°)并且在区域264°达到最大升程，然后开始再次关闭，在循环中的443°回到阀座(在排气冲程结束和进气冲程开始的上止点之后大约80°到85° )。以实线画出的曲线的右侧示出了在常规的发动机操作条件下进气阀门的运动。进气阀开始在大约293°、在进气冲程上的TDC之前大约70°开始打开(在循环中标示为293° )。它在区域TDC之后的107° (在循环中的约450°)达到最大升程，然后开始再次关闭，在BDC之后的约80°重新回到阀座(在循环中标示为641°)。应该注意的是，存在进气和排气阀门都至少部分打开的曲柄角的一个范围，在这个示例中是在293°和443°之间。
[0037]对于与上述第一实现方式相一致的排气阀门提早打开的情况，排气阀门打开的起始可以根据第一阀门正时，其中排气阀门打开的起始比根据第二阀门正时更接近TDC点火，该第二阀门正时被用在内燃机的常规操作过程中(例如，当催化剂处于或高于最低目标操作温度时)。进一步参考图2，这种早打开的示例被示为虚线206。这表示排气阀门打开的起始是在BDC之前的约150°，这将会导致从做功冲程的废气中提取的做功减少，如之前所述。曲线206表示最大的排气阀门升程处于在常规的发动机操作过程中大约相同的曲柄角处，并且排气阀门关闭也与常规的操作一致。因此，在这个示例中，排气阀门的打开的持续时间被改变为更长的持续时间，并且可以看出，相比于标准曲线202，虚线曲线206的形状变宽。在这样的实现方式中，具有提升了温度的废气(例如，过量的显热)可以被传递到催化转化器122的催化剂中，从而有助于加热。一旦催化剂已达到最低目标操作温度，第一阀门正时可以被转换到第二阀门正时，其中该排气阀门打开是典型的“常规”发动机操作。
[0038]在另一示例中，与实现方式相一致，其中当第一阀门正时被使用时排气阀门打开持续时间不改变，该“常规”操作排气阀门曲线202可以在图2中向左移动，使得第一阀门正时包括提前的排气阀门配置，其具有早于常规的打开和关闭。这样的示例由图2中的示例性曲线208表示的，在其之后为早打开更长持续时间的曲线204，从排气阀门打开的开始朝向最大升程，然而其没有变的更宽，而是这个曲线208类似于常规的操作曲线202的形状。其已不再遵循如更长的持续时间的曲线的该曲线208的后半部分由点画线示出。因此，排气阀门打开的持续时间基本上类似于在常规的操作中的打开时间，导致在所示的实例中在约380°排气阀门回到阀座(例如，在TDC重叠后不久，在排气冲程的最后)。这种类型的操作允许至少一些废气被保持并且随后交换进入进气歧管110以造成在图2中的在360°和540°之间的进气冲程过程中进入气缸的进入的燃料-空气混合物的预加热。如上所述，进入的供料的预加热可以有助于在低发动机温度提供燃烧稳定性。在其它实现方式中，排气门打开持续时间可被缩短，从而导致相对于曲线208的变窄的曲线(未示出)。
[0039]可能有接近TDC重叠的期间(例如，在排出冲程结束时)，在该期间之后排气阀门关闭，而在这之前进气阀门打开，这将会导致活塞压缩残余的供料并提升其温度。如果进气打开正时被设定为在活塞已经行进回在冲程下方一足够的距离(重膨胀该压缩的气体)、通过活塞做功添加到残留的气体中的额外的热量可以当进气阀门打开时被迫进入进气端，并且额外的热量由此被添加到引导的供料中。可替代地，使用早关闭排气阀门(208)，其可能需要排气升程配置的固定的持续时间(正时转移)，类似的早进气凸轮正时可以被实施以在重叠处减少与残余气体的压缩有关的栗送做功。这对于与压缩气体有关的通过活塞进行的栗送做功是有益的，并且可能胜过添加额外的热量到进入的供料的优点。
[0040]在当前的主题的一些实现方式中，进气阀门打开和/或关闭的时间也可以变化。例如，相比于常规的操作情况，进气阀门在冷启动条件下可任选地稍后打开，使得在气缸燃烧室中的残留气体处于或接近进气歧管压力。在这些条件下，残留的气体会更可能地保留在气缸燃烧室中，从而保持在提高的温度上，不太可能造成逆火等。在这个示例中，进气阀门在TDC前约20°打开。阀门的打开被示出为双点划线，然后当阀门达到最大升程时与常规的发动机操作的曲线204合并，并开始关闭。对于进气阀门打开正时的这种改变的一个结果是进气和排气阀门在一段更短的时间内都处于打开状态，从而减少了进入的供料直接通过排气阀门离开的可能性。如果此进入的供料含有来自先前循环的某些废气，则减小的重叠可以提高残留在燃烧室中的这种提高了温度的气态混合物的保留。此进气打开正时的调节在当前的主题的实现方式中可以是有用的，其中排气阀门打开和排气阀门关闭在第一阀门正时的情况下被提前。
[0041]应该理解的是，相对于图2如以上所述的某些事件所发生的曲柄旋转的程度仅仅是常规操作条件和对其可能的调节的示例，并且可以与所示的与当前的主题相一致的特定曲柄角不同。凸轮轴和凸轮/阀门间隙的打开和关闭斜度可以以+/-30度影响正式的打开/关闭时间。例如，早排气阀门打开(例如根据第一阀门正时)可在做功冲程(在图2中的20°)处的TDC之后大约20°和在做功冲程上的BDC(在图2中的120°)之前约60°的范围内的任何位置发生，从而相对于第二阀门正时提前，该第二阀门正时在催化剂已达到最低目标操作温度时被使用。
[0042]与当前的主题的实现方式相一致，具有可变压缩比性能的发动机的几何压缩比可以是有利地设置在非常高的值(例如，第一压缩比与第一阀门正时至少大约是同时的(concurrent))用于冷或低发动机负荷的情况，其通常仅在发动机启动后发生。第二、减小的压缩比可被用于常规的发动机操作中，例如，与第二阀门正时至少大约是同时的。许多当前的发动机在启动的过程中需要燃料富集以保证稳定的燃烧。比常规的燃料混合物更丰富可以显著增加在废气中的碳氢化合物、一氧化碳以及其它污染物的排放。若使用尚未达到其有效温度的催化剂，则这些污染物被定量地排放到大气，从而显著地影响了车辆总排放量。在可变压缩比发动机的一个示例中，在启动时第一压缩比可以是约20:1(或可选地，大约12:1至25:1的范围，大约15:1至25:1的范围，大约12:1至20:1的范围，大约12:1至18:1的范围，大约13:1至23:1的范围，大约14:1至21:1的范围，大约18:1至22:1的范围，等)，以提高燃烧稳定性并减少或潜在地消除在冷发动机启动过程中对富集的需要。压缩比可以被变化，其作为环境、发动机温度、以及其它影响燃烧稳定性、效率或排放等方面的函数。在发动机启动时使用较大的第一压缩比，相对于发动机在其操作温度下操作时所使用的第二压缩比，也可以与以上讨论的方法结合，其中该第一阀门正时包括排气阀门的提前的打开和提前的关闭，使得废气被保留在气缸内并允许与进入的燃料-空气供料进行混合以提供预加热，并进一步增强在较低发动机温度时的燃烧稳定性。可变压缩比的使用可以提供一个或多个益处，例如在燃烧的稳定性上的辅助，允许发动机在较高的稀释比下操作(例如，在理论配比的空气-燃料比中的过量的空气的添加和/或废气的再循环)并且在加热过程中减少发动机排出的发动机排放物。
[0043]在当前的主题的一些实现方式中，在催化剂处于或高于最低目标操作温度的常规的发动机操作过程中，与第一阀门正时至少大约同时使用的第一压缩比可以相对于与第二阀门正时至少大约同时使用的第二压缩比被降低。在一些示例中，第一压缩比可以在约8:1至10:0或可替代地在约9:1的范围内。该降低的第一压缩比可以进一步减少从燃料-空气混合物的燃烧中提取的减少的做功量，从而导致通过废气传递到催化剂的额外的显热。
[0044]在其它可能的技术中，那些在若干个共同未决和共同拥有的专利出版物中所描述的，包括美国专利第7，559，298号、美国专利第8，413，619号、美国公开第2012-0089316号以及美国公开第2014/0000567A1号，其公开内容通过引用在此被全部并入，可被用于实现可变的压缩比。
[0045]在此被描述的阀门正时方法可以通过一个或多个凸轮定相方法来实现。在一些非限制性的示例中，可变的阀门正时方法如那些在共同未决和共同拥有的专利出版物中描述的，包括美国专利号8，776，739中所述的可以被使用。这种排气凸轮定相方法可以被应用到固定压缩比发动机中，也可以被应用到运行更普遍的例如10:1压缩比的传统的单活塞发动机中。高压缩比可以使燃烧混合物更接近于其自动点火温度，从而提供更简单的火花点火和火焰传播。相应地，高压缩比可以支持稳定的燃烧，甚至是对于从进气歧管110抽入气缸106的燃烧供料中具有高水平的残留废气，例如在示例中，第一阀门正时包括排气阀门的提前打开和提前关闭。这样的混合物可以容易被点燃，特别是提高的压缩比情况下。
[0046]与各种包括那些以上描述的实现方式相一致，在燃烧的混合物被完全膨胀之前(或潜在地甚至完全燃烧)，该排气阀门被打开。排气阀门更早地打开使得从燃烧/被燃烧的燃烧混合物中提取更少的做功并且可以使得通过排气口离开气缸106的废气比使用普通正时打开的排气阀门热得多。在废气中的额外的显热/热能量可以被转移到催化器中以加速催化剂加热到目标操作温度。在当前主题的一些有利的实现方式中，催化剂可位于靠近燃烧室，或者以某种方式使得在从排气歧管104到催化转化器122的行进中来自废气的热损失可以最小化。
[0047]与当前主题的实现方式相一致的发动机的操作模式的示例中，具有排气阀门提早打开的操作可以在发动机启动之后被维持一初始段时间。例如，在常规的20°C启动环境中初始阶段可以是10到15秒的操作，或在较冷的启动温度环境中更长。如果发动机和/或催化剂在启动的时间是热的(例如，在某个温度之上)，则初始段可以更短或完全消除。来自被置于催化转化器122之前和/或内部、和/或之后的氧气传感器116或其它排气传感器(例如废气温度传感器、催化剂温度传感器120等)的反馈，可以被用于提供反馈到发动机控制模块112，有关于催化剂的起燃和转换效率。一旦热气体协助加热催化剂122以实现起燃和有效操作，