CN110691899B - 专用egr发动机的火花塞配置 - Google Patents

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Abstract

一个实施方案是一种***，包括：内燃机，所述内燃机具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述专用EGR气缸被配置成通过EGR回路将EGR提供至所述发动机；第一火花塞，所述第一火花塞耦合至所述一个或多个非专用气缸中的每一个；以及第二火花塞，所述第二火花塞耦合至所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个，其中所述第二火花塞具有不同于所述第一火花塞的物理或尺寸特征。在某些形式中，所述非专用气缸中的每一个仅具有第一类型的火花塞中的一个，并且所述专用EGR气缸中的每一个仅具有第二类型的火花塞中的一个。在所述第一类型的火花塞与所述第二类型的火花塞之间可以变化的所述特征中的一个或多个包括火花间隙、电极直径、热量范围和离子感测能力。

Description

专用EGR发动机的火花塞配置
技术领域
本发明总体上涉及专用EGR发动机的火花塞配置和特征。
背景技术
专用EGR发动机通常包括：一个或多个气缸，所述气缸专用于通过EGR流动回路来提供EGR；以及一个或多个非专用气缸，所述气缸不参与提供EGR。专用EGR发动机具有提高EGR质量的潜力，因为可以控制一个或多个专用EGR气缸的供油来提供浓可燃混合气，从而导致例如H2、CO和未燃烧碳氢化合物的可燃排气成分增加。另一方面，专用EGR发动机带来了许多困难和未解决的挑战。例如，专用EGR发动机的供油和点火***必须处理不同的配料，取决于所涉及的气缸以及给定气缸的燃烧控制，所述配料的范围从浓到化学计量到稀。这些和其它不同的操作条件使避免例如打不着火、自动点火或爆震的不期望燃烧条件变得复杂。对本文所公开的独特设备、方法、***和技术的重大需求仍未得到满足。
发明内容
一个实施方案是专用EGR发动机的独特火花塞配置。另一实施方案是配置专用EGR发动机的火花塞的独特方法。其它实施方案、形式、目标、特征、优点、方面和益处将从以下描述和附图变得显而易见。
附图说明
图1是示例性专用EGR发动机的某些方面的示意图。
图2是火花塞的示意图。
具体实施方式
出于清楚、简明且准确地描述本公开的说明性实施方案、制造和使用本公开的方式和过程的目的，以及为了能够实践、制造和使用本公开，现在将参考某些示例性实施方案，包括在图式中说明的那些实施方案，并且将使用特定语言来描述本公开。然而，应理解，由此不会产生对本发明的范围的限制，并且本发明包括并保护本领域技术人员将想到的示例性实施方案的这些改变、修改和进一步应用。
参考图1，说明包括示例性专用EGR发动机102的***100。发动机102包括多个气缸，所述多个气缸包括：标为“d”的专用EGR气缸，所述专用EGR气缸被构造成将EGR提供至EGR回路107；以及非专用气缸“nd”，所述非专用气缸被构造成将排气提供至排气歧管106。发动机102还包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括压缩机102a和涡轮102b。涡轮102b通过排气管道116从排气歧管106接收排气，从而有效地驱动压缩机102a，所述压缩机压缩进气并排放至进气管道103。发动机102是专用EGR发动机的一个实例，其中在至少某些操作条件期间，一个或多个专用EGR气缸的排气输出被再循环至发动机进气口。专用EGR气缸通常被构造成在至少某些专用EGR操作模式期间提供排气输出，所述排气输出与非专用气缸提供的排气输出分开。
在***100的操作期间，来自专用EGR气缸的EGR气体通过EGR回路107再循环，所述EGR回路包括EGR阀门114和EGR管道115。EGR阀门114被构造成选择性地改变从专用气缸至EGR回路107的排气供应。EGR回路107包括EGR冷却器108和混合器109。随后，EGR在混合器109中与进气管道103中的进气流混合并传递至进气歧管104。混合器109位于压缩机102a的出口、进气节流阀120和增压空气冷却器119的下游以及进气歧管104的上游的位置处。在所说明实施方案中，混合器109位于进气节流阀120附近。应了解，在其它实施方案中，可以在进气***中的各个其它位置和/或机构中引入EGR。
***100还包括电子控制***121，所述电子控制***包括电子控制单元122，所述电子控制单元可以包括一个或多个微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、非暂时性存储器装置以及通信或联网接口。电子控制***121与供油***144可操作地耦合，所述供油***包括多个喷射器，所述喷射器被构造成将燃料喷射至专用EGR气缸和非专用气缸中的相应气缸中。在所说明实施方案中，供油***144的喷射器被提供为直接喷射器，所述直接喷射器将燃料直接喷射至气缸容积中，并且能够在进气阀和排气阀关闭时将燃料传递至气缸容积中。直接喷射器可以被构造成在气缸的顶部喷射燃料。在某些实施方案中，一个或多个直接喷射器可以被构造成将燃料喷射至对应的一个或多个预燃室中。
电子控制***121被构造成执行控制操作，从而有效地控制专用EGR气缸和非专用气缸彼此独立地供油。此种独立控制允许以第一燃烧模式控制非专用气缸(例如，以在发动机102的操作期间提供化学计量燃烧)，并且以可以不同于第一燃烧模式的第二燃烧模式控制专用EGR气缸(例如，以提供浓燃烧，从而有效地产生具有增强EGR质量的特征的排气，例如，更大量的H2、CO和未燃烧碳氢化合物)。空气燃料比是在内燃机的燃烧过程中存在的空气与燃料的质量比。如果提供完全足够的空气来完全燃烧所有燃料，则所述比率是化学计量的。如果所述比率小于1，则提供了太多燃料并且混合物浓。如果所述比率大于1，则提供了太多空气并且混合物稀。
在所说明实施方案中，电子控制***121还被构造成控制进气节流阀120、EGR阀门114以及与涡轮102b相连提供的废气门137或可变几何形状致动器的位置。电子控制***121还可以被构造成控制与发动机102或***100相关联的其它电子可控部件的操作。电子控制***121还被构造成从与***100相关联的多个传感器接收输入。例如，λ或O2传感器159被构造成向电子控制***121提供信息，所述信息指示由非专用气缸输出的排气的空气燃料比以及由专用EGR气缸输出的排气的空气燃料比。温度传感器129被构造成向电子控制***121提供信息，所述信息指示提供至进气歧管104的进气的温度，以及由非专用气缸输出至排气歧管106的排气的温度和由专用EGR气缸输出的排气的温度。压力传感器139被构造成将关于进气流或排气的信息提供至电子控制***121。
在图1的示例性实施方案中，***100包括直接EGR发动机102，所述直接EGR发动机被提供为具有直接缸内喷射的涡轮增压的六缸火花点火(SI)发动机。应了解，可以在多个方面不同于所说明实施方案的替代形式提供发动机102。发动机102可以设置有附加的或替代配置的涡轮增压器，或可以被提供为非涡轮增压的或自然吸气的发动机。发动机102可以设置有不同数目的气缸以及不同数目的专用EGR气缸，例如，提供为具有一个专用EGR气缸和三个非专用气缸的四缸发动机。不管气缸的总数目如何，专用EGR气缸的数目可以随着固定设计参数变化、通过选择多个专用EGR气缸中的哪一个与EGR回路流动耦合而随着可控***操作参数变化，或随着两者变化。发动机102还可以被提供为压燃式发动机，例如，柴油发动机或双燃料发动机。
应了解，可以在多个方面不同于所说明实施方案的多个替代形式提供***100和发动机102。在某些形式中，专用节流阀可以被构造成独立于非专用气缸可选择地控制增压空气至专用EGR气缸的供应。***100和发动机102的形式和结构的多个变化实例的进一步细节可以在2017年4月25日发布的标题为“用于控制专用EGR发动机的技术(TECHNIQUESFOR CONTROLLING A DEDICATED EGR ENGINE)”的共同转让的第9,631,582号美国专利中找到，所述专利的公开内容特此以引用方式并入。
如图1中所说明，发动机102的非专用气缸与第一类型的火花塞151中的相应一个可操作地耦合，并且发动机102的专用气缸与第二类型的火花塞151中的相应一个可操作地耦合。第一类型的火花塞151具有适合于非专用气缸的燃烧条件的物理特征。第二类型的火花塞152具有不同于第一类型的火花塞并且适合于专用气缸的燃烧条件的物理特征，这些气缸可以取决于发动机的操作状态以浓、化学计量或稀的方式运行。
图2示意性地示出配置用于非专用气缸的第一类型的火花塞151以及配置用于专用气缸的第二类型的火花塞152的示例性实施方案。尽管第一类型的火花塞151和其它类型的火花塞可以用于图1的非专用气缸，但是应理解，第一类型的火花塞151仅仅是火花塞装置的一个实例并且可以使用其它类型的火花塞装置。同样，尽管第二类型的火花塞152用于图1的专用EGR气缸，但是应理解，第二类型的火花塞仅仅是可以用于专用EGR气缸的火花塞的一个实例。
第一类型的火花塞151和第二类型的火花塞152包括多个通常相似的部件和特征。针对第一类型的火花塞151用参考标号300系列以及针对第二类型的火花塞152用参考标号400系列(例如，以100递增)说明多个此种相似特征。为了简洁起见，仅结合第一类型的火花塞151描述此类基本上相似的特征。然而，应了解，此描述通常还适用于第二类型的火花塞152。
第二类型的火花塞152还具有不同于第一类型的火花塞151的一个或多个物理特征。这些物理特征在下文更详细地论述，并且可以在单个火花塞中单独存在或以任何组合而组合在一起。第二类型的火花塞152耦合至专用EGR气缸，并且使第二类型的火花塞能够比耦合至非专用气缸的第一类型的火花塞更热地或在更高温度下运行。专用EGR气缸中的第二类型的火花塞的独特配置将有助于检测和/或最小化专用EGR气缸内的碳积聚和火花塞结垢。火花塞结垢可能由于多种原因发生，并且通常会在火花塞无法点火以及点燃空气燃料混合物而导致打不着火时发生。
火花塞151具有大体上圆柱形形状，其中上部部分位于燃烧室外部并且火花塞尖端321位于燃烧室内。火花塞尖端321进入燃烧室的突出是尖端突出的度量。在某些实施方案中，相较于与非专用气缸组装在一起的第一类型的火花塞151的火花塞尖端321的尖端突出，与专用EGR气缸组装在一起的第二类型的火花塞152的火花塞尖端421进入专用EGR气缸的尖端突出更远或更深。火花塞尖端421进入专用EGR气缸的更大或更深尖端突出提高了可燃性，使第二类型的火花塞能够比第一类型的火花塞更热地或在更高温度下运行，并且减少第二类型的火花塞上的碳积聚。尖端突出是物理或尺寸特征的一个实例，在一些实施方案中，与非专用气缸相关联的第一类型的火花塞151和与专用EGR气缸相关联的第二类型的火花塞152之间的所述物理或尺寸特征不同。上部部分包括端子310，所述端子可以耦合至点火***，从而使电流能够从点火***流动至火花塞151的导电内芯。在一些实施方案中，端子310可以被配置成接收用于执行点火的电流。在一些实施方案中，端子310还可以被配置成接收用于为火花塞151的火花塞加热***供电的第二电流。替代地，火花塞151可以不包括加热***。
如图2中所说明，火花塞151包括围绕导电内芯(未示出)的绝缘部分314。在一些实例中，绝缘部分314可以含有一个或多个表面伞棱312，所述表面伞棱用于改进火花塞151的绝缘并防止电能沿着火花塞的侧面从端子泄露至导电部分。在一些实例中，绝缘部分314可以包括氧化铝陶瓷；当然，可以使用其它材料。与通常是较冷火花塞的较短绝缘部分相比，绝缘部分314暴露越多，火花塞151将越热。较热火花塞至金属主体的路径加长。另外，中心电极的导电金属芯也会影响火花塞的冷热程度。
火花塞尖端321包括通过导电内芯与端子310电连通的中心电极。中心电极具有从绝缘部分314朝向接地电极324延伸的末端部分340。末端部分340具有如通过箭头“D”指示的电极直径，以及如通过箭头“G”指示的在末端部分340的尖端与接地电极324之间的间隙距离。在所说明实施方案中，末端部分340基本上是圆柱形的。在其它实施方案中，末端部分340可以沿着其长度逐渐变细或具有不同截面形状。在这些情况下，直径D可以被视为在末端部分340的尖端处的直径。在某些实施方案中，与专用EGR气缸相关联的第二类型的火花塞152的电极直径小于与非专用气缸相关联的第一类型的火花塞151的电极直径。当火花在接地电极424与中心电极的末端部分440之间跳跃时，较小电极直径可以提供第二类型的火花塞152的更佳可然性或更高火花温度。较高火花温度的一个益处是在专用EGR气缸中的第二类型的火花塞152上的碳积聚减少。第二类型的火花塞152的较小电极直径的另一益处是如下文更详细说明的较高火花温度以及增强的燃烧。可以了解，电极直径越宽或越大，热损耗就可能越大。较小电极直径会吸收较少能量并且还提高从火花点火至火花加热的能量效率。在一些实施方案中，第二类型的火花塞152的中心电极的材料不同于第一类型的火花塞151的中心电极的材料，但是直径可能相同。不同材料结合较小直径的一个益处可以是改进中心电极的磨损。电极直径D是物理或尺寸特征的一个实例，在一些实施方案中，与非专用气缸相关联的第一类型的火花塞151和与专用EGR气缸相关联的第二类型的火花塞152之间的所述物理或尺寸特征不同。替代地，在一些实施方案中，第一类型的火花塞151的电极直径D与第二类型的火花塞152的电极直径具有相同大小。通常，电极直径D在0.5毫米至1.5毫米之间。在一些实施方案中，电极直径D在0.5毫米至0.75毫米之间。在另一形式中，第二类型的火花塞152的电极直径D与第一类型的火花塞151的电极直径D之间的差为0.2毫米至0.3毫米。
火花塞151还包括耦合至火花塞151的导电部分的接地电极324。接地电极324从绝缘部分314朝向中心电极的末端部分340的尖端延伸。在所说明实施方案中，接地电极324具有截面大致为矩形的凸形或J形。在其它实施方案中，接地电极324可以具有不同形状，可以沿着其长度逐渐变细，和/或可以具有不同截面形状。在另外的实施方案中，接地电极324中的两个或更多个接地电极可以耦合至火花塞151的导电部分。接地电极的形状是物理或尺寸特征的一个实例，在一些实施方案中，与非专用气缸相关联的第一类型的火花塞151和与专用EGR气缸相关联的第二类型的火花塞152之间的所述物理或尺寸特征不同。替代地，在一些实施方案中，第一类型的火花塞151的接地电极的形状可以分别与第二类型的火花塞152的接地电极的形状具有相同大小。
火花塞151被配置成接收中心电极与接地电极324之间的电压差。随着电压增加，火花塞151附近的气体开始改变。一旦火花塞两端或中心电极与接地电极324之间的电压超过气体的介电强度，气体就可能变得离子化。通常，离子化气体是允许电流流过间隙距离G的导体。电流流过间隙距离G使火花塞附近的温度增加，由此引发空气和燃料混合物的燃烧。间隙距离G也影响所产生火花的长度。较大间隙距离G会产生更多地暴露于空气和燃料混合物的较长火花，从而增加火花温度。在某些实施方案中，通过箭头“G”指示的间隙距离可以在第一类型火花塞151与第二类型的火花塞152之间变化。在一个实施方案中，第二类型的火花塞的间隙距离大于第一类型的火花塞151的间隙距离。例如，第二类型的火花塞152的间隙距离在0.040英寸与0.050英寸之间，并且第一类型的火花塞151的间隙距离在0.035英寸与0.050英寸之间。在另一实例中，第二类型的火花塞152的间隙距离比第一类型的火花塞151的间隙距离高约5％至25％，并且在一些形式中，高约10％至20％。较大间隙距离导致当火花在接地电极324与中心电极的末端部分340之间跳跃时产生较高火花温度，和/或由于积碳的累积而延长闭合或堵塞间隙距离的时间量。对于第一类型的火花塞151和第二类型的火花塞152，火花温度或火花温度范围可以变化。在一个实施方案中，第一类型的火花塞151被配置成在第一火花温度或温度范围内执行第一火花，并且第二类型的火花塞152被配置成在第二温度或温度范围内执行第二火花，其中第二温度范围高于第一温度范围。间隙距离是物理或尺寸特征的一个实例，在一些实施方案中，与非专用气缸相关联的第一类型的火花塞151和与专用EGR气缸相关联的第二类型的火花塞152之间的所述物理或尺寸特征不同。替代地，在一些实施方案中，第一类型的火花塞151的间隙距离可以分别与第二类型的火花塞152的间隙距离具有相同大小。
导电部分可以执行各种功能并且由导电金属制成，所述导电金属使电流能够在接地电极324与燃烧室的壁之间流动，由此使接地电极324接地。此外，导电部分可以用于在火花塞151与燃烧室的壁之间传递热量。
火花塞151的热量范围指示火花塞151的操作温度，所述操作温度与火花塞151的内置结垢阻力以及不希望的自然、预燃、爆震或***的风险相关。换句话说，热量范围是火花塞151耗散燃烧热量的速度的度量。火花塞151的热量范围通常足够热以防止结垢，但不会太热而使火花塞151增加自然、预燃、爆震和***的风险。火花塞151的热量范围不会太冷或太低而导致在尖端321上发生不完全燃烧或形成碳积聚。火花塞151的各个部分的材料组成、大小和形状可能会影响第一类型的火花塞151和第二类型的火花塞152的热量范围。通常，热量范围控制中心电极的最高温度。如上所述，随着电极直径的大小减小，更多热能进入火花并且火花塞变得更易燃。较小电极直径导致中心电极的较热或较高温度，然而，如果电极直径变得太小，则中心电极将退化并磨损。
在一个方面中，火花塞尖端的长度变化会影响其热量范围。例如，相对于第二类型的火花塞152的尖端421的较长长度422，第一类型的火花塞151的尖端321的较短长度322在第一类型的火花塞151中提供更大的热传递，从而导致所述第一类型的火花塞较冷地或以较低热量范围操作。此外，通过改变各个部分的长度、宽度和/或材料，可以改变第一类型的火花塞151的热量范围以及因此改变操作温度。在一个实例中，与导电部分相比，可以减少包括绝缘部分314的相对材料量，由此对于给定的发动机条件增加从火花塞尖端321的热传递速率并且降低火花塞151的火花温度。在另一实例中，可以增加延伸出火花塞尖端321的绝缘部分314的中心电极的长度，由此对于给定的发动机条件增加中心电极321的尖端处的火花温度。在另一实例中，可以减小中心电极的电极直径，由此增加火花温度。应了解，对于各个热量范围和操作条件，可以使用在火花塞151的设计中的另外变化。在一个实施方案中，第二类型的火花塞152的热量范围高于第一类型的火花塞151的热量范围。因此，与专用EGR气缸耦合的第二类型的火花塞152的较高热量范围使第二类型的火花塞在较高温度下操作。有益地，以较高热量范围操作第二类型的火花塞使得在专用EGR气缸中的火花塞上较少地积聚积碳。结合较高热量范围，在浓燃烧模式下操作第二类型的火花塞将使得在火花塞上较少地积聚积碳。热量范围是物理或尺寸特征的一个实例，在一些实施方案中，与非专用气缸相关联的第一类型的火花塞151和与专用EGR气缸相关联的第二类型的火花塞152之间的所述物理或尺寸特征不同。替代地，在一些实施方案中，第一类型的火花塞151的热量范围可以分别与第二类型的火花塞152的热量范围相同。
离子感测是确定气缸何时爆震的一种方法。当火花塞151不用于点火时，通过将感测电压施加在火花塞151上来获得离子电流感测的一个实例。仅举几例，感测到的电流取决于所产生的离子、离子的相对浓度和重组、压力以及温度。离子感测可以确定单个非专用或专用EGR气缸是否爆震、打不着火或发生故障。在一些实施方案中，当火花塞151和/或火花塞152不执行火花时，仅可以使用离子感测。然而，在一些实施方案中，可以在任何时间，甚至在火花形成期间使用离子感测。
下表A说明在第一类型的火花塞与第二类型的火花塞之间可以变化的特征，包括热量范围、火花间隙、电极直径、尖端突出和火花温度。可以了解，第一类型的火花塞与非专用气缸耦合，并且第二类型的火花塞与专用EGR气缸耦合。如先前所论述，第一类型的火花塞中可以包括特征A、C、E、G和I中的任一者或其组合。而且，第二类型的火花塞中可以包括特征B、D、F、H和J中的任一者或其组合。通常，第一类型的火花塞相对于第二类型的火花塞的关系包括以下特征中的一个或多个：A小于B，C小于D，E大于F，H大于G，并且J大于I。
表A
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。
在本公开的一个方面中，一种***包括：内燃机，所述内燃机具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述专用EGR气缸被配置成通过EGR回路将EGR提供至发动机；一个或多个第一火花塞，所述第一火花塞耦合至一个或多个非专用气缸中的每一个，所述第一火花塞包括第一物理特征；以及一个或多个第二火花塞，所述第二火花塞耦合至一个或多个专用EGR气缸中的每一个，所述第二火花塞包括第二物理特征，其中所述第二物理特征不同于所述第一物理特征，从而有效地提供第二火花塞相对于第一火花塞的不同火花塞几何形状。所述***可以包括：其中一个或多个非专用气缸中的每一个仅具有第一火花塞中的一个，并且一个或多个专用EGR气缸中的每一个仅具有第二火花塞中的一个。在另一方面中，所述***还包括电子控制***，所述电子控制***可操作地耦合至一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述电子控制***被配置成在第一燃烧模式下控制一个或多个非专用气缸，并且电子控制***被配置成在第二燃烧模式下控制一个或多个专用EGR气缸。在此实施方案中，所述***还可以包括：第一燃烧模式是化学计量燃烧模式，并且第二燃烧模式是浓燃烧模式。
任选地，所述***还包括不同火花塞几何形状，包括第一火花塞具有第一火花间隙并且第二火花塞具有大于第一火花间隙的第二火花间隙。所述***可以包括不同火花塞几何形状，包括第一火花塞具有第一电极直径并且第二火花塞具有小于第一电极直径的第二电极直径。所述***可以包括：仅第一火花塞与一个或多个非专用气缸可操作地耦合，以及仅第二火花塞与一个或多个专用气缸可操作地耦合。所述***可以包括作为六缸发动机的内燃机，其中两个气缸是专用EGR气缸。所述***可以包括不同火花塞几何形状，第一火花塞具有第一热量范围并且第二火花塞具有大于第一热量范围的第二热量范围。
在本公开的另一方面中，一种***包括：内燃机，所述内燃机具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述专用EGR气缸被配置成通过EGR回路将EGR提供至发动机，其中所述一个或多个非专用气缸中的每一个仅具有第一火花塞中的一个，所述第一火花塞被配置成在第一温度范围内执行第一火花，并且其中所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个仅具有第二火花塞中的一个，所述第二火花塞被配置成在第二温度范围内执行第二火花，其中第二温度范围高于第一温度范围。在一种形式中，所述***包括：第二火花塞具有不同于第一火花塞的物理或尺寸特征，其中第二物理特征不同于第一物理特征，从而有效地提供第二火花塞相对于第一火花塞的不同火花塞几何形状。在一种形式中，所述***包括不同火花塞几何形状，第一火花塞具有第一火花间隙并且第二火花塞具有大于第一火花间隙的第二火花间隙。所述***还可以包括不同火花塞几何形状，第一火花塞具有第一热量范围并且第二火花塞具有高于第一热量范围的第二热量范围。在一种形式中，所述***包括不同火花塞几何形状，第一火花塞具有第一电极直径并且第二火花塞具有小于第一电极直径的第二电极直径。
在另一种形式中，所述***包括：其中第一火花塞具有进入非专用气缸的第一尖端突出，并且第二火花塞具有进入专用EGR气缸的第二尖端突出，所述第二尖端突出大于所述第一尖端突出。在另一方面中，所述***还包括电子控制***，所述电子控制***可操作地耦合至一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述电子控制***被配置成在第一燃烧模式下控制一个或多个非专用气缸，并且电子控制***被配置成在第二燃烧模式下控制一个或多个专用EGR气缸。在又一方面中，所述***包括：第一燃烧模式是化学计量燃烧模式，并且第二燃烧模式是化学计量燃烧模式。
在本公开的另一个方面中，一种操作内燃机的方法包括：提供具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸的专用EGR发动机，所述一个或多个非专用气缸中的每一个仅具有第一火花塞，所述第一火花塞具有第一物理特征，并且所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个仅具有第二火花塞，所述第二火花塞包括第二物理特征，其中所述第二物理特征不同于所述第一物理特征，从而有效地提供第二火花塞相对于第一火花塞的不同火花塞几何形状；提供可操作地耦合至一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸的电子控制***；以及通过电子控制***在第一燃烧模式下控制一个或多个非专用气缸并且在第二燃烧模式下控制一个或多个专用EGR气缸。在一种形式中，所述方法可以包括：第一燃烧模式是化学计量燃烧模式，并且第二燃烧模式是化学计量燃烧模式。在一个方面中，所述方法还包括使非专用气缸内的第一火花塞通电，以发出具有第一温度的第一火花；以及使专用EGR气缸内的第二火花塞通电，以发出具有第二温度的第二火花，其中第二温度高于第一温度。
尽管已经在附图和前述描述中详细地示出和描述了本发明，但是其应被视为说明性的而非限制性的，应理解，已经示出和描述仅某些示例性实施方案。本领域技术人员将了解，在实质上不脱离本发明的情况下，可以在示例性实施方案中进行许多修改。因此，所有此类修改意图包括在所附权利要求书所限定的本公开的范围内。
在阅读权利要求书时，预期当使用例如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，无意将权利要求书仅限于一个项目，除非权利要求书中另外特别说明。当使用语言“至少一部分”和/或“部分”时，项目可以包括一部分和/或整个项目，除非另外特别说明。

Claims (21)

1.一种用于专用EGR内燃机的***，包括：
内燃机，所述内燃机具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述专用EGR气缸被配置成通过EGR回路将EGR提供至所述内燃机；
一个或多个第一火花塞，所述第一火花塞耦合至所述一个或多个非专用气缸中的每一个，所述第一火花塞包括第一物理特征；以及
一个或多个第二火花塞，所述第二火花塞耦合至所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个，所述第二火花塞包括第二物理特征，其中所述第二物理特征不同于所述第一物理特征，从而有效地提供所述第二火花塞相对于所述第一火花塞的不同火花塞几何形状。
2.如权利要求1所述的***，其中所述一个或多个非专用气缸中的每一个仅具有所述第一火花塞中的一个，并且所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个仅具有所述第二火花塞中的一个。
3.如权利要求2所述的***，还包括：
电子控制***，所述电子控制***可操作地耦合至所述一个或多个非专用气缸和所述一个或多个专用EGR气缸，所述电子控制***被配置成在第一燃烧模式下控制所述一个或多个非专用气缸，并且所述电子控制***被配置成在第二燃烧模式下控制所述一个或多个专用EGR气缸。
4.如权利要求3所述的***，其中所述第一燃烧模式是化学计量燃烧模式，并且所述第二燃烧模式是浓燃烧模式。
5.如权利要求1所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有第一火花间隙并且所述第二火花塞具有大于所述第一火花间隙的第二火花间隙。
6.如权利要求1所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有第一电极直径并且所述第二火花塞具有小于所述第一电极直径的第二电极直径。
7.如权利要求1所述的***，其中仅所述第一火花塞与所述一个或多个非专用气缸可操作地耦合，并且仅所述第二火花塞与所述一个或多个专用气缸可操作地耦合。
8.如权利要求1所述的***，其中所述内燃机是六缸发动机，其中两个气缸是专用EGR气缸。
9.如权利要求1所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有第一热量范围并且所述第二火花塞具有大于所述第一热量范围的第二热量范围。
10.如权利要求1所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有进入所述非专用气缸的第一尖端突出，并且所述第二火花塞具有进入所述专用EGR气缸的第二尖端突出，所述第二尖端突出大于所述第一尖端突出。
11.一种用于专用EGR内燃机的***，包括：
内燃机，所述内燃机具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸，所述专用EGR气缸被配置成通过EGR回路将EGR提供至所述内燃机，其中所述一个或多个非专用气缸中的每一个仅具有第一火花塞中的一个，所述第一火花塞被配置成在第一温度范围内执行第一火花，并且其中所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个仅具有第二火花塞中的一个，所述第二火花塞被配置成在第二温度范围内执行第二火花，其中所述第二温度范围高于所述第一温度范围。
12.如权利要求11所述的***，其中所述第二火花塞具有不同于所述第一火花塞的物理或尺寸特征，其中第二物理特征不同于第一物理特征，从而有效地提供所述第二火花塞相对于所述第一火花塞的不同火花塞几何形状。
13.如权利要求12所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有第一火花间隙，并且所述第二火花塞具有大于所述第一火花间隙的第二火花间隙。
14.如权利要求12所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有第一热量范围并且所述第二火花塞具有高于所述第一热量范围的第二热量范围。
15.如权利要求12所述的***，其中所述不同火花塞几何形状包括：所述第一火花塞具有第一电极直径并且所述第二火花塞具有小于所述第一电极直径的第二电极直径。
16.如权利要求11所述的***，其中所述第一火花塞具有进入所述非专用气缸的第一尖端突出，所述第二火花塞具有进入所述专用EGR气缸的第二尖端突出，所述第二尖端突出大于所述第一尖端突出。
17.如权利要求11所述的***，还包括：
电子控制***，所述电子控制***可操作地耦合至所述一个或多个非专用气缸和所述一个或多个专用EGR气缸，所述电子控制***被配置成在第一燃烧模式下控制所述一个或多个非专用气缸，并且所述电子控制***被配置成在第二燃烧模式下控制所述一个或多个专用EGR气缸。
18.如权利要求17所述的***，其中所述第一燃烧模式是化学计量燃烧模式，并且所述第二燃烧模式是化学计量燃烧模式。
19.一种操作内燃机的方法，所述方法包括：
提供具有一个或多个非专用气缸和一个或多个专用EGR气缸的专用EGR发动机，所述一个或多个非专用气缸中的每一个仅具有第一火花塞，所述第一火花塞具有第一物理特征，
并且所述一个或多个专用EGR气缸中的每一个仅具有第二火花塞，所述第二火花塞包括第二物理特征，其中所述第二物理特征不同于所述第一物理特征，从而有效地提供所述第二火花塞相对于所述第一火花塞的不同火花塞几何形状；
提供电子控制***，所述电子控制***可操作地耦合至所述一个或多个非专用气缸和所述一个或多个专用EGR气缸；以及
通过所述电子控制***在第一燃烧模式下控制所述一个或多个非专用气缸并且在第二燃烧模式下控制所述一个或多个专用EGR气缸。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述第一燃烧模式是化学计量燃烧模式，并且所述第二燃烧模式是化学计量燃烧模式。
21.如权利要求19所述的方法，还包括：
使所述非专用气缸内的所述第一火花塞通电，以发出具有第一温度的第一火花；以及使所述专用EGR气缸内的所述第二火花塞通电，以发出具有第二温度的第二火花，其中所述第二温度高于所述第一温度。
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