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摘要
申請專利號:

CN201480004972.6

申請日:

2014.01.14

公開號:

CN104919164A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F02D 19/08申請日:20140114|||公開
IPC分類號: F02D19/08; F02D21/08; F02D41/02; F02M25/00; F02M25/07; F02M31/20 主分類號: F02D19/08
申請人: 洋馬株式會社
發明人: 朝井豪
地址: 日本大阪府大阪市
優先權: 2013-004699 2013.01.15 JP
專利代理機構: 北京品源專利代理有限公司11332 代理人: 呂琳; 楊生平
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480004972.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.03.29|||2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明的目的在于,提供一種可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能的發動機。本發明的發動機是具備作為燃料改性裝置的改性用氣筒(16)的發動機(1),在改性用氣筒(16)中,經由供給管(25)連接有吸氣管(12)和EGR管(27),經由排出管(28)連接有吸氣管(12),并設有對經由供給管(25)供給到改性用氣筒(16)的吸氣和排氣的混合氣體噴射燃料的主燃料噴射裝置(20)。

權利要求書

權利要求書
1.  一種發動機,具備燃料改性裝置,其中,
燃料改性裝置經由供給管與吸氣管和EGR管連接,經由排出管與吸氣管連接,
在所述燃料改性裝置中設有對經由供給管供給到燃料改性裝置的吸氣和排氣的混合氣體噴射燃料的主燃料噴射裝置。

2.  根據權利要求1所述的發動機,其中,
在所述排出管中設有用于冷卻從所述燃料改性裝置排出的混合氣體的改性燃料用中冷器。

3.  根據權利要求1或權利要求2所述的發動機,其中,
所述燃料改性裝置由通過改性用活塞的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒構成,
所述主燃料噴射裝置配置于改性用氣筒內,并且還具備以在吸氣的吸入行程或壓縮行程的前半段噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。

4.  根據權利要求1或權利要求2所述的發動機,其中,
所述燃料改性裝置由通過改性用活塞的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒構成,
所述主燃料噴射裝置配置于所述供給管中,
所述主燃料噴射裝置還具備以在對所述燃料改性用氣筒供給所述混合氣體時噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。

5.  根據權利要求1至4的任一項所述的發動機,其中,
在所述發動機的輸出用氣筒中設有副燃料噴射裝置,
由所述控制裝置以在所述輸出用氣筒的隔熱壓縮行程或膨脹行程前半段噴射燃料的方式進行控制。

說明書

說明書發動機
技術領域
本發明涉及一種發動機。更詳細而言,涉及一種預混合壓縮點火發動機。
背景技術
以往,作為將燃料在稀薄狀態下通過進行高壓縮使其自點火燃燒而實現低煙化以及低NOx化的發動機,已知有預混合壓縮點火發動機。預混合壓縮點火發動機以在燃燒室內將空氣和燃料的混合氣體進行高壓縮而使其自點火燃燒的方式構成。
預混合壓縮點火發動機需要使燃料和吸氣均勻且稀薄地混合。此外,即使將空氣和燃料均勻且稀薄地混合,隨著自起動運轉開始時起算的經過時間、發動機負載、空燃比等的變化,產生爆震、失火的可能性也很高。在這樣的預混合壓縮點火發動機中,已知有一種發動機,通過根據發動機的運轉狀態在規定的定時使排氣(EGR氣體)混合到吸氣中,從而抑制爆震、失火的產生并適當地控制燃燒狀態。例如,如專利文獻1所記載。
然而,在專利文獻1所記載的預混合壓縮點火發動機中,混合于燃料的EGR氣體,根據發動機的運轉狀態,其溫度、EGR氣體的成分構成會發生大的變動。因此,其缺陷在于,在僅混合EGR氣體的定時(量或者濃度),存在難以抑制爆震、失火的產生的情況。
現有技術文獻
專利文獻1:日本特開2005-105945號公報
發明內容
發明所要解決的問題
本發明是鑒于解決上述的現有問題而完成的發明,其目的在于,提供一種可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能的發動機。
用于解決問題的方案
即,本發明中,一種具有燃料改性裝置的發動機,其中,燃料改性裝置經 由供給管與吸氣管和EGR管連接,經由排出管與吸氣管連接,并在燃料改性裝置中設有經由供給管對供給到燃料改性裝置的吸氣和排氣的混合氣體噴射燃料的主燃料噴射裝置。
本發明中,在所述排出管中設有用于冷卻從所述燃料改性裝置排出的混合氣體的改性燃料用中冷器。
本發明中,所述燃料改性裝置由通過改性用活塞的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒構成,所述主燃料噴射裝置配置于改性用氣筒內,并且還具備以在吸氣的吸入行程或者壓縮行程的前半段噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。
本發明中,所述燃料改性裝置由通過改性用活塞的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒構成,所述主燃料噴射裝置配置于所述供給管內,并且以在對上述燃料改性用氣筒供給所述混合氣體時噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。
本發明中,在所述發動機的輸出用氣筒中設有副燃料噴射裝置,由所述控制裝置以在所述輸出用氣筒的隔熱壓縮行程或者膨脹行程的前半段噴射燃料的方式進行控制。
發明效果
作為本發明的效果,實現了如下所示的效果。
根據本發明,利用EGR氣體的特性將燃料改性為難以產生爆震的低級烴燃料,并且,通過與吸氣混合而將燃料和吸氣均勻且稀薄地混合。由此,可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
根據本發明,從改性燃料除去多余的熱量。由此,可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
根據本發明,由于在從燃料噴射到開始隔熱壓縮的期間均勻地混合EGR氣體和燃料,因此能高效地將燃料進行改性。由此,可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
根據本發明,在輸出用氣筒中點火性能低的狀態的情況下,對點火進行輔助。由此,可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
根據本發明,由于在直到開始隔熱壓縮為止的期間均勻地混合EGR氣體和 燃料,因此能高效地將燃料進行改性。由此,可抑制爆震、失火的產生并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
附圖說明
圖1是表示本發明的發動機的第一實施方式中的結構的概略圖。
圖2是表示本發明的發動機的第一實施方式及第二實施方式中的控制結構的概略圖。
圖3是表示示出本發明的發動機的第一實施方式中的改性用氣筒的曲柄位置和燃料噴射正時的關系的曲線圖的圖。
圖4是表示本發明的發動機的第一實施方式及第二實施方式中的由改性用氣筒的初始溫度和當量比來表示燃料的可改性區域的曲線圖的圖。
圖5是表示示出本發明的發動機的第一實施方式及第二實施方式中的輸出用氣筒的空氣過剩率和NOx生成量的關系的曲線圖的圖。
圖6是表示本發明的發動機的第二實施方式中的結構的概略圖。
具體實施方式
下面,用圖1以及圖2對本發明的第一實施方式的發動機1進行說明。
如圖1所示,發動機1是以輕油或重油為燃料的柴油發動機。發動機1主要具備:輸出用氣筒2、增壓器15、作為燃料改性裝置的改性用氣筒16、吸氣用中冷器32、改性燃料用中冷器33、EGR氣體用中冷器34以及作為控制裝置的ECU36。
輸出用氣筒2通過燃料的燃燒而產生動力并傳遞到輸出軸。輸出用氣筒2具備輸出用氣缸3、輸出用活塞4、輸出用連桿5、以及副燃料噴射裝置6。
輸出用氣筒2的輸出用活塞4可滑動自如地插入到輸出用氣缸3的內部。輸出用氣缸3以一側由未圖示的氣缸蓋封閉,另一側開放的方式構成。輸出用活塞4的輸出用氣缸3的另一側通過輸出用連桿5與作為輸出軸的輸出用曲柄軸7連結。考慮到早期點火、失火的產生,將輸出用氣筒2的壓縮率設定為13以上(例如13~18左右)。
在輸出用氣缸3中設有輸出用氣缸溫度檢測傳感器8。在輸出用曲柄軸7中設有輸出用曲柄角度檢測傳感器9。在輸出用氣筒2中,由輸出用氣缸3的內壁 和輸出用活塞4的端面構成燃燒室10。輸出用氣筒2在燃燒室10設有可噴射燃料的副燃料噴射裝置6。副燃料噴射裝置6由具有孔式噴嘴的噴射器構成。輸出用氣筒2經由輸出用吸氣閥11連接有吸氣管12,經由輸出用排氣閥13連接有排氣管14。此外,在本實施方式中,輸出用氣筒2可以是單個也可以是多個。
增壓器15將外部空氣進行隔熱壓縮并供給輸出用氣筒2的燃燒室10。增壓器15具備渦輪15a和壓縮機15b。排氣管14與渦輪15a連接,可供給來自燃燒室10的排氣。吸氣管12與壓縮機15b連接,可吸引外部空氣并作為吸氣供給燃燒室10。換句話說,增壓器15可將排氣的壓力通過渦輪15a變換為旋轉動力并傳遞到壓縮機15b,通過壓縮機15b吸引外部空氣并進行隔熱壓縮。
燃料改性裝置將輕油等燃料改性為低級烴燃料(例如甲烷),并抑制過早點火。燃料改性裝置由改性用氣筒16構成。改性用氣筒16通過將對吸氣和排氣(EGR氣體)的混合氣體噴射了燃料后的產物進行隔熱壓縮從而將燃料進行改性。改性用氣筒16具備改性用氣缸17、改性用活塞18、改性用連桿19、以及主燃料噴射裝置20。
改性用氣筒16的改性用活塞18可滑動自如地插入到改性用氣缸17的內部。改性用氣缸17以一側通過未圖示的氣缸蓋封閉,另一側開放的方式構成。改性用活塞18的改性用氣缸17的一側通過改性用連桿19與改性用曲柄軸21連結。在改性用曲柄軸21中設有改性用曲柄角度檢測傳感器22。在改性用氣筒16中,由改性用氣缸17的內壁和改性用活塞18的端面構成改性室23。改性用氣筒16設有向改性室23內可噴射燃料的主燃料噴射裝置20。主燃料噴射裝置20由針式噴嘴、旋流式噴嘴、氣助式噴嘴等的噴嘴構成。
改性用氣筒16通過來自與輸出用曲柄軸7聯動連結的改性用曲柄軸21的動力,可使改性用活塞18來回運動。考慮到熱損失將改性用氣筒16的壓縮率設定為15以上(例如15~20左右)。此外,在本實施方式中,改性用氣筒16并不局限于傳遞來自輸出用曲柄軸7的動力的結構。此外,既可以是按每一個輸出用氣筒2有一個改性用氣筒16,也可以是多個輸出用氣筒2有一個改性用氣筒16。此外,也可以兼用輸出用氣筒2和改性用氣筒16。
改性用氣筒16經由改性用吸氣閥24連接有供給管25,經由改性用排氣閥26連接有排出管28。供給管25與吸氣管12連接。換句話說,對供給管25可從吸氣管12供給吸氣的一部分。此外,供給管25經由EGR管27與排氣管14 連接。換句話說,來自輸出用氣筒2的燃燒室10的排氣的一部分可以經由EGR管27作為EGR氣體供給供給管25。因此,對改性用氣筒16的改性室23可供給來自供給管25的吸氣和EGR氣體的混合氣體。排出管28經由混合器28a與比供給管25更靠下游側的吸氣管12連接。此外,改性用氣筒16構成為:混合氣體被改性后的低級烴燃料(以下,僅記載為“改性燃料”)可從改性室23經由排出管28排出到吸氣管12。
在吸氣管12中,在比供給管25的連接位置更靠下游側且比排出管28的連接位置更靠上游側設有第一吸氣調量閥29。第一吸氣調量閥29由電磁式流量控制閥構成。第一吸氣調量閥29能取得來自后述的控制裝置即ECU36的信號并改變第一吸氣調量閥29的開度。此外,在本實施方式中,第一吸氣調量閥29由電磁式流量控制閥構成,但只要是能改變吸氣的流量的裝置即可。
在供給管25中,在比EGR管27的連接位置更靠上游側設有第二吸氣調量閥30。第二吸氣調量閥30由電磁式流量控制閥構成。第二吸氣調量閥30能取得來自后述的ECU36的信號并改變第二吸氣調量閥30的開度。此外,在本實施方式中,第二吸氣調量閥30由電磁式流量控制閥構成,但只要是能改變吸氣的流量的裝置即可。
在EGR管27中設有EGR氣體調量閥31。EGR氣體調量閥31由電磁式流量控制閥構成。EGR氣體調量閥31能取得來自后述的ECU36的信號并改變EGR氣體調量閥31的開度。此外,在本實施方式中,EGR氣體調量閥31由電磁式流量控制閥構成,但只要是能改變吸氣的流量的裝置即可。
通過這樣構成,發動機1通過第一吸氣調量閥29可改變吸氣和從改性用氣筒16的改性室23排出的改性燃料的混合比。此外,發動機1通過第二吸氣調量閥30和EGR氣體調量閥31可改變供給到改性室23的吸氣和EGR氣體的混合比。
吸氣用中冷器32、改性燃料用中冷器33以及EGR氣體用中冷器34是冷卻氣體的裝置。吸氣用中冷器32設置于吸氣管12。吸氣用中冷器32可將由壓縮機15b進行了隔熱壓縮的吸氣進行冷卻。改性燃料用中冷器33設于排出管28。改性燃料用中冷器33可將從改性用氣筒16的改性室23排出的改性燃料進行冷卻。改性燃料用中冷器33由以空氣或者水為冷卻介質的散熱器或熱交換器構成。
EGR氣體用中冷器34設于EGR管27。EGR氣體用中冷器34可將通過燃 料的燃燒而加熱的排氣進行冷卻。此外,EGR氣體用中冷器34具備未圖示的冷卻水流量調整閥以及EGR氣體溫度檢測傳感器35。
作為控制裝置的ECU36是控制發動機1的裝置。具體而言,如圖2所示,ECU36控制副燃料噴射裝置6、主燃料噴射裝置20、第一吸氣調量閥29、第二吸氣調量閥30、EGR氣體調量閥31、以及EGR氣體用中冷器34的冷卻水流量調整閥等。在ECU36中,儲存有用于執行發動機1的控制的各種程序、數據。ECU36既可以是由總線連接CPU、ROM、RAM、HDD等的結構,或者也可以是由單片LSI等構成的結構。
ECU36存儲有:用于執行燃料的噴射控制的各種程序、用于根據發動機1的目標轉速Nt以及目標輸出Wt計算出主燃料噴射量Qm的主燃料噴射量圖M1、用于根據目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm計算出供給輸出用氣筒2的燃燒室10的輸出用吸氣流量A1的吸氣流量圖M2、用于根據目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm計算出供給到改性用氣筒16的改性室23的改性用吸氣流量A2和EGR氣體流量A3的混合氣體流量圖M3、用于根據目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm計算出向燃燒室10噴射的點火用的副燃料噴射量Qs的副燃料噴射量圖M4、以及用于根據目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm計算出供給改性室23的EGR氣體溫度Tegr的EGR氣體溫度圖M5等。
ECU36與副燃料噴射裝置6連接,可控制副燃料噴射裝置6的燃料噴射。
ECU36與主燃料噴射裝置20連接,可控制主燃料噴射裝置20的燃料噴射。
ECU36與第一吸氣調量閥29連接,可控制第一吸氣調量閥29的開閉。
ECU36與第二吸氣調量閥30連接,可控制第二吸氣調量閥30的開閉。
ECU36與EGR氣體調量閥31連接,可控制EGR氣體調量閥31的開閉。
ECU36與RGR氣體用中冷器34的未圖示的冷卻水流量調整閥連接,可控制未圖示的冷卻水流量調整閥的開閉。
ECU36與輸出用氣缸溫度檢測傳感器8連接,可取得輸出用氣缸溫度檢測傳感器8所檢測的輸出用氣缸溫度T1。
ECU36與輸出用曲柄角度檢測傳感器9連接,可取得輸出用曲柄角度檢測傳感器9所檢測的輸出用曲柄軸角度θ1。
ECU36與改性用曲柄角度檢測傳感器22連接,可取得改性用曲柄角度檢測傳感器22所檢測的改性用曲柄軸角度θ2。
下面,用圖1至圖5,對本發明的第一實施方式的發動機1的各部分的工作方式進行說明。
首先,對發動機1中的吸氣以及排氣的路線進行說明。如圖1所示,通過增壓器15的壓縮機15b而被吸引的外部空氣,作為吸氣在被隔熱壓縮的狀態下排出到吸氣管12。吸氣在通過吸氣用中冷器32被冷卻后,經由吸氣管12供給到輸出用氣筒2的燃燒室10。吸氣的一部分經由與吸氣管12連接的供給管25供給到改性用氣筒16的改性室23。
來自輸出用氣筒2的燃燒室10的排氣在經由排氣管14使增壓器15的渦輪15a旋轉后,排出到外部。排氣的一部分經由EGR管27以及連接有EGR管27的供給管25而作為EGR氣體供給到改性用氣筒16的改性室23。從改性室23排出的改性燃料經由排出管28在吸氣管12內環流并供給到燃燒室10。
其次,用圖2對ECU36中的各種規定量的計算進行說明。ECU36基于由未圖示的操作工具的操作量等決定的發動機1的目標轉速Nt以及目標輸出Wt,從燃料噴射量圖M1計算出主燃料噴射量Qm。
ECU36基于目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm,從吸氣流量M2計算出供給到輸出用氣筒2的燃燒室10的輸出用吸氣流量A1。
ECU36基于目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm,從混合氣體流量圖M3計算出供給到改性用氣筒16的改性室23的改性用吸氣流量A2和EGR氣體流量A3。
ECU36基于目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm,從點火用燃料噴射量圖M4計算出向輸出用氣筒2的燃燒室10噴射的點火用燃料的副燃料噴射量Qs。
ECU36基于目標轉速Nt以及主燃料噴射量Qm,從EGR氣體溫度圖M5計算出向改性用氣筒16的改性室23供給的EGR氣體溫度Tegr。
ECU36取得輸出用曲柄角度檢測傳感器9所檢測的輸出用曲柄軸角度θ1、改性用曲柄角度檢測傳感器22所檢測的改性用曲柄軸角度θ2,并計算出輸出用氣筒2以及改性用氣筒16的行程。
下面對改性用氣筒16的工作方式進行說明。ECU36以吸氣僅按照計算出的改性用吸氣流量A2供給到改性用氣筒16的改性室23的方式控制第二吸氣調量閥30的開閉。進而,ECU36以EGR氣體僅按照計算出的EGR氣體流量A3供給到改性室23的方式控制EGR氣體調量閥31的開閉。由此,供給到改性室23 的吸氣和EGR氣體的混合氣體被設定為適合用于改性燃料的氧濃度。
此外,ECU36以使EGR氣體的溫度變為計算出的EGR氣體溫度Tegr的方式控制EGR氣體用中冷器34的未圖示的冷卻水流量調整閥的開閉。由此,供給到改性用氣筒16的改性室23的吸氣和EGR氣體的混合氣體被設定為適合用于將燃料進行改性的溫度,并且被設定為改性用氣筒16不會因熱而受損傷的溫度。除此之外,通過將EGR氣體的熱量用于燃料的改性從而改善發動機1的熱效率。
ECU36以燃料僅按照計算出的主燃料噴射量Qm向改性用氣筒16的改性室23噴射的方式控制主燃料噴射裝置20。由此,以使燃料具有改性為低級烴燃料所需的當量比的方式對改性室23噴射燃料。具體而言,ECU36以使主燃料噴射量Qm相對于改性用吸氣流量A2和EGR氣體流量A3的當量比變為規定值以上的方式控制主燃料噴射裝置20。
此外,如圖3所示,ECU36基于取得的改性用曲柄軸角度θ2,以在改性用氣筒16的行程處于吸氣的吸入行程或壓縮行程的前半段時噴射燃料的方式進行控制。由此,向改性用氣筒16的改性室23噴射的燃料,在直到通過改性用活塞18進行的隔熱壓縮開始為止的期間內,均勻地分散到混合氣體中。
如上所述的向規定溫度、規定氧濃度的混合氣體中均勻地分散的規定量的燃料,在改性用氣筒16的壓縮行程中被吸熱分解并被改性為氣化的低級烴燃料。可進行燃料改性的條件由以下條件決定:由改性用吸氣流量A2、EGR氣體流量A3以及主燃料噴射量Qm決定的當量比;由改性用吸氣流量A2、EGR氣體流量A3以及EGR氣體溫度Tegr決定的初始溫度。即,燃料的可改性區域如圖4所示,由當量比和初始溫度所決定。此外,改性燃料的組成也由當量比和初始溫度所決定。在本實施方式中,為了抑制改性時二氧化碳的產生,對于吸氣的燃料的當量比設定為1.5以上(例如1.5~10左右)。
改性燃料利用吸氣以及EGR氣體的熱量中的不用于改性時的吸熱分解反應的余熱,作為高溫的燃料氣體供給到排出管28。供給到排出管28的高溫的改性燃料由排出管28的改性燃料用中冷器33進行冷卻。由此,抑制了輸出用氣筒2的早期自點火。由改性燃料用中冷器33冷卻的改性燃料經由混合器28a供給到吸氣管12。
下面對輸出用氣筒2的工作方式進行說明。ECU36以吸氣僅按照計算出的 輸出用吸氣流量A1供給到輸出用氣筒2的燃燒室10的方式控制第一吸氣調量閥29的開閉。換句話說,ECU36如圖5所示,以使從主燃料噴射量Qm和第一吸氣調量閥29的開度計算出的輸出用氣筒2中的空氣過剩率λ變為目標值λt的方式控制第一吸氣調量閥29的開閉。具體而言,ECU36以使輸出用氣筒2中的空氣過剩率λ的目標值λt為1.2以上的方式控制第一吸氣調量閥29的開閉。由此,輸出用氣筒2以抑制NOx的生成量的方式被控制。
ECU36在取得的輸出用氣缸溫度T1為規定溫度以下的情況下,或者在從主燃料噴射量Qm和第一吸氣調量閥29的開度計算出的輸出用氣筒2的空氣過剩率λ為上限值λs以上的情況下,為了輔助點火將規定量的燃料向輸出用氣筒2的燃燒室10噴射。由此,即使輸出用氣缸3中的改性燃料的點火性能低,難以在所希望的定時預混合壓縮自點火的條件下也能任意地控制點火正時。
如上所述,本發明的第一實施方式的發動機1是具備作為燃料改性裝置的改性用氣筒16的發動機1,其中,改性用氣筒16經由供給管25與吸氣管12和EGR管27連接,并經由排出管28與吸氣管12連接,并設有對經由供給管25供給到改性用氣筒16的改性室23的吸氣和排氣的混合氣體噴射燃料的主燃料噴射裝置20。
通過這樣構成,利用EGR氣體的特性將燃料改性為難以產生爆震的低級烴燃料,并且,通過與吸氣混合使燃料和吸氣被均勻且稀薄地混合。由此,可抑制爆震、失火的產生,并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
此外,在排出管28中設有用于將從改性用氣筒16的改性室23排出的混合氣體進行冷卻的改性燃料用中冷器33。
通過這樣構成,能從改性燃料除去多余的熱量。由此,可抑制爆震、失火的產生,并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
此外,燃料改性裝置由通過改性用活塞18的來回運動將被噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒16構成,主燃料噴射裝置20配置在改性用氣筒16的改性室23內,燃料改性裝置還具備以在吸氣的吸入行程或壓縮行程的前半段噴射燃料的方式進行控制的控制裝置即ECU36。
通過這樣構成,由于在從燃料的噴射到開始隔熱壓縮的期間內使EGR氣體和燃料均勻地混合,因此能高效地將燃料進行改性。由此,可抑制爆震、失火的產生,并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
此外,在發動機的輸出用氣筒2中設有副燃料噴射裝置6,由ECU36以在輸出用氣筒2的隔熱壓縮行程或膨脹行程前半段噴射燃料的方式進行控制。
通過這樣構成,在輸出用氣筒2中點火性能低的狀態的情況下,進行輔助點火。由此,可抑制爆震、失火的產生,并使基于預混合壓縮自點火的運轉成可能。
其次,用圖6,對本發明的發動機1的第二實施方式即發動機1進行說明。此外,在下面的實施方式中,省略與已經說明了的實施方式相同的點的具體的說明,以不同的部分為中心進行說明。
供給管40經由改性用吸氣閥24與改性用氣筒16連接,排出管28經由改性用排氣閥26與改性用氣筒16連接。供給管40與吸氣管12連接。此外,供給管40經由EGR管27與排氣管14連接。換句話說,來自輸出用氣筒2的燃燒室10的排氣的一部分可經由EGR管27作為EGR氣體供給到供給管40。進而,在供給管40中設有可噴射燃料的主燃料噴射裝置20。排氣管14經由混合器28a與比供給管40更靠下游側的吸氣管12連接。因此,能將在供給管40中對吸氣和EGR氣體的混合氣體噴射了燃料的產物供給到改性用氣筒16的改性室23。此外,改性用氣筒16的改性燃料可從改性室23經由排出管28向吸氣管12排出。
下面對改性用氣筒16的工作方式進行說明。ECU36以燃料僅按照計算出的主燃料噴射量Qm向供給管40噴射的方式控制主燃料噴射裝置20。由此,以在改性用氣筒16中使燃料達到改性所需的當量比的方式向供給管40噴射燃料。由此,向供給管40噴射的燃料到達改性用氣筒16的改性室23內并在通過改性用活塞18開始隔熱壓縮的期間內均勻地分散到混合氣體中。
如上所述,本發明的第二實施方式的發動機1的燃料改性裝置由通過改性用活塞18的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒16構成,主燃料噴射裝置20配置于供給管40,燃料改性裝置還具備以在向燃料改性用氣筒16的改性室23供給混合氣體時噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。
通過這樣構成,由于在直到開始隔熱壓縮為止的期間內均勻地混合EGR氣體和燃料,能高效地將燃料進行改性。由此,可抑制爆震、失火的產生,并使基于預混合壓縮自點火的運轉成為可能。
工業實用性
本發明可利用于預混合壓縮點火發動機中。
附圖標記說明
1:發動機;
12:吸氣管;
16:改性用氣筒;
20:主燃料噴射裝置;
25:供給管;
26:EGR管。

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