專利名稱：預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機及其進氣控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機及其進氣控制方法。
背景技術(shù)：
近年，預(yù)混壓縮自動點火式(均質(zhì)充氣壓縮點火式(Homogeneous Charge Compression Ignition HCCI))發(fā)動才幾一直受到關(guān)注，其工作效 率高，而且NOx排放量低。由于與火花點火(Spark Ignition SI)燃燒 相比，預(yù)混壓縮自動點火(HCCI)燃燒可在更稀薄的混合氣中進行， 所以它具有增加熱效率和降低最高燃燒溫度的優(yōu)點。然而，點火正時 難以控制，而且即使利用內(nèi)部廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation EGR)等來控制點火正時，可確保穩(wěn)定燃燒的運轉(zhuǎn)區(qū)域仍然受到限制。 因此，有人提出了 一種根據(jù)運轉(zhuǎn)區(qū)域在HCCI燃燒與SI燃燒之間切換 的發(fā)動機。專利文獻l提出了一例這種發(fā)動機。HCCI燃燒和SI燃燒 的各項條件不同，如燃燒室內(nèi)所需的EGR氣體量和混合氣體量。例如， 從SI燃燒切換至HCCI燃燒時，需要增加燃燒室內(nèi)由混合氣體和EGR 氣體組成的氣體(以下稱缸內(nèi)氣體(in-cylinder gas ))的量。另 一方面， HCCI燃燒可穩(wěn)定進行的運轉(zhuǎn)區(qū)域是從中等轉(zhuǎn)速、中等負(fù)荷到低轉(zhuǎn)速、 低負(fù)荷。因此，切換燃燒時進氣通路中的節(jié)流閥會關(guān)閉，且從節(jié)流閥 的下游區(qū)域一直到靠近各燃燒室的進氣口的空間內(nèi)的壓力為負(fù)壓(即 壓力小于或等于大氣壓)。因此，即使節(jié)流閥受到控制而使之在燃燒方 式剛被切換時就全開，也不能給燃燒室提供充分的混合氣體量，導(dǎo)致 轉(zhuǎn)矩下降而形成轉(zhuǎn)矩差。為解決上述問題，專利文獻l提出在設(shè)有增壓器的預(yù)混壓縮點 火式發(fā)動機中，從SI燃燒切換至HCCI燃燒時，只在滿足進行HCCI 燃燒的條件后才進行切換，其中利用增壓器增加燃燒室內(nèi)的壓力和溫 度來滿足HCCI燃燒的條件。
專利文獻l: JP2004-176688A
本發(fā)明為解決上述問題構(gòu)思而成，其目的在于提供一種預(yù)混壓縮 點火式發(fā)動機及其進氣控制方法，使得不論是否設(shè)有增壓器，都能解 決在火花點火燃燒與預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換時造成的吸入混合氣 體量過剩或不足問題。
一種可在火花點火燃燒和預(yù)混壓縮點火燃燒之間切4灸的預(yù)混壓縮 點火式發(fā)動機，所述預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機包括 連通各燃燒室的進氣通路；
設(shè)于所述進氣通路中、用于控制流過所述進氣通路的空氣或混合 氣流量的流量調(diào)節(jié)裝置；
與所述流量調(diào)節(jié)裝置旁通連接的旁路，所述旁if各的第一端部與所 述流量調(diào)節(jié)裝置上游的所述進氣通路連接，所述旁路的第二端部與所 述流量調(diào)節(jié)裝置下游的所述進氣通路連接；
用于打開或關(guān)閉所述旁路的旁路控制裝置；以及當(dāng)在火花點火燃燒與預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換時，驅(qū)動所述旁 路控制裝置以打開或關(guān)閉所述旁路的控制裝置。
一種方法控制預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機的進氣的方法，所述發(fā)動機 可在火花點火燃燒和預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換，包括設(shè)于進氣通路 的節(jié)流閥、與所述節(jié)流閥旁通連接的旁路以及設(shè)于所述旁路的截止閥， 其特征在于
從火花點火燃燒切換至預(yù)混壓縮點火時，所述節(jié)流閥全開，且所 述截止閥打開。
依照本發(fā)明，不論是否設(shè)有增壓器，都能解決在火花點火燃燒與 預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換時造成的吸入混合氣體量過?；虿蛔?，因 為當(dāng)從火花點火燃燒切換至預(yù)混壓縮點火燃燒時可防止吸入燃燒室的 混合氣體量不足，當(dāng)從預(yù)混壓縮點火燃燒切換至火花點火燃燒時可防 止吸入燃燒室的混合氣體量過剩，這是由于設(shè)有以下部分連通各燃 燒室的進氣通路；設(shè)于進氣通路中、用于控制流過所述進氣通路的空 氣或混合氣流量的流量調(diào)節(jié)裝置；與所述流量調(diào)節(jié)裝置旁通連接的旁 路；打開或關(guān)閉所述旁路的旁路控制裝置；以及在火花點火燃燒與預(yù) 混壓縮點火燃燒之間切換時，驅(qū)動所述旁路控制裝置以打開或關(guān)閉所 述旁路的控制裝置。



圖1為依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖 圖2為依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機進氣側(cè)的詳細(xì) 平面圖。
圖3為表明預(yù)混壓縮點火燃燒區(qū)域與火花點火燃燒區(qū)域之間的關(guān) 系的圖。圖4為流程圖，說明在依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動 機中，從火花點火燃燒切換至預(yù)混壓縮點火燃燒的過程。
圖5表示在依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機中，當(dāng)從 火花點火燃燒切換至預(yù)混壓縮點火燃燒時，電磁截止閥的打開/關(guān)閉操 作、節(jié)流閥的打開/關(guān)閉操作以及內(nèi)部EGR的執(zhí)行或停止。
圖6為流程圖，說明在依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動 機中，從預(yù)混壓縮點火燃燒切換至火花點火燃燒的過程。
圖7表示在依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機中，當(dāng)從 預(yù)混壓縮點火燃燒切換至火花點火燃燒時，電磁截止閥的打開/關(guān)閉操 作、節(jié)流閥的打開/關(guān)閉操作以及內(nèi)部EGR執(zhí)行或停止。
具體實施例方式
以下參照附圖就本發(fā)明實施方式進行說明。
以氣體熱泵(以下稱GHP)用的直列式四缸發(fā)動機為例，就本發(fā) 明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機來進行說明。如圖1所示，本發(fā)明 .實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機包括四個氣缸1 (圖1僅示出一個 氣缸)；可在氣缸l內(nèi)垂直移動的活塞2;形成于氣缸1內(nèi)活塞2之上 的燃燒室3，其范圍由氣缸l、活塞2以及氣缸蓋la確定；形成于氣 缸蓋內(nèi)的進氣口 4和排氣口 5，進氣口 4和排氣口 5均與燃燒室3連 接；進氣閥6和排氣閥7,進氣閥6和排氣閥7分別用來使進氣口 4 和排氣口 5進入或斷開與燃燒室的連通；以及^Mv氣缸蓋la上部穿入燃 燒室3而設(shè)的點火塞21。驅(qū)動進氣閥6和排氣閥7的凸輪軸(未圖示) 上分別設(shè)有公知的可變氣閥控制機構(gòu)8和9。具有進氣口 4的進氣通 路10與燃燒室3連接。進氣通路10的上游設(shè)有混合器11和節(jié)流閥12, 混合器11將流過進氣通路10的空氣和流過燃料通路15的天然氣(燃 料)混合以生成混合氣，節(jié)流閥12是用于調(diào)節(jié)流過進氣通路10的混 合氣流量的流量調(diào)節(jié)裝置。與混合器11連接的燃料通路15設(shè)有燃料流量控制閥22。燃料流量控制閥22控制作為氣態(tài)燃料的城市煤氣的 流量，并與節(jié)流閥12共同控制混合氣中的空燃比。包含》爰沖罐13的 進氣岐管14位于節(jié)流閥12的下游。所述混合氣流入緩沖罐13后，經(jīng) 各支管14a~ 14d而提供給進氣口 4 (見圖2)。此外，進氣通路10設(shè) 有與節(jié)流閥12旁通連接的旁路16，旁路16設(shè)有用作旁路控制裝置的 快速響應(yīng)式電磁截止閥17。再有，本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā) 動機還設(shè)有控制裝置ECU (電子控制單元)20。可變氣閥控制機構(gòu)8 和9、節(jié)流閥12、電磁截止閥17、點火塞21以及燃料流量控制閥22 均與ECU20電連接。
圖2詳示了本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機的進氣側(cè)結(jié) 構(gòu)。燃燒室3由四個氣缸的各氣缸內(nèi)的四個燃燒室3a、 3b、 3c、 3d組 成，進氣口 4由分別與燃燒室3a-3d連接的進氣口 4a、 4b、 4c、 4d 組成。此外，進氣岐管14由緩沖罐13和支管14a、 14b、 14c、 14d組 成，支管14a、 14b、 14c、 14d的一端與緩沖罐13連接，另一端分別 與進氣口 4a 4d連接。第一端部18與混合器11和節(jié)流閥12之間的 進氣通路10連接，第一端部18為旁路16的一端。從旁路16的另一 端分出四個支管，即旁路16的另一端包括四個第二端部19a、 1%、 19c、 19d。笫二端部19a~ 19d分別與進氣口 4a-4d連接。電磁截止 閥17設(shè)于旁路16上離第二端部19a ~ 19d比離第一端部18近的位置。
以下就本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機的運行進行說明。 如圖2所示，當(dāng)啟動本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機時， 流過進氣通路10的空氣與流過燃料通路15的天然氣在混合氣11中相 互混合而成為混合氣。流量經(jīng)節(jié)流閥12調(diào)節(jié)后，所述混合氣流過進氣 通路10并流入進氣岐管14上的緩沖罐13。流入緩沖罐13的所述混 合氣分流后流入支管14a~ 14d，并在進氣閥6打開時，.所述混合氣經(jīng) 由進氣口 4a 4d被吸入燃燒室3a-3d。所述混合氣在燃燒室3中被活塞2壓縮，并在適當(dāng)?shù)臅r刻由點火塞21點火燃燒。燃燒產(chǎn)生的廢氣在 排氣閥7打開時#皮朝，至排氣口 5。
一般在啟動預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機時，進行上述的火花點火(SI) 燃燒。在依照本實施例的預(yù)混壓縮點火(HCCI)燃燒中，點火正時控 制通過控制燃燒室3中氣體溫度并利用后述的內(nèi)部EGR來進行。由于 發(fā)動機的溫度對點火控制影響很大，所以在暖機過程完成以及發(fā)動機 的溫度穩(wěn)定之前，發(fā)動機實質(zhì)上難以進行HCCI燃燒。ECU20中包含 圖3所示的關(guān)系圖，該圖代表SI燃燒區(qū)域與預(yù)混壓縮點火(HCCI) 燃燒區(qū)域之間的關(guān)系。在啟動預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機時，發(fā)動機通常 不具備HCCI燃燒區(qū)域的條件。換言之，由于發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)不適 合HCCI燃燒，其中運轉(zhuǎn)狀態(tài)由轉(zhuǎn)速和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩表示，所以ECU20 判定發(fā)動機具備SI燃燒的條件并驅(qū)動點火塞21工作。然后，ECU20 接收表示氣體發(fā)動機轉(zhuǎn)速、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩等的信號。 一旦ECU20判定發(fā)動 機具備HCCI燃燒的條件，ECU20就停止點火塞21的工作而進行HCCI 燃燒運行。在圖3所示的本實施例的關(guān)系圖中，為方便控制在HCCI 燃燒區(qū)域與SI燃燒區(qū)域之間設(shè)有過渡區(qū)域。過渡區(qū)域用一個區(qū)域來包 圍HCCI燃燒區(qū)域的外界限而設(shè)，該區(qū)域為可以進行HCCI燃燒的區(qū) 域(HCCI燃燒可能區(qū)域)。以下將說明設(shè)置上述過渡區(qū)域的原因?？?在設(shè)置的HCCI燃燒可能區(qū)域內(nèi)進行HCCI燃燒，在該范圍內(nèi)可以進 行合適的燃燒和合適的控制，而且即使在進行HCCI燃燒時也不會有 任何麻煩(如過早點火、爆震)。由于這個的緣故，可進行HCCI燃燒 的區(qū)域會因氣體發(fā)動機用預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機的各組先決條件(如 燃料的種類、可變氣閥控制裝置的特性)而不同。圖3所示的關(guān)系圖 僅是本實施例中的 一例而已。
以下參照圖4所示的流程圖，說明在依照本實施例的預(yù)混壓縮點 火式發(fā)動機中從SI燃燒切換至HCCI燃燒的過程。當(dāng)在預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機中進行SI燃燒時，根據(jù)預(yù)混壓縮點火
式發(fā)動機的運轉(zhuǎn)區(qū)域及其運轉(zhuǎn)條件，ECU20定時地判斷是否可以進行 HCCI燃燒。如果可以進行HCCI燃燒，則將工作切換至HCCI燃燒。 當(dāng)此程序開始時，首先判斷預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機是否已預(yù)熱到可進 行HCCI燃燒(步驟Sl )。更具體地說，.檢測裝置(未圖示)用于檢 測預(yù)混壓縮點火式發(fā)動沖幾的冷卻液溫度和油溫，如果冷卻'液溫度和油 溫中的一個低于預(yù)設(shè)臨界值，則判定發(fā)動機的當(dāng)前狀態(tài)不適合HCCI 燃燒，并結(jié)束上述程序。另一方面，如果冷卻液溫度和油溫均高于預(yù) 設(shè)臨界值，則對運轉(zhuǎn)區(qū)域進行判定以確定是否可進行HCCI燃燒。更 具體地說，ECU20根據(jù)圖3所示的關(guān)系圖來判定運轉(zhuǎn)狀態(tài)是否在HCCI 燃燒區(qū)域內(nèi)(步驟S2)。如果判定運轉(zhuǎn)狀態(tài)不在HCCI燃燒區(qū)域內(nèi)， 則結(jié)束當(dāng)前過程。另一方面，如果判定運轉(zhuǎn)狀態(tài)在HCCI燃燒區(qū)域內(nèi)， 則ECU20控制打開電磁截止閥17以完全打開旁路16 (步驟S3 )。由 于電磁截止閥17為快速反應(yīng)型電磁閥，所以電磁截止閥17得到ECU20 的信號后便立即打開。同時，ECU20將節(jié)流閥12全開(步驟S4)。但 由于結(jié)構(gòu)差異，節(jié)流閥12的打開/關(guān)閉動作比電^f茲截止閥17的打開/ 關(guān)閉動作慢，所以似乎是節(jié)流閥12的開度是在電磁截止閥17打開后 慢慢增加。ECU20通過減少燃料流量控制閥22的開度(步驟S5 )，并 同時打開電磁截止閥17來將混合氣的空燃比改變至低含量側(cè)。考慮到 HCCI燃燒的熱效率高于SI燃燒，所以才進行上述控制以防止形成轉(zhuǎn) 矩差?？刂粕鲜鲫P(guān)于混合氣的量和空燃比之后，ECU20通過控制可變 氣閥控制裝置8和9,使得提前排氣閥7的相對于上死點的關(guān)閉正時， 并同時延遲進氣閥25相對于上死點的打開正時，從而進行所謂的負(fù)重 疊(negative overl叩)控制(步驟S6 )。也就是說，通過在排氣沖程中 關(guān)閉排氣閥7將一部分廢氣保留在燃燒室內(nèi)(內(nèi)部EGR)。如上所述, /切換程序至此結(jié)束。應(yīng)注意到，圖5為時序圖，表示在依照本發(fā)明實 施例的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機中，當(dāng)從火花點火燃燒切換至預(yù)混壓縮 點火燃燒時，電磁截止閥的打開/關(guān)閉操作、節(jié)流閥的打開/關(guān)閉操作以及內(nèi)部EGR的執(zhí)行或停止。
由于吸入燃燒室內(nèi)的混合氣與由內(nèi)部EGR保留在燃燒室內(nèi)的高 溫燃燒氣體混合，所以燃燒室內(nèi)的氣體溫度升高。于是，由于燃燒室 內(nèi)壓縮上死點附近的溫度也上升，所以壓縮自動點火穩(wěn)定發(fā)生。
通常，吸入燃燒室3的混合氣可能會在切換至HCCI燃燒后立即 變得不足。通過實行負(fù)重疊以內(nèi)部EGR來改變在進氣沖程中將混合氣 吸入燃燒室的期間，并且，所述可變氣閥控制裝置也基本上用于控制 進入燃燒室的混合氣體量。由于HCCI燃燒期間比SI燃燒期間需要更 多的缸內(nèi)氣體量，所以將節(jié)流閥12全開以補償混合氣量的不足部分。 然而，由于HCCI燃燒區(qū)域在從低轉(zhuǎn)速、低負(fù)荷區(qū)域到中等轉(zhuǎn)速、中 等負(fù)荷區(qū)域之間；以及切換燃燒前節(jié)流閥12的開度小，所以節(jié)流閥 12下游的壓力小于或等于大氣壓(負(fù)壓)。此外，進氣口 4內(nèi)壓力一 時地小于或等于大氣壓(負(fù)壓)的狀況依然存在；由于致動器的特性， 節(jié)流閥12的打開/關(guān)閉慢，使得吸入燃燒室的混合氣體量可能會不足。 然而，由于所述混合氣流過旁路16并進入進氣口 4而不會受到節(jié)流閥 12的減壓作用，所以進氣口 4中負(fù)壓狀態(tài)立即得到改善，并防止了吸 入燃燒室3的混合氣體量的不足，從而防止了轉(zhuǎn)矩的下降。
按照上述程序/人SI燃燒切:換至HCCI燃燒后，如果HCCI燃燒繼 續(xù)并穩(wěn)定進行，則ECU20根據(jù)需要關(guān)閉電磁截止閥17。然后，如果 運轉(zhuǎn)條件在HCCI燃燒區(qū)域內(nèi)，則HCCI燃燒繼續(xù)。如果運轉(zhuǎn)狀態(tài)在 HCCI燃燒區(qū)域內(nèi)波動，則通過控制可變氣閥控制裝置8和9來改變內(nèi) 部EGR的量或調(diào)整燃料流量控制閥22,以穩(wěn)定地繼續(xù)HCCI燃燒。如 果運轉(zhuǎn)條件變至SI燃燒區(qū)域，則ECU20將燃燒切換至SI燃燒，SI燃 燒在壓縮上死點或壓縮上死點前后的適當(dāng)正時啟動點火塞。更具體地 說，在HCCI燃燒可能區(qū)域內(nèi)，運轉(zhuǎn)狀態(tài)從過渡區(qū)域內(nèi)側(cè)移到過渡區(qū) 域時，就將燃燒切換至SI燃燒。如果直到在運轉(zhuǎn)狀態(tài)變?yōu)镠CCI燃燒可能區(qū)域的外部后才進行此變換，則控制可能會太晚而不能防止如發(fā)
動機失速等的麻煩。為避免此類麻煩，在HCCI燃燒可能區(qū)域內(nèi)側(cè)與 HCCI燃燒區(qū)域外側(cè)之間設(shè)有過渡區(qū)域。因此，將所述過渡區(qū)域的寬度 設(shè)定成在氣體熱泵用氣體發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從HCCI燃燒區(qū)域切換 至SI燃燒區(qū)域時，.若未4全測出處于所述過渡區(qū)域就不進行變動。
接著，參照圖6的流程圖說明依照本發(fā)明實施例的預(yù)混壓縮點火 式發(fā)動機中從預(yù)混壓縮點火燃燒切換至火花點火燃燒的過程。
當(dāng)在預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機中進行HCCI燃燒時，根據(jù)預(yù)混壓縮 點火式發(fā)動機的運轉(zhuǎn)區(qū)域及其運轉(zhuǎn)條件，ECU20定時地判斷是否可以 進行SI燃燒。如果判定為運轉(zhuǎn)狀態(tài)切換至所述過渡區(qū)域，且很可能要 切換至SI燃燒，就將燃燒切換至SI燃燒。當(dāng)此過程開始時，才艮據(jù)圖3 中的圖形判定運轉(zhuǎn)條件是否在過渡區(qū)域內(nèi)(步驟Sll)。如果判定運轉(zhuǎn) 條件不在過渡區(qū)域內(nèi)，則繼續(xù)進行HCCI燃燒，并結(jié)束上述過程。另 一方面，如果判定運轉(zhuǎn)條件在過渡區(qū)域內(nèi)，則ECU20減小節(jié)流閥12 的開度以形成適合SI燃燒時混合氣體量的開度。也就是i兌，ECU20 建立了一個狀態(tài)，在該狀態(tài)中，節(jié)流閥12提前將混合氣的流量調(diào)至適 度的流量(步驟S12 )。 ECU20還被用作增加燃料流量控制岡22開度 的控制器將空燃比調(diào)至高含量側(cè)，使得空燃比變得適合于SI燃燒(步 驟S13)。在結(jié)束減小節(jié)流閥12的開度操作和改變空燃比后，ECU20 關(guān)閉電磁截止閥17以關(guān)閉旁路16 (步驟S14)。在此時點，電磁截止 閥17關(guān)閉，并保持關(guān)閉。隨后ECU20控制可變氣閥控制裝置8和9 以解除負(fù)重疊狀態(tài)。換言之，ECU20停止內(nèi)部EGR并將所述氣閥的 打開/關(guān)閉正時和氣閥升程量改變?yōu)檫m合于SI燃燒(步驟S15 )。如上 所述，切換程序至此結(jié)束。圖7為電磁截止閥的打開/關(guān)閉操作、節(jié)流 '閥的打開/關(guān)閉操作以及內(nèi)部EGR實施/停止的時序圖。
如果在保持節(jié)流閥12全開時便切換至SI燃燒，則會因內(nèi)部EGR的停止而造成進氣口 4內(nèi)與燃燒室3內(nèi)的壓力差增大，致使所述混合 氣一時吸入燃燒室3內(nèi)，使得混合氣體量大于或等于SI燃燒時所需的 量。因此，可能形成轉(zhuǎn)矩上升的轉(zhuǎn)矩差。然而，在將節(jié)流閥12調(diào)低至 適當(dāng)開度后才關(guān)閉電磁截止閥17，并在進行了 SI燃燒時的混合氣體量 的控制狀態(tài)后才停止內(nèi)部EGR而切換至SI燃燒，可防止一時吸入燃 燒室3的混合氣體量過度。因而，防止了轉(zhuǎn)矩的上升。
如上所述，由于設(shè)有旁路16和電磁截止閥17,其中旁路16與控 制所述混合氣流量的節(jié)流閥12旁通連接，電磁截止閥17設(shè)于旁路16 上，ECU20完全打開節(jié)流閥12并打開電;茲截止閥17，從而在節(jié)流閥 12減壓前的所述混合氣流過旁路16并進入進氣口 4,因此，防止了進 氣口 4內(nèi)負(fù)壓的解除一時的延遲以及所述吸入混合氣量的不足。并且， 在從HCCI燃燒切換至SI燃燒時，ECU20在使節(jié)流閥12降低至適當(dāng) 開度后關(guān)閉電磁截止閥17，實現(xiàn)在SI燃燒時控制所述混合氣體量的狀 態(tài)，然后才停止內(nèi)部EGR以切換至SI燃燒。因此，可防止一時產(chǎn)生 的吸入混合氣體量的過量。換句話說，在SI燃燒與HCCI燃燒之間切 換時造成的吸入混合氣體量的過量或不足問題可得到解決。
本實施例中，混合器11設(shè)于節(jié)流閥12上游，通過混合空氣和燃 料來生成混合氣，并使該混合氣流過旁路16。然而，本發(fā)明不限于此 結(jié)構(gòu)，也可在節(jié)流閥12的下游設(shè)置燃料噴嘴。在這種情況下，節(jié)流閥 12控制流過進氣通路10的空氣的流量，未經(jīng)節(jié)流閥12減壓的空氣通 過旁路16流入進氣口 4。根據(jù)設(shè)置于進氣通路10的檢測空氣量裝置 (例如空氣流量表等)測出的空氣供^it度，來控制從所述燃料噴嘴 噴射的燃料供給速度，其中檢測空氣量的裝置，例如空氣流量表(未 圖示)等。這種結(jié)構(gòu)的發(fā)動機也具有與本實施例相同的效果，其中， 所述結(jié)構(gòu)的發(fā)動機按照流過進氣通路10及旁路16的空氣供給速度來 控制燃料供給速度。
本實施例中，電磁截止閥17在旁路16上設(shè)于離第二端部19a~ 19d比離第一端部18近的位置，該位置最好盡可能靠近離燃燒室3a ~ 3d。由于未經(jīng)節(jié)流閥12減壓的混合氣剛好到達在旁路16上的電磁截 止閥17的上游側(cè)，所以如果將電磁截止閥17設(shè)置在盡可能靠近燃燒 室3a 3d的位置，則可在電; 茲截止閥17打開后將未經(jīng)節(jié)流閥12減壓 的混合氣盡快提供到燃燒室3a 3d附近。因此，本實施例可取得更好 的效果。
本實施例中，旁路16的第二端部19a-19d與進氣口 4a-4d連4矣。 然而，本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)，第二端部19a-19d也可連接在緩沖罐 13下游的其他部位。
本實施例中使用城市煤氣作為燃料。然而，本發(fā)明不限于此，也 可使用任何氣態(tài)燃料，例如天然氣。
本實施例中，通過以GHP用氣體發(fā)動機為例就預(yù)混壓縮點火式發(fā) 動機進行說明。然而，本發(fā)明不限于此，預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機也可 為以輕油為燃料的柴油或汽油發(fā)動機。預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機也不限 于直列式四缸發(fā)動機，而可以為任意類型的發(fā)動機。
本實施例中，HCCI燃燒時所述節(jié)流閥全開且所述內(nèi)部EGR^f皮才丸 行。然而，本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)。由于在HCCI燃燒時是自動點火， 所以要求在壓縮沖程的上死點附近或臨點火前，燃燒室內(nèi)的溫度和壓 力須比SI燃燒時高。而本實施例中的所述節(jié)流閥的全開控制和內(nèi)部 EGR的執(zhí)行只是實現(xiàn)手段而已。例如，如果可滿足上述HCCI燃燒所 需的點火條件，則在從SI燃燒切換到HCCI燃燒而控制所述節(jié)流閥時， 不必一直將所述節(jié)流閥設(shè)為全開。
權(quán)利要求
1. 一種可在火花點火燃燒和預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機，其特征在于所述發(fā)動機包括連通各燃燒室的進氣通路；設(shè)于所述進氣通路中的、用于控制流過所述進氣通路的空氣或混合氣流量的流量調(diào)節(jié)裝置；與所述流量調(diào)節(jié)裝置旁通連接的旁路，所述旁路的第一端部與所述流量調(diào)節(jié)裝置上游的所述進氣通路連接，所述旁路的第二端部與所述流量調(diào)節(jié)裝置下游的所述進氣通路連接；用于打開或關(guān)閉所述旁路的旁路控制裝置；以及在火花點火燃燒與預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換時，啟動所述旁路控制裝置以打開或關(guān)閉所述旁路的控制裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機，其特征在于 所述進氣通路包括與各燃燒室連通的進氣口 ，且所述第二端部與各進氣口連接。
3. 如權(quán)利要求l所述的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機，其特征在于 所述進氣通路包括位于所述流量調(diào)節(jié)裝置下游的緩沖罐和進氣岐管，且各所述第二端部與所述緩沖罐下游的所述進氣通路連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機，其特征在于 所述旁路控制裝置為電^^截止閥。
5. 如權(quán)利要求l所述的預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機，其特征在于 所述旁路控制裝置設(shè)于離所述第二端部比離所述第一端部近的位置。
6. —種控制預(yù)混壓縮點火式發(fā)動機的進氣的方法，所述發(fā)動才幾可 在火花點火燃燒和預(yù)混壓縮點火燃燒之間切換，所述發(fā)動機包^^:于 進氣通路上的節(jié)流閥、與所述節(jié)流閥旁通連接的旁路以及設(shè)于所述旁 路上的截止閥，其特征在于在從火花點火燃燒向預(yù)混壓縮點火切換時，所述節(jié)流閥全開且所 述截止閥打開。
全文摘要
進氣通路(10)設(shè)有混合器(11)、節(jié)流閥(12)、旁路(16)以及進氣岐管(14)，所述進氣通路(10)包括分別與燃燒室(3a、3b、3c、3d)連接的進氣口(4a、4b、4c、4d)，所述混合器(11)通過混合空氣和燃料以產(chǎn)生混合氣，所述旁路(16)與節(jié)流閥(12)旁通連接。所述旁路(16)的第一端部(18)連接在混合器(11)和節(jié)流閥(12)之間的進氣通路(10)上。所述旁路(16)的四個第二端部(19a～19d)分別與進氣口(4a、4b、4c、4d)連接。所述旁路(16)設(shè)有電磁截止閥(17)。
文檔編號F02D41/04GK101415926SQ20078001227
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者町田匡浩, 葛山裕史 申請人:株式會社豐田自動織機