。因此，在此类示例中，喷射器66可以与燃烧室30直接流体连通，并且来自喷射器66的燃料可以从喷射器66的一个或多个孔直接进入燃烧室30中，而不穿过混合通道18。例如，包括一个或多个喷射孔的喷射器66的顶端可以延伸到燃烧室30中。

可以另外地包括电热塞92，以加热由燃料喷射器66喷射的燃料从而增加在例如发动机启动或发动机冷启动期间的燃烧。在一些示例诸如其中混合通道18包括在燃料喷射器66和燃烧室30之间的示例中，电热塞92可以联接到混合通道18，并且可以延伸到混合通道18中。在其他示例中，电热塞92可以联接到燃烧室30，并且可以延伸到燃烧室30中。

所示进气歧管144与任选电子节气门62连通，任选电子节气门62调整节流板64的位置以控制到发动机气缸30的空气流。这可以包括控制来自进气升压室146的升压空气的空气流。在一些实施例中，节气门62可以省略并且到发动机的空气流可以经由联接到进气通道42并位于进气升压室146上游的单个进气系统节气门(AIS节气门)82控制。在进一步的示例中，节气门82可以省略并且到发动机的空气流可以用节气门62控制。

在一些实施例中，发动机10被配置为提供排气再循环或EGR。当被包括时，EGR可以作为高压EGR和/或低压EGR提供。在其中发动机10包括低压EGR的示例中，低压EGR可以从涡轮机164下游的排气系统中的位置在进气系统(AIS)节气门82的下游和压缩机62的上游的位置处经由EGR通道135和EGR阀138提供至发动机进气系统。当存在压差驱动所述流时，可以将EGR从排气系统抽吸到进气系统。通过部分地关闭AIS节气门82，可以产生压差。节流板82控制在压缩机162入口处的压力。AIS可以被电气地控制并且其位置可以基于任选位置传感器88调整。

环境空气经由包括空气滤清器156的进气通道42抽吸燃烧室30中。因此，空气首先穿过空气滤清器156进入进气通道42。然后，压缩机162抽吸来自进气通道42的空气，以经由压缩机出口管(图1中未示出)向升压室146供应压缩空气。在一些示例中，进气通道42可以包括具有过滤器的空气箱(未示出)。在一个示例中，压缩机162可以是涡轮增压器，其中到压缩机162的动力从穿过涡轮机164的排气的流动中获取。具体地，排气可以旋转经由轴161联接到压缩机162的涡轮机164。废气门72允许排气旁通涡轮机164，使得升压压力可以在改变的工况下受到控制。废气门72可以响应于增加的升压需求诸如在操作者踏板踩压期间关闭(或者减小废气门的开度)。通过关闭废气门，在涡轮机上游的排气压力可以增加，从而使涡轮机速度和峰值动力输出升高。这允许升压压力升高。另外地，废气门可以朝向闭合位置移动，以当压缩机再循环阀部分地打开时维持期望的升压压力。在另一示例中，废气门72可以响应于减少的升压需求诸如在操作者踏板松开期间打开(或者废气门的开度可以增加)。通过打开废气门，排气压力可以减小，从而减小涡轮机速度和涡轮机动力。这允许升压压力降低。

然而，在替代实施例中，压缩机162可以是机械增压器，其中到压缩机162的动力从曲轴40获取。因此，压缩机162可以经由机械联动装置(诸如，带)联接到曲轴40。由此，由曲轴40输出的旋转能量的一部分可以转移至压缩机162用于向压缩机162提供动力。

压缩机再循环阀158(CRV)可以围绕压缩机162设置在压缩机再循环路径159中，使得空气可以从压缩机出口移动至压缩机入口，以便减小可以在压缩机162两端产生的压力。增压空气冷却器157可以定位在压缩机162下游的升压室146中，用于冷却递送至发动机进气口的升压空气充气。然而，在其他示例中，如图1中所示，增压空气冷却器157可以定位在进气歧管144中的电子节气门62的下游。在一些示例中，增压空气冷却器157可以是空气至空气的增压空气冷却器。然而，在其他示例中，增压空气冷却器157可以是液体至空气冷却器。

在所描绘的示例中，压缩机再循环路径159被配置为将冷却的压缩空气从增压空气冷却器157下游再循环到压缩机入口。在替代示例中，压缩机再循环路径159可以被配置为将压缩空气从压缩机下游和增压空气冷却器157上游再循环到压缩机入口。CRV 158可以经由来自于控制器12的电信号打开和关闭。CRV 158可以被配置为具有默认的半打开位置的三状态阀，其中它可以从该半打开位置移动至完全打开的位置或完全关闭的位置。

所示通用排气氧(UEGO)传感器126在排放控制装置70的上游联接到排气歧管148。排放控制装置可以是催化转化器并且因此在本文也可以被称为催化转化器70。可替代地，双态排气氧传感器可以用UEGO传感器126代替。在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元催化剂。当所描绘的示例示出在涡轮机164上游的UEGO传感器126时，应当理解，在替代实施例中，UEGO传感器可以定位在涡轮机164下游和转化器70上游的排气歧管中。

在一些示例中，柴油微粒过滤器(DPF)74可以联接在排放控制装置70的下游，以捕获烟粒。DPF 74可以由包括堇青石、碳化硅和其他高温氧化物陶瓷的各种材料制造而成。DPF 74可以周期性地再生，以便减少在过滤器中抵抗排气流的烟粒沉积物。通过将过滤器加热至将以比新的碳烟微粒的沉积更快的速率燃烧碳烟微粒的温度，例如400℃至600℃，可以完成过滤器再生。

然而，在其他示例中，由于包括混合通道18，在发动机10中可以不包括DPF 74。因此，通过包括混合通道18，初始地接触所喷射的燃料的气体的温度可以降低，从而在燃烧室30中的燃烧之前增加由混合通道18中的燃料夹带的空气的量。由此，可以减少在燃烧循环期间的烟粒产生。在一些示例中，由于在燃烧室30中的混合物的燃烧/点火之前增加的燃料和空气的混合，烟粒水平可以减小至大约零。由此，在一些示例中，发动机10在燃烧循环期间产生可基本上不产生烟粒(例如，零烟粒)。在其他示例中，由于包括混合通道18，烟粒产生可以减少并且由此，DPF 74可以用较小频率再生，从而减少燃料消耗。

在燃烧循环期间，发动机10内的每个气缸可以经历四个冲程循环，所述四个冲程包括：进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在进气冲程和做功冲程期间，活塞36朝向气缸的底部远离气缸盖16移动，从而增大包括在活塞36的顶部和防火甲板19之间的容积。本领域的技术人员通常将活塞36接近气缸底部并在气缸的进气和/或做功冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置称为下止点(BDC)。相反地，在压缩冲程和排气冲程期间，活塞36朝向气缸的顶部(例如，防火甲板19)远离BDC移动，从而减小包括在活塞36的顶部和防火甲板19之间的容积。本领域的技术人员通常将活塞36接近气缸顶部并在气缸的压缩和/或排气冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的位置称为上止点(TDC)。因此，在进气冲程和做功冲程期间，活塞36从TDC移动到BDC，并且在压缩冲程和排气冲程期间，活塞36从BDC移动至TDC。

进一步地，在进气冲程期间，通常地，排气门154关闭并且进气门152打开，以允许进气进入燃烧室30中。在压缩冲程期间，当活塞36压缩在进气冲程期间所允许的气体混合物时，气门152和154可以保持关闭。在压缩冲程期间，由于活塞36在朝向混合通道18行进时产生的正压力，燃烧室30中的气体可以被推进到混合通道18中。来自燃烧室30的气体可以通过传导和/或对流通过气缸盖16和环境空气中的一个或多个消散热。由此，混合通道18中的气体的温度相对于燃烧室30中的气体的温度可以降低。

当活塞36在压缩冲程和/或做功冲程期间接近或处于TDC时，通过喷射器66将燃料喷射到燃烧室30中。在随后的做功冲程期间，当膨胀和燃烧的燃料和空气混合物朝向BDC推动活塞36时，气门152和154保持关闭。在一些示例中，在压缩冲程期间，可以在活塞36到达TDC之前喷射燃料。然而，在其他示例中，可以在活塞36到达TDC时喷射燃料。在进一步的示例中，在做功冲程期间，可以在活塞36到达TDC并开始朝向BDC平移回来之后喷射燃料。在进一步的示例中，可以在压缩冲程和做功冲程两者期间喷射燃料。

燃料可以在持续时间内喷射。所喷射的燃料的量和/或喷射燃料的持续时间可以根据一个或多个线性或非线性等式经由脉冲宽度调制(PWM)改变。进一步地，喷射器66可以包括多个喷射孔，并且从每个孔喷射出来的燃料的量可以根据需要改变。

在排气冲程期间，排气门154可以打开，以将所燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管148，并且活塞36返回到TDC。排气可以继续经由排气通道180从排气歧管148流至涡轮机164。

排气门154和进气门152两者均可以在相应的关闭的第一位置和打开的第二位置之间调整。进一步地，气门154和152的位置可以调整至其相应的第一位置和第二位置之间的任何位置。在进气门152的关闭的第一位置中，空气和/或空气/燃料混合物不在进气歧管144和燃烧室30之间流动。在进气门152的打开的第二位置中，空气和/或空气/燃料混合物在进气歧管144和燃烧室30之间流动。在排气门154的关闭的第二位置中，空气和/或空气燃料混合物不在燃烧室30和排气歧管148之间流动。然而，当排气门154处于打开的第二位置中时，空气和/或空气燃料混合物可以在燃烧室30和排气歧管148之间流动。

注意，上述气门打开和关闭计划表仅作为示例描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正气门重叠或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。

控制器12在图1中作为微型计算机示出，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。所示控制器12接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，除前面讨论的那些信号以外，还包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；用于感测由车辆操作者132调整的输入装置踏板位置(PP)的联接到输入装置130的位置传感器134；用于确定尾气(未示出)的点火的爆震传感器；来自联接到进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自联接到升压室146的压力传感器122的升压的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式(hot wire)空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；和来自传感器58的节气门位置的测量值。也可以感测大气压力(传感器未示出)用于由控制器12处理。在本说明书的优选方面，霍尔效应传感器118在曲轴的每转可产生预定数量的等间隔脉冲，可从该脉冲确定发动机转速(RPM)。输入装置130可以包括加速器踏板和/或制动踏板。由此，来自位置传感器134的输出可以用于确定输入装置130的加速器踏板和/或制动踏板的位置，并且因此确定期望的发动机扭矩。因此，可以基于输入装置130的踏板位置估计如由车辆操作者132所请求的期望的发动机扭矩。

现在转向图2A至图8，它们示出了可以包括在发动机诸如以上参照图1描述的发动机10中的混合通道18的各种实施例。图2A至图2D示出混合通道18的剖视图，其说明了可以包括在混合通道18内的导管/通道(conduit)。进一步地，图3A至图3C示出混合通道18可如何联接在发动机10内的各种实施例。图2A至图3C示出沿燃烧室30的直径截取的混合通道18和燃烧室30的顶部部分的剖视图。进一步地，图2A至图3C可以仅示出燃烧室30的沿直径的一部分。中心轴线X-X’在图2A中示出，并且可以沿垂直轴线292穿过燃烧室30的中心。因此，中心轴线X-X’可以是燃烧室30的中心轴线。

图4示出可以包括在混合通道18中的表面特征的示例，图5示出混合通道18的顶剖视图，并且图6至图7示出其中混合通道18与喷射器66相邻定位的示例，其中喷射器可以部分地设置在燃烧室30内。图8示出包括在对置式活塞发动机中的混合通道18的示例。

图2A至图8可以包括可以用于描述发动机系统的各部件的相对定位的轴线系统290。轴线系统290可以包括垂直轴线292、横向轴线294和纵向轴线296。轴线292、294和296可以彼此正交，从而限定三维轴线系统。如本文所用，“顶部/底部”、“上部/下部”和“在上面/在下面”可以相对于垂直轴线292，并且可以用于描述附图的元件沿垂直轴线292相对于彼此的定位。因此，描述为“垂直地在第二部件上面”的第一部件可以相对于垂直轴线292垂直地定位在第二部件上面(例如，相对于第二部件沿轴线292在正方向上)。类似地，“在左边/右边”和“在侧面”可以用于描述附图的元件沿横向轴线294相对于彼此的定位，并可以用于描述附图的元件沿横向轴线294相对于彼此的定位。进一步地，“在前面”和“在后面”可以相对于纵向轴线296，并可以用于描述附图的元件沿纵向轴线296相对于彼此的定位。

聚焦在图2A上，其示出了可以包括在以上参照图1描述的发动机10中的混合通道18的第一侧剖视图200。如图2A中所描述，混合通道18可以定位在燃烧室30外部，但是可以经由防火甲板19中的一个或多个开口与燃烧室30流体连通。进一步地，混合通道18可以相对于垂直轴线292垂直地定位在燃烧室30上面。因此，在一些示例中，混合通道18的整体可以垂直地定位在燃烧室30上面，使得混合通道18无任何部分延伸到燃烧室30中。因此，混合通道18可以在整个燃烧循环期间垂直地定位在活塞36上面，使得混合通道18在TDC和BDC以及其间的任何位置处垂直地在活塞36上面。

在其他示例中，混合通道18的一部分可以延伸到燃烧室30中。应该理解，在图2A的示例中，活塞36的侧面被描绘为与气缸壁32分开一定的间隙，以说明气缸壁32和活塞36是不同的元件，并且活塞36相对于气缸壁32移动。然而，应该理解，活塞36可以与气缸壁32密封接触，并且在活塞36的侧面和气缸壁32之间基本上不存在燃烧室气体。因此，燃烧室气体可以包含至包括在活塞36上面、活塞36和防火甲板19之间的容积。

混合通道18可以与燃烧室30流体连通，使得气体可以在燃烧室30和混合通道18之间流动。具体地，燃烧室30中的气体可以从燃烧室30流出并流入混合通道18中。从燃烧室30进入混合通道18的气体可以流过混合通道18，和/或流回到燃烧室30中。因此，混合通道18可以将来自燃烧室30的气体再循环回到燃烧室30中。具体地，混合通道18可以包括冷却空气导管202，当燃烧室气体穿过混合通道18再循环时，冷却空气导管202可以将其冷却(例如，去除来自燃烧室气体的热)。在一些示例中，混合通道18可以包括多于一个的冷却空气导管。由此，冷却空气导管202在本文也可以指散热导管202。

可以允许燃烧室30中的气体经由进气门(例如，以上参照图1描述的进气门152)和/或排气门(例如，以上参照图1描述的排气门154)中的一个或多个进入燃烧室30中。作为一个示例，在进气冲程期间，进气门中的一个或多个可以打开并且当活塞36朝向BDC平移时，可以允许进气气体进入燃烧室30中。然后，在随后的压缩冲程期间，进气门和排气门可以保持关闭，并且当活塞36朝向TDC平移回来时，活塞36可以压缩在进气冲程期间所允许进入的气体。当活塞36朝向TDC和混合通道18平移时，燃烧室30中的部分或全部气体可以被活塞36推进到混合通道18中。

具体地，活塞36的顶表面17可以具有不均匀的几何形状。换句话说，活塞36的顶表面17可以不是平坦的或平面的，并且可以代替地是弯曲的。然而，在其他示例中，活塞36的顶表面17可以是平坦的/平面的。如图2A的示例中所示，活塞36的顶表面17可以是弯曲的，使得其形成峰部和谷部，其中峰部可以比谷部更接近防火甲板19。具体地，活塞36的顶表面17可以包括中心凸部(pip)237，中心凸部237可以包括峰部中的一个。凸部237可以相对于活塞36的中心轴线居中定位在活塞36上。进一步地，围绕活塞36的顶表面17的外边缘或周长，可以形成外唇缘241。在唇缘241和凸部237之间，可以形成相对于唇缘241和凸部237压下的凹腔(bowl)239。因此，凹腔239可以形成相对于唇缘241和凸部237凹陷的谷部，并因此以比凸部237和唇缘241更大的距离与防火甲板19分开。应该理解，可以根据需要使用其他弯曲活塞凹腔几何形状。

在一些示例中，凸部237可以比唇缘241更接近防火甲板19定位。因此，凸部237的顶部可以垂直地在唇缘241上面延伸。然而，在其他示例中，凸部237可以从防火甲板19与唇缘241大约等距定位。在进一步的示例中，唇缘241可以比凸部237更接近防火甲板19定位，并且由此凸部237的顶部可以垂直地在唇缘241下面。

因此，活塞36可以近似圆柱形，并且由此，活塞36的顶表面17可以近似圆形。进一步地，顶表面17可以在活塞36的唇缘241之间凹陷，从而形成凹腔239。由此，防火甲板19和活塞36的顶表面之间的距离在凸部237和唇缘241处比在凹腔239更小。冷却空气导管202可以垂直地定位在活塞36的唇缘241上面和/或之上。燃烧室30的包括在活塞36的唇缘241和冷却空气导管202之间的容积可以是第一挤气(squish)区域246。冷却空气导管202可以在第一端236处联接到和/或通向燃烧室30，并在相对的第二端238处联接到和/或通向混合通道18的燃料喷雾导管220。第一端236和第二端238分别可以包括分别在防火甲板19和燃料喷雾导管220中的开口。因此，第一端236也可以在本文被称为第一开口236。

因此，防火甲板19可以包括开口232和236，它们允许燃烧室气体从燃烧室流动并分别流入混合通道18的导管202和222。具体地，开口232和236可以在防火甲板19中形成，其中导管202与222和防火甲板19联接。因此，冷却空气导管202可以在第一端236处流体地联接到燃烧室30，并且可以因此在第一挤气区域246处的燃烧室30和燃料喷雾导管220之间提供流体连通。由此，在第一挤气区域246处的燃烧室30中的气体可以经由第一端236流入冷却空气导管202中。气体可以流过冷却空气导管202并经由第二端238流入燃料喷雾导管220中。因此，气体可以经由可通向燃烧室30的导管202的第一端236从第一挤气区域246进入冷却空气导管202。然后，冷却空气导管202中的气体可以经由可通向燃料喷雾导管220和/或贮存器226中的一个或多个的导管202的第二端238离开冷却空气导管202。

进一步地，中心空气导管222可以垂直地定位在活塞36的凸部237上面和/或之上。燃烧室30的包括在活塞36的凸部237和中心空气导管222之间的容积可以是第二挤气区域248。中心空气导管222可以在第一端232处联接到燃烧室30，并在相对的第二端234处联接到混合通道18的贮存器226。第一端232和第二端234可以包括分别在防火甲板19和贮存器226中的开口。因此，第一端232在本文也可以被称为第一开口232。因此，中心空气导管222可以在第二挤气区域248处的燃烧室30和贮存器226之间提供流体连通。由此，在第二挤气区域248处的燃烧室30中的气体可以经由可通向燃烧室30的第一端232流入中心空气导管222中。气体可以穿过第二端234离开中心空气导管222至贮存器226和/或燃料喷雾导管220中的一个或多个中。

燃料喷雾导管220的第一端228可以垂直地定位在活塞36的凹腔239上面和/或之上。第一端228可以在防火甲板19中形成开口。因此，第一端228在本文也可以被称为第一开口228。燃烧室30的包括在活塞36的凹腔239和防火甲板19和/或燃料喷雾导管220之间的容积可以是重新进入(re-entrant)区域243。燃料喷雾导管220可以在第一端228处联接到燃烧室30并在相对的第二端230处联接到混合通道18的贮存器226。具体地，第二端230可以直接定位在喷射器66的一个或多个喷射孔272前面且/或与其一致。第二端228可以包括在防火甲板19中的开口，并且第二端230可以是打开的，从而允许从一个或多个喷射孔272喷射的燃料穿过燃料喷雾导管220并到燃烧室30中。

喷射器66可以包括可喷射燃料的多个喷射孔272。在一个示例中，喷射孔272中的每个可以与燃料喷雾导管220对准。因此，在一些示例诸如图2A中所示的示例中，混合通道18可以包括多于一个的燃料喷雾导管220。在一些示例中，包括在混合通道18中的燃料喷雾导管的数量可以与喷射孔的数量相同，使得喷射孔272中的一个可以准确地与每个燃料喷雾导管220对准。然而，在其他示例中，多于一个或少于一个的喷射孔可以与每个燃料喷雾导管220对准。进一步地，在一些示例中，仅一个燃料喷雾导管220可以包括在混合通道18中。

喷射器66可以包括筒体/圆筒(barrel)268和顶端270。在喷射器66的顶端270上可以包括喷射孔。筒体268可以基本上是圆柱形的，但是可以包括一个或多个对准特征部，对准特征部确定喷射器66的方向使得喷射孔272中的每个在对应的燃料喷雾导管220上面对准。然而，在其他示例中，筒体268可以不是圆柱形并且可以是另一种形状，诸如矩形、椭圆形、三角形、金字塔形等中的一个或多个。进一步地，筒体268的剖面形状和/或尺寸可以沿筒体268的中心轴线改变。具体地，喷射器66可以取向成使得来自孔272中的每个的燃料喷雾方向基本上平行于燃料喷雾导管220。因此，孔272中的至少一个可以与每个燃料喷雾导管220的中心轴线对准，使得来自于孔272中的每个的燃料喷雾的传播的共同方向可以平行于燃料喷雾导管220的长度。更简单地，孔272中的每个与燃料喷雾导管220流体连通，使得从孔272喷射的燃料在到燃烧室30的途中可以穿过燃料喷雾导管220。

对准特征部可以钻孔到发动机盖16中，其中喷射器66可以倚靠发动机盖16。对准特征部可以具有喷射器66的基本上相同的剖面形状。

包括喷射孔272的喷射器顶端270可以定位在贮存器226内。贮存器226可以在混合通道18的顶部处形成，并且其形状可以类似于圆锥。因此，喷射器的顶端270可以穿过贮存器226的顶部伸出，并伸入贮存器227的内部中。然而，在其他示例中，顶端270可以不延伸到贮存器227中，使得顶端270和/或喷射孔272可以与贮存器226的顶部齐平。然而，在进一步的示例中，如以下参照图6至图7更详细地解释，顶端270可以设置在燃烧室30内，并且可以将燃料直接喷射到燃烧室30中，而不穿过燃料喷雾导管220。

在图2A的示例中，喷射孔272中的每个可以远离燃料喷雾导管220的第二端230一定的距离定位。换句话说，贮存器226可以将喷射孔272中的每个与每个燃料喷雾导管220分离。然而，在其他示例中，贮存器226可以不包括在混合通道18中。在此类示例中，每个燃料喷雾导管220的第二端230可以不与喷射孔272分开，并且可以定位在喷射孔272处，使得从孔272喷射的燃料可以直接传递到每个燃料喷雾导管220中。

一个或多个隔离物260可以包括在混合通道18的导管202、220和222之间。具体地，隔离物260中的一个可以包括在冷却空气导管202和燃料喷雾导管220之间，并且隔离物260中的另一个可以包括在燃料喷雾导管220和中心空气导管222之间。因此，导管202、220和222可以通过隔离物260彼此分开。如上所述，导管202、220和222可以是中空的，以在燃烧室30和混合通道18之间提供流体连通。进一步地，导管202、220和222可以分别由壁240、242和244限定。隔离物260可以限定为包括在导管202、220和222外部，在导管202、220和222的壁240、242和244的外部之间的容积。在一些示例中，隔离物260中的一个或多个可以是中空的，使得环境空气可以流动越过导管202、220和222中的一个或多个的外部。更具体地，在隔离物260是中空的示例中，环境空气可以在混合通道18的导管202、220和/或222之间流动，从而流过混合通道18。

在其他示例中，隔离物260中的一个或多个可以不是中空的，并且可以由热导材料构造而成，以将热从导管202、220和222中的一个或多个转移至一个或多个发动机部件(例如，以上在图1中描述的气缸盖16)和/或包围混合通道18的外部的环境空气。在进一步的示例中，隔离物260中的一个或多个可以包括一个或多个发动机部件，诸如气缸盖的各种部件(例如，以上在图1中描述的进气门152和排气门154)。

在进一步的示例中，一个或多个隔离物260可以包括冷却剂流过其中的冷却剂通道。因此，可以引导冷却剂通过一个或多个隔离物260，以增加混合通道18中气体的冷却。由此，一个或多个隔离物260中的冷却剂可以吸收来自混合通道18中的气体的热，增加从混合通道18中的气体到一个或多个隔离物260的散热。

在进一步的示例中，隔离物260中的一个或多个可以包括气缸盖(例如，以上参照图1描述的气缸盖16)的一部分，并且可以在气缸盖内整体地形成。因此，隔离物260中的一个或多个可以整体地形成气缸盖的一部分，其中一个或多个隔离物260可以与气缸盖形成单个连续件，并且可以不包括分离的部件。进一步地，一个或多个隔离物260可以不包括混合通道18的一部分，并且可以与混合通道18分开。

在进一步的示例中，隔离物260中的一个或多个可以包括混合通道18的一部分。由此，隔离物260中的一个或多个可以在混合通道18内整体地形成，并且可以与混合通道18形成单个连续件。

混合通道18的壳体或外表面231可以限定混合通道18的外部。因此，混合通道18的部件可以包括在壳体231内。在一些示例诸如图2A中所示的示例中，冷却空气导管202的壁240的外部可以限定混合通道18的壳体231的一部分或全部。在一些示例中，气缸盖可以定位在混合通道18的壳体231的一部分或全部的外部。然而，在其他示例诸如在图2A的示例中，环境空气可以包围混合通道18。因此，在一些示例中，环境空气可以定位在冷却空气导管202外部。具体地，冷却空气导管202的壁240的面向外部的表面251可以与环境空气交接。因此，环境空气可以接触冷却空气导管202的壁240的面向外部的表面251。由此，在图2A的示例中，环境空气可以相对于轴线294在导管202的左侧并相对于轴线292在导管202上面接触面向外部的表面251。以这种方式，来自冷却空气导管202内的空气的热可以转移至在导管202外部流动的环境空气。因此，冷却空气导管202中的空气可以在与燃料喷雾导管220中的燃料混合的途中被冷却。

然而，应该理解，在其他示例中，气缸盖可以定位在壁240的面向外部的表面251的一部分或全部的外部。因此，在一些示例中，气缸盖可以物理地接触冷却空气导管202的面向外部的表面251，并且可以从冷却空气导管202吸收热。以这种方式，当空气流过冷却空气导管202时，来自冷却空气导管202中的空气的热可以转移至气缸盖。因此，燃烧室30中的空气可以经由到气缸盖的散热在与燃料喷雾导管220中的燃料混合的途中被冷却。

因此，燃烧室气体可以通过冷却空气导管202和/或中心空气导管222中的一个或多个流到贮存器226和/或燃料喷雾导管220中的一个或多个中，如以下参照图2B至图2C更详细地描述。切割平面280限定以下在图5中示出的混合通道18的剖面。

现在转向图2B，其示出了混合通道18的第二侧剖视图225，其中描绘了穿过混合通道18的示例空气流模式。图2B中的空气流动由流动箭头274示出。因此，图2B描绘了与图2A相同的和/或类似的混合通道18和燃烧室30的视图，不同的是图2B还描绘了从燃烧室30至混合通道18的空气的示例流动。因此，流动箭头274描绘了穿过混合通道18的来自燃烧室30的空气的示例流动，其中由流动箭头274描绘的空气可以是允许经由一个或多个进气门(例如，以上在图1中描述的进气门152)的开口进入燃烧室30中的进气空气。

图2B示出其中活塞36处于或接近TDC的示例。当活塞36朝向混合通道18和防火甲板19相对于垂直轴线292垂直地向上移动至TDC时，可以分别在第一挤气区域246和第二挤气区域248中相对于重新进入区域243产生较高的压力。具体地，当活塞36向上移动时，由于凹腔239相对于唇缘241和凸部237凹陷，所以包括在防火甲板19和唇缘241之间以及防火甲板19和凸部237之间的容积可以小于包括在防火甲板19和凹腔239之间的容积。由于由冷却空气导管202的第一端236和/或中心空气导管222的第一端232在防火甲板19中形成的开口，所以当活塞36朝向TDC向上移动时，燃烧室中的空气可以被推进到冷却空气导管202和/或中心空气导管222中的一个或多个中。进一步地，可以在凹腔239和重新进入区域243中产生漩涡模式，其中空气可以在凹腔239的中心处朝向活塞36的顶表面17流动，并且然后可以朝向凸部237或唇缘241远离凹腔239流动，如图2B中所描绘。在其他示例中，相比于唇缘241，冷却空气导管202的第一端236可以定位在轴线X-X’的更中心处。因此，相比于唇缘241，第一端236可以定位在距轴线X-X’更短的距离处。

当来自燃烧室30的空气进入冷却空气导管202和/或中心空气导管222时，空气可以将热消散至周围的气缸盖和/或环境空气。进一步地，导管202和/或222中的空气可以将热消散至隔离物260，如以上参照图2A所解释，隔离物260可以包括混合通道18和/或气缸盖的一部分。因此，导管202和/或222中的空气的温度可以相对于燃烧室30中的空气降低。换句话说，气缸盖和/或环境空气可以将来自导管202和/或222中的空气的热去除，从而将导管202和/或222中的空气的温度降低到低于燃烧室30中的空气的温度。

导管202和/或222中的空气可以在穿过导管202和/或222之后进入贮存器226。冷却空气可以保持和/或容纳在贮存器226中至持续时间。当容纳在贮存器226中时，由于空气可以继续失去热至气缸盖和/或环境空气，所以空气的温度可以继续降低。以这种方式，贮存器226可以容纳处于比燃烧室30中的空气更低的温度的一定体积的冷却空气。

继续移动至图2C，其示出了混合通道18的第三侧剖视图250，其中描绘了示例燃料喷雾252。图2B中的燃料喷雾252由第一虚线示出，并且燃烧火焰254由第二虚线示出。因此，图2C描绘了与图2A和图2B相同和/或类似的混合通道18和燃烧室30的视图，不同的是图2C还描绘了从喷射器66喷射燃料时的示例燃料喷雾模式。

在燃料喷射期间，燃料可以从喷射孔272中的一个或多个喷射。在图2C的示例中，描绘了沿一个燃料喷雾导管220的来自喷射孔272中的一个的燃料喷雾。然而，应该理解，在其他示例中，燃料可以从多于一个的孔272喷出和/或向下沿多于一个的燃料喷雾导管220喷出。

在一些示例诸如图2C中所示的示例中，当燃料从孔272喷出时，燃料可以进入贮存器226。具体地，燃料可以在进入燃料喷雾导管220之前在贮存器226中行进一定的距离。具体地，贮存器226的尺寸可以设定成使得燃料喷雾导管220的第二端230与孔272分开第一距离257。在一些示例中，孔272中的至少一个和燃料喷雾导管220之间的距离257可以是在0.5mm和10mm之间的距离范围内的距离。

然而，在其他示例中，可以不包括贮存器226，并且燃料可以从孔272直接喷出到一个或多个燃料喷雾导管中。因此，在一些示例中，孔272可以与燃料喷雾导管相邻或在燃料喷雾导管内定位。

贮存器226中的冷却空气可以与从孔272喷射的燃料混合。因此，当燃料朝向燃料喷雾导管220行进时，燃料可以夹带包括在贮存器226中的空气的一部分或全部。进一步地，所喷射的燃料可以继续与燃料喷雾导管220中的空气和/或来自冷却空气导管202和/或中心空气导管222中的一个或多个的空气混合并夹带。因此，当燃料从孔272朝向和/或穿过导管220传播时，中心空气导管222和/或冷却空气导管202中的空气可以与从燃料喷射器66喷出的燃料混合。

当燃料从喷射孔272朝向导管220行进时，燃料喷雾252的直径可以增大，如由图2C中的虚线所描绘。燃料喷雾展开直径可以因此由图2C中所示的燃料喷雾252的两个虚线之间的距离表示。因此，燃料喷雾的直径在孔272处可以比在燃料喷雾导管220的第二端230处小。然而，燃料喷雾导管220的直径255的尺寸可以设定成使得其大于在燃料喷雾导管220的第二端230处的燃料喷雾252的直径。因此，燃料喷雾可以不在燃料喷雾导管220的第二端230处接触燃料喷雾导管220的壁242。在一些示例中，燃料喷雾导管220的直径255的尺寸可以设定成在1mm和10mm之间的直径范围内的任何直径。燃料喷雾252的展开直径可以基于贮存器226中的空气的密度、燃料密度和孔272与燃料喷雾导管220之间的距离257中的一个或多个确定。

因此，贮存器226、冷却空气导管202、中心空气导管222和/或燃料喷雾导管220中的一个或多个中的冷却的燃烧室气体可以与从喷射孔272喷射的燃料混合。具体地，当燃料在燃料喷雾导管220内朝向燃烧室30行进时，所喷射的燃料可以与燃料喷雾导管220中的可包括空气(例如，N₂、O₂、CO₂、H₂O、Ar等)和/或其他气体的周围气体混合。

然而，当燃料和/或空气混合物朝向燃烧室30行进时，燃料喷雾导管220中的燃料和/或空气可以接触燃料喷雾导管220的壁242。由于由燃料喷雾导管220的壁242施加在燃料和/或空气混合物上的粘滞力，可以在燃料喷雾导管220中的燃料和/或空气混合物的流动中形成边界层。具体地，可以在燃料喷雾导管220中的燃料和/或空气混合物的流动中形成湍流边界层。因此，燃料喷雾导管220的尺寸可以设定成通过利用导管220的壁242和燃料喷雾252之间的无滑移条件在燃料和/或空气混合物中建立湍流边界层。通过增大燃料喷雾中的湍流边界层的尺寸，沿燃料喷雾轴线256的混合可以增加，这可以反过来减小举升长度的当量比。燃料喷雾轴线256可以限定燃料喷雾252的中心轴线，该中心轴线可以沿燃料喷雾252的共同传播方向延伸。例如，燃料喷雾轴线256可以从孔272中的一个的中心延伸，沿燃料喷雾导管220的中心向下，其中轴线256可以平行于燃料喷雾导管220的壁242。

导管220的长度253可以限定为在燃料喷雾导管220的第一端228和第二端230之间的距离，或在通过燃料喷雾导管220流体地联接到彼此的燃烧室30和贮存器226之间的距离。在一些示例中，燃料喷雾导管220的长度253可以取决于发动机的尺寸和/或燃烧室30的尺寸(例如，直径)。在一些示例中，燃料喷雾导管的长度253的尺寸可以设定为在1mm和25mm之间的长度范围内的任何长度。燃料喷雾导管220可以小于燃烧室30的直径的二分之一。进一步地，导管220的长度253可以大于湍流混合长度，其中湍流混合长度可以是从在孔272处的燃料喷射点至其中燃料和/或空气混合物完全地转换成湍流的混合通道18中的位置的距离。湍流混合长度可以是雷诺兹(Reynolds)数、导管220内的摩擦因子和导管220的壁242的相对粗糙度的函数。另外地或可替代地，对于在与导管220相同和/或类似的环境缸内条件下的自由燃料射流，导管220的长度253可以短于预期的举升长度，使得在导管220内部不发生点火。因此，导管220的长度253的尺寸可以设定成使得在导管220中不发生燃烧。在进一步的示例中，导管220的长度253可以小于停滞长度，其中停滞长度可以是在导管220的第二端230和沿导管220的其中流动停滞并变成声波的点之间的距离。停滞长度可以基于导管220的直径255、用于导管220的摩擦因子、导管220中的燃料和环境气体混合物的进口速率以及导管220中的热力学条件中的一个或多个确定。

在与燃料喷雾导管220中的空气混合之后，夹带空气的燃料混合物可以经由第一端228离开导管220，进入燃烧室30并随后燃烧。因此，燃料喷雾导管220的长度的尺寸可以设定成使得燃料不在燃料喷雾导管220中燃烧。由此，燃烧可以不在燃料喷雾导管220中发生，并且仅可以在燃烧室30中发生。然而，在其他示例中，燃烧可以在燃料喷雾导管220中发生。在本文的描述中，燃烧限定为燃料的燃烧，使得阈值量的热被释放。另外地或可替代地，可以限定其中在250nm和1000nm之间的环境缸内光发射增加高于阈值的燃烧。在一些示例中，该阈值可以是波长在半个数量级的250nm和1000nm之间的光发射的增加。

进一步地，可以调整喷射器66喷射燃料的速率，使得不是导管220的壁242的热边界层的一部分且正离开导管220的燃料和环境气体混合物的速率可以超过导管220内的燃料和环境气体混合物的湍流火焰速度。湍流火焰速度可以基于沿导管220的主要损失和最小损失、在喷射器孔272处的流速、混合物分数和导管220内部的热力学条件中的一个或多个确定。另外地或可替代地，对于处于导管220内的热力学条件和混合物分布的燃料，停留时间或燃料从喷射器孔272行进至燃料喷雾导管220的第一端228消耗的时间量可以不超过点火延迟。以这种方式，燃料可以不在导管220内燃烧。

燃料喷雾导管220的尺寸、形状和几何形状可以基于喷射器66的几何形状、预期的缸内热力学条件、燃料喷雾速率、燃料密度等调整。在一些示例中，导管220可以包括均匀的剖面区域。然而，在其他示例中，导管220可以包括汇聚和/或分散的剖面区域、沿壁242的凹坑、钝体特征部(即，阶状件或沟槽)和在燃烧室30和燃料喷雾导管220之间提供流体连通的小孔中的一个或多个。进一步地，在一些示例中，如在图2A至图2C的示例中所描绘，导管220可以基本上是直的和/或圆柱形的或管状的。然而，在其他示例中，导管220可以是弯曲的。在进一步的示例中，导管220可以不是圆柱形的。例如，导管220可以是矩形、椭圆形、三角形、金字塔形等中的一个或多个。进一步地，导管220的剖面沿其长度可以是均匀的。然而，在其他示例中，导管220的剖面的形状和/或尺寸可以沿导管220的长度改变。

重要的是，应当注意，混合通道18的导管202、220和/或222中的一个或多个可以不充分包封且可以包括圆锥形状、半圆柱形凹槽或凹陷到防火甲板19中的凹入部中的一个或多个。进一步地，应该理解，一个或多个次级导管可以包括在混合通道18中，次级导管将燃烧室30流体地联接到燃料喷雾导管220的一部分。因此，在燃料喷雾导管220的壁242中可以包括一个或多个开口，开口可以流体地联接到燃烧室30用于将空气从燃烧室30引导至燃料喷雾导管220。

还重要的是，应当注意，在一些示例中，导管202、220和222中的一个或多个可以是圆柱形的。然而，在其他示例中，导管202、220和222中的一个或多个可以是矩形、椭圆形、三角形、金字塔形等中的一个或多个。进一步地，导管202、220和222中的一个或多个的剖面沿其长度可以是均匀的。然而，在其他示例中，导管202、220和222中的一个或多个的剖面的形状和/或尺寸可以沿导管202、220和222中的一个或多个的长度改变。

在一些示例中，导管202、220和222和/或贮存器226中的一个或多个的尺寸和/或形状可以凭经验确定或者使用计算流体动态源建模。

如图2C中所示，凹腔239的形状可以设定成比包括在不包括混合通道18的发动机系统中的凹腔浅和/或宽。凹腔239的尺寸和/或形状可以调整，以补偿混合通道18中的导管202、220和222的尺寸同时维持期望的压缩比。除维持期望的压缩比之外，较浅的凹腔可以减少在燃烧室30内部的表面面积与体积比，并且可以减少可以增加发动机的热效率的热转移。除较浅的凹腔之外，凹腔239的外部边缘的曲率可以做得更陡峭，以重新引导正离开燃料喷雾导管220的燃烧气体朝向燃烧室30的中心。另外，在凸部237附近的凹腔239的曲率可以做得更陡峭，以重新引导燃烧气体远离燃烧室30的中心和中心空气导管222。凹腔239的更陡峭边缘接近唇缘241，并且因此凸部237可以减少和/或防止热燃烧气体流到导管202和222中的一个或多个。由此，热燃烧气体可以远离挤气区域246和248而维持在重新进入区域243内。

因此，当活塞36朝向TDC行进时，活塞可以推动进气空气向上穿过导管202和/或222。然而，当活塞36接近TDC时，凸部237和/或唇缘241可以分别阻碍导管202和222的第一端236和232，使得重新进入区域243中的气体可以不进入挤气区域246和248。以这种方式，活塞36可以限制重新进入区域243中的气体和将离开燃料喷雾导管220的气体限制到重新进入区域243。

具体地，可以限定为唇缘241和凹腔239的最凹陷点之间的距离的凹腔239的深度261的尺寸可以设定成使得深度261足以防止来自于喷射器66的燃料喷雾撞击在凹腔239的表面上。进一步地，可以限定为唇缘241和凸部237之间的距离的凹腔239的宽度265的尺寸可以设定成使得其小于燃烧室30的半径且大于喷射器顶端270的直径。进一步地，可以限定为凸部237的顶部和凹腔239的最凹陷点之间的距离的凸部237的高度263的尺寸可以设定成使得凸部237在TDC处与喷射器顶端270和/或防火甲板19分开0.001mm的距离。然而，在其他示例中，凸部237的高度可以更小并且其尺寸可以设定成使得凸部237在TDC处与喷射器顶端270和/或防火甲板19分开大于0.001mm的距离。在进一步的示例中，凸部237可以不相对于凹腔239升高。

现在转向图2D，其示出了混合通道18的第四侧剖视图275，其中所示冷却空气导管202直接联接到贮存器226。因此，图2D描绘了与图2A至图2C相同和/或类似的混合通道18和燃烧室30的视图，不同的是图2D描绘了其中导管202可以在第二端238处联接到贮存器226而不是燃料喷雾导管220的实施例。

因此，来自燃烧室30的气体可以经由第一端236进入导管202，并且可以行进穿过导管202。当气体行进穿过导管202时，气体可以被冷却，并且气体可以经由第二端238离开导管202到贮存器226中。因此，导管202的第二端238可以联接到贮存器226。

现在转向图3A至图3C，它们示出了混合通道18可以如何在气缸体14、气缸盖16和/或喷射器66中的一个或多个内形成的示例。具体地，图3A至图3C示出混合通道18、喷射器66、气缸体14和气缸盖16的分解剖视图。

聚焦在图3A上，其示出了混合通道18的第五侧剖视图300，其中混合通道18在气缸体14的顶部内整体地形成。因此，在图3A的示例中，混合通道18可以与气缸体14一起形成单个连续件。具体地，混合通道18的壳体231可以与气缸壁32连续。由此，混合通道18的导管202、220和222可以相对于垂直轴线292在气缸体14内、在气缸体14的顶部处、在燃烧室30上面形成。由此，混合通道18和气缸体14可以不是联接到彼此的离散的分离部件，相反可以一起形成为单一件。燃料喷射器66可以作为离散的分离件形成，然后，可以将其联接到气缸体14。

聚焦在图3B上，其示出了混合通道18的第六侧剖视图325，其中混合通道18在气缸盖16内整体地形成。因此，在图3B的示例中，混合通道18可以与气缸盖16一起形成单个连续件。由此，混合通道18的导管202、220和222可以相对于垂直轴线292在气缸盖16内、在气缸体14的底部处、在燃烧室30上面形成。由此，混合通道18和气缸盖16可以不是联接到彼此的离散的分离部件，相反可以一起形成为单一件。换句话说，导管202、220和222可以是包括在气缸盖16中的中空通道。

因此，如图3B的示例中所示，气缸体14、包括混合通道18的气缸盖16和喷射器66可以是联接在一起的分离的且不同的部件。在一些示例中，气缸盖16可以螺栓联接到气缸体14。燃料喷射器66可以形成为离散的分离件，然后，可以将其联接到气缸体14。

聚焦在图3C上，其示出了混合通道18的第七侧剖视图350，其中混合通道18与喷射器66整体地形成。因此，在图3B的示例中，混合通道18可以与喷射器66一起形成单个连续件。具体地，混合通道18的壳体231可以与喷射器66的壳体302形成单个连续件。因此，喷射器壳体302的形状可以设定成包括混合通道18的导管202、220和222中的一个或多个。因此，如图3C的示例中所示，喷射器66可以包括混合通道18，并且可以联接到气缸盖16(未在图3C中示出)。

应该理解，在其他示例中，混合通道18可以不包括单个件，但是可以包括可以在气缸体14、气缸盖16和/或喷射器66内整体地形成的多个分离件。例如，冷却空气导管202可以部分地在气缸体14内形成，而贮存器226可以包括在气缸盖16内。因此，当气缸体14和气缸盖16螺栓联接在一起并且喷射器66联接到气缸盖16时，可以形成混合通道18。在进一步的示例中，混合通道18可以是可以不在气缸盖16、气缸体14和/或喷射器66中整体地形成的分离部件。因此，在一些示例中，混合通道18可以单独地形成且然后随后联接到气缸盖16、气缸体14和/或喷射器66中的一个或多个。

现在转向图4，其示出了具有可以沿燃料喷雾导管220的壁242包括的示例表面特征部的燃料喷雾导管220的剖视图400。因此，壁242的摩擦系数和/或壁242的粗糙度可以通过包括图4中所述的各种表面特征部来调整。进一步地，包括表面特征部可以增加燃料喷雾导管220内的空气和燃料的湍流和/或混合。

例如，沿燃料喷雾导管220的壁242的内部可以包括一个或多个第一表面特征部402。第一表面特征部402可以朝向燃料喷雾导管220的中心向内延伸。表面特征部402可以因此扰乱在燃料喷雾导管220内的层流，并且可以增加燃料喷雾导管220中的空气和/或燃料混合物的流动中的湍流。

作为另一示例，沿燃料喷雾导管220的壁242的内部可以包括一个或多个第二表面特征部404。第二表面特征部404可以包括可以增加导管220的壁242的粗糙度的一个或多个凹槽405。以这种方式，通过包括凹槽405，由壁242施加在导管220中的空气和/或燃料混合物上的粘性拖曳力可以增加，并且因此湍流边界层厚度可以增大，从而增强在递送到燃烧室30之前的燃料和空气的混合。

如图4的示例中所描绘，空气可以从冷却空气导管202(未在图4中示出)的第二端238进入燃料喷雾导管220。进一步地，燃料喷雾导管220可以包括沿燃料喷雾导管220的壁242的接近燃料喷雾导管220的第一端228的一个或多个穿孔440。穿孔440可以与燃烧室30流体连通，使得来自燃烧室30的气体可以经由穿孔440进入燃料喷雾导管220。穿孔440可以因此在燃料喷雾导管220和燃烧室30之间延伸，并且可以形成为凹槽，或者在燃烧室30的防火甲板19(未在图4中示出)中凹陷。

继续移动到图5，其示出了包括混合通道18的导管的燃烧室30的顶部的顶部剖视图500。具体地，图5中的视图500示出沿以上参照图2A描述的切割平面280(未在图5中示出)的燃烧室30的顶部的剖面。因此，图5中的视图500示出了沿防火甲板19(未在图5中示出)截取的剖面，其中导管202、220和222联接到燃烧室30。因此，图5示出了由导管202、220和222在燃烧室30的防火甲板19中形成的开口。图5中所示的进一步切割平面580可以限定以上在图2A至图3C中所示的混合通道18和燃烧室30的剖面。切割平面580可以穿过燃烧室30的中心。因此，图5中的视图500可以是朝向活塞36的顶表面17(未在图5中示出)向下看去的剖视图。

如图5的示例中所示，每个冷却空气导管202可以接近燃烧室30的圆周、接近气缸壁32定位。在一些示例中，如图5中所描绘，每个燃烧室30可以包括多个冷却空气导管。在一些示例中，冷却空气导管可以围绕燃烧室30的周长均匀地间隔开，并且/或者可以定位在距燃烧室30的中心轴线相同或类似的距离处。由此，在一些示例中，两个冷却空气导管可以相对于燃烧室30的中心彼此对准，使得两个冷却空气导管之间画的直线可以穿过燃烧室30的中心且可以限定燃烧室30的直径。然而，在其他示例中，冷却空气导管可以不均匀地间隔开，并且/或者可以根据数学分布来分布。在图5的示例中，每个燃烧室30可以包括8个冷却空气导管。然而，在其他示例中，每个燃烧室30可以包括多于8个或少于8个冷却空气导管。

进气门152和排气门154可以包括在冷却空气导管内部，更接近燃烧室30的中心轴线。每个燃料喷雾导管220可以定位在气门152和154内部、在气门152和154与中心空气导管222之间。因此，燃烧室30可以包括多个燃料喷雾导管。在图5的示例中，每个燃烧室30可以包括8个燃料喷雾导管。然而，在其他示例中，每个燃烧室30可以包括多于8个或少于8个燃料喷雾导管。在一些示例中，燃料喷雾导管可以围绕燃烧室30均匀地间隔开，并且/或者可以定位在距燃烧室30的中心轴线相同的距离处。由此，在一些示例中，两个燃料喷雾导管可以相对于燃烧室30的中心彼此对准，使得两个燃料喷雾导管之间画的直线可以穿过燃烧室30的中心，并且可以限定燃烧室30的直径。然而，在其他示例中，燃料喷雾导管可以不均匀地间隔开，并且/或者可以根据数学分布来分布。

在图5的示例中，中心空气导管222可以相对于燃烧室30的中心轴线居中。然而，在其他示例中，中心空气导管222可以不相对于燃烧室30的中心轴线居中。进一步地，在一些示例中，每个燃烧室30可以恰好包括一个中心空气导管222。然而，在其他示例中，每个燃烧室30可以包括多于一个中心空气导管222。导管220、222和202的相对尺寸设定、形状、定位和间距可以从图5的示例配置中所示的那些调整。

现在转向图6和图7，它们示出了冷却空气导管202的示例实施例，其中冷却空气导管202与喷射器66相邻定位。因此，在图6和图7的示例中，在喷射器66和燃烧室30之间可以不包括混合通道18。因此，来自喷射器66的燃料可以直接喷射到燃烧室30中。然而，通过使气体循环穿过定位在燃烧室30上面的冷却空气导管202，可以在与从喷射器喷射的燃料一起燃烧之前预先冷却燃烧室30中的气体。因此，通过使气体循环穿过冷却空气导管202，气体可以将热消散至气缸盖(例如，以上在图1中描述的气缸盖16)，并且因此燃烧室30中的气体的温度可以降低。

聚焦在图6上，其示出了燃烧室30的侧剖视图600，其中冷却空气导管202在第一端236和第二端238处均联接到燃烧室30。相比于第一端236，冷却空气导管202的第二端238可以更接近燃料喷射器66和气缸壁32联接到燃烧室30。因此，第一端236可以更接近燃烧室30的中心轴线联接到燃烧室30。冷却空气导管202可以在防火甲板19处在第一端236和第二端238处联接到燃烧室30。因此，冷却空气导管202可以在第一端236和第二端238处通向燃烧室30。

喷射器66可以延伸到燃烧室30中，使得喷射孔272定位在燃烧室30内和/或与燃烧室30齐平。以这种方式，燃料可以从喷射器66直接喷射到燃烧室30中。燃烧室气体可以在第一端236处进入到导管202，并且可以朝向第二端238行进穿过导管202。随着气体行进穿过导管202，导管202中的气体的温度可以降低。具体地，导管202可以与环境空气和/或气缸盖物理接触，并且来自燃烧室气体的热可以消散至气缸盖和/或环境空气。

转向图7，其示出了燃烧室的侧剖视图700，其中冷却空气导管202在第一端236和第二端238处均联接到燃烧室30。进一步地，在燃烧室30上面可以垂直地包括喷射器66，并且可以经由凹陷锥体702与燃烧室30流体连通。因此，在图7的示例中，凹陷锥体702可以在燃烧室30的顶部处在防火甲板19中形成。因此，气缸壁32和防火甲板19的形状可以设定成形成凹陷锥体702，在凹陷锥体702处，喷射器66联接到燃烧室30。因此，凹陷锥体702可以作为气缸体14的一部分整体地形成。

冷却空气导管202的第二端238可以联接到凹陷锥体702。以这种方式，凹陷锥体702可以类似于以上参照图2A至图2C描述的贮存器226，因为它可以容纳从冷却空气导管202重新进入燃烧室30的冷却燃烧室气体的一部分或全部。因此，气体可以经由第一端236进入冷却空气导管202，可以在导管202中冷却，并且然后可以在第二端238处离开导管202且可以进入凹陷锥体702。在其他示例中，凹陷锥体702可以在发动机的气缸盖(例如，以上在图1中描述的气缸盖16)内整体地形成。

继续到图8，其示出了可以包括以上参照图1至图7描述的混合通道18的示例对置式活塞发动机810的顶剖视图800。对置式活塞发动机810可以包括在由燃烧室壁832形成的燃烧室830内的两个活塞836。具体地，活塞836可以沿纵向轴线296双向地平移，或者平移至图8中的左侧和右侧、在燃烧室壁832的第一侧壁803之间平移。因此，可以在活塞836之间形成燃烧室830。进一步地，活塞836可以包括活塞凹腔839，活塞凹腔839可以是面向彼此的活塞836的表面中的凹陷部或凹入部。

可以包括两个燃料喷射器866，以将燃料从燃烧室830的第二侧壁805喷射到燃烧室830中，其中第二侧壁805与第一侧壁803正交。进一步地，燃料喷射器866可以定位在相对的侧壁805处，使得侧壁805中的每个可以包括燃料喷射器866中的一个。因此，第二侧壁805可以平行于活塞836沿纵向轴线296的运动方向。由此，燃料喷射器866可以定位成在基本上与活塞836的运动方向正交的方向上喷射燃料。

混合通道18可以包括在燃料喷射器866中的每个和燃烧室830之间。因此，在燃烧室830的第二侧壁805处可以包括两个混合通道。具体地，两个燃料喷射器866可以定位在燃烧室830的侧壁805处。因此，由喷射器866喷射的燃料可以在进入燃烧室830之前穿过混合通道18。

因此，混合通道18和燃料喷射器866可以定位在燃烧室830外部和/或在燃烧室壁832外部。具体地，混合通道18和燃料喷射器866可以定位在燃烧室830的侧面的外部，并且具体地定位到壁805的外部。混合通道18可以经由与混合通道18的端部一起形成的在壁805处的开口与燃烧室30流体连通。

在一些示例中，混合通道可以内置到燃烧室830的燃烧室壁832中。具体地，混合通道可以在侧壁805内整体地形成。由此，混合通道可以不联接到与燃烧室830的进气门和/或排气门相同的燃烧室830的侧面。

活塞836的凹腔839的尺寸和形状可以设定成使得它们不沿横向轴线294彼此重叠。换句话说，当活塞836处于或接近彼此最近路径时，凹腔839的前缘841可以彼此重叠，使得气体不在两个活塞836的凹腔839之间流动。因此，来自凹腔839中的一个的反应喷雾可以不到达另一凹腔。

进一步地，如图8中所示，凹腔839的形状设定成使得离开混合通道18的燃料和/或空气混合物接近燃烧室830的中心保持在凹腔839内。进一步地，接近壁832的较冷的环境气体可以被推动到进给燃料喷雾导管220(未在图8中示出)的冷却空气导管202(未在图8中示出)中。

现在转向图9，其示出了用于控制包括定位在燃烧室(例如，图1至图4和图6至图7中所示的燃烧室30)外部的混合通道(例如，以上在图1至图8中描述的混合通道18)的发动机(例如，以上在图1中所描述的发动机10)的燃烧循环的示例方法900。

方法900在902处开始，其包括估计和/或测量发动机工况。发动机工况可以包括驾驶员需求扭矩、进气质量空气流速、期望的燃料喷射量、燃料轨压力、发动机温度、发动机转速、燃料喷射正时等。

然后，方法900从902继续至904，其包括在进气冲程期允许进气空气进入燃烧室中。具体地，在904处，方法900可以包括在进气冲程期间允许来自进气歧管(例如，以上在图1中描述的进气歧管144)的进气空气进入燃烧室中。例如，在904处，方法900可以包括在进气冲程期间打开一个或多个进气门(例如，以上在图1中描述的进气门152)以及允许来自进气歧管的进气空气，同时燃烧室的活塞(例如，以上在图1至图3C中描述的活塞36)远离TDC朝向BDC行进。

然后，方法900从904继续至906，其包括使来自燃烧室的气体流到定位在燃烧室外部的混合通道中。具体地，在906处，方法900可以包括在压缩冲程的全部或一部分期间使燃烧室中的气体的一部分或全部流到混合通道中。例如，在压缩冲程期间，当活塞远离BDC并朝向TDC平移时，活塞可以将来自燃烧室的气体推动到混合通道中。具体地，在906处，方法900可以包括仅使燃烧室中的气体从燃烧室流过混合通道的外部第一冷却通道(例如，以上在图2A至图4和图6至图7中描述的冷却空气导管202)和/或中心第二冷却通道(例如，以上在图2A至图4和图6至图7中描述的中心空气导管222)中的一个或多个。进一步地，在906处，方法900可以包括使来自燃烧室的气体从燃烧室流出并流入混合通道中，其中混合通道定位在燃烧室外部。在一些示例中，在904处，方法900可以包括经由燃烧室的防火甲板(例如，以上在图1至图4和图6至图7中描述的防火甲板19)中的一个或多个开口(例如，以上在图2A至图7中描述的开口232和236)使气体从燃烧室流出。因此，在906处，方法900可以包括使在燃烧室的挤气区域(例如，以上在图2A至图2C中描述的挤气区域246和248)处的燃烧室气体从燃烧室流出，并且流入混合通道中。更具体地，在906处，方法900可以包括使包括在活塞边缘(例如，以上在图2A至图3C中描述的唇缘241)和防火甲板之间的气体流到混合通道的第一冷却通道中，以及将包括在活塞凸部(例如，以上在图2A至图3C中描述的凸部237)和防火甲板之间的气体流到混合通道的第二冷却通道中。燃烧室气体可以包括在进气冲程期间所允许的来自进气歧管的进气空气。

进一步地，在906处，方法900可以包括冷却进气气体。具体地，如以上参照图2A至图7所描述，混合通道可以在气缸盖(例如，以上在图1和图3B中描述的气缸盖16)中定位在燃烧室外部。因此，冷却进气气体可以包括当进气气体流过混合通道时，将热消散至气缸盖。

进一步地，在906处，方法900可以包括使冷却剂流过气缸盖。具体地，在906处，方法900可以包括使冷却剂在混合通道的导管之间流动。例如，在906处，方法900可以包括使冷却剂流过将混合通道的导管分开的隔离物(例如，以上在图2A中描述的隔离物260)。通过使冷却剂在混合通道的导管之间流动，热从混合通道转移，并且因此可以增加包括在混合通道中的气体的冷却。

在906处使来自燃烧室的气体流入混合通道中之后，方法900可以然后从906继续至908，其包括将燃料喷射到混合通道中。具体地，要喷射的燃料量可以基于驾驶员需求扭矩、期望的空气/燃料比、质量空气流速等中的一个或多个确定。进一步地，可以基于发动机工况调整喷射正时。具体地，燃料可以朝向燃烧室喷射。在一些示例中，燃料可以基本上平行于混合通道的燃料喷雾导管(例如，以上在图2A至图7中描述的燃料喷雾导管220)和/或与所述燃料喷雾导管一致地喷射。

然后，方法900可以从908继续至910，其包括将所喷射的燃料与包括在混合通道内的燃烧室气体(例如，在压缩冲程期间允许进入混合通道中的燃烧室气体)混合。具体地，该方法可以包括将所喷射的燃料和混合通道的燃料喷雾导管中的燃烧室气体混合。因此，在910处，方法900包括在燃烧室外部将所喷射的燃料和混合通道中的燃烧室气体混合。

然后，方法900从910继续至912，其包括引导来自混合通道的燃料/空气混合物并引导至燃烧室中。具体地，在912处，方法900可以包括经由防火甲板中的第三开口(例如，以上在图2A至图3C中描述的228)使燃料喷雾导管中的燃料/空气混合物流入燃烧室中。更具体地，燃料/空气混合物可以流入燃烧室的重新进入凹腔区域(例如，以上在图2A至图3C中描述的重新进入区域243)。燃料/空气混合物可以在压缩冲程和/或做功冲程中的一个或多个期间流入燃烧室中。

然后，方法900可以从912继续至914，其包括点燃燃烧室中的燃料/空气混合物。在一些示例中，由于燃烧室中的温度和压力，燃料/空气混合物可以自发地燃烧。在其他示例中，燃料/空气混合物可以由电热塞(例如，以上在图1中描述的电热塞92)点燃。

然后，方法900可以从914继续至916，其包括在排气冲程期间将燃烧室中的气体喷出。具体地，在916处，方法900可以包括打开一个或多个排气门(例如，以上在图1中描述的排气门154)以及将燃烧室气体喷出至排气歧管(例如，以上在图1中描述的排气歧管148)。在916处，方法900可以包括在活塞的排气冲程期间仅将燃烧室中的气体喷出至排气歧管。然后，方法900返回。

以这种方式，通过包括降低初始地与所喷射的燃料混合的气体的温度的混合通道实现减少烟粒产生的技术效果。通过在燃料喷射之前，使气体从燃烧室流出并流过混合通道，可以降低初始地由所喷射的燃料喷雾夹带的和/或与所喷射的燃料喷雾混合的气体的温度，其中在气体行进穿过混合通道时，来自气体的热可以消散至燃烧室外部的环境空气和/或气缸盖。较冷的气体可以增加在燃烧之前由燃料夹带的空气的量。通过增加燃料的空气夹带，可以向燃烧室提供燃料和燃烧室气体的更均匀的混合物，并且在燃烧循环期间的烟粒产生可以减少。在一些示例中，再生微粒过滤器的频率可以通过减少烟粒产生而减小，从而减少燃料消耗并增加微粒过滤器的寿命。在进一步的示例中，烟粒产生可以减少至充分低的水平，使得可以不包括微粒过滤器，从而降低排气系统的成本和复杂性。

在一个表示中，用于内燃发动机的冷却通道可以定位在气缸孔外部，并且可以在第一开口处联接到气缸孔用于从气缸孔接收气体，并且可以进一步在第二开口处联接到气缸孔用于使经由第一开口从气缸孔接收的气体返回到气缸孔。冷却通道可以与燃料喷射器流体连通，其中冷却通道可以定位在燃料喷射器和气缸孔之间，使得从燃料喷射器喷出的燃料在到气缸孔途中穿过冷却通道。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，其中冷却空气导管可以在第一端处联接到第一开口并在相对的第二端处联接燃料喷雾导管，用于将燃烧室气体从气缸孔引导至燃料喷雾导管，并且其中燃料喷雾导管的第一端可以联接到第二开口，并且燃料喷雾导管的相对的第二端可以定位在燃料喷射器的前面，用于将来自于燃料喷射器的燃料和来自冷却空气导管的气体中的一个或多个引入气缸孔中。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却空气导管的第一端和第一开口可以垂直地定位在位于气缸孔内的往复活塞的唇缘上面，其中该唇缘可以围绕活塞的顶表面的圆周形成。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以进一步包括中心空气导管，中心空气导管可以在第一端处联接到气缸孔中的第三开口并在相对的第二端处联接到燃料喷雾导管，用于将来自气缸孔的气体引导至燃料喷雾导管，其中，中心空气导管的第三开口可以垂直地定位在位于气缸孔内的往复活塞的凸部上面，该凸部在活塞的顶表面的中心处形成。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，燃料喷雾导管的第一端和第二开口可以垂直地定位在位于气缸孔内的往复活塞的凹腔上面，其中凹腔可以定位在活塞的顶表面的唇缘和凸部之间，并且其中凹腔相对于唇缘和凸部凹陷，使得比唇缘和第一开口之间的容积大的容积存在于凹腔和第二开口之间。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，燃料喷雾导管可以包括从燃料喷雾导管的壁的内表面凸起的一个或多个表面特征部。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以在发动机的气缸盖内整体地形成并且包括在其内。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以在发动机的气缸体内整体地形成并且包括在其内，其中气缸体包括气缸孔。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以在燃料喷射器内整体地形成并且包括在其内，所述冷却通道形成燃料喷射器的壳体的一部分。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以垂直地定位在气缸孔上面并垂直地定位在位于气缸孔内的往复活塞上面，使得冷却通道在活塞的整个冲程期间可以垂直地在气缸孔上面。在冷却通道的上述示例的任一个或多个组合中，冷却通道可以定位在气缸孔的侧壁外部，其中气缸孔的侧壁可以基本上平行于定位在其中的往复活塞的运动方向。

在另一表示中，一种方法可以包括在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门允许来自进气歧管的进气气体进入燃烧室中，以及在压缩冲程期间使进气气体的至少一部分从燃烧室流出并流入流体地联接到燃烧室的混合通道中。在另一示例中，该方法可以另外地包括将燃料朝向燃烧室喷射到混合通道中。上述方法的任一个或多个组合可以进一步包括使进气气体从混合通道返回到燃烧室。上述方法的任一个或多个组合可以进一步包括使冷却剂流过混合通道。在上述方法的任一个或多个组合中，使进气气体从燃烧室流出并流入混合通道中可以包括使进气气体流过以下中的一个或多个：在位于燃烧室的活塞的外唇缘上面的燃烧室的防火甲板中形成的第一开口并且流入混合通道的外部第一导管中；并且流过在位于活塞的中心凸部上面的防火甲板中形成的第二开口且流入混合通道的中心第二导管中。

在另一表示中，一种发动机可以包括燃烧室和散热导管，其中散热导管可以流体地联接到燃烧室并定位在燃烧室外部，用于使燃烧室中的气体朝向燃料喷射器从燃烧室流出并远离燃烧室。在上述示例发动机中，散热导管可以在第一端处联接到燃烧室的防火甲板，其中第一端可以形成在燃烧室和散热导管之间提供流体连通的在防火甲板中的第一开口。在发动机的上述示例的任一个或多个组合中，散热导管可以在第二端处联接到防火甲板，其中第二端可以形成在燃烧室和散热导管之间提供流体连通的在防火甲板中的第二开口，第二开口比第一开口更接近燃烧室的燃料喷射器定位。在发动机的上述示例的任一个或多个组合中，发动机可以进一步包括定位在燃烧室外部并在第一端处联接到防火甲板的燃料喷雾导管，燃料喷雾导管的第一端可以在位于燃烧室内的往复活塞的凹腔上面的防火甲板中形成第三开口，其中燃料喷雾导管可以定位在燃料喷射器和燃烧室之间，使得从燃料喷射器喷射的燃料在进入燃烧室之前流过燃料喷雾导管。在发动机的上述示例的任一个或多个组合中，散热导管可以在第二端处联接到燃料喷雾导管，使得散热导管可以在燃烧室和燃料喷雾导管之间提供流体连通。

在另一个表示中，一种发动机可以包括燃烧室、经由一个或多个进气门与燃烧室流体连通的进气歧管、经由一个或多个排气门与燃烧室流体连通的排气歧管、燃料喷射器和联接到燃烧室并通向燃烧室的用于接收来自燃烧室的气体的混合通道，所述混合通道定位在燃烧室外部。混合通道可以定位在燃料喷射器和燃烧室之间，使得由燃料喷射器喷射的燃料在进入燃烧室之前穿过混合通道。在发动机的上述示例的任一个或多个组合中，混合通道可以包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，其中冷却空气导管可以在第一端处联接到燃烧室，冷却空气导管的第一端包括在燃烧室中的第一开口，并且冷却空气导管在相对的第二端处联接到燃料喷雾导管，以将气体从燃烧室引导至燃料喷雾导管，并且其中燃料喷雾导管可以在第一端处联接到燃烧室，燃料喷雾导管的第一端包括在燃烧室中的第二开口，且燃料喷雾导管在相对的第二端处联接到燃料喷射器，以经由第二开口将由燃料喷射器喷射的燃料从燃料喷射器引导至燃烧室。

应当理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义，因为可有许多变化。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求特别地指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求，无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相同或不同，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种系统，所述系统包括用于发动机的冷却通道，所述冷却通道定位在气缸孔外部并在第一端处联接到所述气缸孔，在所述气缸孔中形成第一开口用于接收来自所述气缸孔的气体，其中所述冷却通道进一步在第二端处联接到所述气缸孔，在所述气缸孔中形成第二开口，用于使经由所述第一开口从所述气缸孔接收的气体返回到所述气缸孔。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道与燃料喷射器流体连通，并且其中所述冷却通道定位在所述燃料喷射器和所述气缸孔之间，使得从所述燃料喷射器喷射的燃料在到所述气缸孔途中穿过所述冷却通道。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，所述冷却空气导管在第一端处联接到所述气缸孔并在相对的第二端处联接到所述燃料喷雾导管，用于将燃烧室气体从所述气缸孔引导至所述燃料喷雾导管，并且其中所述燃料喷雾导管的第一端联接到所述气缸孔并且所述燃料喷雾导管的相对第二端定位在燃料喷射器的前面，用于将来自所述燃料喷射器的燃料喷雾和来自所述冷却空气导管的气体中的一个或多个引导至所述气缸孔。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述冷却空气导管的所述第一端和第一开口垂直地定位在往复活塞的唇缘上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，所述唇缘围绕所述活塞的顶表面的圆周形成。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述冷却通道进一步包括中心空气导管，所述中心空气导管在第一端处联接到所述气缸孔并在相对的第二端处联接到所述燃料喷雾导管，用于将气体从所述气缸孔引导至所述燃料喷雾导管，其中所述中心空气导管的所述第一端垂直地定位在往复活塞的凸部上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，并且其中所述凸部在所述活塞的顶表面的中心处形成。

6.根据权利要求3所述的系统，其中所述燃料喷雾导管的所述第一端和第二开口垂直地定位在往复活塞的凹腔上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，其中所述凹腔定位在所述活塞的顶表面的唇缘和凸部之间，并且其中所述凹腔相对于所述唇缘和所述凸部凹陷，使得比在所述唇缘和所述第一开口之间的容积大的容积存在于所述凹腔和所述第二开口之间。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述燃料喷雾导管包括从所述燃料喷雾导管的壁的内表面凸起的一个或多个表面特征部。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道在所述发动机的气缸盖内整体地形成并包括在其内。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道在所述发动机的气缸体内整体地形成并包括在其内，其中所述气缸体包括所述气缸孔。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道在燃料喷射器内整体地形成并包括在其内，所述冷却通道形成所述燃料喷射器的壳体的一部分。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道垂直地定位在所述气缸孔上面并垂直地定位在往复活塞上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，使得所述冷却通道在所述活塞的整个冲程期间垂直地在所述气缸孔上面。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道定位在所述气缸孔的侧壁外部，其中所述气缸孔的所述侧壁实质上平行于定位在其中的往复活塞的运动方向。

13.一种方法，所述方法包括：

在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门或进气口允许来自进气歧管的进气气体进入燃烧室中；以及

在压缩冲程期间，使所述进气气体的至少一部分从所述燃烧室流出并流入流体地联接到所述燃烧室的混合通道中。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括将燃料朝向所述燃烧室喷射到所述混合通道中。

15.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括使所述进气气体从所述混合通道返回到所述燃烧室。

16.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括使冷却剂流过所述混合通道。

17.根据权利要求13所述的发动机，其中使所述进气气体从所述燃烧室流出并流入混合通道包括，使所述进气气体流过以下中的一个或多个：在所述燃烧室的定位在所述燃烧室的活塞的外唇缘上面的防火甲板中形成的第一开口，并流入所述混合通道的外部第一导管中；并且流过定位在所述活塞的中心凸部上面的所述防火甲板中形成的第二开口并流入所述混合通道的中间第二导管中。

18.一种发动机，所述发动机包括：

燃烧室；

进气歧管，其经由一个或多个进气门或进气口与所述燃烧室流体连通；

排气歧管，其经由一个或多个排气门与所述燃烧室流体连通；

燃料喷射器；以及

混合通道，其联接到所述燃烧室并通向所述燃烧室，用于接收来自所述燃烧室的气体，所述混合通道定位在所述燃烧室外部。

19.根据权利要求18所述的发动机，其中所述混合通道定位在所述燃料喷射器和所述燃烧室之间，使得由所述燃料喷射器喷射的燃料在进入所述燃烧室之前穿过所述混合通道。

20.根据权利要求18所述的发动机，其中所述混合通道包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，所述冷却空气导管在第一端处联接到所述燃烧室，所述冷却空气导管的所述第一端包括在所述燃烧室中的第一开口，并且所述冷却空气导管在相对的第二端处联接到所述燃料喷雾导管，以将气体从所述燃烧室引导至所述燃料喷雾导管，并且其中所述燃料喷雾导管在第一端处联接到所述燃烧室，所述燃料喷雾导管的所述第一端包括在所述燃烧室中的第二开口，并且所述燃料喷雾导管在相对的第二端处联接到所述燃料喷射器，以经由所述第二开口将由所述燃料喷射器喷射的燃料从所述燃料喷射器引导至所述燃烧室。