[發明專利]一種缸內直噴汽油機及其控制方法

有效

• 申請號: 201110135212.7
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102322360A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 賈志超
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02;F02D41/30
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所 44239
• 代理人: 黃洋;蓋軍

技術領域

本發明屬于汽車發動機制造技術領域，特別涉及到一種缸內直噴汽油機及其控制方法。?

背景技術

與傳統的電子控制進氣道噴射方式相比，缸內直噴汽油機在混合氣的形成上具有更多的靈活性。缸內直噴汽油機在部分負荷工況下可以實現稀燃混合氣的燃燒，并能使用較大的節氣門開度，從而降低泵氣損失，在大負荷工況下，進氣沖程進行噴射，利用汽油蒸發吸熱來降低缸內混合氣的溫度，從而可以降低缸內汽油機的爆震傾向，因此直噴汽油機可以采用較高的壓縮比，這些優點都有利于改善汽油機的燃油經濟性。?

但是受制于燃油品質以及稀燃排放控制技術還沒有得到很好的工程應用，目前主流的缸內直噴汽油機在部分負荷下還是采取常規的當量比混合氣燃燒模式，這種燃燒模式和進氣道噴射一樣，需要利用節氣門對進氣量進行控制，以便控制發動機輸出負荷的大小，由于節氣門的節流損失，其泵氣損失功與進氣道噴射基本大小相同，這就大大降低了汽油機的熱效率改善效果。?

缸內直噴汽油機混合氣的形成方式主要有壁面引導式、氣流引導式以及噴霧引導式幾種。由于缸內直噴噴射時間短，尤其在部分負荷下，缸內壓力較低，進氣溫度低，燃油霧化不良，并且一部分油粒噴射到活塞和燃燒室壁面上，導致在壁面上滯留未蒸發的液滴燃油或者較濃的混合氣，進而導致碳氫和碳煙排放的增加。同時缸內非均質混合氣的燃燒，又會導致NOx排放增大。?

因此如何改善缸內直噴發動機部分小負荷下的燃燒情況，降低節流損失，提高燃油經濟性，以及降低分層產生的NOx和濕壁產生的HC化合物，對于提升缸內直噴汽油機至關重要。?

發明內容

本發明的目的是提出一種缸內直噴汽油機及其控制方法，以降低節流損失，提高燃燒穩定性和降低油耗。?

本發明的缸內直噴汽油機包括電控單元、氣門機構和缸內的噴油器，所述電控單元分別與噴油器、發動機控制系統相連，關鍵在于所述氣門機構對應每個缸體均設置有由第一進氣門、第二進氣門組成的進氣門、由第一排氣門、第二排氣門組成的排氣門，所述進氣門利用進氣凸輪軸控制，所述排氣門利用排氣凸輪軸控制，所述第一進氣門、第二進氣門分別利用設置于進氣凸輪軸上的兩個不同升程范圍的凸輪控制，所述第一排氣門、第二排氣門分別利用設置于排氣凸輪軸上的兩個不同升程范圍的凸輪控制，所述電控單元通過傳動機構控制進氣凸輪軸及排氣凸輪軸上的凸輪工作。?

進一步地，所述進氣凸輪軸上的兩個凸輪中，第一進氣凸輪具有第一升程和第二升程，第二進氣凸輪具有第一升程和零升程；所述排氣凸輪軸上的兩個凸輪中，第一排氣凸輪具有第一升程和第二升程，第二排氣凸輪具有第一升程和零升程；所述第二升程大于零且小于第一升程。?

進一步地，所述第一進氣凸輪控制第一進氣門，第二進氣凸輪控制第二進氣門，第一排氣凸輪控制第一排氣門，第二排氣凸輪控制第二排氣門；所述電控單元將第一進氣門、第一排氣門分為第一組，將第二進氣門、第二排氣門分為第二組進行同時控制。?

上述的缸內直噴汽油機的控制方法中，所述電控單元根據發動機控制系統傳來的發動機負荷信號來控制各進氣凸輪軸及排氣凸輪軸上的凸輪工作，在發動機小負荷工況下，電控單元控制第一進氣門采用第二升程，控制第二進氣門采用零升程，控制第一排氣門采用第二升程，控制第二排氣門采用零升程；在發動機大負荷工況下，電控單元控制第一進氣門、第二進氣門、第一排氣門、第二排氣門均采用第一升程。電控單元通過控制進氣門和排氣門的升程，使得在發動機小負荷工況下，每個汽缸只有一個進氣門和一個排氣門工作，且都處于小升程，在滿足小負荷工況時的進氣量要求的前提下，降低了氣門機構的磨擦功，而且能有效的控制缸內殘余EGR率的大小以及缸內溫度，從而能提高進氣流速，促進燃油霧化；在發動機大負荷工況下，控制四個氣門在大升程下工作，并結合可變氣門正時，能有效抑制低速下的爆震傾向，并且保證發動機最大功率。?