用于具有汽缸停用和可变气门正时的涡轮增压发动机的方法_2

文档序号:9259028阅读:来源:国知局
燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入。在这个示例中,输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在本文中也被称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136,活塞138被设置在其中。活塞138可以被耦连至曲轴140,使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦连至客车的至少一个驱动轮。另外,起动马达可以经由飞轮耦连至曲轴140,以实现发动机10的起动运转。
[0027]汽缸14可以经由一系列进气道42、44和46接收进气。除了汽缸14外,进气道46还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中,进气道中的一个或多个可以包括增压装置,例如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出了被配置为具有涡轮增压器的发动机10,该涡轮增压器包括布置在进气道42与44之间的压缩机174和沿排气道48布置的排气涡轮176。压缩机174可以至少部分地由排气涡轮176通过轴180提供动力,其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而,在例如发动机10装备有机械增压器的其他示例中,可以可选地省略排气涡轮176,其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流阀164的节气门162可以沿发动机的进气道设置,用于改变提供给发动机汽缸的进气流速和/或进气压力。例如,如在图1中所示,节气门162可以被布置在压缩机174的下游,或替代地,可以被提供在压缩机174的上游。对于增压内燃发动机,增压冷却器通常被布置在进气歧管中,增压冷却器降低吸入的增压器空气或新鲜空气的温度,并且由此增加新鲜汽缸充气的密度。以此方式,增压空气冷却器有助于增加增压空气对燃烧室的填充。
[0028]除了汽缸14外,排气通道48还可以接收来自发动机10的其他汽缸的排气。排气传感器128被示为耦连至排气通道48,在排放控制装置178的上游。气体传感器128可以选自用于提供排气空燃比指示的各种合适的传感器,例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO (如所描绘的)、HEGO (加热型EGO)、NOx, HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
[0029]排气温度可以由位于排气通道48中的一个或多个温度传感器(未示出)测量。替代地,排气温度可以基于发动机工况来推断,发动机工况例如为转速、负荷、空燃比(AFR)、花火延迟等。另外,排气温度可以通过一个或多个排气传感器128来计算。应当理解,排气温度可以替代地通过在本文中所列出的温度估算方法的任意组合来估算。
[0030]发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,汽缸14被示为包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些实施例中,发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。
[0031]进气门150可以由控制器12经由凸轮驱动系统151通过凸轮驱动来控制。类似地,排气门156可以由控制器12经由凸轮驱动系统153来控制。凸轮驱动系统151和153均可以包括一个或多个凸轮,并且可以使用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个,它们可以由控制器12操作以改变气门运转。进气门150和排气门156的运转可以分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。在替代实施例中,进气门和/或排气门可以由电气门驱动来控制。例如,汽缸14可以替代地包括经由电气门驱动控制的进气门和经由凸轮驱动(包括CPS系统和/或VCT系统)控制的排气门。在其他实施例中,进气门和排气门可以由共同的气门驱动器或者驱动系统或者可变气门正时驱动器或者驱动系统来控制。凸轮正时可以被调整(通过提前或延迟VCT系统),以配合EGR流和/或爆震控制流体的直接喷射来调整发动机稀释,由此减少EGR瞬变并改善发动机性能。
[0032]汽缸14可以具有压缩比,该压缩比为活塞138在下止点时与在上止点时的体积比。通常,压缩比在9:1至10:1的范围内。然而,在一些使用不同燃料的示例中,可以增大压缩比。例如,当使用更高的辛烷燃料或具有更高的潜在蒸发焓的燃料时,这种情况可能发生。如果使用直接喷射,由于其对发动机爆震的影响,也可以增大压缩比。
[0033]在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可以包括用于使燃烧开始的火花塞192。在选定的运转模式下,响应于来自控制器12的火花提前信号SA,点火系统190可以经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而,在一些实施例中,火花塞192可以被省略,例如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料喷射开始燃烧的情况下,一些柴油发动机可能就是这种情况。
[0034]在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可以被配置为具有一个或多个喷射器,用于将爆震控制流体提供至汽缸。在一些实施例中,爆震控制流体可以是燃料,其中喷射器也被称为燃料喷射器。作为非限制性的示例,汽缸14被示为包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示为直接耦连至汽缸14,以便经由电子驱动器168与从控制器12接收到的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进汽缸14中。以此方式,燃料喷射器166提供了燃料到汽缸14的燃烧室内的所谓的直接喷射(在下文中也被称为“DI”)。尽管图1将喷射器166示为侧喷射器,但其也可以位于活塞上方,例如靠近火花塞192的位置。当用醇基燃料使发动机运转时,由于一些醇基燃料的挥发性较低,这种位置可以增加混合以及燃烧。替代地,喷射器可以位于顶部并靠近进气门,以增加混合。燃料可以从高压燃料系统8输送至燃料喷射器166,高压燃料系统8包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道。替代地,可以通过单级燃料泵以较低压力输送燃料,在这种情况下,燃料直接喷射的正时在压缩冲程期间会比使用高压燃料系统的情况下更受限制。另外,尽管未示出,燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。应当理解,在替代的实施例中,喷射器166可以是进气道喷射器,其将燃料提供到汽缸14上游的进气道内。
[0035]还应当理解,尽管在一个实施例中,可以通过经由单个直接喷射器喷射可变燃料或爆震控制流体混合物来使发动机运转;但在替代的实施例中,可以通过使用两个喷射器(直接喷射器166和进气道喷射器)并改变来自每个喷射器的相对喷射量使发动机运转。
[0036]在汽缸的单个循环期间,可以通过喷射器将燃料输送至汽缸。另外,如在下文中所描述的,自喷射器输送的燃料或爆燃控制流体的分配和/或相对量可以随着工况(例如,空气充气温度)而变化。此外,对于单个燃烧事件,可以每个循环执行所输送的燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
[0037]如上面所描述的,图1示出了多缸发动机的一个汽缸。因此,每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。
[0038]一种用于增加自动点火内燃发动机在部分停用期间的效率的选择方案通过一种用于使具有至少两个汽缸且具有至少一个至少部分可变气门驱动装置的机械增压自动点火内燃发动机运转的方法来实现,其中每个汽缸具有至少一个出气口,所述至少一个出气口与用于经由排气排出系统排出排气的排气管路毗连。在其中,每个汽缸具有至少一个进气口,所述至少一个进气口与用于经由进气系统供应增压空气的进气管路毗连,至少两个汽缸以如下方式来配置:它们形成至少两组,每组具有至少一个汽缸,其中第一组的至少一个汽缸是即使在汽缸内燃发动机部分停用的情况下也处于运转的汽缸,而第二组的至少一个汽缸被形成为可以以取决于负荷的方式进行切换的汽缸,每个汽缸组的汽缸的排气管路各自合并以形成总排气管路,使得排气歧管被形成,并且提供至少两个排气涡轮增压器。第一排气涡轮增压器的涡轮被进一步布置在第一汽缸组的第一总排气管路中,而第二排气涡轮增压器的涡轮被布置在第二汽缸组的第二总排气管路中,并且所述至少两个排气涡轮增压器的两个关联的压缩机被并联地布置在进气系统中。该系统包括至少一个可切换汽缸,其中第二组的可切换汽缸根据内燃发动机的负荷T以如下方式进行切换:在负荷降低期间,如果未到达第一可预先定义的负荷Tdmnu,则所述至少一个可切换汽缸被停用,而如果超过可预先定义的负荷Tup,则所述至少一个可切换汽缸被激活。
[0039]在一些情况下,分别用于未到达目标和超过目标的预定阈值负荷Td_和Tup可以具有相等的幅值。在本文中,为了简单起见,预定阈值负荷具有相等的幅值。然而,Tdown^PTup在幅值上可以不同。当内燃发动机处于运转时,第一汽缸组的汽缸是永久处于运转的汽缸。第二汽缸组的切换(即所述第二组的激活与停用)发生。此外,预先定义的极限负荷可以被改变,并且可以根据发动机转速、冷却剂温度、增压压力和/或至少一个另外的运转参数来预先定义。
[0040]根据本描述的方法所基于的内燃发动机装备有至少两个排气涡轮增压器。至少两个排气涡轮增压器的涡轮被并联地布置在排气排出系统中,其中每个汽缸组被分配涡轮。这
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1