[發明專利]控制分流式排氣發動機中的燃料掃氣的方法和系統

在審

• 申請號: 202010140152.7
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111664018A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 穆罕納德·哈基姆;阿什利·彼得·威斯;丹尼爾·麥迪遜;布拉德·波伊爾;杜希揚·卡斯基延;威廉·卡里·科爾;約瑟夫·諾曼·烏雷
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02D41/40
• 分類號: F02D41/40;F02D41/06;F02D9/04;F02D9/08;F02D13/02;F02D41/00;F02M26/05;F02M26/07;F02M26/20;F02M26/43;F01N13/08;F01N13/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

本公開提供了“控制分流式排氣發動機中的燃料掃氣的方法和系統”。提供了用于調整經由分流式排氣發動機系統的第二排氣歧管所掃氣的直接噴射的燃料的量的方法和系統。在一個示例中，一種方法可以包括：基于第二排氣門的關閉正時并且依據工況來調整對發動機氣缸中的燃料直接噴射的噴射起點，所述氣缸包括聯接到第一排氣歧管的第一排氣門和聯接到第二排氣歧管的所述第二排氣門，所述第二排氣歧管聯接到發動機的進氣口；以及基于所述調整過的噴射起點來調整所述第二排氣歧管的旁通閥的位置。以此方式，可以基于所述工況來增加或減少所掃氣的燃料的量。

技術領域

本說明書總體上涉及用于具有分流式排氣系統的發動機的系統和方法。

背景技術

發動機可以使用增壓裝置，例如渦輪增壓器，來增加發動機功率密度。然而，可能會由于增加的燃燒溫度而出現發動機爆震。在由于高充氣溫度而產生的增壓狀況下，爆震尤其成問題。本文發明人已經認識到，分流式排氣系統可以減少發動機爆震并且增加發動機效率，其中第一排氣歧管將排氣運送到發動機的排氣口中的渦輪增壓器的渦輪，并且第二排氣歧管將排氣再循環(EGR)運送到位于渦輪增壓器的壓縮機的上游的發動機的進氣口。在此類發動機系統中，每個氣缸可以包括兩個進氣門和兩個排氣門，其中第一組氣缸排氣門(例如，泄放排氣門)專門經由第一組排氣道聯接到第一排氣歧管，并且第二組氣缸排氣門(例如，掃氣排氣門)專門經由第二組排氣道聯接到第二排氣歧管。可以在與第二組氣缸排氣門不同的正時下操作第一組氣缸排氣門，進而隔離排氣的泄放部分和掃氣部分。第二組氣缸排氣門的正時還可以與氣缸進氣門的正時進行協調以產生正氣門重疊周期，在所述正氣門重疊周期中，稱為吹氣的新鮮進氣(或者新鮮進氣與EGR的混合物)可以經由聯接到第二排氣歧管的EGR通道而流過氣缸并且流回到位于壓縮機的上游的進氣口。吹氣可以移除氣缸內的殘余排氣(稱為掃氣)。本文發明人已經認識到，通過使排氣的第一部分(例如，較高壓力排氣)流過渦輪和較高壓力排氣通道并且使排氣的第二部分(例如，較低壓力排氣)和吹氣流動到壓縮機入口，可以在增加渦輪的工作效率并增加發動機扭矩的同時降低燃燒溫度。

發明內容

然而，本文發明人已認識到此類系統的潛在問題。作為一個示例，在上文描述的發動機系統中，再循環到進氣口的氣體的組成可能比包括單個排氣歧管的傳統的EGR系統或不使增加量的吹氣再循環的系統更復雜。傳統的EGR系統中的再循環氣體主要由燃燒后的排氣構成，而穿過分流式排氣發動機再循環的氣體可能包括不同份量的燃燒后的排氣、新鮮空氣以及未燃燒(例如，未燃盡的)燃料。具體來說，如果在打開掃氣排氣門時噴射未燃燒的直接噴射的燃料的一部分，那么所述未燃燒的直接噴射的燃料的一部分可以流過所述掃氣排氣門到達第二排氣歧管，在本文稱為燃料掃氣或燃料短路連接的過程。這可能會導致在一些發動機工況期間、尤其是在瞬變狀況期間難以跟蹤的燃料損耗。對發動機操作參數(例如，燃料噴射量、火花提前以及進氣門和排氣門致動)的正時調整可能考慮不到短路連接的燃料，從而導致劣化的發動機性能。然而，在其他發動機工況期間，燃料的短路連接可以是有利的。舉例來說，可能在暖機狀況(例如，發動機冷起動)期間需要燃料的短路連接，以便使額外的燃料流動到催化劑。

在一個示例中，可以通過一種方法解決上文描述的問題，所述方法包括：基于第二排氣門的關閉正時和工況來調整對發動機氣缸中的直接燃料噴射的起點，所述發動機氣缸包括聯接到泄放歧管的第一排氣門和聯接到掃氣歧管的所述第二排氣門；以及基于所述直接燃料噴射的所述調整過的起點來調整所述掃氣歧管的旁通閥的位置。以此方式，可以基于特定工況來調整所述直接燃料噴射的起點以增加燃料掃氣或減少燃料掃氣。