[發(fā)明專利]二沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的調(diào)節(jié)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910888959.6
• 申請(qǐng)日: 2011-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN110529233B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米卡埃爾·伯格曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胡斯華納有限公司
• 主分類號(hào): F02D41/14
• 分類號(hào): F02D41/14;F01N3/10;F02B25/04;F02B25/22;F02B75/02
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李靜

為了滿足嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)并且改進(jìn)二沖程曲軸箱掃氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，發(fā)動(dòng)機(jī)的消聲器(13)設(shè)置有混合裝置(130、31)，用于將由混合物參與燃燒產(chǎn)生的廢氣(42)與由掃氣產(chǎn)生的氣體混合，使得在消聲器(13)內(nèi)形成大致均勻的氣體混合物，并且用于感應(yīng)氧濃度的裝置(81)處于所述均勻氣體混合物中并且設(shè)置成向控制單元(80)提供輸出值，用于控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)并且進(jìn)而控制燃燒室(41)中的空燃比。消聲器(13)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有催化元件(140)，優(yōu)選地為三效催化器。發(fā)動(dòng)機(jī)(1)優(yōu)選地為分層進(jìn)氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年8月5日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180072709.7且發(fā)明名稱為“二沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的調(diào)節(jié)”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二沖程曲軸箱掃氣式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的方法。在燃料供應(yīng)部分(諸如汽化器或燃料噴射系統(tǒng))中調(diào)節(jié)空燃比，并且所述燃料供應(yīng)部分包括用于調(diào)節(jié)空燃比的控制單元。在具有控制單元的反饋回路中設(shè)置氧濃度感應(yīng)裝置以幫助提供適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)空燃比。此外，所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生由空氣-燃料混合物參與燃燒而產(chǎn)生的廢氣以及由掃氣過(guò)程產(chǎn)生的其他氣體。

背景技術(shù)

萊姆達(dá)傳感器(Lambda sensor)或氧傳感器通常用于通過(guò)確保發(fā)動(dòng)機(jī)充分和干凈的燃燒其燃料來(lái)減少具有四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的排放。傳感器通常構(gòu)造成使一個(gè)電極處于排氣管中，而另一個(gè)電極接觸環(huán)境空氣。傳感器通過(guò)測(cè)量廢氣與環(huán)境空氣之間的氧濃度差工作。傳感器通常輸出電壓，并且呈現(xiàn)出其中空燃比接近化學(xué)計(jì)量的步進(jìn)式電壓特性。化學(xué)計(jì)量的空燃比對(duì)應(yīng)于λ＝1并且意味著對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)而言的功率、燃料燃燒率和排放量之間良好的折中，λ1意味著較高的電壓輸出并且對(duì)應(yīng)于燃料過(guò)量，而λ1意味著較低的電壓輸出并且對(duì)應(yīng)于空氣過(guò)量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)載情形下時(shí)(例如當(dāng)非常柔和的加速，或保持恒定速度時(shí))，其工作狀態(tài)被稱為“閉環(huán)”模式。這指的是控制單元與萊姆達(dá)傳感器之間的反饋環(huán)，其中控制單元調(diào)節(jié)燃料量并且期望在萊姆達(dá)傳感器的響應(yīng)方面發(fā)生變化。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)力圖保持平均的最接近化學(xué)計(jì)量比時(shí)，該環(huán)路使得發(fā)動(dòng)機(jī)能在連續(xù)環(huán)路上在供料略微貧化(lean)的情形或供料略微富化(rich)的情形下工作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高負(fù)載(例如，節(jié)流閥全開)時(shí)，忽略氧傳感器的輸出，并且控制單元自動(dòng)使混合物富化以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樨?fù)載下的啟動(dòng)失敗更可能導(dǎo)致?lián)p壞。這是指發(fā)動(dòng)機(jī)在“開環(huán)”模式下工作。在這種狀態(tài)中，傳感器輸出的任何改變都將被忽略，因?yàn)槿剂蠂娚涫歉鶕?jù)預(yù)定的所謂燃料映射(fuel map)來(lái)控制的。燃料的閉環(huán)反饋控制根據(jù)實(shí)時(shí)的傳感數(shù)據(jù)改變?nèi)剂陷敵龆⒎歉鶕?jù)預(yù)定的(開環(huán))燃料映射工作。通常，萊姆達(dá)傳感器僅在被加熱到約300℃時(shí)有效地工作，并且因此當(dāng)今傳感器中的許多具有集成的加熱元件以保證正常的工作。

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是它們太過(guò)沉重，并且因此它們非常不適于旨在由操作者攜帶的應(yīng)用。實(shí)際上，存在其中二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是優(yōu)選的多個(gè)應(yīng)用，諸如鏈鋸，截頭器，切割機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)等，對(duì)于這些應(yīng)用，高的功率-重量比尤其重要。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)就其簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)和長(zhǎng)壽命方面而言也是有利的。然而，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)在于它們排放性能差。為了符合更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)對(duì)在反饋回路中使用萊姆達(dá)傳感器和控制單元來(lái)調(diào)節(jié)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比進(jìn)行了一些嘗試。然而，在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管中測(cè)量λ的方法不適用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)閽邭饪諝鈱㈦S著由燃燒室內(nèi)的燃燒過(guò)的空氣燃料混合物產(chǎn)生的廢氣而進(jìn)入排氣管中。因此，排氣管中對(duì)應(yīng)位置處的λ將波動(dòng)并且不對(duì)應(yīng)于參與燃燒的氣體的λ。

JP8144817和JP8189386(Yamaha)披露了一種使用在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中與控制單元連接的萊姆達(dá)傳感器的方法。為了解決掃氣空氣被泵吸到排氣通道中的問(wèn)題，已引入與燃燒室連通的子排氣通道，在該通道中檢測(cè)λ。子排氣通道設(shè)置有閥門，這些閥門設(shè)置成以在掃氣空氣到達(dá)之前關(guān)閉的方式關(guān)閉和打開通道。因此，檢測(cè)到的λ將接近燃燒λ。然而，該解決方案是相當(dāng)復(fù)雜和成本高昂的，并且還需要汽缸中的附加閥門和管道。此外，存在閥門可能由例如煙灰和/或油堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，這將降低閥門的工作性能并且進(jìn)而降低燃燒λ測(cè)量的準(zhǔn)確性。