对置活塞发动机中的排气催化剂起燃的制作方法

文档序号:28219891发布日期:2021-12-29 01:16阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种操作对置活塞发动机的方法,所述对置活塞发动机包括气缸、靠近所述气缸的第一端的进气端口、靠近所述气缸的第二端的排气端口、被配置为将质量空气流量输送到所述进气端口的增压空气通道、被配置为从所述排气端口输送排气的排气通道、所述排气通道中的背压阀和所述排气通道中的催化后处理装置,所述催化后处理装置包括具有起燃温度的催化剂,所述方法包括:启动所述对置活塞发动机的操作;通过在燃烧室中喷射的燃料的压缩点火操作所述对置活塞发动机,所述燃烧室形成在设置成在所述气缸中反向运动的一对活塞的端面之间;当所述对置活塞发动机正在操作时,感测指示所述催化剂的温度的排气状况;根据所述对置活塞发动机的操作状态,响应于所述排气状况启动催化剂起燃程序;当所述对置活塞发动机处于怠速时,通过增加到所述进气端口的所述质量空气流量并关闭所述背压阀来执行所述催化剂起燃程序;当所述对置活塞发动机处于踩油门瞬态状况时,通过增加到所述进气端口的所述质量空气流量、增加喷射的燃料的量和提前所述喷射的燃料的喷射正时来执行所述催化剂起燃程序;当所述对置活塞发动机处于松油门瞬态状况时,通过降低到所述进气端口的所述质量空气流量并延迟喷射的燃料的所述喷射正时来执行所述催化剂起燃程序;以及当所述排气状况指示所述催化剂起燃程序期间所述催化剂的所述温度超过催化剂起燃阈值时,将所述对置活塞发动机转换到正常工况。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述排气状况是排气温度。3.根据权利要求2所述的方法,其中增加到所述进气端口的所述质量空气流量包括调节所述对置活塞发动机的涡轮增压器和机械增压器。4.根据权利要求3所述的方法,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述排气通道中的废气门。5.根据权利要求3所述的方法,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述涡轮增压器的涡轮的可调节元件。6.根据权利要求3所述的方法,其中调节所述机械增压器包括增加所述机械增压器的速度。7.根据权利要求6所述的方法,其中增加所述机械增压器的所述速度包括改变机械增压器驱动装置的速度比。8.根据权利要求1所述的方法,其中所述排气状况是排气焓。9.根据权利要求8所述的方法,其中增加到所述进气端口的所述质量空气流量包括调节所述对置活塞发动机的涡轮增压器和机械增压器。10.根据权利要求9所述的方法,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述排气通道中的废气门。11.根据权利要求9所述的方法,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述涡轮增压器的涡轮的可调节元件。12.根据权利要求9所述的方法,其中调节所述机械增压器包括增加所述机械增压器的速度。
13.根据权利要求12所述的方法,其中增加所述机械增压器的所述速度包括改变机械增压器驱动装置的速度比。14.一种对置活塞发动机,其包括:气缸,其具有靠近所述气缸的第一端的进气端口和靠近所述气缸的第二端的排气端口;一对活塞,其设置成在所述气缸中反向运动;增压空气通道,其被配置为将质量空气流量输送到所述进气端口;排气通道,其被配置为从所述排气端口输送排气;所述排气通道中的背压阀;以及所述排气通道中的催化后处理装置,所述催化后处理装置包括具有起燃温度的催化剂,所述对置活塞发动机还包括控制单元,所述控制单元被编程为:启动所述对置活塞发动机的操作;当所述对置活塞发动机通过喷射到形成在所述一对活塞的端面之间的燃烧室中的燃料的压缩点火而操作时,感测指示所述催化剂的温度的排气状况;根据所述对置活塞发动机的操作状态,响应于所述排气状况启动催化剂起燃程序;当所述对置活塞发动机处于怠速操作状态时,通过增加到所述进气端口的所述质量空气流量并关闭所述背压阀来执行所述催化剂起燃程序;当所述对置活塞发动机处于踩油门瞬态状况时,通过增加到所述进气端口的所述质量空气流量、增加喷射的燃料的量和提前所述喷射的燃料的喷射正时来执行所述催化剂起燃程序;当所述对置活塞发动机处于松油门瞬态状况时,通过减少到所述进气端口的所述质量空气流量并延迟喷射的所述喷射正时来执行所述催化剂起燃程序;以及,当所述排气状况指示所述催化剂起燃程序期间所述催化剂的所述温度超过催化剂起燃阈值时,将所述对置活塞发动机转换到正常工况。15.根据权利要求14所述的对置活塞发动机,其中所述排气状况是排气温度。16.根据权利要求15所述的对置活塞发动机,其中增加到所述进气端口的所述质量空气流量包括调节所述对置活塞发动机的涡轮增压器和机械增压器。17.根据权利要求16所述的对置活塞发动机,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述排气通道中的废气门。18.根据权利要求16所述的对置活塞发动机,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述涡轮增压器的涡轮的可调节元件。19.根据权利要求16所述的对置活塞发动机,其中调节所述机械增压器包括增加所述机械增压器的速度。20.根据权利要求19所述的对置活塞发动机,其中增加所述机械增压器的所述速度包括改变机械增压器驱动装置的速度比。21.根据权利要求14所述的对置活塞发动机,其中所述排气状况是排气焓。22.根据权利要求21所述的对置活塞发动机,其中增加到所述进气端口的所述质量空气流量包括调节所述对置活塞发动机的涡轮增压器和机械增压器。
23.根据权利要求22所述的对置活塞发动机,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述排气通道中的废气门。24.根据权利要求22所述的对置活塞发动机,其中调节所述涡轮增压器包括关闭所述涡轮增压器的涡轮的可调节元件。25.根据权利要求22所述的对置活塞发动机,其中调节所述机械增压器包括增加所述机械增压器的速度。26.根据权利要求25所述的对置活塞发动机,其中增加所述机械增压器的所述速度包括改变机械增压器驱动装置的速度比。27.一种用于对置活塞发动机的催化剂起燃设备,其包括:排气通道,其被配置为接收由空气和燃料的混合物在所述对置活塞发动机的气缸中燃烧产生的排气流;催化剂设备,其设置在所述排气通道中并与涡轮增压器的涡轮串联;排气传感器布置,其被配置为检测指示所述催化剂设备的催化剂温度的所述排气的排气状况;发动机控制单元,其电连接到所述排气传感器布置并被编程为:执行冷起动程序,以通过起动转动所述对置活塞发动机来启动燃料喷射的压缩点火操作模式;确定所述冷起动程序期间是否达到稳定燃烧;当达到所述稳定燃烧时,确定所述排气状况是否指示所述催化剂的温度低于所述催化剂的起燃温度;以及,当所述催化剂的所述温度低于所述催化剂的所述起燃温度时,增加进入所述气缸的进气端口中的加压的增压空气流量,并且限制所述排气通道中的排气流量,直到所述排气状况指示所述催化剂的所述温度超过所述起燃温度。28.根据权利要求27所述的用于对置活塞发动机的催化剂起燃设备,其中所述排气状况是排气温度并且所述温度传感器布置包括设置在所述催化剂设备上游侧上的所述排气通道中的排气温度传感器。29.根据权利要求27所述的用于对置活塞发动机的催化剂起燃设备,其中所述排气状况是排气温度并且所述温度传感器布置包括设置在涡轮增压器的涡轮出口和所述催化剂设备的入口之间的所述排气通道中的排气温度传感器。30.根据权利要求27所述的用于对置活塞发动机的催化剂起燃设备,其还包括在所述对置活塞发动机的增压空气通道中的质量空气流量传感器,其中所述排气状况是排气焓并且所述温度传感器布置包括在所述催化剂设备上游侧上的第一排气温度传感器和在所述催化剂设备下游侧上的第二排气温度传感器,并且所述发动机控件还被编程为基于通过所述对置活塞发动机的增压空气通道的空气质量流量以及由所述第一排气温度传感器检测的第一排气温度和由所述第二排气温度传感器检测的第二排气温度之间的差值来计算所述排气焓。31.一种操作对置活塞发动机的方法,所述对置活塞发动机包括气缸、靠近所述气缸的第一端的进气端口、靠近所述气缸的第二端的排气端口、被配置为将空气泵送到所述进气端口的机械增压器、被配置为从所述排气端口输送排气的排气通道、包括所述排气通道中
的涡轮和所述机械增压器的上游侧上的压缩机的涡轮增压器、所述涡轮的下游侧上的所述排气通道中的背压阀,以及所述排气通道中的催化后处理装置,所述催化后处理装置包括具有起燃温度的催化剂,所述方法包括:通过起动转动所述对置活塞发动机启动所述气缸中的压缩点火燃烧;当因压缩点火燃烧继续而停止起动转动时,通过以下方式升高所述催化后处理装置的催化剂温度:调节所述涡轮和所述机械增压器以增加进入所述进气端口中的质量空气流量;以及,关闭所述背压阀;确定指示所述催化剂温度的排气状况;当指示的催化剂温度接近所述起燃温度时,将所述发动机转换到正常工况。32.根据权利要求31所述的方法,其中调节所述涡轮和所述机械增压器以增加进入所述气缸中的质量空气流量包括关闭所述涡轮的废气门。33.根据权利要求31所述的方法,其中调节所述涡轮和所述机械增压器以增加进入所述气缸中的质量空气流量包括关闭所述涡轮的可调节元件。34.根据权利要求31所述的方法,其中调节所述涡轮和所述机械增压器以增加进入所述气缸的质量空气流量包括增加所述涡轮的纵横比。35.根据权利要求31所述的方法,其中调节所述涡轮和所述机械增压器以增加进入所述气缸的质量空气流量包括增加所述机械增压器的速度。36.根据权利要求35所述的方法,其中增加所述机械增压器的所述速度包括改变将所述机械增压器耦接到所述发动机的曲轴的驱动装置的速度比。37.根据权利要求31所述的方法,其中确定指示所述催化剂温度的排气状况包括感测在靠近所述催化后处理装置的入口的所述排气通道中的排气温度。38.根据权利要求31所述的方法,其中确定指示所述催化剂温度的排气状况包括:感测所述催化后处理装置的上游侧上的所述排气通道中的第一排气温度;感测所述催化装置的下游侧上的所述排气通道中的第二排气温度;基于所述第一排气温度和所述第二排气温度确定所述催化剂的温度;确定指示所述排气通道中排气的质量流率的排气质量流率值;以及基于所述催化剂的所述温度和所述排气质量流率确定所述催化后处理装置中所述排气的焓。

技术总结
在其排气系统中包括催化后处理装置的对置活塞发动机中,监测指示后处理装置的催化剂温度的排气状况。当催化剂温度接近或低于起燃温度(S3)时,执行催化剂起燃程序以升高催化剂的温度(S4


技术研发人员:A
受保护的技术使用者:阿凯提兹动力公司
技术研发日:2020.04.28
技术公布日:2021/12/28
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