[發明專利]具有活塞加熱系統的發動機及其操作方法

在審

• 申請號: 201811240861.1
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109723548A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 克里斯多夫·波羅諾夫斯基;埃里克·馬修·庫爾茨;丹尼爾·威廉·坎特羅
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02B75/04
• 分類號: F02B75/04;F02D15/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

提供用于主動加熱燃燒室中的活塞以減小發動機中的扭矩不平衡的方法和系統。在一個示例中，一種用于操作發動機的方法包括：確定第一燃燒室與第二燃燒室中的壓縮比之間的變差，并且基于所述壓縮比之間的所述變差操作活塞加熱系統以向第一活塞組件施加目標量的熱量，所述第一活塞組件包括定位在所述第一燃燒室內的第一活塞。

技術領域

本說明書總體上涉及一種具有活塞加熱系統的發動機，并且涉及一種操作具有活塞加熱系統的發動機的方法，所述活塞加熱系統被設計成調節發動機中的燃燒室中的壓縮比。

背景技術/發明內容

由于不同部件的制造公差以及部件組中的堆疊公差，發動機中可出現氣缸壓縮比的變差。例如，影響活塞擠壓高度和皮碗容積的部件的公差可導致多缸發動機中的氣缸壓縮的變差。通常，氣缸與氣缸之間的壓縮比可改變例如+/-1.0％，這可導致每個氣缸所產生的動力的變差。因此，發動機的動力和燃料消耗可能降低，并且發動機所在的車輛的駕駛性能可能受到不利影響。這些問題在壓縮點火發動機中可能特別普遍。然而，壓縮比的變差也會對火花點火發動機產生不利影響。

Cannata在U.S.7,827,943 B2中示出的一種示例性途徑包括通過機械組件改變氣缸中的壓縮比的系統，所述機械組件調節連桿和活塞附接的位置。然而，Cannata的系統以犧牲發動機可靠性為代價來實現壓縮比適應性。例如，由于用于調節壓縮比的機械部件的復雜性，Cannata的機械壓縮比調節系統可能易于發生失靈和故障。

發明人已經認識到先前發動機的上述問題，并且面對這些挑戰，在一個示例中，開發出一種用于操作發動機的方法以解決這些問題。所述方法包括：確定第一燃燒室與第二燃燒室中的壓縮比之間的變差，并且基于所述壓縮比之間的所述變差操作活塞加熱系統以向第一活塞組件施加目標量的熱量，所述第一活塞組件包括定位在所述第一燃燒室內的第一活塞。以這種方式，通過穩健且可靠的壓縮比調節系統，可以調節每個氣缸的壓縮比以減小所述發動機中的所述壓縮比之間的變差并且使氣缸所產生的扭矩量穩定(如果需要的話)。因此，可以提高發動機效率，同時減小由扭矩不平衡引起的噪音、振動和粗糙性(noise,vibration,and harshness，NVH)。這種壓縮比調節也使用不易發生失靈的可靠系統來進行。因此，可以提高車輛的駕駛性能和可靠性，從而提高顧客滿意度。

在一個示例中，操作所述活塞加熱系統可以包括啟動連接到潤滑管線的加熱器，所述潤滑管線包括噴嘴，所述噴嘴在發動機操作期間將潤滑劑引導到連接到所述第一活塞和曲軸的第一活塞桿。以這種方式，可以將活塞組件加熱器并入到潤滑系統中，以便以有效且可靠的方式引起壓縮比調節。

在另一個示例中，輸送到所述發動機中的燃燒室的熱量的量可以基于發動機負荷而改變。在這種示例中，在低負荷條件期間(例如，當所述發動機負荷低于預定閾限值時)，可以啟動或操作連接到所述第一燃燒室和所述第二燃燒室的活塞組件加熱器以增加輸送到所述燃燒室的熱量的量，從而增大所述燃燒室中的壓縮比。因此，所述活塞加熱系統也可用于例如在低負荷條件期間提高所述發動機中的燃燒效率。

應當理解，提供以上發明內容以便以簡化形式引入具體實施方式中進一步描述的一系列概念。這并不意味著識別要求保護的主題的關鍵或本質特征，所要求保護的主題的范圍由具體實施方式之后的權利要求獨特限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上文或本公開中任何部分所指出的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出了包括活塞加熱系統的內燃發動機的示意圖。

圖2示出了圖1所示的發動機和活塞加熱系統的第一示例的橫截面圖。

圖3示出了圖1所示的發動機和活塞加熱系統的第二示例的橫截面圖。

圖4示出了用于操作內燃發動機和活塞加熱系統的方法。

圖5示出了用于操作內燃發動機和活塞加熱系統的另一種方法。

圖6示出了示例性活塞加熱系統控制策略的時序圖。