燃料喷射控制装置的制作方法

文档序号:14418473阅读:354来源:国知局
燃料喷射控制装置的制作方法

本发明涉及一种针对一个汽缸具备第1喷射器和第2喷射器的发动机的燃料喷射控制装置。



背景技术:

为了高性能地兼顾分层燃烧(燃料稀薄燃烧)与均匀燃烧,提出了针对一个汽缸设置两个喷射器的方法。例如,在专利文献1中,介绍了如下方法:在二冲程发动机中,为了在低中负载时进行分层燃烧、在高负载时进行均匀燃烧,使用喷雾角、喷雾贯穿力、粒径、流量特性不同的2种喷射器。

分层燃烧是以运行空燃比大于理论混合比的方式将空气吸入到燃烧室,由此使由于节气门节流所产生的泵损失降低的方法,但要在该条件下稳定地燃烧,需要在火花塞附近使当量比1前后的混合气分层化。因此,存在如下方法:通过使火花塞与喷射器邻近,在即将点火之前喷射燃料,从而可靠地在火花塞周围形成混合气,在该情况下,期望喷射器的静流小、且喷雾贯穿力小。相反地,在高负载时,根据高输出、提高耐爆燃性的观点,为了迅速地进行燃烧,需要在燃烧室内形成均匀的混合气。因此,为了不影响到空气流而使喷雾能够扩散于燃烧室的整个区域,期望喷射器的静流大、且喷雾贯穿力大。这样由于在分层燃烧与均质燃烧中喷射器所要求的规格不同,所以如果想要通过一个喷射器来实现,则变成折中的规格,是无法取得最大限度的性能的状况。但是,如上所述,通过将喷射器设为两个而形成分层混合气和均匀混合气,因此能够区分使用喷射器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-247841号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

例如,在直喷式发动机中,为了形成均匀混合气,在进气冲程中喷射燃料,但在吸入空气的进气冲程期间,在进气阀周围生成空气流入的流动。

燃料喷雾受到该气流的影响,但由于上述流动与发动机转速大致成比例,所以如果发动机转速低,则影响小,喷雾能够向喷射的方向前进。但是,如果发动机转速高,则喷雾被流动冲走而从喷射的方向偏移地前进。

图1中示出通过数值模拟解析转速的影响的结果。该图示出将均匀燃烧用的喷射器配置于汽缸的进气侧、在发动机负载恒定且转速为1500、3000、4500、6000r/min的条件下混合气的分布,在100degatdc的定时下进行显示。燃料从喷射器向排气下侧(图中的右下方)喷射,在1500r/min的情况下,混合气大致向瞄准方向前进。在将喷射器配置于进气侧的情况下,为了避免进气阀与喷雾的干扰,未瞄准排气上侧(图中的右上方),形成混合气浓度低的区域(以下称为燃料稀薄区域)。作为发动机转速为3000r/min以上的结果,可知如下情形:随着发动机转速变高,从进气阀流入的空气流动变快,所以随着发动机转速变高,混合气偏向进气侧的程度变大,燃料稀薄区域扩大。

根据其结果,在将两个喷射器设置于燃烧室中心上部和燃烧室进气侧而进行燃料喷射的情况下,如果相对于发动机转速的上升而使从两个喷射器喷射的燃料比率保持恒定来实施,则随着发动机转速变高,从燃烧室进气侧喷射的燃料偏向进气侧的程度变大,形成过浓的混合气,另外,从进气侧喷射的燃料不到达排气侧,从而从排气侧的燃烧室上部喷射的燃料形成稀的混合气,由此,点火时间的混合气均匀度变差,所以有可能导致燃烧效率的劣化、输出降低。

另外,在将喷射器分别设置于燃烧室中心上部和进气管而喷射燃料的情况下,在排气冲程的期间从设置于进气管的喷射器喷射燃料,通过刚刚打开进气阀之后的高速气流使燃料微粒化而从进气阀的整周吸入,从而能够使均匀度变高,但如果发动机转速变高,则在排气冲程中无法完全喷射燃料,在进气冲程中喷射的燃料直接进入到燃烧室并附着于汽缸、活塞,排气劣化。另外,如果使排气冲程的喷射时间提早,则直至吸入所喷射的燃料为止的时间变长,从而产生喷雾气化而在进气管内形成混合气导致能够吸入的空气的量减少这样的课题。

如果这样在均匀燃烧条件下相对于发动机转速的变化而将第1喷射器和第2喷射器的燃料比率设为恒定,则存在混合气的均匀度劣化的课题。

本发明的目的在于,形成不受发动机转速影响的均匀度高的混合气。

解决技术问题的技术手段

本发明涉及一种燃料喷射控制装置,具备:汽缸;第1喷射器,其配置于该汽缸的轴向上部且径向中央部;进气阀,其配置于所述汽缸的轴向上部且相比所述第1燃料喷射装置更靠径向外侧的位置;以及第2喷射器,其从所述汽缸的轴向上部且至少相比所述进气阀更靠径向外侧的位置供给燃料,所述燃料喷射控制装置的特征在于,控制成:在所述发动机的转速高的情况下,与转速低的情况相比,第1喷射器相对于第2喷射器的燃料供给量的比率变大。

另外,优选第2喷射器配置于所述汽缸的上部且相比进气阀更靠径向外侧的位置。

另外,优选发动机具备经由所述进气阀将空气供给到所述汽缸的进气管,第2喷射器配置于所述进气管。

发明效果

根据本发明,在发动机转速变高的情况下,增大第1喷射器的燃料供给量的比率,减小第2喷射器的燃料供给量的比率,从而能够形成均匀度高的混合气。其结果,能够实现燃烧效率的提高和高输出化。

附图说明

图1是以往喷射方式的模拟结果。

图2示出本发明的进气管截面中的结构。

图3示出本发明的汽缸中心截面中的结构。

图4示出第1喷射器和第2喷射器的燃料喷射量相对于发动机转速的比率。

图5示出第1喷射器和第2喷射器的喷雾图案。

图6示出针对发动机转速和喷射量的分层燃烧与均匀燃烧的切换映射图。

图7示出针对发动机转速和喷射量的燃料压力映射图。

图8示出针对发动机转速的喷射时间映射图。

图9示出实施例1的90degatdc下的混合气分布。

图10示出实施例1的活塞下止点处的混合气分布。

图11示出实施例1的270degatdc下的混合气分布。

图12示出实施例1的320degatdc下的混合气分布。

图13示出实施例1的80degatdc下的混合气分布。

图14示出实施例1的活塞下止点处的混合气分布。

图15示出实施例1的270degatdc下的混合气分布。

图16示出实施例1的320degatdc下的混合气分布。

图17示出实施例1的80degatdc下的混合气分布。

图18示出实施例1的活塞下止点处的混合气分布。

图19示出实施例1的270degatdc下的混合气分布。

图20示出实施例1的320degatdc下的混合气分布。

图21示出实施例2的结构。

图22示出实施例2的喷射器安装截面的结构。

图23示出实施例2的第1喷射器和第2喷射器的燃料喷射量的比率。

图24示出实施例2的第1喷射器和第2喷射器的喷雾图案。

图25示出实施例2的分层燃烧与均匀燃烧的切换映射图。

图26示出实施例2的燃料压力图。

图27示出实施例2的第1喷射器的喷射时间映射图。

图28示出实施例2的第2喷射器的喷射时间映射图。

图29示出实施例2的90degatdc下的混合气分布。

图30示出实施例2的180degatdc下的混合气分布。

图31示出实施例2的270degatdc下的混合气分布。

图32示出实施例2的320degatdc下的混合气分布。

图33示出实施例2的90degatdc下的混合气分布。

图34示出实施例2的180degatdc下的混合气分布。

图35示出实施例2的270degatdc下的混合气分布。

图36示出实施例2的320degatdc下的混合气分布。

具体实施方式

接下来,使用附图,说明本发明的实施方式。

实施例1

图2、图3中示出本发明的实施例中的直喷式发动机的结构。在本结构中,是每1汽缸为400cc的直列4缸的自然吸气发动机。图2表示结构的概要,图3示出汽缸中心截面中的喷射器的安装位置。

通过汽缸盖1和汽缸体2以及插入于汽缸体的活塞3形成燃烧室,进气管4和排气管5相对于1个汽缸分别分支为2个而连接向该燃烧室。而且,为了对开口部进行开闭,进气阀6和排气阀7分别设置有2个。进气阀4和排气阀5为凸轮动作方式,与曲轴16联动地旋转。一般使用凸轮轮廓,排气阀关闭的时间与进气阀开始打开的时间为上止点的设定。

针对一个汽缸设置有2个喷射器,将第1喷射器8设置于汽缸的轴向上部且径向中央部。进一步地,将第2喷射器9设置于汽缸的上侧、且相比进气阀更靠径向外侧的位置。火花塞10以及点火线圈11配置于排气管4之间。

燃料储藏于燃料罐12,利用进料泵13通过燃料配管而送到高压泵14。高压燃料泵14由排气凸轮驱动,将升压了的燃料送到共轨15。进料泵13将燃料升压至0.3mpa左右而送到高压泵14,进一步地,高压泵14能够将燃料升压至最大15mpa而送到共轨15。将燃料压力传感器16设置于共轨15,能够探测燃料压力。在共轨16的顶端,对于每1汽缸连接2个喷射器,合计连接8个喷射器。

活塞3经由连杆17与曲轴18连结,能够由曲轴转角传感器19探测发动机转速。将起动马达(未图示)连结到曲轴18,在发动机起动时,能够由起动马达使曲轴旋转而起动。将水温传感器20安装于汽缸体,能够探测发动机冷却水的温度。将收集器21连接于进气管4的上游。在收集器的上游,虽然未图示,但具备空气流量传感器和节气门,能够通过节气门的开闭来调节吸入到燃烧室的空气量。在图中,仅记载1个汽缸,但从收集器将空气分配到各汽缸。

发动机控制单元(ecu)22监控各种传感器的信号,以能够控制第1喷射器8、第2喷射器9、火花塞10、高压燃料泵14这些设备的方式进行连接。在ecu22内的rom中,除了作为映射图数据而记录有一般使用的与发动机转速、水温、空燃比相应的各种设备的设定值之外,还记录有图4所示的作为本发明的特征的、针对发动机转速的第1喷射器8与第2喷射器9的燃料喷射量的比率数据。由此,控制成在发动机的转速高的情况下,与低的情况相比,第1喷射器8相对于第2喷射器9的燃料供给量的比率变大。

此外,在本实施例中,第1喷射器8与第2喷射器9的喷射开始时间图设成相同的设定,但第1喷射器8与第2喷射器9的喷射时间不需要一致,即使稍微变成一前一后,也没有问题。

图5中示出第1喷射器8与第2喷射器9的喷雾图案。喷射器是多孔式的。设置于气缸的中央部上侧的第1喷射器8被配置成图5中的上下方向角度的正侧朝向火花塞10,第1喷射器8的喷雾的各束为了不干扰到进气阀6,而朝向排气侧。第2喷射器9被配置成图5中的上下方向角度的正侧为朝向汽缸上部的方向,为了不干扰到进气阀6,第2喷射器9的各束朝向燃烧室下侧。

关于第1喷射器8,考虑到分层燃烧,为了减小喷雾贯穿力,使喷雾的孔相对于第2喷射器9变小。因此,第1喷射器8的每单位时间的喷射量相对于第2喷射器9为60%。喷射器的每单位时间的喷射量在第1喷射器8的情况下在燃料压力10mpa下为7.3mg/ms,在第2喷射器9的情况下在燃料压力10mpa下为12.1mg/ms。

使用图6~图20来说明实施例的作用。首先,使用图6~图9来说明发动机转速1500r/min的情况下的作用。此外,本实施例设为暖机后的水温90℃的条件。根据基于油门开度确定的要求转矩,由ecu22确定各设备的目标值。根据要求转矩确定目标喷射量,在该条件下,每1缸的燃料量为26.2mg。根据曲轴转角传感器计算发动机转速,发动机转速被判定为1500r/min。

然后,根据图6所示的每1缸的目标喷射量与发动机转速的图,判定分层燃烧与均匀燃烧的条件。在本实施例中,喷射量高到26.2mg,判定为均匀燃烧条件。如果判定为均匀燃烧,则将目标空燃比设定为14.5,计算目标吸入空气量。在本实施例中,目标吸入空气量为379.9mg,以使吸入空气量为目标值的方式控制节气门。燃料压力通过在分层燃烧与均匀燃烧中不同的映射图(マップ)来定义,在均匀燃烧中,根据图7所示的燃料量与发动机转速的映射图来确定。在发动机转速为1500r/min的情况下为10mpa。而且,高压燃料泵14控制燃料排出量,以成为目标燃料压力。

关于燃料喷射时间,从ecu22具有的映射图数据进行参照,但在分层燃烧与均匀燃烧中具有不同的映射图数据。在本实施例中,由于是均质燃烧,所以喷射时间选择均匀燃烧用的映射图数据。喷射时间根据图8所示的发动机转速来确定,在发动机转速1500r/min的情况下,确定为80degbtdc。此外,如上所述,第1喷射器8与第2喷射器9为相同的喷射时间图,所以第1喷射器8与第2喷射器9的喷射开始时间相同。

根据图4的喷射量比率的映射图,在发动机转速1500r/min的情况下,将第1喷射器8的流量比例确定为23%,将第2喷射器9的流量比例确定为77%。每1缸的燃料量是26.2mg,第1喷射器8的目标喷射量为6.0mg,第2喷射器9的目标喷射量为20.2mg。接下来,根据燃料压力和目标喷射量计算喷射持续时间,将第1喷射器8的喷射持续时间设定为0.82ms(7.4deg),将第2喷射器9的喷射持续时间设定为1.67ms(15.0deg)。

在曲轴转角角度为进气上止点以后,进气阀6开口,其提升量增加。另外,当活塞开始下降时,燃烧室内变成负压,空气通过进气阀的间隙流入到燃烧室内。当变成进气冲程80degatdc时,从第1喷射器8和第2喷射器9开始燃料的喷射。

在图9中示意性地示出从燃料喷射开始时间即80degatdc经过10deg后的90degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。在90degatdc下,第2喷射器9处于喷射中,第1喷射器8已经结束喷射。由于第1喷射器8的喷雾的喷雾贯穿力小,所以从第1喷射器8的喷雾气化而成的混合气23一边被通过了进气阀的空气冲走一边前进。在1500r/min的情况下,由于从进气阀流入的空气的速度不高,所以贯穿力大的第2喷射器9的喷雾向瞄准的方向前行,喷雾的各束朝向排气侧,所以从第2喷射器9的喷雾气化而成的混合气24到达排气的下侧。第1喷射器8的束朝向排气侧,所以能够在第2喷射器9无法到达的排气上侧的区域中形成混合气。

图10中示出活塞下止点处的燃烧室内的混合气的情形。进气管4从燃烧室的中心偏置地连接,并且做成具有曲率的形状,所以由于离心力,向排气侧的流量变多。因此,在燃烧室内形成在图中顺时针地旋转的滚流。混合气在被该滚流冲走的同时进行扩散。混合气24由于滚转而向进气侧上升。混合气23相对于混合气24向排气侧离开地分布,所以落后于混合气24地沿着滚转进行移动。

图11中示出压缩冲程的270degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。混合气被滚转冲走而移动,在活塞下止点处处于进气侧的混合气24向排气侧移动。落后于混合气24移动的混合气23从排气侧向进气侧移动。另外,混合气由于活塞上升而在上下方向上被压缩。

图12中示出压缩冲程后期的320degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。随着接近压缩冲程后期,滚流衰减,混合气的移动速度变小。因此,混合气从270degbtdc起没有大幅移动,在与270degatdc接近的分布状态下被压缩。由从第1喷射器8喷射的燃料气化而成的混合气分布于进气侧,由从第2喷射器9喷射的燃料气化而成的混合气分布于排气侧,能够形成均匀度高的混合气。

接下来,使用图13~图16来说明发动机转速为3000r/min的情况下的作用。根据图6的目标喷射量与发动机转速的映射图,判定为均匀燃烧,根据图7的燃料量与发动机转速的映射图,将燃料压力确定为10mpa。根据图8的映射图,将燃料喷射时间确定为60degatdc。

根据图4的喷射量比率的映射图,在发动机转速3000r/min的情况下,将第1喷射器8的流量比例确定为35%,将第2喷射器9的流量比例确定为65%。每1缸的燃料量是26.2mg,第1喷射器8的目标喷射量为9.2mg,第2喷射器9的目标喷射量为17.0mg。然后,根据燃料压力和目标喷射量计算喷射持续时间,将第1喷射器8的喷射持续时间设定为1.26ms(22.7deg),将第2喷射器9的喷射持续时间设定为1.40ms(25.2deg)。

在图13中示意性地示出从燃料喷射开始时间即60degatdc经过20deg后的80degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。在80degatdc下,第1喷射器8和第2喷射器9处于喷射中。关于第2喷射器9的喷雾,由于发动机转速变高,从而由于流动而被向进气下侧(图中的左下方)按压的影响变大,与实施例1相比,混合气更容易偏向进气侧。因此,与发动机转速1500r/min的情况相比,第2喷射器9的混合气无法到达的区域变宽。从第1喷射器8的喷雾气化而成的混合气23一边被通过了进气阀的空气冲走一边前进。

图14中示出活塞下止点处的燃烧室内的混合气的情形。混合气在被滚流冲走的同时进行扩散。混合气24由于从进气阀流入的流动,相对于实施例1变成偏向进气侧的分布,混合气24所占的区域变窄,但第1喷射器8的燃料比率变高,混合气23所占的区域扩大,从而没有混合气的区域几乎不增加。

图15中示出压缩冲程的270degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。混合气被滚转冲走而移动,在活塞下止点处处于进气侧的混合气24向排气侧移动。落后于混合气24移动的混合气23从排气侧向进气侧移动。另外,混合气由于活塞上升而在上下方向上被压缩。

图16中示出压缩冲程后期的320degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。与发动机转速1500r/min的情况相比,转速变高,从而混合气24所占的区域变窄,但混合气23所占的区域扩大,从而即使发动机转速变高,也能够形成均匀度高的混合气。

接下来,使用图17~图20来说明发动机转速为6000r/min的情况下的作用。根据图6的目标喷射量与发动机转速的映射图,判定为均匀燃烧,根据图7的燃料量与发动机转速的映射图,将燃料压力确定为15mpa。根据图8的映射图,将燃料喷射时间确定为20degatdc。

根据图4的喷射量比率的映射图,在发动机转速6000r/min的情况下,将第1喷射器8的流量比例确定为65%,将第2喷射器9的流量比例确定为35%。每1缸的燃料量是26.2mg,第1喷射器8的目标喷射量为17.0mg,第2喷射器9的目标喷射量为9.2mg。

此外,燃料压力为15mpa的情况下的每单位时间的喷射量在第1喷射器8的情况下为8.9mg/ms,在第2喷射器9的情况下为14.8mg/ms。关于相对于燃料压力变化的喷射持续时间的调整,既可以将针对燃料压力的相关公式并入到ecu22,也可以使映射图数据中具有每个燃料压力的喷射率。

根据燃料压力和目标喷射量计算喷射持续时间,将第1喷射器8的喷射持续时间设定为1.91ms(68.8deg),将第2喷射器9的喷射持续时间设定为0.62ms(22.3deg)。

在图17中示意性地示出从燃料喷射开始时间即20degatdc经过60deg后的80degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。在80degatdc下,第1喷射器8处于喷射中,第2喷射器9已经结束喷射。发动机转速从3000r/min进一步变高,所以第2喷射器9的喷雾被向进气下侧(图中的左下方)按压的影响大,混合气进一步地偏向进气侧。因此,与发动机转速3000r/min的情况相比,第2喷射器9的混合气无法到达的区域变宽。从第1喷射器8的喷雾气化而成的混合气23一边被通过了进气阀的空气冲走一边前进。

图18中示出活塞下止点处的燃烧室内的混合气的情形。混合气在被滚流冲走的同时进行扩散。混合气24由于从进气阀流入的流动,相对于发动机转速3000r/min变成偏向进气侧的分布。另外,从第2喷射器9喷射的燃料的比率也减少,混合气24所占的区域也变窄。相对于此,从第1喷射器8喷射的燃料的比率变高,混合气23所占的区域扩大。通过这样使第1喷射器8的混合气分布于第2喷射器9的混合气无法到达的区域,从而与发动机转速1500r/min、3000r/min的情况相比,没有混合气的区域几乎不变化。

图19中示出压缩冲程的270degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。混合气被滚转冲走而移动,在活塞下止点处处于进气侧的混合气24向排气侧移动。落后于混合气24移动的混合气23从排气侧向进气侧移动。另外,混合气由于活塞上升而在上下方向上被压缩。

图20中示出压缩冲程后期的320degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。与发动机转速3000r/min的情况相比,转速变高,从第2喷射器9喷射的燃料的比率减少,从而混合气24所占的区域变窄,但相对于此,从第1喷射器8喷射的燃料比率变高,混合气23所占的区域扩大,从而即使发动机转速进一步变高,混合气也能够均匀分布。

实施例2

图21、图22中示出第2实施例中的直喷式发动机的结构。图21表示结构的概要,图22示出汽缸中心截面中的第1喷射器25的安装位置。

结构与第1实施例相同,是每1缸为400cc的直列4缸的自然吸气发动机。在第2实施例中,第1喷射器25与实施例1同样地设置于缸的轴向上部且径向中央部。第2喷射器26与实施例1不同,设置于进气管4。设置于上述进气管的第2喷射器26由进料泵13的燃料压力来驱动。因此,在进料泵13的下游,使燃料配管分支,其中一支与实施例1同样地在由高压燃料泵14升压之后,从共轨15连接到设置于各缸的燃烧室的第1喷射器。另一支在分支后经由输送管27连接到设置于各缸的进气管的第2喷射器。第2喷射器的燃料压力恒定为0.35mpa。

发动机控制单元(ecu)22与实施例1同样地监控各种传感器的信号,以能够控制第1喷射器25、第2喷射器26、火花塞10、高压燃料泵14这些设备的方式进行连接。在ecu22内的rom中,记录有图23所示的针对发动机转速的第1喷射器25与第2喷射器26的燃料喷射量的比率数据,控制成在发动机的转速高的情况下,与低的情况相比,第1喷射器25相对于第2喷射器26的燃料供给量的比率变大。

图24中示出第1喷射器25与第2喷射器26的喷雾图案。喷射器是多孔式的。设置于缸的中央部上侧的第1喷射器25与第1实施例同样地,配置成图24中的上下方向角度的正侧朝向火花塞10,第1喷射器25的喷雾的各束为了不干扰到进气阀6,朝向排气侧。第2喷射器26以上下方向对称的方式安装于进气管的情况下,喷雾束与进气管不发生干扰,是各个喷雾束瞄准进气阀的喷雾规格。

与第1实施例相同,第1喷射器25的每单位时间的喷射量在燃料压力10mpa下是7.3mg/ms。第2喷射器26在燃料压力0.35mpa下为4mg/ms。

使用图25~图20来说明实施例的作用。首先,使用图25~图28来说明发动机转速1500r/min的情况下的作用。本实施例设为暖机后的水温90℃的条件。根据基于油门开度确定的要求转矩,由ecu22确定各设备的目标值。根据要求转矩确定目标喷射量,在该条件下,与第1实施例相同,每1缸的燃料量为26.2mg。根据曲轴转角传感器计算发动机转速,发动机转速被判定为1500r/min。

然后,根据图25所示的每1缸的目标喷射量与发动机转速的映射图,判定分层燃烧与均匀燃烧的条件。在本实施例中,喷射量高到26.2mg,判定为均匀燃烧条件。如果判定为均匀燃烧,则将目标空燃比设定为14.5,计算目标吸入空气量。在本实施例中,目标吸入空气量为379.9mg,以使吸入空气量为目标值的方式控制节气门。从第1喷射器25喷射的燃料的压力通过在分层燃烧与均匀燃烧中不同的映射图来定义,在均匀燃烧中,根据图26所示的燃料量与发动机转速的映射图来确定。在发动机转速1500r/min的情况下为10mpa。而且,高压燃料泵14控制燃料排出量,以成为目标燃料压力。

关于燃料喷射时间,从ecu22具有的映射图数据进行参照,但在分层燃烧与均匀燃烧中具有不同的映射图数据。在本实施例中,由于是均质燃烧,所以喷射时间选择均匀燃烧用的映射图数据。第2实施例中的喷射时间如图27、图28所示,控制成第2喷射器26在排气冲程喷射,第1喷射器25在进气冲程喷射,发动机转速越高,则喷射时间越早。在发动机转速1500r/min的情况下,第1喷射器25的喷射时间选择80degatdc,第2喷射器26的喷射时间选择60degbtdc。

而且,根据图23的喷射量比率的映射图,在发动机转速1500r/min的情况下,将第1喷射器25的流量比例确定为20%,将第2喷射器9的流量比例确定为80%,将从第1喷射器25喷射的燃料量设定为5.24mg,将从第2喷射器26喷射的燃料量设定为20.96mg。然后,根据燃料压力和目标喷射量计算喷射持续时间,将第1喷射器25的喷射持续时间设定为0.72ms(6.48deg),将第2喷射器26的喷射持续时间设定为5.24ms(47.16deg)。

在排气冲程,活塞在排气阀打开的状态下上升,从而燃烧室内的已燃烧气体从排气管排出。然后,当变成60degbtdc时,从第2喷射器26开始燃料的喷射,在12.84btdc下喷射结束。在第2喷射器进行喷射的期间,由于进气阀尚未打开,所以在进气管内几乎无流动,喷雾向进气阀直行。因此,从第2喷射器26喷射的燃料不附着于进气管。另外,从燃料喷射结束至进气阀打开为止需要时间,所喷射的燃料几乎都附着于进气阀。

在曲轴转角角度为进气上止点以后,进气阀6开口,其提升量增加。另外,当活塞开始下降时,燃烧室内变成负压,空气通过进气阀的间隙流入到燃烧室内。特别是在进气阀6刚刚打开之后的提升量非常小的情况下,空气变成以非常快的速度流入到燃烧室的状态。附着于进气阀6的从第2喷射器26喷射的燃料在被从进气阀的整周流入的高速气流冲走而流入到燃烧室时,通过与高速气流的剪切力而被微粒化,所以不附着于汽缸壁面、活塞,搭乘于所吸入的空气流而流入到燃烧室。

当变成进气冲程80degatdc时,从第1喷射器8喷射燃料。在图29中示意性地示出从燃料喷射开始时间即80degatdc经过10deg后的90degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。在90degatdc下,第1喷射器8已经结束喷射。

从第2喷射器26喷射的燃料几乎都以在刚刚打开进气阀之后产生的流动而流入。因此,由从第2喷射器26喷射的燃料气化而成的混合气24几乎仅与在初期流入的空气混合,在活塞表面形成混合气。此外,由于从进气阀的整周流入,所以几乎不偏向进气侧、排气侧。另外,将第1喷射器25的喷射时间设定为进气冲程中期,所以由从第1喷射器喷射的燃料气化而成的混合气23在混合气24流入之后,与吸入的空气混合,同时接着混合气24之后形成,混合气23与混合气24不重叠,从而不易形成浓的混合气。

图30中示出活塞下止点处的燃烧室内的混合气的情形。由于滚流,混合气24在被冲向进气侧的同时进行扩散,混合气23接着混合气24之后扩散。

图31中示出压缩冲程的270degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。混合气被滚转冲走而移动,在活塞下止点处处于进气侧的混合气24向排气侧移动。接着混合气24之后的混合气23从排气侧向进气侧移动。另外,混合气由于活塞上升而在上下方向上被压缩。

图32中示出压缩冲程后期的320degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。随着接近压缩冲程后期,滚流衰减,混合气的移动速度变小。因此,混合气从270degbtdc起没有大幅移动,在与270degatdc接近的分布状态下被压缩。

这样,在打开进气阀之前使第2喷射器的喷射结束,将燃料配置于进气阀表面,从而通过在刚刚打开进气阀之后产生的高速的气流而使其微粒化,由此抑制向汽缸的壁面附着,进一步地,将第1喷射器的燃料喷射时间设定为进气冲程中期,从第1喷射器对将从第2喷射器喷射的燃料吸入到燃烧室之后的仅流入空气的部位喷射燃料,从而形成混合气,因而能够减少不存在燃料的区域,能够使燃烧室内的均匀度变高。

接下来,使用图33~图36来说明发动机转速为6000r/min的情况下的作用。根据图25的目标喷射量与发动机转速的映射图,判定为均匀燃烧,根据图26的目标喷射量与发动机转速的映射图,将燃料压力确定为15mpa。

根据图27、图28的映射图,将第1喷射器的燃料喷射时间确定为50degatdc,将第2喷射器的燃料喷射时间确定为90degbtdc。

根据图23的喷射量比率的映射图,在发动机转速6000r/min的情况下,将第1喷射器25的流量比例确定为70%,将第2喷射器26的流量比例确定为30%。每1缸的燃料量是26.2mg,第1喷射器25的目标喷射量为18.34mg,第2喷射器的目标喷射量为7.86mg。此外,第1喷射器25的、燃料压力为15mpa的情况下的每单位时间的喷射量为8.9mg/ms。第2喷射器26由于燃料压力恒定,所以为4mg/ms。根据燃料压力和目标喷射量计算喷射持续时间,将第1喷射器25的喷射持续时间设定为2.05ms(73.8deg),将第2喷射器26的喷射持续时间设定为1.97ms(70.92deg)。

在排气冲程,活塞在排气阀打开的状态下上升,从而燃烧室内的已燃烧气体从排气管排出。然后,当变成90degbtdc时,从第2喷射器26开始燃料的喷射,在19.08degbtdc下喷射结束。在第2喷射器进行喷射的期间,进气阀尚未打开,所以在进气管内几乎无流动,喷雾向进气阀直行。因此,从第2喷射器26喷射的燃料不附着于进气管。另外,从燃料喷射结束起至进气阀打开为止需要时间,所喷射的燃料几乎都附着于进气阀。

在曲轴转角角度为进气上止点以后,附着于进气阀6的、从第2喷射器26喷射的燃料被从进气阀的整周流入的高速气流冲走而流入到燃烧室,但通过与在打开进气阀时产生的高速气流的剪切力而微粒化,不附着于汽缸壁面、活塞,搭乘于所吸入的空气流而流入到燃烧室。

当变成进气冲程50degatdc时,从第1喷射器25喷射燃料。在图33中示意性地示出从燃料喷射开始时间即50degatdc经过40deg后的90degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。第1喷射器25的喷射持续时间是73.8deg,所以在90degatdc下继续喷射。

从第2喷射器26喷射的燃料几乎都以在刚刚打开进气阀之后产生的流动而流入。因此,由从第2喷射器26喷射的燃料气化而成的混合气24几乎仅与在初期流入的空气混合,在活塞表面形成混合气。此外,由于从进气阀的整周流入,所以几乎不偏向进气侧、排气侧。另外,将第1喷射器25的喷射时间设定为进气冲程中期,所以由从第1喷射器喷射的燃料气化而成的混合气23在混合气24流入之后,与所吸入的空气混合,同时接着混合气24之后形成,从而混合气23与混合气24重叠的区域小,不易形成浓的混合气。

图34中示出活塞下止点处的燃烧室内的混合气的情形。由于滚流,混合气24在被冲向进气侧的同时进行扩散,混合气23接着混合气24之后扩散。

图35中示出压缩冲程的270degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。混合气被滚转冲走而移动,在活塞下止点处处于进气侧的混合气24向排气侧移动。接着混合气24之后的混合气23从排气侧向进气侧移动。另外,混合气由于活塞上升而在上下方向上被压缩。

图36中示出压缩冲程后期的320degatdc下的燃烧室内的混合气的情形。随着接近压缩冲程后期,滚流衰减,混合气的移动速度变小。因此,混合气从270degbtdc起没有大幅移动,在与270degatdc接近的分布状态下被压缩。

在发动机转速变高的情况下,使第1喷射器的喷射量比率变高,使第2喷射器的燃料比率变小,在打开进气阀之前使第2喷射器的喷射结束,将燃料配置于进气阀表面,从而通过在刚刚打开进气阀之后产生的高速的气流而微粒化,由此能够抑制向汽缸的壁面附着,进一步地,将第1喷射器的燃料喷射时间设定为进气冲程中期,从第1喷射器对将从第2喷射器喷射的燃料吸入到燃烧室之后的仅流入空气的部位喷射燃料,从而形成混合气,因而能够减少不存在燃料的区域,能够使燃烧室内的均匀度变高。

当前第1页1 2 
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