[發(fā)明專利]用于發(fā)動機(jī)中的再燃燒的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210833927.8
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115680949A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 埃里克·馬修·庫爾茨;賈森·布萊恩·馬茨;丹尼爾·約瑟夫·斯泰爾;J·Z·弗里德
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: F02M26/20
• 分類號: F02M26/20;F02M26/16;F02M26/21;F02D41/40;F02D13/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 張穎;李尚穎

本公開提供了“用于發(fā)動機(jī)中的再燃燒的方法”。提供了用于在多缸發(fā)動機(jī)的氣缸中再燃燒排氣以便升高排氣的溫度以增強(qiáng)多缸發(fā)動機(jī)內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化的方法和系統(tǒng)。在一個示例中，一種方法可以包括在排氣沖程期間經(jīng)由進(jìn)氣門將燃燒后的氣體從氣缸排出到進(jìn)氣歧管中，以便在隨后的進(jìn)氣沖程中經(jīng)由進(jìn)氣門從進(jìn)氣歧管再吸入燃燒后的氣體。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書總體上涉及用于經(jīng)由再吸入和再壓縮在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的氣缸中再燃燒排氣的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速情況下升高排氣溫度的一種方法是利用氣缸停用并因此更快速地加熱排氣催化器。

通常可以通過使多缸發(fā)動機(jī)的一個或多個氣缸的進(jìn)氣門和排氣門保持關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)氣缸停用。這可以允許停用的氣缸通過活塞運(yùn)動對存儲在其中的充氣進(jìn)行壓縮和減壓，同時(shí)在低發(fā)動機(jī)負(fù)荷下增加活動氣缸的氣缸壓力并減少在發(fā)動機(jī)中的燃燒期間使用的空氣量，由此升高由發(fā)動機(jī)操作產(chǎn)生的排氣的溫度。

Hayman等人在美國專利號10,078,280中給出了一種用于增強(qiáng)催化轉(zhuǎn)化的示例性方法。其中，Hayman利用發(fā)動機(jī)控制器來優(yōu)化凸輪定相、空氣/燃料混合物和火花角，以便更快地實(shí)現(xiàn)起燃溫度以實(shí)現(xiàn)更有效的催化轉(zhuǎn)化。具體地，在發(fā)動機(jī)操作期間，經(jīng)由凸輪定相系統(tǒng)來調(diào)整活動氣缸的凸輪相位，所述凸輪定相系統(tǒng)允許獨(dú)立地操縱排氣凸輪軸正時(shí)和進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)，使得排氣門在進(jìn)氣沖程開始時(shí)維持打開以及進(jìn)氣門在進(jìn)氣沖程期間打開。這可以允許再吸入排氣，從而減少碳?xì)浠衔锱欧挪⑹古艢饽芰孔畲蠡雠艢饽芰渴桥艢鉁囟群土髁康暮瘮?shù)。這與經(jīng)由專用直接空氣噴射系統(tǒng)和延遲火花產(chǎn)生進(jìn)行的直接空氣噴射相結(jié)合，以便維持稀空氣-燃料混合物以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。另外，如果發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷下操作，則這可以與多缸發(fā)動機(jī)的一個或多個氣缸的停用相結(jié)合，以便加速達(dá)到催化轉(zhuǎn)化器的起燃溫度。

發(fā)明內(nèi)容

然而，本文的發(fā)明人已認(rèn)識到此類系統(tǒng)的潛在問題。作為一個示例，氣缸停用尤其是在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速操作期間、當(dāng)它可能是最期望的時(shí)、諸如在怠速或接近怠速期間可能導(dǎo)致不希望的噪聲、振動和粗糙性(NVH)。作為另一個示例，除了在怠速期間的不希望的NVH和降低低端動力產(chǎn)生之外，在進(jìn)氣沖程期間打開進(jìn)氣門的同時(shí)維持排氣門打開還可能在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下引入低真空。另外，Hayman的系統(tǒng)利用專用的直接空氣噴射系統(tǒng)，所述直接空氣噴射系統(tǒng)可以與單獨(dú)的燃料噴射系統(tǒng)和凸輪定相配合使用。添加諸如空氣噴射器和相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)的硬件可能增加發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜性。

在一個示例中，可以通過一種方法來解決上述問題，所述方法包括：在排氣沖程期間打開進(jìn)氣門以將燃燒后的氣體排出到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，然后在緊接的后續(xù)進(jìn)氣沖程期間再吸入所述燃燒后的氣體。通過這種方式，通過再燃燒先前燃燒的空氣-燃料混合物，可以升高排氣溫度以有助于在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行更有效的催化轉(zhuǎn)化。

作為一個示例，先前燃燒的氣體的再燃燒可以在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的氣缸中經(jīng)由再吸入和/或再壓縮來執(zhí)行。對于再吸入，多缸發(fā)動機(jī)中的氣缸循環(huán)可以在標(biāo)準(zhǔn)四沖程循環(huán)與再吸入之間交替。再吸入可以包括再吸入和再燃燒先前在氣缸中燃燒的空氣-燃料混合物。在第一示例中，可以在排氣沖程期間經(jīng)由進(jìn)氣門將燃燒后的空氣-燃料混合物排出到進(jìn)氣歧管中，然后在緊接后續(xù)的進(jìn)氣沖程中可以通過進(jìn)氣門再吸入先前燃燒的空氣-燃料混合物與來自進(jìn)氣歧管的空氣的組合以進(jìn)行燃燒。在第二示例中，可以在排氣沖程期間經(jīng)由排氣門將燃燒后的空氣-燃料混合物排出到排氣歧管中，然后在緊接后續(xù)的進(jìn)氣沖程中可以通過排氣門再吸入燃燒后的空氣-燃料混合物以進(jìn)行燃燒。在第三示例中，排氣門可以在排氣沖程和進(jìn)氣沖程期間維持部分打開。在進(jìn)氣沖程和排氣沖程期間維持排氣門部分打開可以允許來自先前燃燒的部分燃燒后的空氣-燃料混合物與來自排氣歧管的排氣的混合物用于后續(xù)燃燒。在第四示例中，進(jìn)氣門可以在排氣沖程和進(jìn)氣沖程期間維持部分打開。在進(jìn)氣沖程和排氣沖程期間維持進(jìn)氣門部分打開可以允許來自先前燃燒的部分燃燒后的空氣-燃料混合物與來自進(jìn)氣歧管的空氣的混合物用于后續(xù)燃燒。可以修改作為上述再吸入方法的一部分的再燃燒的噴射策略，以便降低富空氣-燃料混合物的可能性。