CN110402325B - 分置循环发动机 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种分置循环内燃发动机。发动机包括用于容纳燃烧活塞的燃烧缸和用于容纳压缩活塞的压缩缸。所述发动机还包括控制器，所述控制器用于接收与燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示，并根据所指示的参数控制燃烧缸的排气阀以使排气阀在所指示的参数小于所述参数的目标值及燃烧活塞到达其上止点位置(TDC)之前在返回行程期间关闭；使排气阀在所指示的参数等于或大于所述参数的所述目标值时及燃烧活塞到达其上止点位置(TDC)时在燃烧活塞的返回行程完成时关闭。

Description

分置循环发动机
技术领域
本公开涉及分置循环内燃发动机及操作分置循环内燃发动机的方法。
背景技术
在分置循环内燃发动机中，首先将包括空气的工作流体在第一压缩缸中进行压缩并提供给第二燃烧缸，其中在第二燃烧缸中，喷射燃料并且燃料和高压流体的混合物燃烧以产生驱动。这种方式分离压缩和膨胀/燃烧过程可以获得热力学效益，WO 2010/067080记载了分置循环发动机和相关的热力学优点。
在分置循环发动机中，通过在压缩行程期间将低温流体注入压缩缸中可以获得进一步的热力学效益。WO 2016/016664记载了这种系统和方法。
特别是在使用冷却液的发动机中，提供的换热器具有将压缩流体从压缩缸输送到膨胀缸的第一流体路径以及将废气从燃烧缸出口输送到膨胀缸的第二流体路径，在压缩流体到达燃烧缸的路径中加热压缩流体。这有助于确保到达燃烧缸的压缩流体足够热，从而在喷射燃料时发生燃烧。
发明内容
本申请的发明人认识到在换热器启动(“冷启动”)过程中，当换热器中几乎没有或没有废热时，这使得压缩流体到达燃烧缸处于次优燃烧温度，实现高效燃烧可能会遇到困难。
本文所述的实施例解决了这些困难。
在以下的描述中，术语“低温”流体或液体用于指通过制冷过程冷凝成其液相的流体。
本文所述的实施例涉及一种在压缩行程中注入低温流体的分置循环发动机。在其他示例中，可以在不注入冷却液的情况下实施本文所述的方法。另外，可以将其他流体(例如水)添加到换热器中以控制换热器出口处的终端温度。
如本文所述，分置循环发动机具有控制器，所述控制器用于接收与燃烧缸和/或与其相关联的流体的相关联的参数的指示，并且根据所指示的参数控制发动机的特征。
所述参数可以是温度、压力和氧气浓度中的一个或多个，因此参数的指示可以包括温度数据、压力数据和氧气浓度数据中的一个或多个。
控制器可以接收温度和压力数据、温度和氧气浓度数据、压力和氧气浓度数据或温度、压力和氧气浓度数据，并使用所述数据来控制冷却液注入、排气阀正时和换热器注入水中的单独的一个或多个或其组合。
在参数是温度的情况下，所指示的温度可以是燃烧缸内的温度、发动机的换热器内(具体是换热器涂有催化剂的表面)的温度、换热器中的压缩流体的温度、燃烧缸入口处的压缩流体的温度或废气的温度中的至少一个。
在参数是压力的情况下，所指示的压力可以是燃烧缸内的压力、发动机的换热器内的压力、换热器中的压缩流体的压力、压缩的压力、燃烧缸入口处的压缩流体的压力或废气的压力中的至少一个。
在参数是氧气浓度的情况下，所指示的氧气浓度可以是燃烧缸内的氧气浓度、发动机的换热器内的氧气浓度、换热器中的压缩流体的氧气浓度、燃烧缸入口处的压缩流体的氧气浓度或废气的氧气浓度中的至少一个。
所控制的发动机的特征可以是排气阀关闭的时间、压缩行程期间的冷却液注入的量或速率、以及燃料喷射到燃烧缸中的速率、数量或时间中的一个或多个。
在一些实施例中，基于所述参数的指示和所述参数的目标值之间的比较，来控制发动机的特征。
在一些实施例中，基于所述参数的指示和所述参数的目标值之间的差值，来控制发动机的特征。
在一些实施例中，控制器用于接收燃烧缸入口的压缩流体的温度的指示，并基于燃烧缸入口处的压缩流体的所指示的温度和目标温度之间的比较来控制燃烧缸的排气阀的关闭。可以基于缸中燃烧的期望温度来定义所述目标温度。如本文所述，当所指示的温度低于一温度时，在燃烧活塞到达其上止点位置(TDC)之前，控制器用于在燃烧活塞(108、128)的返回行程期间关闭排气阀；当所指示的温度等于或大于所述目标温度时，当燃烧活塞达到其上止点位置(TDC)时，控制器用于在燃烧活塞的返回行程完成时关闭排气阀。
当所指示的温度小于一温度时，在燃烧活塞到达其上止点位置(TDC)之前关闭排气阀，可称为“冷启动”操作模式。这与所指示的温度对于燃烧来说是次优相对应，这可能是由于在换热器中没有可用于收集的热量。通过在燃烧活塞到达TDC之前关闭排气阀，一部分燃烧废气可以保留在燃烧缸内并被压缩以升高缸的温度以在下一个发动机循环中辅助燃烧。
当燃烧活塞到达其上止点位置(TDC)时，在燃烧活塞的返回行程完成时，关闭排气阀，可称为“正常操作模式”，这与燃烧可接受的所指示的温度相对应。在换热器之后，通常会预期达到这种状态，从而当热的废气流过换热器时，提供到燃烧缸入口的压缩流体的温度已经升高。在这种状态下，可在燃烧活塞完成其返回行程时关闭排气阀，从而将所有废气从燃烧缸中排出并进入换热器通道。
在其他示例中，除了基于温度测量之外，还可以基于压力和/或氧气浓度的测量进行阀正时控制。阀正时控制除了基于温度测量之外，可选地上可基于压力和/或氧气浓度的测量。
在一些实施例中，控制器用于接收燃烧缸入口处的压缩流体的温度的指示，并控制在压缩行程期间提供给压缩缸的低温流体的量。这减少了在“冷”循环期间对压缩流体的温度上升的限制，其中在“冷”循环期间，换热器中没有足够的热量来将压缩流体升高到燃烧气缸入口处的目标燃烧温度。
所述控制可以基于燃烧缸入口处的压缩流体的所指示的温度与目标温度之间的比较。可以基于缸中燃烧的期望温度来定义所述目标温度。如本文所述，控制器用于控制注入压缩缸的低温流体的量，使得当所指示的温度等于或大于目标温度时，向压缩缸提供“正常模式”量的低温液体；及当所指示的温度低于所述目标温度时，向压缩缸提供“冷模式”量的低温液体，其中所述“冷模式”量小于所述“正常模式”量。
低温液体的“正常模式”量通常可理解为注入低温液体的速率和数量，使得低温液体在压缩活塞的压缩行程期间气化成其气相，使得由压缩行程引起的温度升高通过低温液体吸收热量而限制在大约零度。这可以进行更有效的压缩。这还可以允许从废气中回收最大量的热量。
当“正常模式”操作的所指示的温度大于目标温度时，可以启用“热模式”操作。在这种模式下，可以基于入口处的温度，优化添加的低温液体的量，因此在有更多热量的高负荷条件下，压缩结束时的温度低于压缩开始之前的温度。低温液体的“热模式”量可以理解为每个压缩行程注入低温液体的量和/或速率高于“正常模式”量，因此压缩缸内的流体温度可以控制在安全范围内。为了额外的温度控制和硬件保护，可以在高负荷条件下将水加到换热器中。
低温液体的“冷模式”量可理解为每个压缩行程注入低温液体的量和/或速率低于“正常模式”量，使得压缩缸内的流体温度由于压缩而升高。这允许压缩流体以更热的状态离开压缩缸，以补偿换热器中可用的热量不足。
在其他示例中，除了基于温度测量之外，还可基于压力和/或氧气浓度的测量对低温液体注入进行控制。
在其他示例中，基于一个或多个测量的发动机参数，对排气阀正时和低温液体注入进行控制。
附图简要说明
现在将参考附图以示例的方式对本发明的实施例进行描述。
图1示出示了分置循环内燃发动机的示意图。
图2a示出了在冷启动模式期间分置循环发动机的燃烧缸的工作阶段。
图2b示出了在正常运行模式期间燃烧缸的工作阶段。
图3示出了用于控制燃烧缸的排气阀的流程图。
图4示出燃烧缸中的相对阀正时。
图5a示出了由燃烧缸内的燃烧活塞的位置示出的排气阀关闭位置的示例。
图5b示出了控制器控制排气阀的流程。
图5c示出了用于控制排气阀的查找表。
图6示出了用于控制分置循环发动机的压缩缸的冷却液入口阀的流程。
图7示出了燃烧缸的缸盖内的阀布置的示例。
图8示出了分置循环内燃发动机的示意图。
图9a示出了在冷启动模式期间分置循环发动机的燃烧缸的工作阶段。
图9b示出了在正常运行模式期间燃烧缸的工作阶段。
图10a示出了在冷启动模式期间分置循环发动机的燃烧缸的工作阶段。
图10b示出了在正常运行模式期间燃烧缸的工作阶段。
图11示出了在正常运行模式期间分置循环内燃发动机最佳操作的理想压力轨迹。
图12示出了改变入口阀打开和排气阀关闭正时的结果的图表。
图13示出了改变入口阀打开和排气阀关闭正时的结果的图表。
附图的详细描述
图1示出了分置循环内燃发动机101的示意图。如图所示，发动机包括压缩缸104和燃烧缸126，每个缸具有在其内往复运动的相关的活塞。如本领域技术人员所理解的，可以有多个类似的压缩缸和燃烧缸。压缩缸104包括连接到冷却液储存器112的冷却液入口阀110。压缩缸104具有连接到涡轮增压器102以接收压缩空气的流体入口阀106和流体出口阀116。燃烧缸126的流体入口阀124连接到流体出口阀116以从压缩缸104接收压缩流体。燃烧缸还具有连接到燃料源132的燃料入口阀130和排气阀134。
沿着压缩缸流体出口阀116和燃烧缸流体入口阀124之间的路径120，压缩流体经过换热器118。从燃烧缸排气阀134到排气口138经由排气通道136的废气对所述换热器118进行加热。
分置循环发动机101包括控制器100。所述控制器100连接到至少一个传感器122。在示例中，至少一个传感器122可以是温度传感器、压力传感器、氧气浓度传感器或其任何组合。在图示的示例中，温度传感器122设置在燃烧缸126流体入口附近并位于沿着换热器118和燃烧缸流体入口阀124之间的压缩流体的路径120的一个点上。所述传感器122可用于感测压缩流体的温度并将感测到的温度数据向控制器100报告。控制器100用于接收所述温度数据并至少部分地基于所接收的温度数据来控制排气阀134在燃烧缸126上的正时。控制器100还可用于调节冷却液入口阀110的操作以控制注入压缩缸104的冷却液的量。
在燃烧缸126发生燃烧之后，废气经由排气阀134离开燃烧缸126并沿着排气通道136行进与换热器118进行热交换，以加热沿着压缩气缸出口阀116和燃烧缸入口阀124之间的路径120行进的压缩流体。
上述传感器可设置在多个位置。具体地，一个或多个传感器可以设置在如图1所示的燃烧缸上的入口阀124附近、在换热器118中或在压缩缸出口阀116附近。
图2a示意性地示出了在冷启动操作模式期间控制燃烧缸的过程，相较于图2b示出的正常运行模式的阶段200b、202b、204b、206b和208b，图2a包括阶段200a、202a、204a、206a和208a。在阶段200a，当燃烧活塞128处于TDC时，点燃压缩的流体-燃料混合物。根据发动机的燃料类型，这种点燃可以通过火花塞或自动点火来启动。由于燃料燃烧释放的能量而使压力增加朝向下止点(BDC)驱动燃烧活塞，并进一步驱动曲轴114。一旦活塞到达BDC，燃烧的混合物膨胀而填充燃烧缸126，排气阀134打开(阶段202a)。然后，燃烧活塞朝向TDC前进，将废气排出排气阀134。
在冷启动模式中，在燃烧活塞到达TDC，排气阀134关闭。这在阶段204a有示出，其中当活塞在从BDC到TDC路径的约65％时，排气阀134关闭。然后，如阶段206a所示，当活塞到达TDC时，压缩剩余的废气，并打开入口阀以允许压缩流体进入燃烧缸126。关闭入口阀124并点燃喷射的燃料(阶段208a)，再次开始循环。当排气阀134关闭时，留在燃烧缸126中的废气将加热压缩流体。这可以抵消发动机(具体是换热器188)中的热量不足而提高发动机的效率。因此，压缩流体在足够高的温度下到达燃烧缸入口，并具有从废气中回收的热量。
这与图2b中的正常运行模式形成了对比。在所述循环中，阶段200b、202b、206b和208b分别对应于阶段200a、202a、206a和208a。阶段204b突出显示了冷启动模式和正常运行模式之间的差异。其中，排气阀134打开直到燃烧活塞到达TDC，使得大部分废气从缸中排出，在发动机“正常”运行的这种模式下，将所有或大部分废气排出而进入换热器。
图3示出了控制器100的控制过程的流程图。控制器100从位于燃烧缸126入口附近的温度传感器接收燃烧缸126入口温度的指示。然后，将所述温度Ti与目标温度T目标进行比较。在本示例中，T目标是燃烧缸入口124处的压缩流体的(例如当喷射燃料时能有效燃烧)期望温度。
如果Ti不大于或等于T目标(对应于“正常运行”模式)，则控制器控制排气阀134正时，使得排气阀134在燃烧活塞到达TDC之前关闭，从而使得一部分废气留在燃烧气缸126中。
如果Ti大于或等于T目标(对应于“冷启动”模式)，则控制器控制排气阀134的正时操作，使排气阀134在燃烧活塞处于TDC的位置关闭，在此处，由于换热器充分加热压缩气体，大部分废气将被排出。
图4示出了在正常运行模式下燃烧缸的阀的打开和关闭操作的相对正时(作为相位角/曲轴角)。较长的径向线(400、404及408)表示阀控制事件。顺时针完整地沿圆360°行进表示完整的活塞的循环。
在相位角408处，燃烧缸126的所有阀都关闭，并且在燃烧缸中存在可燃混合物。燃烧活塞处于TDC。然后，点燃混合物，活塞朝向BDC运动。
顺时针移动，相位角400表示排气阀(EVO)的打开，其在燃烧活塞到达BDC之前的短时间内发生。可以用自垂直线开始的顺时针方向的度数来描述所述位置，其对应于燃烧活塞偏移TDC的相位角。例如，在如图4中所示的示例中，EVO可以在170°发生。
排气阀134打开直至相位角404(在所示的示例中大约为340°)处，在所述位置，排气阀关闭(EVC)事件发生。所述事件发生在流体入口阀打开事件(IVO)(其紧接在EVC之后发生)之前。在图4中，未单独显示所述事件的线，这是由于所述事件与排气阀关闭(EVC)事件之间的时间间隔太短而无法清楚显示。然后，入口阀打开直至在360°完成完整的循环，在此处，入口阀关闭(IVC)，燃烧活塞处于TDC，可燃混合物在0°/360°处点燃，然后重复循环。
在冷启动模式中，随着排气阀134打开的时间缩短，EVC/IVO的相位角发生变化。这意味着EVC/IVO发生在较小的偏移相位角处。所述偏移相位角可以描述为TDC(0°)之前的度数。图4中的虚线403示出的示例中，EVO/IVO在TDC之前大约60°发生。
图5a示出了燃烧缸126内的燃烧活塞128，也示出了对应于排气阀134的提前关闭位置的由虚线表示的各种可能的燃烧活塞128位置。
TDC由最上面的虚线500表示。这是与排气阀的“正常关闭”位置相对应的活塞位置，其中可以发现所指示的温度足够高并且在燃烧活塞(128)的整个返回行程期间所有废气都从燃烧缸排出。对应于各种冷启动操作模式的各种的排气阀提前关闭位置的活塞位置由另外的虚线(501、502和503)表示。
线501表示排气阀的第一提前关闭位置，其对应于燃烧活塞在TDC之前x°相位角。在本示例中，标记为x°的位置表示环绕图4所述的圆顺时针方向的(360-X)°位置。
线(502)表示排气阀的第二提前关闭位置，其对应于燃烧活塞在TDC之前处于y°相位角，其中y°偏移TDC的角度大于x°。所述位置对应于提前于第一关闭位置的阀关闭位置。
线503表示排气阀的第三提前关闭位置，其对应于燃烧活塞在TDC之前z°相位角。其中z°偏移TDC的角度大于y°。所述位置对应于提前于第一和第二关闭位置的排气阀关闭位置。在本示例中，排气阀人第三提前关闭位置代表排气阀最大的提前关闭位置。这是最大的可以关闭排气阀134并且将大部分废气留燃烧缸126中的位置，这使得尽可能地加热在入口阀打开时进入缸内的压缩流体。然而，保留更大量的废气可能产生有害影响。
选择排气阀134关闭的位置基于控制器100从相连接的传感器接收的数据而变化。如上所述，排气阀134关闭的位置可以根据来自温度传感器的温度数据而变化。当温度传感器指示的温度高于或等于目标温度时，使用正常运行模式，并且在TDC处关闭排气阀134。所述目标温度可以是燃烧的目标温度，使得流体燃料混合物在点火之前达到所述温度。
如果温度低于T目标，则排气阀134可以在(例如TDC之前的)的z°、y°或x°位置(相位角)关闭。可以参考查找表(例如图5c中所示的查找表)来确定合适的排气阀提前关闭位置(冷启动模式)的选择，在查找表中，不同的提前关闭位置映射到不同的所指示的温度范围。通常，在启动时，Ti通常最低，控制器100可以选择最大的排气阀提前关闭位置z°(线503)，以在燃烧缸内的保留最大可接受的废气量以获得最好的加热效果。在随后的发动机循环中，当Ti增加但仍低于T目标时，控制器可选择中间的排气阀提前关闭位置(例如y°(线502))。继续在随后的发动机循环中，当Ti继续增加但仍低于T目标时，控制器100可以选择另一个排气阀提前关闭位置x°的线501，其更接近TDC。在随后的发动机循环中，当Ti等于或超过T目标时，控制器可选择活塞在TDC的正常关闭位置，在所述位置，由于不需要额外加热，在返回行程完成时排出所有废气。
图5b中的流程示出了控制器的控制过程。控制器100从温度传感器接收温度数据。将所指示的温度Ti与目标温度T目标进行比较。如果所指示的温度Ti大于或等于T目标，则当燃烧活塞达到TDC时，控制器100将控制排气阀134关闭。如果Ti小于T目标，则控制器100将Ti与第二温度Tx进行比较，其中第二温度Tx小于目标温度。如图5a所示，如果Ti大于Tx，则控制器100控制排气阀134在燃烧活塞达到TDC之前的x°相位角关闭。在所述比较之后，控制器100检查Tx是否是截止温度T截止。如果温度匹配，则控制器100控制排气阀在相应的位置关闭，由于所述位置为发动机的截止位置或“最大的排气阀提前关闭位置”。所述流程在图5b中继续将Ti与Ty和Tz进行比较。Ty及Tz中的每一个都具有相关联的位置，分别对应于燃烧活塞在TDC之前是y°相位角和z°相位角。在示例中，可能存在从T目标到T截止的额外温度阈值范围。最后，Tz等于对应于提前关闭位置的最大位置的截止温度，因此控制器100控制排气阀134在最大的排气阀提前关闭位置关闭，其中在最大的排气阀提前关闭位置，燃烧缸在TDC之前的z°相位角。
可以将在燃烧缸内保留更多废气不会产生更大值的点或者保留废气的负面影响大于温度效益的点定义为最大的排气阀提前关闭位置。所述决策可以发生在燃烧活塞的每个循环之后，使得控制器100可以为活塞的每个循环提供更新的提前关闭位置。
图5c示出了这些值的查找表，其中具有所设定的温度点及其相应的排气阀134关闭位置。这可以由控制器100存储在存储器中，允许从查找表中查找目标温度和其他阈值温度并与所指示的温度进行比较。例如，可能存在z°＝120°，y°＝80°和x°＝40°的情况。在其他实施中，在提前关闭位置的最大位置和TDC之间可以存在更多或更少的中间位置。
在其他实施例中，基于考虑所指示的温度和/或目标温度的算法来计算较提前的关闭位置。其可以是简单的比例依赖关系或更复杂的形式。
图6示出了一个实施例，其中根据温度指示来控制注入压缩缸的冷却液的量。在接收温度指示时，控制器100将Ti与目标温度T目标进行比较。如果所指示的温度更大，则控制器100控制压缩缸104的冷却液入口以允许“正常操作”量的冷却液进入压缩缸104。所述量可由确定冷却液的量的控制器来控制。
在一些实施例中，这可以使用与控制器用于操作排气阀正时的相同的温度数据，以及这可以在阀正时和换热器水注入之外完成。在其他实施例中，控制器可以使用由不同传感器收集的各个温度数据。当然，这也适用于收集所述数据的实施例中的压力传感器和氧气浓度传感器。
如果所指示的温度小于所述目标温度，则控制器100可以控制冷却液入口以允许“冷启动”量的冷却液进入压缩缸104。所述量可以通过进一步的决策(例如将所指示的温度与设定温度值的范围进行比较或计算)来确定。在一些实施例中，在冷启动模式期间没有冷却液注入压缩缸104。
上述(所感测的参数是与所述目标温度进行比较的所指示的温度)过程可以应用于感测参数是压力或氧气浓度的情况。在这些情况下，压力传感器或氧气浓度传感器的指示当然可与目标压力或目标氧气浓度进行比较，视具体情况，使控制器100能够基于这些参数或指示确定排气阀134的排气提前关闭位置。
当所指示的温度大于“正常模式”操作的目标温度时，可以启用“热模式”操作。在这种模式下，可以基于入口的温度优化添加的低温液体的量，因此在高负荷条件下，当有更多热量时，压缩结束时的温度低于进行压缩工作之前的温度。冷却液的“热模式”量可理解为每个压缩行程的冷却液注入量和/或速率高于“正常模式”量，使得在安全范围内对压缩缸内的流体温度进行控制。为了额外的温度控制和硬件保护，可以在高负荷条件下将水添加到换热器中。
图7示出了可用于分置循环发动机并且包括入口阀124和排气阀134的燃烧缸126的头部的实施例的剖视图，在图中，入口阀124在远离燃烧缸126的方向上打开。入口阀124可在第一关闭位置710和第二打开位置712之间运动。排气阀134是向内打开的阀，其可允许排出燃烧缸126的废气进入连接到换热器118的排气通道136。所述阀由图1中连接到控制器100的阀控制装置进行控制。
图8示出了分置循环内燃发动机101的示意图。图8与图1类似，并且具有相同或相似功能的相同或相似元件。图8示出了连接到入口阀124的控制器100。在所示的示例中，温度传感器122设置在燃烧缸126流体入口附近，并且设置在沿着换热器118和燃烧气缸流体入口阀124之间的压缩流体的路径120的一点。所述传感器122用于感测压缩流体的温度并将所感测的温度数据传送至控制器100。控制器100用于接收所述温度数据并至少部分地基于所接收的温度数据来控制燃烧气缸126上的入口阀124的正时。在本公开的上下文中，应当理解，传感器可以放置在任何合适的位置以感测与燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示。例如，传感器可以放置在换热器中或者置于燃烧缸的排气口中。
入口阀124用于控制流入燃烧缸的流体，在操作中，控制器用于接收与燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示。响应于接收所述指示，控制器用于确定所指示的参数是否满足阈值标准，例如，所指示的参数的值是否等于或大于目标值。控制器100连接到入口阀124以控制入口阀的打开和关闭。
在本示例中，可以认为活塞的循环开始于燃烧活塞128处于其下止点位置(‘BDC’)。根据曲轴114的旋转，在向下返回BDC之前，燃烧活塞128从BDC向上移动到其上止点位置(TDC)。因此，可以认为活塞的循环包括经由TDC从BDC到BDC的燃烧活塞128的运动。约束燃烧活塞128仅沿一个轴线移动，所述轴线是燃烧气缸的纵向轴线。燃烧活塞128的运动与曲轴114的旋转一致，曲轴114以圆周的方式旋转，因此燃烧活塞在TDC和BDC附近的运动较慢，这是由于曲轴沿圆周运动在所述轴线的方向上的区域的每一旋转角度产生小的运动。因此，在TDC和BDC附近，由燃烧活塞包围的缸体积变化缓慢，并且曲轴114每旋转一单位时，燃烧缸126中的压力(即“相位角”或“曲轴角“)变化减小，应当理解的是，燃烧缸126中的燃烧活塞128的位置可以用曲轴的旋转角度来表示。
控制器100用于动态地控制入口阀124的打开和关闭，使得当燃烧活塞128处于燃烧缸126中的不同位置时可以打开入口阀124。因此，入口阀124可以在活塞的循环期间的不同阶段打开。在发动机的“冷启动”期间，控制器100用于使入口阀124(例如控制入口阀124)在活塞的循环期间在提前打开位置打开。在发动机的“正常”运行状态期间，当工作流体足够热能够使充分燃烧发生时，控制器100将控制入口阀124在较迟的延迟打开位置打开。控制器100基于接收的所指示的参数确定是以冷启动模式还是以正常模式运行发动机。
由控制器100接收的所指示的参数将指示燃烧缸和/或与其相关联的流体的特性。对于分置循环内燃发动机来说，实现稳定、快速的燃烧是有问题的。特别是在发动机的冷启动期间，工作流体可能相对较冷，这通常会导致燃烧不良，因此，这种发动机可能无法适当地启动。另外，水太多和/或氧气不足也可能会妨碍发生适当的燃烧。
为了解决这个问题，由控制器100接收的所指示的参数可以包括以下之一：温度、压力、氧气浓度或与燃烧缸126中的工作流体相关联的水含量。所述参数的所述目标值将对应所指示的参数。满足目标值的所指示的参数为指示燃烧缸126的条件适合燃烧的所指示的参数。因此，在所述目标值是温度、压力或氧气浓度的情况下，大于或等于所述目标参数的值指示适合的燃烧条件。如果所指示的参数是水含量，则小于所述目标参数的值指示适合的燃烧条件。
在接收的所指示的参数指示尚未满足目标值并且条件不适合燃烧的情况下，控制器100将控制入口阀124根据“冷启动”操作模式操作。在这种模式下，控制器100将控制入口阀124在活塞的循环期间在“提前打开位置”打开。在所述燃烧活塞128到达其TDC位置之前，在燃烧活塞128的返回行程期间，提前打开位置将在TDC之前。提前打开位置的位置使得燃烧活塞128的持续运动将对工作流体产生显著的压缩效果。控制器100用于在(燃烧活塞128位于TDC后x°曲轴角)提前打开位置打开入口阀124，例如，提前打开位置可以比TDC提前5°、比TDC提前10°、比TDC提前20°、比TDC提前30°。在TDC之前打开入口阀124使得当燃烧活塞128仍向TDC运动时工作流体能够流入燃烧缸126。燃烧活塞128的持续运动提供了对工作流体的压缩，这将提高工作流体的温度。提高工作流体的温度可以改善燃烧缸126中的燃烧条件。
对于图8中所示的分离循环内燃发动机101，来自燃烧缸126的废气通过换热器118反馈回来，其中换热器118热耦合到将输入到燃烧缸126中的工作流体。因此，为了换热器118可以充分加热要输入燃烧缸126的流体，换热器118需要从燃烧缸126接收足够热的废液。如果(例如由于燃烧缸126燃烧不充分)传热不充分，可能无法维持发动机的运行。因此，重要的是工作流体足够热以允许适当的燃烧并因此继续发动机的运行。
通过提前打开入口阀124可以实现提供足够热的工作流体，因为来自燃烧活塞128的额外压缩可以提供工作流体的必要加热，应当理解，需要在提前打开阀与由于入口的加压流体而阻碍燃烧活塞128的运动之间进行权衡，而尽早提前打开阀可实现工作流体的充分加热。因此，控制器100可以使得入口阀124具有最大的提前打开位置(其中入口阀124在TDC后z°打开)。
另外，控制器可以通过连续监测所指示的参数及基于所指示的参数改变入口阀124的打开位置来提供对入口阀124的动态监测和控制。例如，基于所指示的参数与所述参数的目标值之间的差值，可以连续地改变提前打开位置(燃烧活塞128在TDC之前x°)的x值。因此，当燃烧缸和/或工作流体的所指示的参数进一步偏离目标值时，控制器100可以控制入口阀124在活塞的循环中更提前地打开。因此，当流体非常冷时，控制器100控制入口阀124非常早地打开(例如在z°打开)，以更大量的压缩工作流体并因此而加热工作流体。
在一些实施例中，控制器100可以用于在活塞的循环中的连续位置打开入口阀124。在另一些实施例中，根据所指示的温度和所述目标温度之间的差值，控制器100可以选择入口阀124的多个离散的提前打开位置中的一个，用于将燃烧活塞128定位在TDC与TDC之前的z°相位角之间。控制器100以与上述排气阀类似的方式执行所述操作。
在接收的所指示的参数指示已满足所述目标值并且存在合适的燃烧条件的情况下，控制器100将控制入口阀124根据“正常操作模式”操作。在这种模式下，入口阀124将打开以允许流体在活塞的循环期间在“延迟打开位置”流入燃烧缸126。所述延迟打开位置在活塞的循环中迟于提前打开位置。通常情况下，其比提前打开位置更接近TDC；有可能在TDC，也有可能在TDC之前。
在燃烧活塞128到达其TDC位置之后，最好尽可能快地将换热器118中的所有工作流体转移到燃烧缸126中，使得在点火发生之前曲轴角不会太大。控制器100可以控制入口阀124在TDC或TDC之后不久打开。或者，控制器100可以控制入口阀124在燃烧活塞到达其TDC之前打开。例如，在燃烧活塞到达其TDC之前，可控制入口阀124在燃烧活塞的返回行程期间打开。例如，在TDC之前1°、例如在TDC之前3°、例如在TDC之前5°。由于燃烧缸126的燃烧活塞128在TDC之前的这些位置的运动相对于曲轴114的旋转角度非常小，因此可忽略不计对燃烧缸中的任何工作流体进行的压缩。因此，工作流体的温度升高或对燃烧活塞128的运动的流体阻力的增加都不是重要的问题。一旦所有流体都在燃烧缸126内时，控制器100控制入口阀124关闭。
现在将参考图9a和图9b描述分置循环内燃发动机的操作方法。相较于图9b示出的正常运行模式的阶段900b、902b、904b、906b和908b，图9a示意性地示出了在冷启动操作模式期间控制燃烧缸的过程，其包括阶段900a、902a、904a、906a和908a。在图9a和图9b中，接收与燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示，并且基于所指示的参数控制燃烧缸126的入口阀124；在图9a中，所指示的参数小于目标值，控制入口阀124在提前打开位置打开。在图9b中，所指示的参数等于或大于所述目标值，并且控制入口阀124在延迟打开位置打开。
在图9a的阶段900a中，当燃烧活塞128在TDC处或紧接TDC之后，点燃压缩的流体-燃料混合物(“工作流体”)。根据发动机的燃料类型，这种点燃可以通过火花塞或自动点火来启动。由于燃料燃烧释放的能量而使压力增加驱动燃烧活塞朝向下止点(BDC)运动，并进一步驱动曲轴114。一旦活塞到达BDC，燃烧的混合物膨胀而填充燃烧缸126，并且排气阀134打开(阶段902a)。然后，燃烧活塞朝向TDC前进，将废气排出排气阀34。
在冷启动模式中，在燃烧活塞128到达TDC之前，入口阀124打开。在排气阀134关闭后不久打开入口阀124。这在阶段904a处有示出，其中当活塞在从BDC到TDC的路径的约65％时，入口阀124打开。这使得压缩缸/换热器的压缩流体流入燃烧缸126。然后，进一步压缩进入的流体直到活塞到达TDC(如阶段906a所示)。关闭入口阀124并点燃喷射的燃料(阶段908a)，再次开始循环。提供对工作流体的额外加热/压缩可以抵消发动机(特别是换热器188)中的热量不足而提高发动机的效率。
这与图9b中的正常运行模式形成了对比。在循环中，阶段900b、902b、906b和908b分别对应于900a、902a、906a和908a。在阶段904b突出显示了冷启动模式和正常运行模式之间的差异。在此处，入口阀124关闭直到燃烧活塞达到TDC，因而不能使用燃烧活塞128实现对入口的流体的进一步压缩。在这种模式下，发动机“正常”运行，因而基本上在TDC之前很少或没有流体进入压缩缸。在此处，如上所述，“基本上在TDC之前”，是指对流体的入口进行正时，使得流体受到燃烧活塞128的大量压缩。
现在将再次参考图8描述本发明的另一方面。在所述另一方面，控制器100基于所接收的与燃烧缸128和/或与其相关联的流体的相关联的参数的指示来控制入口阀124和排气阀134。如参考上面入口阀124的提前打开过程，当接收的所指示的参数的值小于所述参数的目标值时，控制器100用于控制燃烧缸126的入口阀124在活塞的循环期间的提前打开位置打开。另外，如参考上面排气阀134的提前关闭过程，当接收的所指示的参数的值小于所述参数的目标值时，控制器100用于控制燃烧缸126的排气阀134在活塞的循环期间的提前关闭位置关闭。相应地，响应于接收的所指示的参数等于或大于所述目标值，控制器可以控制入口阀124在延迟打开位置打开。同样地，响应于接收的所指示的参数等于或大于所述目标值，控制器可以控制排气阀134在延迟关闭位置关闭。
控制器100可以至少部分基于所确定的另一个阀的打开和/或关闭位置来确定活塞的循环中每个阀的打开和关闭位置。控制器100用于确保在入口阀124打开之前关闭排气阀134。否则，进入的压缩空气可以通过入口阀124流入并直接流出排气阀134，而不用于对燃烧活塞128进行任何实质性的工作。同样，当燃烧活塞128移动到BDC，在燃烧期间和/或燃烧之后，控制器100确保两个阀保持关闭，以确保在燃烧活塞128进行可能的最大工作量。在活塞的循环的期间的其他位置中，仅打开两个阀中的一个。控制器100可以基于接收的所指示的参数确定应该打开的阀、阀打开的位置及打开的时长。
因此，控制器100用于在活塞的循环中控制排气阀134提前入口阀124打开而关闭。响应于接收的指示排气阀134关闭的信号，控制器100可以用于控制入口阀124打开。控制器100控制排气阀134关闭和控制入口阀124打开之间的差异，可以表示为两个事件发生之间的时间滞后或者表示为两个不同事件发生的活塞位置的差异。例如，排气阀134可以在TDC之前的b°关闭，并且入口阀124可以在TDC之前(a-b)°打开，其中b是常量或变量。b的值可取决于接收的所指示的参数。例如，b可以表示在发动机和控制系统设置允许的最快时间内在两个状态之间转换的常量。例如，b可以变量，其与所指示的参数的值和所述目标值之间的值的差成比例。在尽可能短的时间内在两种状态之间转换是比较理想的。
用所述阀设置运行测试而获得的科学数据表明：当发动机处于冷态时改善燃烧条件的更有效方式是提前打开入口阀124。控制器100可以包括存储器，存储器包括(例如以查找表的形式)数据。基于所指示的参数，控制器100可以确定燃烧气缸和/或与其相关联的流体需要的加热量来实现所选择的燃烧条件。基于所述确定事项，控制器100可以使用查找表来确定每个方法(进气/排气)对热量产生的相对贡献(例如，通过压缩(例如，排气阀134的提前关闭)排出流体应该产生的热量以及通过进一步压缩(例如入口阀124的提前打开)工作流体应该产生的热量)。由此，控制器可以控制两个阀，以实现两种方法的期望的热量生成比率。或者，控制器可以倾向于一种方法而不是另一种方法，并且通过这种方法控制阀以使热量产生最大化。因此，控制器100可以确定并控制阀以实现排气和进气以选定的比例产生的热量，以实现期望的加热水平。
例如，在通过仅提前关闭排气阀134几乎可以实现燃烧缸126中的期望的热量增加的情况下，控制器100可以用于延迟排气阀134关闭和入口阀124打开之间的时间差。因此，只有一小部分额外的热量来自对进入流体的压缩。因此，控制器100可以基于接收的所指示的参数动态地控制入口阀124相对于排气阀134的关闭而打开。
在发动机的正常运行阶段期间，控制器100用于控制阀的打开/关闭，使得排气阀在TDC之前尽可能延迟关闭。如上所述，入口阀124可以在TDC之前打开，以允许所有工作流体进入燃烧缸126以实现期望的燃烧效果。因此，控制器100可以在控制入口阀124打开之前直接控制排气阀134直接关闭。
现在将参考图10a和图10b描述本公开的上述方面的操作方法。图10a及图10b非常接近图9a和9b，因此将不再描述类似的步骤。同样地，图10a示出了在“冷启动”期间分置循环内燃发动机的操作方法，图10b示出了在“正常运行条件”期间的操作方法。在图10a中，所述方法包括接收与燃烧缸和/或与其相关联的流体的相关联的参数指示，并确定所指示的参数小于所述参数的目标值。图10b作为示例，用于说明包括确定所指示的参数等于或大于目标值的方法。
两个图之间的主要差异是在步骤1004和1006。在步骤1004a，控制排气阀134在燃烧活塞128达到TDC之前关闭。在步骤1006a，控制入口阀124在排气阀134关闭之后而在燃烧活塞128达到TDC之前打开；而在步骤1004b，排气阀134保持打开，并且仅在步骤1006b关闭，其中燃烧活塞128b在TDC处或附近。然后，在步骤1008b打开入口阀124，其中燃烧活塞128处于TDC。
图11示出了在正常运行模式期间用于分置循环内燃发动机的最佳操作的示例性压力轨迹。在燃烧活塞128的返回行程期间，燃烧活塞128从BDC朝TDC运动及排气阀134打开且入口阀124关闭，缸压力在图中从左向右保持恒定。在点A，排气阀134开始关闭；在点B，完全关闭。响应于排气阀134的关闭，缸压力开始上升。在紧接着TDC之前的点C，入口阀124开始打开，在TDC处完全打开。入口阀124保持完全打开直到点D，其紧接在入口阀124开始关闭的TDC之后。在点E，入口阀124完全关闭。在入口阀打开和关闭期间，缸压力稳定增加直到燃烧开始，此时缸压力在点F点迅速增加到最大值。在点F之后，随着燃烧活塞128从TDC朝向BDC运动，缸压力稳定地降低。
图12示出的曲线图显示了改变入口阀打开和排气阀关闭正时的结果。图12中所示的结果是基于发动机以800rpm运转获得的。实线表示入口阀的提前打开和排气阀的提前关闭，虚线表示延迟打开和延迟关闭。
线A和线B表示排气阀的打开/关闭。线A表示排气阀在TDC前约65°的提前打开，而线B表示排气阀随后在TDC前约35°打开。在这两种情况下，图表显示排气阀从完全打开到完全关闭需要大约5到10°的旋转。在两种情况下，提前关闭排气阀分别导致线G和线H所示的缸压力的相应增加。线C和线D表示入口阀的打开/关闭。对于线C，入口阀在TDC之前约23°开始打开，对于线D，入口阀在TDC之前约13°处开始打开。在这两种情况下，达到完全打开状态需要大约13°，此时阀再次开始关闭，大约需要13°才能完全关闭。线E和F表示将燃料喷射到气缸中，在两种情况下，喷射都是短而快速的，在返回到零之前，在大约2°的范围内从零达到峰值水平，再次在大约2°内从峰值水平到零。线E表示喷射开始于TDC前约10°，而线F表示喷射开始于TDC后约3°。
两个正时的结果分别由线G和H表示，它们代表缸压力。可以看出，与线H的延迟和较小峰值(41bar)相比较，对应于排气阀的提前关闭和入口阀的提前打开的线G达到大约51bar的更高的峰值(并且因此具有更高的温度)。因此，所述曲线图示出了与入口阀的提前打开和排气阀的提前关闭相关的益处。
图13示出的图表示出了改变入口阀打开和排气阀关闭正时的结果。图13中所示的结果是基于以1200rpm运转的发动机获得的。同样，实线代表入口阀的提前打开和排气阀的提前关闭，并且虚线表示延迟打开和延迟关闭。
图13的线及其参考字母对应于上面对于图12的描述，因此将不再重复。图13中的线A示出排气阀提前关闭，在TDC前约75°，而线B示出排气阀在TDC前约60°关闭。两个阀关闭导致缸压力略微增加(分别为线G和H)。在TDC前30°左右，线C和线D均示出入口阀打开，线D稍微提前打开。相较于入口阀在线C的TDC之前约3°完全关闭，线D保持打开的时间更长，入口阀在TDC后约3°完全关闭。线E示出喷射开始于TDC之前14°左右，而线F示出喷射开始于TDC之前约8°。
与图12一样，线G和线H表示缸压力，很明显地，线G(约53bar，因此表示更高的温度)比线H(约50bar)达到更高的压力。另外，线G的峰值在线H之前约5°，线G在TDC之后达到峰值。因此，所述图表说明了发动机的提前正时系统的益处。
可以设想，任何冷却液输入、排气阀正时和换热器水注入的控制可以单独地或组合地实施，以提高分置循环发动机的效率。
在示例中，分置循环发动机不需要在压缩缸中注入冷却液。在示例中，分置循环发动机可以使用汽油、柴油或其他燃料。
在一些示例中，一个或多个存储器元件可以存储用于实现本文描述的操作的数据和/或程序指令。本公开的实施例提供有形的非暂时性存储介质，其包括程序指令，所述程序指令用于对处理器进行编程以执行本文描述和/或要求保护的方法中的任何一个或多个和/或提供如本文所描述和/或要求保护的数据处理装置。
本文概述的活动和装置可以用固定逻辑实现，例如逻辑门组件或可编程逻辑(例如由处理器执行的软件和/或计算机程序指令)。其他类型的可编程逻辑包括可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、特定于应用的集成电路(ASIC)或任何其他种类的数字逻辑、软件、代码、电子指令、闪存、光盘、CD-ROM、DVD ROM、磁卡或光卡、适用于存储电子指令的其他类型的机器可读介质或其任何合适的组合。
由上述讨论可知，图中所示的实施例仅为示例性实施例，并且包括如本文所述和权利要求书中所述概括、移除或替换的特征。在本公开的上下文中，本领域技术人员将清楚地认识到本文所述装置和方法的其他示例和变化。

Claims (32)

1.一种分置循环内燃发动机，包括：
燃烧缸，用于容纳燃烧活塞；
压缩缸，用于容纳压缩活塞，并且用于向所述燃烧缸提供压缩流体；及
控制器，用于接收与所述燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示，并根据所指示的参数控制所述燃烧缸的排气阀，以使：
当所指示的参数小于所述参数的目标值时，当所述燃烧活塞到达其上止点位置之前，在所述燃烧活塞的返回行程期间关闭所述排气阀；及
当所指示的参数等于或大于所述参数的所述目标值时，当所述燃烧活塞到达所述上止点位置时，在所述燃烧活塞的返回行程完成时关闭所述排气阀。
2.如权利要求1所述的分置循环内燃发动机，其中，所述参数的指示是与所述燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的温度的指示，并且所述参数的所述目标值是目标温度。
3.如权利要求2所述的分置循环内燃发动机，其中，所述目标温度是燃烧的目标温度。
4.如权利要求2所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器具有存储器，所述存储器定义了所指示的温度等于或大于所述目标温度的正常运行模式、以及所指示的温度低于所述目标温度的至少一个冷启动模式。
5.如权利要求4所述的分置循环内燃发动机，其中，在冷启动模式中，所述控制器用于在提前关闭位置关闭所述排气阀，其中在所述提前关闭位置中，所述燃烧活塞在所述上止点位置之前；其中在所述提前关闭位置中，所述燃烧活塞在所述上止点位置之前的z°相位角处为提前关闭位置的最大位置。
6.如权利要求5所述的分置循环内燃发动机，其中，根据所指示的温度和所述目标温度之间的差值，所述控制器用于连续地改变所述排气阀在所述提前关闭位置的最大位置和正常模式关闭位置之间的关闭位置，其中在所述正常模式关闭位置中，所述燃烧活塞处于所述上止点位置。
7.如权利要求2所述的分置循环内燃发动机，其中，根据所指示的温度和所述目标温度之间的差值，所述控制器用于从所述排气阀的多个离散的提前关闭位置中选择一个以将所述燃烧活塞定位在所述上止点位置与所述上止点位置之前的z°相位角之间。
8.如权利要求7所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器用于使用查找表来选择所述离散的关闭位置。
9.如权利要求8所述的分置循环内燃发动机，其中，根据查找表，
第一提前关闭位置对应于所述燃烧活塞在所述上止点位置之前的x°相位角处；
第二提前关闭位置对应于所述燃烧活塞在所述上止点位置之前的y°相位角处；及
第三提前关闭位置对应于所述燃烧活塞在所述上止点位置之前的z°相位角处；
其中：
所述第一提前关闭位置映射到高至x°C并低于所述目标温度的所指示的温度；
所述第二提前关闭位置映射到在y°C和x°C之间并低于所述目标温度的指示的温度；及
所述第三提前关闭位置映射到在z°C和y°C之间并低于目标温度的指示的温度。
10.如权利要求2至9中任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器用于接收与所述发动机的压力的指示，并基于所指示的压力控制所述排气阀。
11.如权利要求2至9中任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器用于接收与所述发动机的氧气浓度的指示，并基于所指示的氧气浓度来控制所述排气阀。
12.如权利要求2至9中任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中，所述压缩缸用于接收已经通过制冷过程冷凝成其液相的液体，使得所述液体在所述压缩活塞的压缩行程期间气化成其气相，使得由所述压缩行程引起的温度升高受到所述液体吸收热量的限制。
13.如权利要求12所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器用于根据所指示的温度控制提供给所述压缩缸的液体的量。
14.如权利要求12所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器具有存储器，所述存储器定义了所指示的温度超过阈值温度的热操作模式，其中所述阈值温度大于所述目标温度，其中所述控制器用于在所述热操作模式下：
根据所指示的温度控制提供给所述压缩缸的液体的速率和数量中的至少一个；及可选地
根据所指示的温度控制水注入所述分置循环内燃发动机的换热器。
15.如权利要求12所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器用于接收与所述发动机或其中的流体相关联的压力的指示，并且根据所指示的压力控制提供给所述压缩缸的液体的量。
16.如权利要求12所述的分置循环内燃发动机，其中，所述控制器用于接收与所述发动机或其中的流体相关联的氧气浓度的指示，并且根据所指示的氧气浓度控制提供给所述压缩缸的液体的量。
17.如权利要求2至9中任意一项所述的分置循环内燃发动机，包括换热器，所述换热器用于将所述压缩的流体热耦合到所述燃烧缸的排气产物，以加热提供给所述燃烧缸的所述压缩流体。
18.如权利要求17所述的分置循环内燃发动机，其中，在所述换热器的表面上设有催化涂层，所述催化涂层在使用中与所述排气产物接触。
19.如权利要求17所述的分置循环内燃发动机，其中，设置催化剂涂层，以便在使用时与所述压缩流体和所述排气产物热传递，以通过两者进行加热以加速所述催化剂的起燃。
20.如权利要求17所述的分置循环内燃发动机，其中，对于所指示的温度超过阈值温度，其中所述阈值温度大于所述目标温度，所述控制器用于控制水注入所述换热器。
21.如权利要求17所述的分置循环内燃发动机，其中，与所述燃烧缸相关联的所述温度的指示由传感器提供，所述传感器用于感测以下中的至少一个：所述压缩缸出口的温度、所述燃烧缸入口的温度、所述燃烧缸出口的温度及所述换热器的温度。
22.如权利要求18所述的分置循环内燃发动机，其中，所述燃烧缸的所述温度的指示由传感器提供，所述传感器用于感测所述催化涂层所在位置的温度。
23.如权利要求1至9任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中，所述燃烧缸的入口阀用于通向所述燃烧缸，以使得所述压缩流体进入所述燃烧缸。
24.如权利要求1至9中任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中，所述燃烧缸的入口阀用于从所述燃烧缸通向外部，以使得所述压缩流体进入所述燃烧缸。
25.如权利要求1至9任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中所述压缩缸用一个或多个层进行绝热，每个层包括钢或陶瓷。
26.如权利要求1至9任意一项所述的分置循环内燃发动机，其中所述燃烧缸用一个或多个层进行绝热，每个层包括钢或陶瓷。
27.一种分置循环内燃发动机，包括：
燃烧缸，用于容纳燃烧活塞；
压缩缸，用于容纳压缩活塞并用于向所述燃烧缸提供压缩流体；及
控制器，用于接收与所述燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示，并根据所指示的参数控制所述燃烧缸的排气阀，以使：
当所指示的温度小于目标温度时，所述燃烧活塞到达其上止点位置之前，在所述燃烧活塞的返回行程期间关闭所述排气阀；及
当所指示的温度等于或大于所述目标温度时，当燃烧活塞到达所述上止点位置时，在所述燃烧活塞的返回行程完成时关闭所述排气阀。
28.一种操作分置循环内燃发动机的方法，所述发动机包括：
燃烧缸，用于容纳燃烧活塞；
压缩缸，用于容纳压缩活塞并用于向所述燃烧缸提供压缩流体；
所述方法包括：
接收与所述燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的参数的指示；及
根据所指示的参数控制所述燃烧缸的排气阀，以使：
当所指示的参数小于所述参数的目标值时，当所述燃烧活塞到达其上止点位置之前，在所述燃烧活塞的返回行程期间关闭所述排气阀；及
当所指示的参数等于或大于所述参数的所述目标值时，当所述燃烧活塞到达所述上止点位置时，在所述燃烧活塞的返回行程完成时关闭所述排气阀。
29.如权利要求28所述的方法，其中，所述参数的指示是与所述燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的温度的指示，并且所述参数的所述目标值是目标温度。
30.如权利要求28所述的方法，其中，所述参数的指示是与所述燃烧缸和/或与其相关联的流体相关联的压力的指示，并且所述参数的所述目标值是目标压力。
31.如权利要求28所述的方法，其中，所述参数的指示是与所述燃烧缸相关联的流体的氧气浓度的指示，并且所述参数的所述目标值是目标氧气浓度。
32.一种包括计算机程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令用于对处理器进行编程以执行如权利要求28至31中任意一项所述的方法。
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