用于双燃料发动机的温度受控的排气再循环系统和方法.pdf

用于操作发动机(102)的系统和方法包括控制再循环排气的温度以实现预定的再循环排气温度。在进气冲程(210)期间，准许空气和温度受控的再循环排气的混合物进入燃烧室(110)中，且气体燃料喷射器(158)输送气体燃料。柴油燃料喷射器(156)在压缩冲程(214)的初期第一次被激活以将预引燃柴油量直接输送到燃烧室(110)中，且在压缩冲程(214)的后期第二次被激活以将引燃柴油量直接输送到燃烧室(110)中。在柴油燃料喷射器第二次激活完成时，燃烧室(110)内的总空气/燃料比是稀薄的。空气/燃料混合物在燃烧冲程期间燃烧，并且燃烧产物在排气冲程期间被去除。

权利要求书
1.  一种双燃料发动机系统(100)，其包括：内燃发动机(102)，其被配置成在至少一个燃烧室(110)中使用与空气和再循环排气混合提供的第一燃料和第二燃料来运作，再循环气体能够在内燃发动机(102)的排气系统(130)与进气系统(118)之间输送，所述双燃料发动机系统(100)包括：
与第一燃料喷射器(156)相关联的第一燃料供应系统(157)，所述第一燃料喷射器被配置成将一个或多个预定量的第一燃料直接喷射到所述至少一个燃烧室(110)中；
与第二燃料喷射器(158)相关联的第二燃料供应系统(159)，所述第二燃料喷射器被配置成将预定量的第二燃料输送到所述至少一个燃烧室(110)中；
第一排气再循环(EGR)通道(140)，其在所述排气系统和所述进气系统之间流体连接；
第二EGR通道(138)，其在所述排气系统和所述进气系统之间流体连接；
EGR冷却器(146)，其被设置成将通过所述第二EGR通道的排气冷却；
三通EGR阀(134)，其具有
入口(136)，其与所述排气系统流体连通，
未冷却气体出口(140)，其流体连接到所述第一EGR通道，以及
冷却气体出口(138)，其流体连接到所述第二EGR通道，
所述三通EGR阀可操作用于选择性地允许第一EGR气体流通过第一EGR气体通道和允许第二EGR气体流通过第二EGR气体通道；
其中，所述第一EGR气体流及第二EGR气体流被配置成在所述内燃发动机(102)运作期间混合并形成第三EGR气体流，在所述第二EGR气体流已经通过所述EGR冷却器(146)之后，所述第三EGR气体流的EGR气体温度介于第一EGR气体流的第一温度和第二EGR气体流的第二温度之间；
控制器(150)，其与所述三通EGR阀相关联并且被配置成控制所述三通EGR阀的运作，使得EGR气体温度接近于预定温度值。

2.  如权利要求1所述的双燃料发动机系统(100)，其中内燃发动机(102)以包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程的四冲程燃烧系统运作，其中第二燃料是天然气，且其中在进气冲程(210)期间，将预定量的天然气与进入所述至少一个燃烧室(110)的空气混合来提供。

3.  如权利要求2所述的双燃料发动机系统(100)，其中第一燃料是柴油，且其中所述第一燃料喷射器被配置成在压缩冲程(214)的初期提供预引燃量的柴油，而在压缩冲程(214)的后期提供主要引燃量的柴油。

4.  如权利要求1-3中任一项所述的双燃料发动机系统(100)，其中所述控制器(150)被设置成：
接收指示内燃发动机(102)的发动机载荷(304)运行条件的信息，以及
使用发动机载荷(304)作为主要控制参数来确定预定温度值。

5.  如权利要求4所述的双燃料发动机(102)，其中当发动机载荷(304)运行条件指示低发动机载荷(304)时，所述预定温度更接近于第一EGR气体温度，且当发动机载荷(304)运行条件指示高发动机载荷(304)时，所述预定温度更接近于第二EGR气体温度。

6.  如前述权利要求中任一项所述的双燃料发动机(102)，其中第一温度更接近于发动机(102)汽缸(106)排出排气温度，且其中第二温度更接近于发动机(102)冷却剂温度。

7.  如前述权利要求中任一项所述的双燃料发动机(102)，其中三通阀包括被设置成将入口(136)与未冷却气体出口(140)选择性地流体连 接的第一两通阀(144)，以及被设置成将入口(136)与冷却气体出口(138)选择性地流体连接的第二两通阀(142)。

8.  一种用于操作如前述权利要求中任一项所述的内燃发动机(102)的方法，所述方法包括：
控制再循环排气的温度以实现预定的再循环排气温度；
在进气冲程(210)期间，准许空气与再循环排气的混合物进入燃烧室(110)；
在进气冲程(210)期间，激活气体燃料喷射器(158)用于将气体燃料输送到燃烧室(110)中；
在压缩冲程(214)的初期，第一次激活柴油燃料喷射器(156)用于将预引燃柴油量直接输送到燃烧室(110)中；
在压缩冲程(214)的后期，至少第二次激活柴油燃料喷射器(156)用于将引燃柴油量直接输送到燃烧室(110)中，其中在所述柴油燃料喷射器(156)第二次激活完成时，燃烧室(110)内的总空气/燃料比是稀薄的；
在燃烧冲程期间使燃烧室(110)内的空气/燃料混合物燃烧；以及
在排气冲程期间从燃烧室(110)去除燃烧产物。

9.  如权利要求8所述的方法，其中再循环排气分离成第一流和第二流，所述第一流直接从内燃发动机(102)的排气系统通往其进气系统，且所述第二流在从内燃发动机(102)的排气系统引导通往其进气系统时，穿过排气再循环冷却器。

10.  如权利要求9所述的方法，其进一步包括将控制量的第一流及第二流混合，从而使得所产生的排气混合物的温度接近于所述预定的再循环排气温度。

说明书用于双燃料发动机的温度受控的排气再循环系统和方法
技术领域
本专利发明总体上涉及发动机系统，并更具体地涉及使用气体燃料的发动机系统。
背景技术
近年来，相比于汽油或柴油等较传统的燃料，使用液化气体作为各种应用的燃料源已经得到普及，这是因为诸如液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)之类的气体燃料的成本更低且燃烧更清洁。在实际应用中，例如，矿用卡车、机车、公路货车等等，发动机可主要靠天然气运行，其是一种需要点火的燃料。点火可以通过火花或通过将引燃量的诸如柴油之类的压缩点火燃料引入到发动机汽缸内来提供。
典型的压缩点火发动机，如柴油发动机，在相对较高的压缩比之下运作，例如，发动机运作期间发动机汽缸内的柴油自燃所需要的16:1到17:1的范围内。火花点火发动机，例如在奥托循环下运作的发动机，利用火花塞或电热塞在预定时间点燃发动机汽缸内的空气/燃料混合物。在火花点火发动机中，不希望空气/燃料混合物自燃，这对发动机正常运行通常是有害的。火花点火发动机使用的压缩比通常比压缩点燃发动机要低。例如，天然气发动机可使用大约11:1到12:1的压缩比。
正如所能理解的，使用引燃柴油来点燃天然气/空气混合物的压缩点火双燃料发动机面临着冲突的设计参数，因为虽然需要高压缩比来点燃引燃柴油，但高压缩比也可能会导致天然气过早自燃。当使用低压缩比来避免天然气/空气混合物自身爆燃时，汽缸温度和压力不足可能会导致柴油点火中不可接受的易变性，特别是当使用稀薄的空气/燃料比时，这可能会影响发动机正常运作。
发明内容
在一个方面，本发明描述了一种双燃料发动机系统。在一个实施例中，双燃料发动机系统包括被配置成用于在至少一个燃烧室中使用第一燃料和与空气和再循环排气混合提供的第二燃料来运行的内燃发动机。再循环气体可在内燃发动机的排气系统与进气系统之间输送。双燃料发动机系统进一步包括与第一燃料喷射器相关联的第一燃料供应系统，其被配置成将一个或多个预定量的第一燃料直接喷射到至少一个燃烧室中。第二燃料供应系统与第二燃料喷射器相关联，其被配置成将预定量的第二燃料输送到至少一个燃烧室中。第一排气再循环(EGR)通道在排气系统和进气系统之间流体连接，且第二EGR通道在排气系统和进气系统之间流体连接。EGR冷却器被设置为冷却通过第二EGR通道的排气。三通EGR阀具有与排气系统流体连通的入口、流体连接至第一EGR通道的未冷却气体出口，以及流体连接至第二EGR通道的冷却气体出口。三通EGR阀可操作用于选择性地允许第一EGR气体流通过第一EGR气体通道及选择性地允许第二EGR气体流通过第二EGR气体通道。在内燃发动机运作期间，第一EGR气流和第二EGR气流被配置成混合并形成第三EGR气体流。第三EGR气体流具有介于第一EGR气体流的第一温度与第二EGR气体流通过EGR冷却器后的第二温度之间的EGR气体温度。与所述三通EGR阀相关联的控制器被配置成控制所述三通EGR阀的运作，从而使得所述EGR气体温度接近于预定温度值。
在另一个方面，本发明描述了一种内燃发动机。所述内燃发动机包括至少一个可往复地接纳活塞的汽缸。所述至少一个汽缸至少部分地限定了在内部汽缸壁、活塞以及汽缸头之间的燃烧室。所述燃烧室可经由进气流道流体连接到进气歧管，以及连接到排气歧管。柴油燃料喷射器被设置成将柴油燃料直接喷射到所述燃烧室中。天然气喷射器被设置成将天然气喷射到进气流道中。非冷却排气再循环(EGR)通道直接流体连接在排气歧管与进气歧管之间。非冷却排气通道适于引导第一温度下的第一EGR气体流。冷却的EGR通道流体连接在排气系统与进气系统之间。所述冷却 的EGR通道包括设置成将通过所述冷却的EGR通道的第二EGR流从所述第一温度冷却至第二温度的EGR冷却器。EGR阀装置与所述冷却和非冷却的EGR通道相关联。所述EGR阀装置被设置成选择性地控制第一EGR流和第二EGR流中每一者的流率。所述第一EGR流和第二EGR流混合以提供第三EGR流，其具有介于第一温度和第二温度之间的EGR气体温度。控制器与EGR阀装置相关联并且被配置为控制第一EGR流和第二EGR流中每一者的流率，从而使得EGR气体温度接近于预定温度值。
在又一个方面，本发明描述了一种用于操作内燃发动机的方法。所述方法包括控制再循环排气的温度以实现预定的再循环排气温度，以及在进气冲程期间准许空气与再循环排气的混合物进入燃烧室。气体燃料喷射器在进气冲程期间也被激活，用于将气体燃料输送到燃烧室中。在压缩冲程的初期，第一次激活柴油燃料喷射器以将预引燃柴油量直接输送到燃烧室中。在压缩冲程的后期，至少第二次激活柴油燃料喷射器以将引燃柴油量直接输送到燃烧室中。在一个实施例中，在柴油燃料喷射器第二次激活完成时，燃烧室内的总空气/燃料比是稀薄的。燃烧室内的空气/燃料混合物在燃烧冲程期间燃烧，且燃烧产物在排气冲程期间从燃烧室去除。
附图说明
图1是根据本发明的发动机系统的框图。
图2是根据本发明的发动机汽缸横截面的示意图。
图3是示出根据本发明的燃料喷射器激活的代表性时序图。
图4是定性发动机控制参数图，示出根据本发明的用于排气再循环温度的各种控制区域。
图5是根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及内燃发动机，更特别地，涉及使用柴油作为引燃燃料以启 动发动机汽缸内的燃烧的天然气发动机。本文中描述的发动机系统和方法适用于移动式应用，例如卡车、机车、运土机器等等，固定式应用，例如发电机、压缩机等等，或海上应用。此外，应当理解的是，气体发动机燃料的来源可经由机载存储罐，例如低温液化天然气罐、加压气体罐来提供，或由另一气体源来提供，例如由石油产物提取、分配、输送或精炼作业来提供。
图1中示出了说明关于发动机系统100的一个实施例的框图。图2中示出了发动机汽缸的横截面。主要参照图1，发动机系统100包括发动机102，其具有包围多个发动机汽缸106的汽缸壳104。虽然六个发动机汽缸106示出为处于直列式构型，但也可以使用处于相同或不同构型的少于或多于六个汽缸。每个汽缸106包括往复式活塞108(图2)，其限定燃烧室110(图2)，燃烧室110在汽缸106的壁、活塞108以及汽缸头112之间具有可变容积(图2)。众所周知，每个燃烧室110内的空气/燃料混合物的燃烧提供推动活塞108的动力，活塞108经由连杆116连接到曲轴114(图2)并使其转动。
空气经由进气歧管118被提供给燃烧室110，在所示实施例中，进气歧管118从压缩机120接收通过增压空气冷却器122冷却和压缩的增压空气。增压空气的压力和/或流率可以任选地通过节流阀124控制或调整。在示出的发动机系统100中，压缩机120是涡轮增压器126的一部分，涡轮增压器126包括涡轮机128，涡轮机128连接到排气歧管130并且被配置成从排气歧管130接收排气。通过涡轮机128从排气中提取出的能量使压缩机120运作，但是在替代实施例中，可以使用空气压缩的替代模式。
发动机系统100进一步包括排气再循环(EGR)系统132，其流体连接在进气歧管118与排气歧管130之间。在所示实施例中，EGR系统132有利地被配置成将来自排气歧管130的排气提供给进气歧管118，从而提供给燃烧室110。如图所示，EGR系统132被配置成处于通常称为高压回路(HPL)的构型中，这意味着：从涡轮机128上游的发动机排气系统提取出排气(即在相对较高压力条件下)，并且在压缩机120下游的位置处将排气提供给发动机进气系统。可选地，EGR系统可被配置成处于称为低 压回路(LPL)的构型中，即在位于至少一个涡轮机的下游的发动机排气系统中的位置与位于至少一个压缩机的上游的发动机进气系统中的位置之间。
EGR系统132被配置成提供具有可变温度的排气，所述可变温度在作为上限的汽缸排出排气温度与作为下限的冷却温度之间变化，所述冷却温度视发动机冷却剂温度而定。如图所示，EGR系统132包括三通阀装置134，其包括直接流体连接至排气歧管130的排气入口136、第一或冷却排气出口138以及第二或未冷却排气出口140。在所示实施例中，第一两通阀142选择性地流体阻塞冷却排气出口138形成排气入口136，且第二两通阀144选择性地流体阻塞未冷却排气出口140，但能够使用其他阀构型。在运作期间，第一两通阀142及第二两通阀144中的一者或者两者可以被操作以将冷却的和未冷却的排气流的混合物的任何一种提供给进气歧管118。连接至阀装置134的排气导管并入主EGR通道145中。将通过冷却排气出口138提供的排气引导通过EGR冷却器146，所述EGR冷却器146实施为液体至气体冷却器，其运作以从穿过其中的排气中移除热量并将所述热量转移至通过EGR冷却器146循环的发动机冷却剂。
主EGR通道145包括温度传感器148。温度传感器148被配置成用来监测EGR温度，并向电子控制器150提供指示所述温度的信号。电子控制器150可以是单个控制器，或可包括不止一个控制器，其被设置为控制与发动机系统100相关联的机器的各种功能和/或特征。例如，用来控制所述机器的整体运作和功能的主控制器可与用来控制发动机102的电动机或发动机控制器相配合地实现。在此实施例中，术语“控制器”的含义包括一个、两个或多个控制器，其可与发动机系统100相关联，并可在控制发动机系统100的各种功能和操作方面起配合作用。虽然本文中在概念上仅为了说明的目的而将控制器的功能描述为包括各种不相关联的功能，但是，在不考虑所示的不相关联的功能的情况下，控制器的功能可以以硬件和/或软件来实现。因此，相对于图1的框图中所示的发动机系统100的部件来描述控制器的各种接口。此类接口不是为了限制所连接的部件的类型和数量，也不是为了限制所述控制器的数量。
因此，将控制器150配置成接收指示通过主EGR通道145的EGR气体的温度的信息信号，并控制第一阀142和第二阀144的相对打开，使得，对于任何给定的发动机工作条件集合，在主EGR通道145内测量或以其它方式估计的气体温度接近于期望温度。在所示实施例中，控制器150经由通信线路152向第一双通阀142和第二双通阀144提供命令信号，以控制其运作，使得冷却和非冷却排气的期望混合物以混合物形式被提供，以在主EGR通道145中实现期望的EGR气体温度。因此，在运作期间，当期望EGR气体温度更高时，可命令第一阀142朝着闭合方向移动，在所述方向上，在入口136和冷却气体出口138之间阻挡较多的流体，同时，可命令第二两通阀144朝着打开方向移动，在所述方向上，在入口136和非冷却气体出口140之间阻挡较少的流体。类似地，当期望EGR气体温度更低时，可命令第一阀142朝着打开方向移动，在所述方向上，在入口136和冷却气体出口138之间阻挡较少的流体，同时，可命令第二两通阀144朝着闭合方向移动，在所述方向上，在入口136和非冷却气体出口140之间阻挡较多的流体。
可基于当前的发动机运行条件来确定控制器150中的期望的EGR气体温度，例如，如基于当前的发动机转速和载荷操作点所确定的。相同的发动机操作点可用来确定期望的总EGR速率，即，EGR气体相对于总发动机气流的总期望比率。除了可控制EGR气体温度的第一两通阀142和第二两通阀144中的每一者的相对打开或闭合位置以外，还可通过控制器150控制两个阀门的总气流开口面积，以设置期望的EGR速率。在一个实施例中，第一两通阀142和第二两通阀144中的每一者的气流开口面积可由与每个阀门相关联的专用位置传感器、每个阀门两端的压力差或任何其他合适的方式来确定。此外，可经由排气温度传感器154向控制器150提供与气体入口温度，或换句话说，发动机排气温度相关的信息。在一个实施例中，可使用发动机的排气温度来调节控制器150的控制参数和灵敏度。
在运作期间，向每个燃烧室110提供两种不同的燃料类型。在所示实施例中，柴油喷射器156与每个汽缸106相关联，并被配置成将预定量的柴油燃料直接喷射至相应的燃烧室110中。由第一燃料源157提供加压的 柴油燃料，第一燃料源157可包括各种部件和系统，例如燃料储存器、燃料泵等，这是本领域中众所周知的且为了简洁起见而未示出。在进气流道160中设置天然气喷射器158，进气流道160是使每个相应的汽缸106与进气歧管118流体连接的通道，以在活塞108的进气冲程期间在燃烧室110内间接地喷射天然气。由天然气源159向天然气喷射器158供应天然气，天然气源159在一定的工作压力和流率下提供天然气。
在一个设想的实施例中，发动机102像主要使用天然气并使用直接柴油燃料喷射作为点火源的压缩点火发动机一样操作。发动机有利地以适合于火花点火的气体发动机的压缩比运作，如前所述，并被配置成通过使用分离式柴油直喷结合间接气体喷射和温度受控的EGR，在可接受的排气排放约束条件内，在满载和部分载荷条件下都可有效地运作。基于作为主要控制参数的发动机载荷来确定期望的EGR温度。
更具体地，第一柴油喷射事件出现在压缩冲程期间，以增强燃烧室中的空气燃料混合物的点火和燃烧特性，所述混合物已经包括与空气混合的天然气燃料。如前所述，在进气冲程期间提供天然气燃料。稍后在压缩冲程中出现第二柴油喷射事件，以提供点火源。
当发动机在相对较高的载荷下运作时，冷却的EGR被引入到燃烧室中的气体燃料/空气进气室混合物中。当发动机在较轻或部分载荷下运作时，向进气充量中添加未冷却或热的EGR。在较轻或部分载荷下使用热排气允许在低发动机载荷下使用空气/燃料比相对较稀薄的混合物，尽管压缩比相对较低。一般来说，所述燃烧策略改进了发动机的变化系数，如由整个发动机功率范围内的发动机的平均有效压力所指示的。图3和图4中示出了两个旨在说明这些概念的定性图。在图3中，示出了显示各种喷射事件的时序图。图4是显示EGR温度带的定性的发动机控制参数图。
参照图3，时间图示出了相对于曲柄角208的活塞位置202、柴油喷射器激活204和天然气喷射器激活206，曲柄角208以对于所有参数按时间排列的方式示出，并沿着相应的水平轴线表示。相对于活塞位置202，可定义四个冲程。进气冲程210表示活塞的向下运动，其使燃烧室的体积增大，使得燃烧室可用空气或空气与排气的混合物来填充。在进气冲程210 期间，天然气喷射器在时间段212内打开，以允许天然气与进入汽缸的空气混合。
进气冲程210之后是压缩冲程214，在压缩冲程214期间，众所周知，关闭汽缸进气阀，从而有效地密封燃烧汽缸的内容物，以进行压缩。在压缩冲程214期间，在第一引燃喷射事件216的开始阶段激活柴油喷射器，然后在第二柴油引燃喷射事件218时再次激活。人们相信，在第一喷射事件过程中提供给汽缸的燃料充分分散，并与汽缸中的天然气/空气混合物混合，以有效地提高其点火和燃烧特性。第二柴油引燃喷射事件218提供可通过压缩开始燃烧的柴油燃料，即使使用的是与火花点火发动机不相上下的相对较低的空气/燃油比也是如此。汽缸中的空气/燃料混合物在相对较低的压缩比下可靠点火的能力归因于汽缸内流体的温度，这视发动机的载荷而定，可通过控制所提供的EGR的温度来控制所述流体温度。
图4示出了定性的发动机控制参数图，其中，横轴表示发动机转速302，且纵轴表示发动机载荷304。为简便起见，定性的发动机凸起曲线306表示为大体呈梯形，但是应当理解的是，视特定发动机应用而定，可以考虑任何其他形状。因为示出发动机转速与发动机载荷的关系的发动机控制参数图上的发动机操作点的概念是本领域中公知的，所以本文中将不再进一步对其进行详细描述。
发动机控制参数图300示出为两个替代实施方案，分别在图表的右侧或左侧示出。在图表的左侧，凸起曲线306下方的发动机操作点的集合分成三个区域：低载荷区域308，其是暗阴影；中间载荷区域310；以及高载荷区域312，其是浅阴影。在一个实施例中，在低载荷区域308中向发动机供应非冷却的或热的EGR，而在高载荷区域312中仅向发动机供应冷却的EGR。在中间载荷区域310中的稳定的或过渡的发动机运作期间，可使用冷却的和非冷却的EGR的混合物。可以任何方式来实现在中间载荷区域中运作时冷却的和未冷却的EGR的比率，例如，根据经验，通过在各种操作条件下进行发动机试验，或者基于分析，例如，通过使用线性相关来实现。在一个实施例中，EGR冷却程度与发动机载荷线性相关，使得在低载荷区域308和中间载荷区域310之间的下边界314处使用未冷却的 EGR，而在中间载荷区域310和高载荷区域312之间的上边界316处使用冷却的EGR。在这样的实施例中，在发动机中间载荷区域310的下边界314和上边界316之间，冷却的和非冷却的EGR之间的比率可以线性地改变。
在一个替代实施例中，如图4的右侧所示，期望的EGR温度可相对于凸起曲线306下方的发动机操作点的整个区域上的发动机载荷而连续变化。用于各发动机运行条件的特定期望温度可以在电子控制器内根据经验或者基于分析来确定。在一个实施例中，以相对于发动机转速和载荷所期望的EGR温度填充的表格可用来插入到制表数据之间，并且对于每个发动机运行条件，确定期望的EGR温度。在图4右侧所示的实施例中，更暗的阴影表示更低的EGR温度。
图5中示出一种用于操作发动机的方法的流程图。在此实施例中，发动机可以以四冲程燃烧系统来运行，所述四冲程燃烧系统包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在步骤402，在进气冲程期间，准许空气和再循环排气的混合物进入燃烧室。在步骤404，将与进入燃烧汽缸的空气混合的EGR气体的温度控制在预定温度。为了控制EGR气体的温度，在一个实施例中，控制器向热EGR阀和冷却EGR阀提供命令以使其适当地打开，从而使得处于不同温度的冷却和非冷却的EGR气体可混合，以提供EGR气体混合物，其温度接近于期望的EGR气体温度。还可基于作为主要控制参数的发动机载荷来进行期望的EGR温度的测定。
在步骤406，在进气冲程的至少一部分期间激活气体燃料喷射器，气体燃料喷射器被配置成输送气体燃料与进入燃烧室的空气的混合物。在步骤408，在压缩冲程的初期，激活柴油燃料喷射器，以将预引燃量的柴油燃料直接输送到燃烧室内。在步骤410，在压缩冲程的后期，第二次激活柴油燃料喷射器以将引燃量的柴油燃料直接输送到燃烧室内。在步骤410喷射引燃柴油燃料之后，开始将燃烧室中的空气/燃料混合物点燃。燃烧室中的空气/燃料混合物被配置成极其稀薄，或者换言之，其λ在1.5至2.2的范围内，在步骤412，燃烧室中的空气/燃料混合物在燃烧冲程期间燃烧，且在步骤414，所述燃烧的副产物从燃烧汽缸排出。此处所述的过程可以 针对发动机运作期间的每一个发动机汽缸的燃烧循环不断重复，并且可以针对超过四冲程(例如六冲程或八冲程)的燃烧循环适当地调整。
工业实用性
本发明适用于由天然气作为主要燃料运行并采用柴油或另一种燃料作为缸内点火源的内燃发动机。可以设想，本文中所述的系统与方法适用于所有类型的发动机应用，并且可以改造成适合每种发动机应用的特定功率要求。例如，EGR对新鲜发动机空气的替代率、EGR的温度、所用燃料的数量和类型、向燃烧汽缸输送燃料的喷射方法和时间，且其它参数可以根据本文中所述的基本操作原理来选择。
将认识到的是，前面的描述提供了所公开的系统和技术的实施例。然而，可以设想，本发明的其他实施方式可以在细节上与前述实施例不同。所有对本发明或其实施例的引用旨在提及就该点被讨论的特定实施例，而并不是暗示更一般的对本发明的范围所做的任何限制。关于某些特征的区别性和贬义性的所有语言意在表明那些特征不是优选的，但除非另有说明，否则并不将这些特征完全排除在本发明的范围之外。
除非在此另外指出，否则在此对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书中，如同在此个别列举一样。除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法可以任何合适的顺序执行。