CN101027466B - 用于运行受控自燃式四冲程内燃机的阀门和燃料供给策略 - Google Patents
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Abstract
通过阀门控制操作在引入燃料和废气的燃烧室内建立低压环境来降低受控自燃四冲程内燃机的部分负荷运行工况点而不会损及燃烧稳定性。在进气循环中燃烧室内压力在发动机负荷减小时控制得较低。燃烧过的气体通过各种内部和外部再循环装置再循环进入燃烧室内。在低部分负荷运转时执行分立喷射的燃料控制,而在中部分负荷和高部分负荷运转时执行单独喷射燃料控制。分立喷射的特点是具有稀薄的燃料/空气比,而单独喷射的特点是具有稀薄或化学计量的燃料/空气比。因此当保持可接受的燃烧稳定性和排放物时通过发动机负荷的延伸范围能够使受控自燃得到实现。
Description
技术领域
本发明涉及四冲程内燃机的运行。
背景技术
汽车工业不断研究新的方法来改善内燃机的燃烧过程从而改善燃料经济性,满足或超过排放法规标准,和达到或超过消费者对排放、燃料经济性和产品差异的期望。
许多现代传统内燃机试图在理想条件下工作。这就是说提供大致14.6∶1的理想的空/燃比使输送到发动机的燃料和氧气基本上完全充分燃烧。这种工作考虑到通过三效催化剂对废气进行再处理,三效催化剂能清除未燃燃料(HC)和诸如NOx和CO等燃烧副产品。大多现代发动机的燃料喷射有节流阀体喷射(TBI)或多点式燃料喷射(MPFI),其中将多个喷射器的每一个安置在多缸发动机的每个气缸最近的进气口处。MPFI的配置可控制较好的空燃比,但是在湿壁和动态进气通路的条件下,这种控制能达到的精度受到限制。燃料输送的精度通过直接缸内喷射(DI)可得到改善。所谓的线性氧传感器提供了较高程度的控制能力,当和DI配合使用时,可提高缸与缸之间的空燃比的控制能力。但是,缸内燃烧动力性变得更加重要,燃烧质量在控制排放中逐渐成为重要的角色。同样地,发动机厂家专注于喷射器射束形状、进气涡流和活塞几何形状,从而改善缸内空气/燃料的混合和均匀性。
在化学计量比下运行的汽油四冲程发动机和三效催化系统具有满足超低的排放目标的潜力,这些系统的效率落后于所谓的稀薄燃烧系统。稀薄燃烧系统通过燃烧控制能使NOx有满足排放标准的潜力,还包括高废气稀释和新兴的NOx后处理技术。但是,稀薄燃烧系统仍然面临另一个障碍,例如,燃烧质量和在部分负荷运转工况点的燃烧稳定性和高废气稀释。
在一个最基本的水平上,稀薄燃烧发动机包括在空气超出所需要的用于燃烧所供给燃料的情况下运转的所有发动机。由于稀薄燃烧技术的不同,各种燃料和点火方法也不同。火花点火式系统(SI)通过在燃烧室内放电开始燃烧。压燃式系统(CI)在燃烧室内的空燃比,温度和压力达到一定条件时开始燃烧。燃料供给方法包括TBI,MPFI和DI。均匀供料系统的特征在于在进气循环初期可通过MPFI或直接喷射喷射方式使得在空气/燃料混合物中燃料分配是一致的而且蒸发性好。分层供料系统的特征在于在空气/燃料混合物中燃料分配和蒸发性不太好并且通常在压缩循环后期采用燃料直接喷射方式。
众所周知汽油DI发动机可选择性地在均匀火花点火模式或分层火花点火模式下运转。在高负荷条件下通常选择均匀火花点火模式,而在低负荷条件下通常选择分层火花点火模式。
在无需额外的火花能量即可点燃的发动机压缩循环下某些DI压燃式发动机利用预热空气和燃料的基本均匀混合产生压力和温度条件。此过程有时也称为受控自燃。受控自燃是可预测的过程,因此不同于火花点火式发动机的不良预燃过程。受控自燃也不同于众所周知的柴油机中的压燃过程,柴油机的压燃过程中燃料迅速充分点燃进入高度预压缩,空气的高温供料,而受控自燃过程在进气过程中预热空气和燃料的混合优先于燃烧,通常在压缩过程和传统的火花点火式四冲程发动机系统一致。
提出了提供自燃的四冲程内燃机,它通过控制和燃烧室联系的进气阀门和排气阀门的运动来保证空气/燃料和燃烧过的气体的混合从而产生适合自燃的条件而无需外部预热的进气或气缸供料或高度压缩过程。就此,提出了具有凸轮驱动排气阀门的一种发动机,该排气阀门在四冲程循环中比在火花点火式四冲程发动机中传统的排气阀门显著关闭得晚,以允许开启的排气阀门和开启的进气阀门基本重叠,由此在进气循环初期先前排出的燃烧气体返回燃烧室。提出了另一种发动机,该发动机具有一个在排气循环早期就显著关闭的排气阀门,由此在进气循环收集燃烧过的气体与燃料和空气混合。这两种发动机中,在每个四冲程循环中排气阀门和进气阀门只开启一次。提出了另一种发动机,该发动机具有一个液压控制的排气阀门,该排气阀门在每个四冲程循环中开启两次以便在排气循环从燃烧室中排出燃烧过的气体到排气通道中,开启一次以便在进气循环后期从排气通道中回收燃烧过的气体到燃烧室中。这些发动机不同地利用节流阀体喷射,单(多)点式燃烧室燃料喷射或直接燃烧室燃料喷射。
因此稀薄燃烧发动机系统的优点显示出来了,但是在关于燃烧质量和燃烧稳定性,尤其是在部分负荷工况点和高废气稀释等方面还存在某些不足的地方。这些不足以导致了不期望有的妥协,包括在部分负荷工况点有多少燃料能有效地降低还能保持可接受的燃烧质量和燃烧稳定性的限制。
发明内容
在各种各样的内燃发动机中,包括在发动机中运用了诸如TBI,MPFI,DI,SI,CI,受控自燃,化学计量,稀薄燃烧和它们之中的组合与变化的策略,燃烧室内均匀的空气/燃料供料通常是理想的,这一点已得到认可。稀薄燃烧四冲程内燃机通常是理想的。而且,这种发动机在部分负荷运转工况点展现的高燃烧稳定性是理想的。此外,诸如具有扩展的稀薄运行能力的发动机在以前未达到在部分负荷工况点区域是理想的。
本发明提供了运行四冲程内燃机的方法的这些和其它理想的方面,该内燃机具有在低发动机负荷下还能保持或改善燃烧质量,燃烧稳定性和发动机排出的排放物的扩展能力。
根据本发明的一个方面,在活塞的进气冲程时在燃烧室内建立低压环境,其特征在于在低负荷时具有低压。低压过程的深度和持续期直接影响发动机的燃烧稳定性和部分负荷限值。进气阀门和排气阀门的相位调整,或开启时序和关闭时序,是用来建立低压曲线的。
根据本发明的另一个方面,在进气循环中发动机的废气被再循环到燃烧室内。废气再循环可通过在排气冲程时收集废气到燃烧室内,通过经由排气阀门或进气阀门的双开启而再吸入排出的废气,或通过外部废气再循环来实现。
根据本发明的另一个方面,在发动机低负荷运转时运用分立喷射策略,以在进气循环初期喷射入第一部分燃料和在压缩循环后期喷射入总燃料中所剩下的燃料。在发动机以中部分负荷和高部分负荷运转时,在采用进气冲程时运用单独喷射。通过燃料时序控制可达到最优燃料供给,由此燃料喷射提前或燃料喷射延迟作为发动机负荷的一个函数。在较高的部分负荷运转区域,实现排放目标的另一个优化方法是丰富燃料量。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式对本发明进行描述,其中:
图1是本发明的单缸直接喷射式四冲程内燃机的示意图;
图2示出了与曲轴转角相对应的阀门升程曲线,该曲线与传统火花点火式内燃机相关技术的排气阀门与进气阀门相位调整相对应。
图3示出了与曲轴转角相对应的不同的排气阀门与进气阀门相位和升程曲线和趋势,该曲线与具有完全柔性阀门作用的图1所示单缸发动机的发动机负荷相对应,该发动机负荷用于理想地实现本发明的气缸条件;
图4示出了与曲轴转角相对应的不同的气缸压力曲线和优选趋势,该曲线与发动机负荷相对应,该发动机负荷用于理想地实现本发明的气缸条件;
图5示出了与本发明的废气再吸入方面相对应的部分负荷区域和示例性燃料喷射时序;
图6示出了与本发明发动机运转的部分负荷区域相对应的受完全柔性阀门作用和燃料喷射策略影响的示例性阀门时序;
图7示出了与缸内平均实际有效压力(cylinder net meaneffective pressure)相对应的示例性燃烧稳定性曲线,该曲线证明了部分负荷稳定性对本发明的完全柔性阀门作用和燃料喷射控制方面是有益的;
图8示出了与缸内平均实际有效压力相对应的净单位燃料消耗量(net-specific fuel consumption)曲线,该曲线证明了部分负荷燃料消耗量对本发明的完全柔性阀门作用和燃料控制方面是有益的;
图9示出了与曲轴转角相对应的不同的排气阀门与进气阀门相位和升程曲线和优选趋势,该曲线与具有相位控制阀门作用的图1所示单缸发动机的发动机负荷相对应,带有相位控制阀门作用来理想地实现本发明的气缸条件;
图10示出了与本发明发动机运转的部分负荷区域相对应的受相位控制阀门作用和燃料喷射策略影响的示例性阀门时序;
图11示出了与缸内平均实际有效压力相对应的示例性燃烧稳定性曲线,该曲线证明了部分负荷稳定性对本发明的相位控制阀门作用和燃料控制方面是有益的;以及
图12示出了与缸内平均实际有效压力相对应的净单位燃料消耗量曲线,该曲线证明了部分负荷燃料消耗量对本发明的相位控制阀门作用和燃料控制方面是有益的。
具体实施方式
首先参考附图1,其示意性地描述了适合本发明实施的示例性单缸四冲程内燃机系统(发动机)10。应当理解,本发明同样适用于多缸四冲程内燃机。本所示的示例性发动机10构造成燃料喷射器41对燃料的直接燃烧室喷射(直接喷射)。供选择的燃料喷射策略包括单(多)点燃料喷射或节流阀体燃料喷射,这些策略和本发明的某些方面结合使用;但是,优选的方法是采用直接燃料喷射。同样地,尽管宽泛等级的可用汽油以及低乙醇的混合物为首选燃料,但是供选择的液体和气体燃料如高乙醇混合物(如E80,E85),纯乙醇(E99),全甲醇(M100),天然气,氢,沼气,各种重整物,合成气等等也可用于实施本发明。
至于发动机,活塞11可在气缸13中运动并在其中界定了一个可变容积燃烧室15。活塞11通过连杆33和曲轴35相连并与曲轴35相互驱动。发动机10还包括阀门机构16,该阀门机构虽然表示为一个单独的进气阀门21和一个单独的排气阀门23,但是多进气阀门和排气阀门同样可以用于本发明中。阀门机构16还包括阀门作用装置25,该装置具有各种形式,优选包括电控液压或机电作用形式(也叫做完全柔性阀门作用FFVA)。结合本发明供选择的便于实施的阀门作用装置包括单独或结合实施的多轮廓凸轮(也叫做多凸角(multi-lobe),多级)和选择机构、凸轮移相器和其它机械可变阀门作用技术。进气通道17供给燃烧室15空气。在进气过程燃烧室15内空气的流量由进气阀门21控制。在排气过程燃烧后的气体从燃烧室15排出通过排气通道19,流量由排气阀门控制。
发动机的控制由基于计算机的控制器27来提供,该控制器27表现为常规的硬件结构和组合的形式,该组合包括以集成或分布式结构形式组合的动力总成控制器,发动机控制器和数字信号处理器。通常,控制器27包括至少一个微处理器,ROM,RAM,和包括A/D和D/A转换器和动力驱动电路的各种I/O装置。控制器27尤其还包括对阀门作用装置25和燃料喷射器41的控制。控制器27包括对与发动机相关的多个输入的监控,该多个输入从多个转换信号源获得,该转换信号源包括发动机冷却剂温度、外部空气温度、歧管空气温度、操作扭矩需求、周围环境压力、节流应用的歧管压力。控制器27包括比如用于阀门机构和发动机曲轴的位移和位置传感器,还包括对各种作用机构的控制命令的产生以及普通故障诊断的履行。尽管与控制器27结合在一起进行描述,但是,与阀门作用装置25和燃料喷射器41相关的控制和动力电子器件可以合并为分布式智能作用配置的一部分,其中与相应子系统相关的某些监控功能和控制功能通过与该相应阀门和燃料控制子系统相关的可编程的分布式控制器来实现。
在描述适合于实施本发明的环境和某些应用硬件时,关注图2-12。如图2所示,参照一个完整的四冲程燃烧循环绘制了传统的或基本的火花点火式内燃机进气阀门和排气阀门的阀门升程曲线。此图和接下来的图中,排气阀门进程(EV)用细线表示而进气阀门进程(IV)用粗线表示。水平轴坐标为曲轴720度转角或两周转角,水平轴起始端的0度对应燃烧的上止中心点(TDC)(即在膨胀冲程初期(压缩冲程后期)活塞的位置),末端的720度对应在压缩冲程后期(膨胀冲程初期)同样的上止点中心位置。按照惯例和这里所述,曲轴转角从0度到720度是指曲轴旋转ATDC燃烧的角度。在图的上方描绘了这些依序的反复循环并在双箭头内标注了“膨胀”,“排气”,“进气”和“压缩”。每一个这些循环对应了活塞在各自上止点和下止点中心位置之间的运动,覆盖了曲轴旋转的整个180度转角或整个四冲程循环的四分之一。
在本发明的示例说明中,在这里具体表达了四冲程单缸0.55公升受控自燃汽油直接喷射式内燃机被利用来实现阀门和燃料喷射的控制和所示例的各种数据的采集。除非另外有特别说明,所有这些实施方式和采集方式被认定为是具有本领域普通技术的人员在能理解的标准状态下实施的。
按照本发明特定的阀门控制方面,发动机在部分负荷运转时在燃烧室内建立低压环境,优选地通过FFVA的方式来控制单个或多个进气阀门和排气阀门的开启和关闭。这里所用到的部分负荷运转相当于发动机负荷低于大约450kPa平均实际有效压力的中间负荷。这里用到的低部分负荷相当于低于大约125kPa平均实际有效压力的发动机负荷。这里所说的中部分负荷相当于从大约125kPa到200kPa平均实际有效压力的发动机负荷。这里所说的高部分负荷相当于从大约200kPa到450kPa平均实际有效压力的发动机负荷。图3所示的例子,假定排气过程是由至少在排气冲程从180度到360度的一部分角度排气阀门开启所引起的。在排气过程排气阀门的实际开启角和关闭角将根据诸如发动机转速或负荷和排气流道几何形状以及其它理想的发动机调整特性而变化。本实施例中排气阀门的关闭假定为大致对应于380度ATDC燃烧或位于排气冲程TDC之后20度。优选地,排气阀门关闭发生在排气冲程TDC前大约20度到排气冲程TDC后20度内。通常从燃烧室内排出的最大废气排出量能辅助减小残留的气缸压力,这些条件通常与完成较深的和较长的持续时间低压过程一致。通过在特定条件下的特定气体动力,当排气阀门在排气冲程TDC后保持开启一些角度时排气量达到最大。更优选地,排气阀门关闭大约在排气冲程TDC到排气冲程后20度角内,尤其是在发动机最低负荷下,依照本发明,较低的气缸压力环境是理想的。
与在进气冲程中在燃烧室内建立一个低压过程的目标一致,排气冲程TDC前排气过程排气阀门关闭绝对相位不大于排气冲程TDC后进气阀门开启相位,或存在最小限度的阀门重叠,这是所期望的。为了在燃烧室内建立理想的低压环境,通常在排气冲程TDC周围即在所述排气阀门关闭和进气阀门开启之间的一个特定的不对称角度是需要的。如果排气过程排气阀门关闭发生在排气冲程TDC前,那么允许在TDC后至少有一个相似的角度让燃烧室内的压力在进气阀门开始开启前松弛,这是令人满意的。优选地,在部分负荷工况时进气过程中进气阀门开启跟随在排气冲程TDC后大约30度到90度排气阀门关闭之后。
在图3所示的示例曲线充分阐明了前面所述的进气和排气阀门相位调整的普通和优选特征。排气曲线50表示一个排气过程排气阀门曲线,这里排气阀门关闭发生在排气冲程TDC后20度。为示例起见,相对排气过程排气阀门关闭的相位调整来说假定排气过程是基本静止,如前所述,排气阀门关闭的相位变换在旨在获得各种成果以及目标的本发明范围内,这是预期的。进气曲线52对应于进气阀门在排气冲程上止点中心后大致40度角开启和在进气冲程下止点中心后大致70度角关闭,从而达到缸内真空的一个级别。进气曲线51对应于进气阀门在排气冲程上止点中心前大致20度角提前开启和在进气冲程下止点后大致70度角关闭从而达到缸内真空的一个次要级别。根据本发明,在发动机负荷较低时会产生缸内低压。也就是说,在发动机负荷较低时可达到较高的真空级别。因此,为了达到这个趋势,随着发动机负荷的减小,进气阀门开启相位倾向于如图3中减小负荷箭头所示的方向。如图3所示,就典型的FFVA实施例来说,进气阀门关闭相位在大约610度ATD燃烧时可以保持基本静止。
如果在图中绘制连续的进气曲线,同时进气阀门开启限制在较少延迟和较多延迟的相位角处,结果会改变燃烧室内的真空级别以及持续期。当然,除了通过所述的相位变换阀门开启能达到燃烧室内各种低压曲线之外,另外的压力曲线可通过更复杂和独立变化的排气和进气曲线来完成,这些进气和排气曲线包括外加阀门时序的阀门升程的变化。之前并入的同一专利权人的共同待决的美国专利申请号10/611,845、10/611,366和10/899,443中另外的细节阐明了有关改变真空程度的额外细节,这三篇文献的内容在此处并入作为参考。
为了建立燃烧室内的低压环境,进气阀门和排气阀门的FFVA控制得到实施以便建立燃烧室内低压的压力级别以及持续时间,这些在传统的四冲程运转过程中并没有。现在参考图4,图4描述了对应于随图3中描述的进气阀门曲线趋势而定的示例性负荷的压力曲线。在那里,数字61指定了一条曲线,该曲线通过整个四冲程过程中的排气和进气冲程表示了仅仅360度角的曲轴旋转,在图的上方描绘了该排气和进气冲程并在双箭头内标注了“排气”和“进气”。气缸压力沿着垂直轴通过特别标出的周围环境压力线性表示,该周围环境压力假定为一个标准大气压或大约101kPa。区域63通常表示根据本发明建立的低压状态或低于大气压状态的合成面积。一个适度持久的持续期的低压状态可达到大致60kPa,这个值低于周围环境气压或低于大气压,或者可达到大约周围环境气压或大气压的60%以下或大约周围环境或大气压的40%。当然,图4中所示曲线是其它曲线的示例,这些曲线可通过更复杂和独立变化的排气和进气曲线来建立,这些进气和排气曲线包括外加阀门时序和持续期的阀门升程的变化。例如,对于图3中所示的曲线52,在进气过程进气阀门延迟开启会导致深度低压状态,而在进气过程进气阀门提前开启会导致浅度低压状态。一个典型的相对短的持续期的低压状态可达到大致42kPa,这个值低于周围环境气压或低于大气压,或者可达到大约周围环境气压或大气压的42%以下或大约周围环境或大气压的58%。一个典型的相对长的持续期的低压状态可达到75kPa,这个值低于周围环境气压或低于大气压,或者可达到大致周围环境气压或大气压的75%以下或大约周围环境或大气压的25%。如图3所述,在发动机较低负荷时会引起缸内压力较低。也就是说,在发动机较低负荷时达到了深度真空级别。图4中的负荷减少的箭头表示作为发动机负荷减少的一个函数的进气压力曲线的理想的控制趋势。
废气再循环被引入燃烧室中来混合空气和燃料。再次参考图3中所示的阀门时序,FFVA使排气再吸入弹性排气阀门作用在阀门开启,关闭,升起和持续期时能在燃烧过的气体通过排气阀门排出到排气通道之前就被再吸入。FFVA允许在排气再吸入实施过程中气体组成的混合物和温度有重要的变化。在图3中标记为53和55的示例性再吸入时序描述了阀门升程,持续期和相位调整的变化。
下面将描述用于这里所说的发动机运转的优选燃料喷射方法。液体和气体喷射是DI的候选。另外,辅助空气和其它类型的供给方式的使用是预期的。而且,所用点火系统的类型是变化的—通常根据发动机负荷和爆燃来考虑—并包括诸如SI,CI和受控自燃这些无限制例子。
根据本发明的燃料控制方面,在发动机的部分负荷运转区域里指定了两个负荷区域。参考图5,低负荷区域标记为L-PL和中部分负荷/高部分负荷区域标记为I/H-PL。这些区域对应着整个四冲程燃烧循环来绘制,该四冲程燃烧循环通过在下部的曲轴转角ATDC燃烧和在上部相应的重复燃烧循环区域来指定。通常,在低负荷区域会产生整个燃料供给的分立喷射,而在中部分负荷/高部分负荷区域会产生整个燃料供给的单独喷射。图中过渡区域62使得一个或两个邻近的部分负荷区域显著重叠并有效地延伸到相应的燃料控制的部分负荷区域。
就分立喷射而言,整个循环的总的燃料需求被分成两个喷射过程。一个喷射过程是在进气循环初期而另一个喷射过程是压缩循环后期。通常,第一个喷射过程喷射为整个循环的总的燃料需求量的大约10%到大约50%。通常,燃料的第一部分建立的气缸供料在燃烧室内不足以产生自燃。整个循环的燃料需求量的剩下部分是在第二燃料喷射过程来喷射的。在活塞的压缩冲程第二部分的燃料使气缸供料富足而足够引起自燃。
由于气缸内较高的供料温度和密度,第二次燃料雾化的渗透和分散受到限制。在燃烧室内形成局部富足混合区域。由空气、再吸入的燃烧过的气体和第一次喷射的燃料的混合物结合第二燃料喷射所形成的局部富足混合物一起工作在相对低的压缩比下完成汽油的自燃而无需火花的辅助,该压缩比相当于用在柴油机燃料的自燃中的高压缩比。
总的燃料需求量(也就是第一部分和第二部分燃料的组合)显著地少于同样的传统操作的内燃机的燃料需求量,这可以以相同的衡量标准和燃烧稳定性来确定,这些将在图7和图8得到证明。
就单独喷射而言,整个循环的总的燃料需求量是在进气冲程初期通过一个喷射过程来完成的。
图5也是关于喷射时序的确定的优选说明。标有56和57的实线在低负荷运转区域分别限定了一个区域,该区域相当于在进气和压缩循环第一次燃料和第二次燃料输送的首选角度区域。优选地,燃料的第一部分在ATDC燃烧大约360度角或大约400度角处喷射入。如图所示当发动机负荷增大时第一次喷射的喷射时序也最好以连续的方式滞后。燃料的第二部分在ATDC燃烧(燃烧上止点中心前20到80度)大约640度角或大约700度角处喷射入。喷射时序的选择保证了无烟运转,喷射时序受到喷射器喷雾锥角和燃料喷射量的影响。当发动机负荷增大时第二次喷射的喷射时序也最好以连续的方式提前。分立喷射的其它角度区域也可以被利用但不产生如优选区域一样的效益。
标有58的实线在中部分负荷/高部分负荷运转区域限定了一个区域,该区域相当于在进气循环燃料输送的首选角度区域。优选地,燃料在ATDC燃烧大约390度角到大约450度角喷射入。如图所示在发动机负荷增大时单独喷射的喷射时序也最好以连续的方式滞后。单独喷射的其它角度区域也可以被利用但不产生如优选区域一样的效益。
在负荷变化时通过发动机的功率和排放来调节从一个喷射策略到另一个策略的转变。例如,在低负荷运转时,具有在进气冲程初期的第一次喷射和在压缩冲程的第二次喷射的分立喷射是能够产生对自燃燃烧稳定控制的喷射策略。第二次喷射的喷射时序随着发动机负荷的增大不断提前促进了燃烧室内燃料的分散和保持局部混合物的空燃比在可接受的范围内从而避免了不合格的NOx和烟的排放标准。但是,尽管喷射时序的提前,在中部分负荷运转时氮氧化物(NOx)仍然会出现不被接受的水平。因此,如图6所示在大约100kPa到大约140kPa平均实际有效压力(NMEP)时喷射策略就从分立喷射转换为单独喷射。实验表明发动机在中部分负荷运转时分立喷射和单独喷射会带来同样的发动机性能。在进气冲程单独喷射时NOx排放少于分立喷射时NOx的排放。但是,在进气冲程中由于间隙积存的未燃烧的燃料的增加导致单独喷射时碳氢化合物(HC)排放多于分立喷射时碳氢化合物的排放。因此,喷油策略转变发生所在的准确负荷由NOx-HC排放的权衡来确定。
如图6所示,依照采用FFVA系统的本发明运转的四冲程内燃机的排气阀门和进气阀门,将阀门开启时序和关闭时序当作是发动机负荷的一个函数。这里采用了以下标记:进气阀门开启(IVO);进气阀门关闭(IVC);排气阀门开启—排气(EVOe);排气阀门关闭—排气(EVCe);排气阀门开启—再吸入(EVOr);排气阀门关闭—再吸入(EVCr)。图6还表明了依照本发明将随喷射策略而定的负荷和不同的燃烧模式作为发动机负荷的一个函数。特别地,在低于大约420kPa的NMEP时发动机在采用稀薄空气/燃料混合的受控自燃的燃烧模式(CAI-L)下运转。在这种燃烧模式下,NOx排放指标随着发动机负荷的增大而增加。在大约420kPa的NMEP时,NOx排放指标大约是1g/kg燃料。在大约420kPa和500kPa之间的NMEP时,发动机在采用化学计量空燃比的受控自燃的燃烧模式(CAI-S)下运转,以便在NOx控制处理后使用传统的三效催化方法。在大约500kPa和600kPa之间的NMEP时,发动机在采用化学计量空燃比的火花点火,非节阀门的燃烧模式(NT-S)下运转,该模式采用进气阀门早期关闭来控制负荷。在高于大约600kPa的NMEP时,发动机在采用化学计量空燃比的传统的火花点火,节阀门的燃烧模式(T-S)下运转,直到达到满负荷。
图7和图8描述了实测的燃烧稳定性(IMEP的COV)和净单位燃料消耗量(NSFC)作为在采用FFVA系统的受控自燃的燃烧模式下运转的单缸直接喷射式汽油四冲程内燃机的发动机负荷的一个函数。
如果不采用当前发明的阀门和燃料控制,示例性的大多数典型的四冲程直接喷射式受控自燃式汽油发动机的部分负荷限制在大约240kPa的平均实际有效压力(NMEP)处并以通常可接受的5%的平均指示有效压力(IMEP)的变化系数作为指示器。从图7中可以看出,结合本发明FFVA阀门和燃料供给方面可通过贯穿在具有不到5%COV IMEP的大约25kPa和大约500kPa的NMEP之间的负荷范围内获得以达到受控自燃燃烧为目的的理想燃烧的相位。图8是采用本发明的FFVA阀门和燃料供给方面得到的净单位燃料消耗量的示例。
图9-12描述了影响燃烧过的气体再吸入的本发明的可选阀门拓扑结构的应用。依照本发明两级液压控制阀门升程机构和凸轮相位机构来提供进气阀门相位变换和排气阀门再吸入升程来影响理想的燃烧室环境。进气阀门时序通过从相位提前到相位滞后时期在不同标记71,73,75和77的各自相位变换位置的一个示例性的165度角进气持续期来描述。
相应于排气过程控制排气阀门关闭以及开启的进气阀门相位变换在燃烧室内建立低压。如图9所示,认为排气过程是在进气阀门开启至少从180度角到360度角的一部分排气冲程引起的。在当前图示中,排气阀门关闭相应于大致380度ATDC燃烧或排气冲程TDC后20度角。优选的排气阀门关闭相位是参照前面所述关于FFVA实施(在大约排气冲程TDC前20度角到排气冲程TDC后20度角内,和更优选地在大约排气冲程TDC到排气冲程TDC后20度角)。
前面讨论的所考虑的关于TDC排气阀门关闭和进气阀门开启的不对称,最小阀门重叠,和缸内压力松驰适用于当前阀门相位。优选地,在部分负荷工作况点,在进气过程排气冲程TDC后大约30度角到大约90度角进气阀门开启紧跟着排气阀门关闭。
在这之前所描述的进气阀门和排气阀门相位的这些特征在图9的曲线中有所体现。排气曲线69代表在排气冲程TDC后大致20度角产生阀门关闭时的排气过程排气曲线。为了示例的目的,如前所述,尽管在排气过程排气阀门处于关闭相位时认为排气过程是基本静止的,在本发明的范围内排气阀门曲线的相位变化是可以预料到的,以便获得变化的结果及目的。进气曲线77对应于进气阀门在排气冲程上止点中心后40度角开启和在进气冲程下止点后25度角关闭,以便影响缸内真空的一个级别。进气曲线75,73和71分别对应于进气阀门在排气冲程上止点中心后20度角,上止点中心,上止点中心前30度角的提前开启。曲线75,73和71对应于进气阀门在进气冲程下止点后5度角,下止点前15度角和下止点前45度角的关闭。在发动机逐渐降低负荷的情况下,与影响气缸压力减小的目标一致,相位曲线的趋势顺着图中负荷减小的箭头方向。
如图中绘出的有限离散的示例所示范的那样,示出了一些连续的进气曲线,具有与所示发动机负荷相对应的进气相移,将导致在燃烧室内理想的真空变化级别以及持续期。之前并入的同一专利权人的共同待决的美国专利申请号10/611,845、10/611,366和10/899,443中另外的细节阐明了有关改变真空程度的额外细节,这三篇文献的内容在此处并入作为参考。
废气再循环被理想地引入燃烧室内以混合空气和燃料。现在,再来参考图9中的阀门时序,排气再吸入排气阀门作用使得燃烧过的气体在通过排气阀门排出到排气通道前就被再吸收,升程变化允许在排气再吸入执行中气体组成混合物和温度的变化。图9中标有79的曲线是示例性再吸入时序曲线。
前面详细描述的燃料供给策略适用于前述缸内压力趋势控制的选择性阀门控制中。如前所述,关系到负荷区域,分立喷射和单独喷射,时序,提前,延迟,过度,排放,稀的和化学计量的燃料比等前述所考虑的事项现在均已经得到应用。
图10所示是作为发动机负荷函数的阀门开启和关闭时序,该负荷适用于根据本发明使用两步/移相器可变阀门作用硬件运转的四冲程内燃机的排气阀门和进气阀门。其中,标记规定遵循前面图6中相关的描述。图10中还示出了与负荷相关的喷射策略和不同的燃烧模式作为本发明发动机负荷的一个函数。
图11和图12示出了实测的燃烧稳定性(IMEP的COV)和净单位燃料消耗量为发动机负荷的函数。该负荷适用于在受控自燃燃烧模式下使用两级/移相器硬件的单缸直接喷射式汽油四冲程内燃机。
从图11中可以看出,通过本发明两级/移相器阀门和燃料供给方面的组合,受控自燃燃烧的最优燃烧相移可通过本发明介于大约75kPa和超过550kPa之间的NMEP负荷范围且通过不到5%的COVIMEP而得到。图12说明了在本发明两级/移相器阀门和燃料供给方面实践中获得的净单位燃料消耗量。
上文所描述的废气再循环是关于再吸入排气阀门作用的FFVA、多级升程和凸轮移相器实施的非限制性例子。根据排气再循环的可选再吸入的替代实施,在至少一部分排气冲程中进气阀门开启以排出燃烧过的气体并进入进气通道17以便后来的再循环或再吸入将它们吸收回与进气阀门对着的燃烧室。类似地,再吸入进气阀门作用可能受FFVA,多级升程和凸轮移相器实现的影响。之前并入的同一专利权人的共同待决的美国专利申请号10/899,443中揭露了这些基于废气再吸入的进气阀门和建立燃烧室低压的结合的额外细节。另外,还运用了外部废气再循环装置。例如,传统的废气再循环阀门能提供足够的燃烧过的气体到发动机的进气通道,其中提供足够的进气真空以用于被迫点火。可选的是,在进气通道内没有充足的真空提供——例如在受控自燃系统中典型运行的非节流模式的情况——废气再循环泵可提供正压力以将燃烧过的气体供应到进气通道。
此处参考特定的优选实施例和变体描述了本发明。在不脱离本发明范围的情况下可实施和实践其它可选择的实施例、变体和实现方式,本发明的范围仅由如下权利要求书限定。
Claims (103)
1.一种四冲程内燃机的运行方法,该四冲程内燃机包括由在气缸上止中心点和下止中心点之间做往复运动的活塞来界定的可变容积燃烧室;进气通道和排气通道;以及在所述活塞往复而顺序的排气冲程、进气冲程、压缩冲程和膨胀冲程中受控的进气阀门和排气阀门,所述方法包括:
提供排气过程,在该过程中排气阀门开启以便从燃烧室排出燃烧过的气体;以及提供进气过程,在该过程中进气阀门开启以便将新鲜空气吸入燃烧室;
其特征在于,所述方法还包括:
发动机在以部分负荷运转期间,控制进气阀门和排气阀门以便在燃烧室内建立低于大气压的环境,该燃烧室的特点是在较低的发动机负荷时其具有较低的压力。
2.如权利要求1所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在以低部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第一次燃料喷射和在压缩冲程过程中开始将燃料喷射燃烧室内的第二次喷射。
3.如权利要求2所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
4.如权利要求2所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
5.如权利要求2所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,随着发动机负荷增大,所述燃料的第一次喷射延迟,而所述燃料的第二次喷射提前。
6.如权利要求2所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分负荷和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内第三次喷射。
7.如权利要求6所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
8.如权利要求6所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于, 所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
9.如权利要求6所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
10.如权利要求6所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
11.如权利要求7所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
12.如权利要求8所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
13.如权利要求9所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三喷射随着发动机负荷增大而延迟。
14.如权利要求1所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分负荷和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内。
15.如权利要求14所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的喷射随着发动机负荷增大而延迟。
16.如权利要求1所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:在进气冲程中在燃烧室内建立废气再循环。
17.如权利要求16所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在低负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第一次喷射和在压缩冲程开始将燃料喷射到燃烧室内的第二次喷射。
18.如权利要求17所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
19.如权利要求17所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
20.如权利要求17所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
21.如权利要求17所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分负荷和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第三次喷射。
22.如权利要求21所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
23.如权利要求21所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
24.如权利要求21所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
25.如权利要求21所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
26.如权利要求22所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
27.如权利要求23所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
28.如权利要求24所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
29.如权利要求16所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分负荷和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内。
30.如权利要求29所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的喷射随着发动机负荷增大而延迟。
31.如权利要求16所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述废气再循环包括内部废气再循环。
32.如权利要求31所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
33.如权利要求31所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再 吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
34.如权利要求31所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程中通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
35.如权利要求31所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在低负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第一次喷射和在压缩冲程开始将燃料喷射到燃烧室内的第二次喷射。
36.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
37.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
38.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
39.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
40.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入排气通道。
41.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
42.如权利要求35所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第三次喷射。
43.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
44.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
45.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
46.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
47.如权利要求43所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
48.如权利要求44所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
49.如权利要求45所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
50.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
51.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
52.如权利要求42所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
53.如权利要求31所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分负荷和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第三次喷射。
54.如权利要求53所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
55.如权利要求16所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述废气再循环包括外部废气再循环。
56.如权利要求36所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废 气。
57.如权利要求36所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
58.如权利要求36所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
59.如权利要求37所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
60.如权利要求37所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
61.如权利要求37所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
62.如权利要求38所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
63.如权利要求38所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
64.如权利要求38所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
65.如权利要求43所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
66.如权利要求43所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
67.如权利要求43所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于, 所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
68.如权利要求44所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
69.如权利要求44所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
70.如权利要求44所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
71.如权利要求45所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
72.如权利要求45所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
73.如权利要求45所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
74.如权利要求46所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
75.如权利要求46所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
76.如权利要求46所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
77.如权利要求47所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
78.如权利要求47所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
79.如权利要求47所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
80.如权利要求48所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
81.如权利要求48所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
82.如权利要求48所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
83.如权利要求49所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
84.如权利要求49所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
85.如权利要求49所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
86.如权利要求53所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
87.如权利要求53所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
88.如权利要求53所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再 吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
89.如权利要求54所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括通过及早关闭排气阀门以在燃烧室内收集废气。
90.如权利要求54所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的排气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的排气阀门将废气排入排气通道。
91.如权利要求54所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述内部废气再循环包括在进气冲程中通过开启的进气阀门将废气再吸入燃烧室和在排气冲程通过开启的进气阀门将废气排入进气通道。
92.如权利要求55所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在低负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第一次喷射和在压缩冲程开始将燃料喷射到燃烧室内的第二次喷射。
93.如权利要求92所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
94.如权利要求92所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
95.如权利要求92所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
96.如权利要求92所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,该方法还包括:
发动机在中部分负荷和高部分负荷运转期间,在进气冲程中开始将燃料喷射到燃烧室内的第三次喷射。
97.如权利要求96所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
98.如权利要求96所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第二次喷射随着发动机负荷增大而提前。
99.如权利要求96所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第一次喷射随着发动机负荷增大而延迟和所述燃料的第二 次喷射随着发动机负荷增大而提前。
100.如权利要求96所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
101.如权利要求97所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
102.如权利要求98所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
103.如权利要求99所述的四冲程内燃机的运行方法,其特征在于,所述燃料的第三次喷射随着发动机负荷增大而延迟。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |