[發明專利]增壓直噴發動機

有效

• 申請號: 201010158241.0
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN101858267A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 人見光夫;山川正尚;養祖隆;西本敏朗;荒木啟二
• 申請（專利權）人: 馬自達汽車株式會社
• 主分類號: F02D41/18
• 分類號: F02D41/18;F02B37/00;F02D23/00;F02D41/30
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 張惠萍

技術領域

本發明涉及增壓直噴發動機，該增壓直噴發動機包括將吸入的空氣進行加壓的增壓器、及將燃料直接噴射到燃燒室中的噴射器。

背景技術

以往，例如如日本專利公開公報特開2005-30255號所示，已知有如下結構的火花點火式汽油發動機，其在吸入的空氣量為指定值以下的運轉區域中，以預定的稀薄的固定空燃比(例如25左右)運轉，在吸入的空氣量超過上述指定值的運轉區域中，以比上述固定空燃比更大的可燃稀薄空燃比運轉。

具體而言，上述專利文獻所揭示的汽油發動機至少在以上述可燃稀薄空燃比運轉的運轉區域中，利用增壓器將吸入的空氣加壓，從而將空燃比進一步增大至比上述固定空燃比更大(變得稀薄)的空燃比。這樣，可獲得以下優點，即，在廣泛的運轉區域中實現稀薄的空燃比，進一步降低燃料消耗量及NOx排出量等。

但是，在上述專利文獻中，并未特別提及在稀薄的空燃比下如何確保燃燒性這一點，而在火花點火式汽油發動機中，為了實現稀薄燃燒(lean?burn)，以將燃料直接從噴射器噴射到燃燒室中進行分層燃燒的情形居多。即，將高壓燃料從噴射器直接噴射到燃燒室的內部，并使所噴射的燃料偏靠火花塞附近以形成可燃燒的空燃比的層，這樣，使整個燃燒室在實現稀薄的空燃比的情況下確保燃燒性。

然而，當像上述那樣，通過局部地在火花塞附近形成富油環境(fuel?rich?atmosphere)來使混合氣燃燒時(分層燃燒)，燃燒溫度上升，會促進NOx的產生，因此，存在無法獲得充分減少NOx的效果的問題。

發明內容

本發明鑒于上述情況而作，其目的在于提供一種在改善燃耗的情況下能夠更有效地降低NOx排出量的增壓直噴發動機。

本發明的一增壓直噴發動機包括：將吸入的空氣加壓的增壓器；及將燃料直接噴射到燃燒室中的噴射器，其中，過量空氣系數λ在至少所述發動機溫熱時在發動機負荷的全區域被設定為λ≥2，在低負荷區域中進行壓縮自點火燃燒，在高負荷區域中，隨著負荷的增大使所述增壓器的增壓量增大，以將所述過量空氣系數λ維持在λ≥2。

本發明的另一增壓直噴發動機包括：增壓器，將吸入的空氣加壓；噴射器，將燃料直接噴射到燃燒室中；壓縮比調整單元，可變地設定發動機的壓縮比；及dp/dθ控制單元，控制缸內的燃燒壓力的上升率；其中，空燃比在至少所述發動機溫熱時在發動機負荷的全區域被設定為比理論空燃比更稀薄的空燃比，在包含低負荷區域的第一運轉區域中，在指定的壓縮比下進行壓縮自點火燃燒，在位于所述第一運轉區域的高負荷側的第二運轉區域中，通過所述壓縮比調整單元將壓縮比設定為低于所述第一運轉區域時的壓縮比，并通過所述dp/dθ控制單元緩和燃燒壓力的上升率，且在所述增壓器的增壓量被增大的狀態下，進行壓縮自點火燃燒。

根據本發明，在改善燃耗的情況下，能夠更有效地降低NOx排出量。

附圖說明

圖1是表示本發明一實施方式所涉及的增壓直噴發動機的整體結構的圖。

圖2是發動機主體的剖視圖。

圖3是表示上述發動機的控制系統的方框圖。

圖4是表示在上述發動機控制時所參照的控制圖的一例的圖。

圖5是表示與發動機負荷對應的有效壓縮比的變化的圖。

圖6是表示與發動機負荷對應的空燃比的變化的圖。

圖7是表示與發動機負荷對應的增壓量的變化的圖。

圖8A、圖8B是表示一次性將燃料噴射情況下所產生的燃燒壓力的變化的圖，圖8A表示燃料噴射量，圖8B表示燃燒壓力。

圖9A、圖9B是表示分兩次將燃料噴射情況下所產生的燃燒壓力的變化的圖，圖9A表示燃料噴射量，圖9B表示燃燒壓力。

圖10A、圖10B是表示分三次將燃料噴射情況下所產生的燃燒壓力的變化的圖，圖10A表示燃料噴射量，圖10B表示燃燒壓力。

圖11是以負荷與燃燒期間之間的關系來表示通過對如圖6～圖10A、圖10B所示的壓縮比、空燃比、增壓量及噴射時期等進行控制而實現的燃燒形態的圖。

圖12是表示不配備增壓器的自然吸氣發動機中由壓縮自點火而能夠進行燃燒的區域的圖。

圖13是表示在高負荷區域一次性將燃料噴射情況下所產生的燃燒壓力的上升率的圖。

圖14是用以說明本發明的其他實施方式的圖。

具體實施方式