[發明專利]柴油發動機的發動機系統

無效

• 申請號: 201210441861.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103114920A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 西村博幸;荒木啟二
• 申請（專利權）人: 馬自達汽車株式會社
• 主分類號: F02D41/38
• 分類號: F02D41/38
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

技術領域

本發明屬于與柴油發動機的發動機系統相關的技術領域。

背景技術

近年來，在搭載于汽車等中的柴油發動機中要求更多地減少因燃燒而產生的NO_X，為此正在推進技術開發。作為其技術的一種，通過降低發動機的幾何壓縮比以降低汽缸內的燃燒溫度，以此謀求低NO_X化。

然而，如果對發動機實施低壓縮比化，則會使來自發動機的汽缸的HC或CO（原始HC（RawHC）或原始CO（RawCO））的排出量增大。通常，在柴油發動機的排氣通路上設置有氧化催化器，如果該氧化催化器處于活性狀態，則從汽缸排出的HC或CO經由氧化催化器氧化而被凈化，因此即使來自汽缸的HC或CO的排出量增大也不會產生問題，但是諸如發動機剛起動之后，存在著氧化催化器處于未活性狀態的期間，如果處于該未活性狀態的期間較長，則與此相應地大量的HC或CO排出至大氣中。

因此，有必要在早期將氧化催化器的溫度提升至活性溫度，但是由于因低壓縮比化而使燃燒溫度變低，因此在早期不容易提升氧化催化器的溫度。尤其是，使進入汽缸內的吸入空氣增壓的渦輪增壓器的渦輪比發動機的排氣通路上的氧化催化器配置在更上游側時，在早期提升氧化催化器的溫度是更加困難的。

在此，日本特開2007-154824號公報（段落0042、第5圖）公開了在火花點火式發動機中，在壓縮上死點即將到達之前通過主噴射及火花塞的動作以使燃料燃燒后，在膨脹行程中，在燃料通過其燃燒熱被點火的正時進行副噴射（后噴射），并在通過該副噴射燃燒的燃料的燃燒熱使燃料被點火的正時進行進一步的副噴射，從而提升排氣的溫度（催化器的溫度）。

發明內容

為了實現設置于柴油發動機的排氣通路中的催化器的早期活性化，想到了利用應用于火花點火式發動機的上述專利文獻的技術，在主噴射后執行多次后噴射，并在主噴射的燃料的燃燒（主燃燒）后繼續進行后噴射的燃料的燃燒（后燃燒）。該方法即使在對柴油發動機不進行低壓縮比化的情況下，也對催化器的早期活性化有效，同時也對使冷機狀態的發動機在早期變成暖機狀態有效。

但是，在柴油發動機中，主噴射的燃料的點火延遲時間不穩定，因此主燃燒結束的正時也不穩定，其結果是，即使執行最初的后噴射，通過該后噴射的后燃燒與主燃燒不連續，而以沒有燃燒的未燃燒狀態從發動機中排出的可能性變大。如果這樣，則除了不能在早期提升催化器的溫度之外，尤其會使未燃HC大量排出至大氣中。因此，為了在早期使催化器活性化或者在早期使發動機變成暖機狀態，穩定主噴射的燃料的點火延遲時間是重要的。

本發明是鑒于上述問題而形成的，其目的在于凈化HC的催化器處于未活性狀態時，或者發動機主體處于冷機狀態時，盡量穩定主噴射的燃料的點火延遲時間。

為了達到上述目的，在本發明中，將具備被供給以輕油作為主成分的燃料的發動機主體、向該發動機主體的汽缸內噴射上述燃料的燃料噴射閥、控制通過該燃料噴射閥的燃料噴射的燃料噴射控制裝置、和設置于排出來自上述發動機主體的汽缸中的排氣的排氣通路中的凈化HC的催化器的柴油發動機的發動機系統作為對象，上述燃料噴射控制裝置形成為在上述催化器處于未活性狀態時，或者上述發動機主體處于冷機狀態時，使上述燃料噴射閥執行用于在上述汽缸內引起以擴散燃燒作為主體的主燃燒的主噴射、和用于在該汽缸內在該主燃燒之前引起預燃燒的在該主噴射之前噴射燃料的前噴射的結構；上述主噴射在通過上述預燃燒的熱釋放率超過峰值且達到零之前通過主燃燒開始產生熱量的正時執行，上述前噴射在使執行上述主噴射的正時成為壓縮上死點以后的正時且壓縮上死點之前執行。

通過上述結構，在通過預燃燒使汽缸內的溫度充分增高時執行主噴射，借助于此，使主噴射的燃料的點火延遲時間穩定，使主燃燒結束的正時也穩定。因此，得到理想的主燃燒，以此可以改善產生的轉矩及燃料消耗量。此外，使通過后噴射的后燃燒接著主燃燒繼續進行以提高排氣溫度的情況下，可以使后燃燒確實地接著主燃燒繼續進行。因此，催化器處于未活性狀態時，可以通過后噴射在早期使催化器活性化，在發動機主體處于冷機狀態時，可以通過后噴射在早期使發動機主體變成暖機狀態。

在上述柴油發動機的發動機系統中，優選的是上述發動機主體的幾何壓縮比為15以下。