[發(fā)明專利]實(shí)施進(jìn)氣管噴射的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010260789.6
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101994589A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·蘭;W·薩門芬克;S·基弗
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特.博世有限公司
• 主分類號: F02D41/34
• 分類號: F02D41/34;F02B29/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;梁冰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用來實(shí)施進(jìn)氣管噴射的方法和裝置。

背景技術(shù)

為了降低4沖程汽油發(fā)動機(jī)的消耗，應(yīng)用了所謂的“Downsizing(小型化)”，也就是說，在性能參數(shù)(典型的是轉(zhuǎn)矩和/或功率)不變的情況下減少汽缸工作容積。為了不改變功率，要么借助由曲軸驅(qū)動的壓縮機(jī)或廢氣渦輪增壓機(jī)來提高最大轉(zhuǎn)速，要么提高汽缸的相對的空氣充氣量。

在后面所述的情況下，較低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩?zé)o力是已知的。通常，為使流體機(jī)械匹配于發(fā)動機(jī)需要折衷，因?yàn)檩^低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩與類似功率級的自吸式發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是不同的。如果空氣質(zhì)量流量在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中達(dá)到了一定的數(shù)值，所述數(shù)值與流體機(jī)械的布局和構(gòu)造有關(guān)，則足以構(gòu)建增壓壓力，從而把轉(zhuǎn)矩帶到自吸式發(fā)動機(jī)的水平。

所述轉(zhuǎn)矩?zé)o力應(yīng)該克服，其中其它的目標(biāo)值(如低排放及運(yùn)行安靜)也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)。迄今的開發(fā)和研究工作已經(jīng)表明，通過所謂的“掃氣(Scavenging)”可為上述的轉(zhuǎn)矩?zé)o力實(shí)現(xiàn)成本劃算的解決方案。

在掃氣方法(它是指除氣方法)中規(guī)定，按照汽缸的數(shù)量并按照彎管、吸氣側(cè)和氣門傳動機(jī)構(gòu)的布局，在燃燒循環(huán)的720°的曲軸角內(nèi)具有時間間隔，在此期間排氣背壓低于吸管壓力。如果在所述時間間隔期間同時打開進(jìn)氣閥和排氣閥，這被稱之為所謂的閥門重疊，則新鮮空氣會通過汽缸的燃燒室流動。所述流動將剩余的廢氣從燃燒室中掃走，從而提高空氣充氣量。所述措施的效果是按期望地提高轉(zhuǎn)矩。此外，還可明顯地改善內(nèi)燃機(jī)的動力。

掃氣效應(yīng)的缺點(diǎn)是，通過進(jìn)入閥流入的新鮮空氣的一部分馬上進(jìn)入排氣歧管，而沒有參與燃燒。這一事實(shí)例如在3路催化器中對于廢氣清潔具有效果，因此只能局部地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。如果不是新鮮空氣，而是化學(xué)計(jì)算的混合物用于穿流，則在排氣歧管存在著來自燃燒、新鮮空氣、蒸發(fā)的燃料的廢氣構(gòu)成的混合物。催化器只能不充分地轉(zhuǎn)換這個由不同氣體構(gòu)成的混合物。在化學(xué)計(jì)算的轉(zhuǎn)換的情況下，還會產(chǎn)生發(fā)熱，這會嚴(yán)重?fù)p壞催化器，至少會明顯地縮短它的使用壽命。

這一挑戰(zhàn)的解決方案是，將掃氣和所謂的汽油直噴結(jié)合起來。所述技術(shù)允許實(shí)現(xiàn)這樣的噴射策略，即它避免未燒盡的、混有空氣的燃料輸入排氣歧管中。但是，在上述組合中使用由現(xiàn)有技術(shù)已知的裝置會增加成本。汽油直噴技術(shù)或BDE技術(shù)通常需要高質(zhì)量的、用于高壓噴射的元件，典型的是公差很緊的高壓泵、高壓導(dǎo)管、壓力控制器、噴射閥等。

對于BDE技術(shù)來說，成本劃算的備選方案是，應(yīng)用傳統(tǒng)的進(jìn)氣管噴射(SRE)，但它在實(shí)際形式中不能避免未燒盡的碳?xì)浠衔锏膫鬏敗?/p>

在一般情況下，在進(jìn)氣管噴射技術(shù)(后面稱為SRE技術(shù))中，在進(jìn)氣閥打開之前，燃料不再噴入用于提供傳遞的進(jìn)氣通道中，因此在進(jìn)氣通道中構(gòu)成壁膜。所述壁膜在進(jìn)氣閥下次開啟時破裂。因此，還可使具有良好性能的燃料-空氣混合物均質(zhì)化。并且減少了排放，并減少了催化器的損害。因而可以遵守規(guī)定的廢氣標(biāo)準(zhǔn)。

通過同時應(yīng)用位于前面的噴射和掃氣效應(yīng)，在SRE技術(shù)中存在著這樣的危險，即由廢氣、新鮮空氣、未燒盡的蒸發(fā)的燃料構(gòu)成的混合物會直接進(jìn)入排氣歧管中，這會增加排放。

對于所述SRE特有的問題來說，迄今已經(jīng)公開了多個不同的解決方案，并在此示例性地陳述。

文獻(xiàn)JP?2005/083285A涉及一種用渦輪增壓機(jī)裝載的汽油發(fā)動機(jī)以及它的閥門控制時間。此處所使用的閥門系統(tǒng)對于電動機(jī)的每個汽缸都包含兩個進(jìn)氣閥和兩個排氣閥，它們分別具有所屬的進(jìn)氣通道。例如借助進(jìn)氣凸輪之間可變化的偏差，每個汽缸的所述進(jìn)氣閥都時間錯開地開啟。所述時間錯開在構(gòu)造上是確定的且前后一致地不可變化。為了能應(yīng)用掃氣效應(yīng)，進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊是必需的。因此文獻(xiàn)JP2005/083285規(guī)定了一種裝置(例如所謂的“可變化的閥門控制器，它在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中允許改變進(jìn)氣側(cè)的開啟時間，因此可自由選擇進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊。燃料借助唯一的噴射閥噴入進(jìn)氣通道中，第一進(jìn)氣閥也位于該處。所述第一進(jìn)氣閥開啟得比第二進(jìn)氣閥更遲，因此第一進(jìn)氣閥和排氣閥沒有顯現(xiàn)出重疊。如果第二進(jìn)氣閥和排氣閥的開啟狀態(tài)是重疊的，且燃料在第一進(jìn)氣閥這一側(cè)上以預(yù)儲量(Vorlagerung)進(jìn)行噴射，而所述燃料沒有以未燒盡的形式進(jìn)入排氣歧管的危險，則掃氣效應(yīng)因此應(yīng)用在第二進(jìn)氣閥這一側(cè)上。由于這種構(gòu)造，可為電動機(jī)應(yīng)用所提及的掃氣效應(yīng)，而不會提高碳?xì)浠衔锏呐欧拧?/p>