[發明專利]發動機的燃料噴射和進氣方法

無效

• 申請號: 201410270385.3
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104074616A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 李濤;宋楊
• 申請（專利權）人: 李濤
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;張川緒

技術領域

本發明涉及發動機的燃料噴射和進氣，更具體地說，本發明涉及在每缸兩進氣門或多進氣門的發動機中控制各進氣門異步作動并實現非對稱的燃料噴射的技術。

背景技術

預混合(如點燃式汽油發動機和點燃式天然氣發動機以及均質預混合壓燃式發動機)和部分預混合(如柴油引燃的天然氣發動機)燃燒發動機(例如汽車發動機)的配氣和燃料噴射(參與預混合部分的燃料的噴射)是此種發動機工作的必要條件。對配氣而言，如果能夠在全負荷時減少氣缸內殘留的廢氣，則有助于提高發動機的動力輸出。對此，如果可以在進排氣門重疊區域，也就是進排氣門同時開啟的時間段內，當進氣壓力高于排氣背壓時，通過適當的氣門重疊的持續時間，允許部分進氣不經過燃燒，直接進入排氣管路，則構成所謂的掃氣現象。掃氣可以非常有效地降低缸內的殘余廢氣，代之以新鮮空氣，從而有效提高扭矩輸出。在汽油機中，掃氣還有助于提高燃燒的抗爆震性能。與此同時，當前多氣門技術已經成熟。多氣門有助于提高進、排氣有效換氣面積，對于降低換氣阻力、提高換氣效率有明顯幫助。而在供油方面，主要有缸外噴射和缸內噴射兩種。汽油和氣體燃料都可以使用缸外噴射。缸外噴射的優點是成熟、價格低、燃料和空氣的混合時間長，對混合有利。汽油發動機也可以使用缸內噴射。一般而言，汽油的缸內直接噴射對于提高動力性有利，但是有成本高和開發周期長的問題。

對于多氣門和缸外燃料噴射，已經有成熟的方案。

圖1是示出現有技術的缸外噴射燃料的進氣門作動的示意圖。參照圖1，排氣門100首先開啟，在排氣門100接近關閉時，進氣門101開啟，排氣門和進氣門同時開啟的部分102，一般被稱作氣門重疊角。燃料噴射在所有的進氣門的缸外一側，一般在進氣門開啟之前，燃料即已噴射完畢，當進氣門開啟時，燃料和空氣的混合物一同進入氣缸。同時，對發動機而言，通過渦輪增壓，或機械增壓，或氣波增壓，或其它技術手段，有可能在氣門重疊角102部分，造成進氣壓力高于排氣背壓。而在使用上述傳統的缸外燃料噴射時，進氣門開啟前，進氣門缸外一側存在大量燃料是不可避免的。因此，應該避免進氣不經過燃燒就直接進入排氣道，造成燃料的浪費和由此帶來的排放問題。這就不能有效利用掃氣帶來的優勢。

發明內容

因此，如何在缸外供油時，在可能的情況下，能夠使得僅僅是空氣而非燃料，在氣門重疊角時有效掃過氣缸，從而盡量多地排除廢氣，是一個現實的問題。

本發明要解決的技術問題在于，在使用缸外燃料噴射以保持技術的成熟和低成本的同時，使得發動機的掃氣成為可能。為此，本發明針對每缸有兩個或兩個以上進氣門的情況提出，將一個或一部分進氣門提前開啟，實現掃氣。在此種工況下，在先開啟的進氣門所對應的進氣道部分不噴射燃料；其余進氣門延后開啟，燃料噴射到這些進氣門所對應的進氣道內。通過適當的氣門重疊，從在后開啟的進氣門進入氣缸的油氣混合物可以避免直接進入排氣管路。這樣，實現掃氣的進氣門可以僅提供新鮮空氣而非空氣和燃料的混合物進入氣缸，避免了掃氣過程帶走燃料。

根據本發明的一方面，提供一種發動機的燃料噴射和進氣方法，所述發動機具有一個或多個氣缸，每個氣缸具有兩個或多個進氣門，所述方法包括：控制每個氣缸的兩個或多個進氣門以異步方式作動，其中，至少一個進氣門的開啟早于其它進氣門；控制燃料在與每個氣缸的在后開啟的一個或多個進氣門對應的上游管路內噴射。

優選地，當所述發動機應用多點進氣道燃料噴射方案時，控制燃料僅在與在后開啟的一個或多個進氣門對應的進氣歧管內噴射。

優選地，當所述發動機應用單點進氣道燃料噴射方案時，控制燃料僅在與后開啟的一個或多個進氣門對應的進氣總管內噴射，其中，每個進氣門通過對應的一個進氣歧管連接到所述進氣總管。

優選地，每個氣缸的兩個或多個進氣門由位于同一個凸輪軸的不同凸輪型線驅動，各凸輪型線的相對位置固定或者具有相對調節能力。

優選地，每個氣缸的兩個或多個進氣門由不同的凸輪軸的凸輪型線驅動。

優選地，所述發動機是點燃式或壓燃式。

優選地，噴射的燃料是液態燃料或氣態燃料。

優選地，進氣總管被分隔成兩個部分，分別對應于與在后開啟的一個或多個進氣門對應的進氣歧管以及與在先開啟的一個或多個進氣門對應的進氣歧管。

附圖說明

通過下面結合附圖對實施例進行的描述，本發明的這些和/或其他方面和優點將會變得清楚和更易于理解，在附圖中：

圖1是示出現有技術的缸外噴射燃料的進氣門作動的示意圖；

圖2是示出根據本發明的實施例的發動機的多點燃料噴射和進氣方法的示圖；