汽油发动机爆震控制制造技术

公开了关于火花点火式内燃发动机的各种燃烧爆震控制方法，火花点火式内燃发动机具有主动式推杆，由此，提升式进气阀能够独立于常见的操作凸轮而移动。在一个实施例中，本发明专利技术提供了仅通过改变进入空气充量而控制燃烧爆震。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有爆震传感器的往复活塞式内燃发动机，并且涉及用于这种发动机的爆震控制方法。
技术介绍
火花点火活塞式发动机通常被配置成以很高的点火提前(ignitionadvance)程度进行操作，以便保证最佳的燃烧和动力输出。所需的点火提前量通常随着发动机转速而增大，并且开发了用以确保针对所有的转速和负荷条件施加期望的点火提前的系统。这种系统并不构成本专利技术的部分，而是众所周知的；在一个示例中，在发动机电子控制单元(ECU)的查找表中提供了点火提前的特性。点火提前量通常受到燃烧“爆震”限制，燃烧“爆震”是众所周知的火花引起的燃烧变得有点不稳定的现象。燃烧爆震会对发动机部件造成非常大的损害。许多状况造成爆震发生，并且用于将爆震减至最低程度的常规方法包括爆震传感器，该爆震传感器实质上为用于将与爆震相关联的声音频率与其它燃烧相关噪声区分开的扩音器。当检测到爆震时，点火控制系统立即延迟点火直到爆震停止为止，并且设置了适当的控制回路以在所有的发动机转速和负荷条件下保证最佳点火提前。对于多缸发动机而言，基于点火的爆震控制系统可以逐个气缸地进行操作，并且具有能够在一个燃烧循环内减小爆震的响应速率。一些汽油发动机由于燃烧爆震现象而不能在整个速度范围内在最佳点火定时运行。因而，对于某些转速和负荷条件，发动机可能是“爆震受限”的，并且为了在这样的条件下实现高燃烧效率，必须尽可能接近爆震极限来操作发动机。延迟点火火花的定时以避免爆震是快速响应手段，并且可以立即消除爆震—即，在一个燃烧循环内消除爆震。然而，通常，针对每个连续燃烧循环的点火延迟量受限制，从而点火提前将逐渐减小(以及重新提前)了很小的量以优化燃烧而不引起爆震。尽管通过减小点火提前程度来进行爆震控制是快速且有效的技术，但其具有某些缺点。立即延迟点火定时意味着相关联的气缸中的空气/燃料混合物的燃烧的效率低。产生的是额外的废热而不是动力，这会对发动机冷却和排气系统增加热负荷。换句话说，在点火火花时，存在过多的燃料，这既会导致比与由燃烧事件产生的动力相当的燃料消耗量大的燃料消耗量，又会导致较大废气排放量。由于延迟点火火花而引起的额外的热负荷会造成另一种结果，这是因为热的发动机更易于爆震。随着发动机变得越热，爆震状况就会变得越严重，结果会是非常不利的控制循环。尽管最佳性能会需要高级的95RON辛烷，但车辆发动机优选地应当基于各种不同的燃料安全地运行。在使用低级燃料(例如91RON辛烷)的情况下，可以使用很高程度的点火延迟来保护发动机免受爆震的影响，而这不可避免地导致发动机的温度以及冷却和排气系统的温度过高。理论上，可以通过对发动机的常规进气阀和排气阀的操作的一些改变来解决燃烧爆震，但实际上，使常规的凸轮轴及类似元件移动的响应时间太长，并且该响应时间可能具有比改变点火定时的时间大的量级。所需要的是保证最佳点火定时和燃烧效率的、提供对燃烧爆震的控制的快速装置和方法。另外，应当具有基于低至85RON辛烷的低级燃料运行的能力。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了往复活塞式内燃发动机中的燃烧爆震控制的方法，所述发动机具有燃烧室、位于所述燃烧室的进气口处的提升阀、在所述阀上游的进气歧管以及位于所述歧管的进气口处的节流阀，所述发动机还包括用于所述进气阀的主动式推杆(activetappet)，由此，可以按照需求调整阀操作，所述方法包括：a)检测在燃烧事件期间在燃烧室中的燃烧爆震；b)针对所述室中的随后的燃烧事件，命令所述主动式推杆以减小爆震的方式改变相关联的阀的操作；以及c)针对所述室中的连续的燃烧事件，重复步骤a)和步骤b)，直到未检测到燃烧爆震为止。该方法旨在连续地进行操作，从而设置常规的爆震传感器以监听气缸或每个气缸的燃烧室中的爆震。本专利技术提供了使用主动式推杆来改变允许进入燃烧室中的空气量和/或允许空气进入燃烧室中的定时以及/或者从燃烧室排出燃烧气体的定时，以便减小在该燃烧室中在下一燃烧事件时爆震的可能性。因此，本发明可以提供一个燃烧循环内的爆震控制。主动式推杆提供了逐个事件地基本上立即改变相关联的阀的操作。这样的推杆可以包括液压室，该液压室的容量是由电致动阀(诸如放泄阀(bleedvalve))响应于来自发动机ECU的命令来控制的。在一个实施例中，主动式推杆可以位于凸轮轴与进气阀之间，以便将凸轮轴升程传递给所述阀。然而，主动式推杆提供了相关联的阀独立于凸轮轴或其它阀控制装置而进行操作。根据下述技术中的一种或多种技术，空气充量可以由主动式推杆来控制：–改变阀升程以便在激活周期期间增大或减小提升阀的最大开度。如果打开定时和关闭定时未改变，那么增大的升程将使吸入的空气量增加，并且减小的升程将使吸入的空气量减少。–通过重新设定阀打开的定时、重新设定阀关闭的定时、或者重新设定阀打开的定时和阀关闭的定时来改变阀打开的持续时间。如果阀升程未改变，那么较长的打开持续时间将易于增加吸入的空气量，而较短的打开持续时间将易于减少吸入的空气量。–通过重新设定进气阀打开的定时以增大或减小与排气阀的操作的重叠(overlap)来改变进气阀与排气阀的重叠。减小的重叠将易于增加可用于燃烧的空气量，而增大的重叠将易于减少可用于燃烧的空气量。可以通过直接减少新鲜空气充量或者通过控制阀重叠以在燃烧室内保留较大比例的燃烧气体来减少可用于燃烧的空气量；这样的气体是惰性的，并且无法有助于燃烧。如果也为燃烧室的排气阀设置主动式推杆，那么可以借助于进气阀推杆、排气阀推杆或这两者来改变阀重叠。通常，通过提供减少用于燃烧的空气量来实现爆震减小或爆震消除。因此，可以不需要点火延迟来实现连续燃烧事件中的爆震控制，并且燃烧可以在最佳点火定时发生。因而，燃料消耗量和废气排放物减少，同时没有产生现有技术方法的废热。本专利技术的控制方法可以包括：d)检测所述燃烧室中的燃烧爆震的不存在；e)针对所述室中的随后的燃烧事件，命令所述主动式推杆以接近爆震的方式改变相关联的阀的操作；以及f)重复步骤d)和步骤e)，直到再次检测到燃烧爆震为止。例如通过直接增加空气充量或者通过减小燃烧室中剩余的燃烧气体的比例，接近爆震的改变将易于增加可用于燃烧的空气量。因此，本专利技术可以提供全面的爆震控制方法，由此，为了点火提前对于所有的发动机转速和负荷条件而言均是最佳的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种往复活塞式内燃发动机中的燃烧爆震控制的方法，所述发动机具有燃烧室、位于所述燃烧室的进气口处的提升阀、在所述阀上游的进气歧管以及位于所述歧管的进气口处的节流阀，所述发动机还包括用于所述进气阀的主动式推杆，由此能够按照需求调整阀操作，所述方法包括：a)检测在燃烧事件期间在燃烧室中的燃烧爆震；b)针对所述室中的随后的燃烧事件，命令所述主动式推杆以减小爆震的方式改变相关联的阀的操作；以及c)针对所述室中的连续的燃烧事件，重复步骤a)和步骤b)，直到未检测到燃烧爆震为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.28 GB 1319014.51.一种往复活塞式内燃发动机中的燃烧爆震控制的方法，所述发动
机具有燃烧室、位于所述燃烧室的进气口处的提升阀、在所述阀上游的进
气歧管以及位于所述歧管的进气口处的节流阀，所述发动机还包括用于所
述进气阀的主动式推杆，由此能够按照需求调整阀操作，所述方法包括：
a)检测在燃烧事件期间在燃烧室中的燃烧爆震；
b)针对所述室中的随后的燃烧事件，命令所述主动式推杆以减小爆
震的方式改变相关联的阀的操作；以及
c)针对所述室中的连续的燃烧事件，重复步骤a)和步骤b)，直到
未检测到燃烧爆震为止。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
d)检测所述燃烧室中的燃烧爆震的不存在；
e)针对所述室中的随后的燃烧事件，命令所述主动式推杆以接近爆
震的方式改变相关联的阀的操作；以及
f)重复步骤d)和步骤e)，直到再次检测到燃烧爆震为止。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，仅通过命令所
述主动式推杆减少所述燃烧室中的空气充量来处理燃烧爆震。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，通过将命令所
述主动式推杆减少所述燃烧室中的空气充量与延迟所述燃烧室中的燃烧
的开始相结合来处理燃烧爆震。
5.根据权利要求4所述的方法，所述方法应用于火花点火式发动机，
通过延迟点火火花的定时而延迟燃烧的开始。
6.一种火花点火式往复活塞式内燃发动机中的燃烧爆震控制的方
法，所述发动机具有燃烧室、位于所述燃烧室的进气口处的提升阀、在所
述阀上游的进气歧管以及位于所述歧管的进气口处的节流阀，所述发动机
还包括：用于所述进气阀的主动式推杆，由此，能够按照需求调整阀操作；
以及改变点火火花的定时的系统，所述方法包括：
a)提供所述发动机的阈值操作温度；
b)在低于所述阈值的情况下，允许通过操作所述主动式推杆和/或通
过操作所述系统来处理燃烧爆震；以及
c)在高于所述阈值的情况下，允许仅通过操作所述主动式推杆来处
理燃烧爆震。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在高于所述阈值的情况下，
通过命令所述主动式推杆减少所述燃烧室中的空气充量来处理燃烧爆震。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，在高于所述阈
值的情况下，点火火花的定时固定不变。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述定时固定为向上突破所
述阈值的时间的瞬时值，并且所述定时保持固定不变，直到随后向下突破
所述阈值为止。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其中，在低于所述
阈值的情况下，通过以减小爆震的方式改变所述点火定时以及通过以减小
爆震的方式改变所述主动式推杆的操作来处理燃烧爆震。
11.一种在火花点火式往复活塞式内燃发动机机中获得最佳空气充
量而不会发生燃烧爆震的方法，所述发动机具有燃烧室、位于所述燃烧室
的进气口处的提升阀、在所述阀上游的进气歧管以及位于所述歧管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩·埃丁顿，
申请(专利权)人：捷豹路虎有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB