控制包括在内燃机点火装置中的预燃室温度的装置和方法制造方法及图纸

本主题涉及用于控制包括在内燃机中的点火装置的燃料供给预燃室的温度的控制单元和方法。为了避免预燃室的不允许的高温，根据预燃室温度，在压缩冲程期间将目标喷射引入主燃烧室和/或引入预燃室。在压缩冲程结束时将喷射引入主燃烧室可以降低预燃室内/周围的气体混合物的温度且因此有助于在不负面影响颗粒排放的情况下将预燃室温度控制在适度升高的温度下。因此，只有当预燃室温度急剧升高时，才需要直接进入预燃室的冷却喷射，该冷却喷射可能导致有关颗粒排放的缺陷。能导致有关颗粒排放的缺陷。能导致有关颗粒排放的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制包括在内燃机点火装置中的预燃室温度的装置和方法


[0001]本主题涉及用于控制包括在内燃机中的点火装置的燃料供给预燃室的温度的控制单元和方法。

技术介绍

[0002]为了改善内燃机的热效率，已知使用包括燃料供给预燃室的点火装置，特别是在汽油发动机或燃气发动机的情况下。此类点火装置的高点火能量由在预燃室中发生的预燃提供。此预燃是通过将少量燃料喷射到预燃室中并点燃其中所得的空气
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燃料混合物而开始的。因为预燃室经由小孔连接到主燃烧室，所以预燃室内的燃烧产生多个反应射流，它们从预燃室进入主燃烧室并点燃其中的空气
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燃料混合物。这些反应射流通常在整个主燃烧室中膨胀，从而提供多个点火点，从而即使非常稀薄的空气
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燃料混合物，也能可靠点火。
[0003]然而，如上所述的预燃烧的使用可能引起颗粒排放的增加。例如，在预燃室的热条件下进入预燃室的燃料喷射可能引起预燃室喷射器的表面上的残留物的沉积。残留物的沉积可能引起颗粒排放的增加。此外，喷射到主燃烧室中的燃料可能在预燃室的热外表面上自燃并且可能产生发动机的热损坏。主室中的温度随着发动机负荷的增加而升高，由于从主室到预燃室的热传递，预燃室的温度也升高。因此，可以预期例如在发动机的高负载条件期间的高温条件。
[0004]为了避免例如在高负荷条件期间的预燃室和发动机的热损坏，曾经提出通过应用冷却措施抑制热预燃室表面的自燃并避免预燃室的热损坏。在此背景下，曾经提出通过在燃烧发生后将燃料附加喷射到预燃室内来降低预燃室内的温度。附加喷射的燃料汽化冷却预燃室内部。
[0005]专利文献1(JP 2018
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91267 A)描述用于包括燃料供给预燃室的内燃机的控制装置，其中预燃室内的喷射器的温度通过在预燃室燃烧结束后对预燃室进行第二/附加喷射而降低。
[0006]然而，如上所述，对预燃室执行附加/第二喷射可能导致颗粒排放增加/过高，尤其是在发动机的高负载条件下。
[0007]引用文件列表
[0008]专利文献
[0009]PTL 1：JP 2018
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91267 A

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]所描述的主题的目的是实现用于在不增加燃烧发动机的颗粒排放的情况下有效地冷却预燃室的控制单元和方法。
[0012]问题的解决方案
[0013]上述目的由根据独立权利要求的主题解决。进一步优选的改进方案由从属权利要
求描述。
[0014]用于控制内燃机的控制单元可根据预燃室的温度来控制进入内燃机的预燃室和/或主燃烧室的燃料的喷射/喷射量。此喷射优选地是可以在用于燃烧的燃料喷射之后发生的附加喷射。附加喷射在下文中可称为“冷却喷射”，且一般而言，术语“喷射”应指冷却喷射，尤其是其在未指明任何其他情况的情况下使用时。
[0015]换句话说，控制装置可以执行包括“决定”将燃料喷射(用于冷却)到预燃室还是主燃烧室中的控制。“决定”可以根据预燃室的温度来做出。还可以执行将燃料喷射到主燃烧室和预燃室中的组合喷射。
[0016]关于将在下文中用于包括预燃室燃料喷射器的点火装置的模式/状态的术语，应注意，在其期间燃料被喷射到预燃室中的模式或操作可被命名为“主动模式”并且在其期间燃料被喷射到主燃烧室中的模式或操作可以被称为“被动模式”。
[0017]内燃机可以具有至少一个气缸、至少一个主燃烧室(简称：“主室”)、至少一个进气口、至少一个主燃料喷射器和可以点燃主燃烧室内的空气燃料混合物的至少一个点火装置。点火装置可包括火花塞、预燃室燃料喷射器和可经由预燃室壁中的至少一个孔连接到主燃烧室的预燃室。
[0018]如果预燃室的温度高于预定温度，则控制单元可以在内燃机的压缩冲程期间控制主燃料喷射器执行进入主燃烧室的喷射(冷却喷射)。优选地，所述预定温度可以具有在100℃至250℃范围内的值。预定温度或其值/值范围可以根据在预燃室内/上的确定温度的位置来设置。甚至更优选地，该范围可以设置在150℃和200℃之间。
[0019]在上述情况下，点火装置以被动模式运行，使得在冷却喷射期间(基本上)没有燃料(直接)喷射到预燃室内。
[0020]如上所述，在发动机的高负载条件下，将燃料的附加/冷却喷射到预燃室中可能导致不希望的高颗粒排放。本主题避免这一点，该主题使用进入主燃烧室(简称：“主室”)的附加燃料喷射来冷却预燃室。具体地，如果在活塞向上运动时执行进入主室的冷却喷射，则喷射的燃料的至少一部分可流入预燃室并在其中汽化，而燃料的另一(较大)部分可在主燃烧室中汽化。燃料的汽化冷却预燃室。优选地，在气缸的温度由于先前的压缩而升高时，进入主燃烧室的喷射冷却(其可称为“后期喷射”)可以在压缩冲程的结束时开始。这可导致燃料快速汽化，其可以有效地降低预燃室内以及预燃室内周围的混合物温度。优选地，冷却喷射在点火正时之前完成，因为不然的话，由于其中压力增加，喷射的燃料可能被阻止进入预燃室。
[0021]如果在预燃室中的压力低于主燃烧室中的压力时由控制单元启动冷却喷射，则上述喷射燃料从主室进入预燃室的流动/输送可以增强。主室和预燃室之间的所述压差可支持小燃料滴和冷却的空气
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燃料混合物输送到预燃室中。
[0022]为了确定主燃烧室和预燃室中的压力，可以在这两室中均设置压力传感器。关于预燃室，如上所述，可使用测量火花塞，其可包括紧邻/靠近/邻近中心电极的压力传感器。也可以在预燃室内安装小型独立压力传感器。为了测量主燃烧室中的压力，可以使用公知的永久使用的压力传感器。
[0023]替代地，也可以在发动机测试阶段期间确定最佳曲柄角区域，在该区域中应该执行冷却喷射。此测试阶段可以包括所有相关的操作点并且由此确定的最佳曲柄角值可以作
为特征曲线或映射存储在控制单元中。
[0024]此外，控制单元可以根据预燃室的温度调节喷射到主燃烧室中用于冷却的燃料量。如果应该执行多次冷却喷射(这在本主题的框架内优选是可能的)，则冷却喷射期间待喷射的燃料量可以适应预燃室的温度对进入主室的第一冷却喷射的反应。例如，在第一冷却喷射之后预燃室温度下降的情况下，在第二冷却喷射期间喷射的燃料量可以减少，或者在第一冷却喷射之后预燃室温度还升高或保持恒定的情况下，在第二冷却喷射期间喷射的燃料量可以增加。
[0025]具体而言，例如，如果在包括例如喷射到主燃烧室中的总燃料量(总量可以包括为了燃烧和一次或多次冷却喷射而喷射的燃料量)的1％的第一(后期)冷却喷射之后预燃室温度未降低，相应燃料量可以增加到总燃料量的1.5％或2％。如果预燃室温度仍然保持恒定，则还可以增加喷射的燃料量，直到达到后期冷却燃料喷射的极限，该极限可取决于碳氢化合物和/或颗粒排放。在压缩冲程期间喷射到主燃烧室中用于冷却的最大燃料量可以优选地在总燃料量的4％至10％的范围内，并且最优选地在其5％至7％的范围内。另外，例如，在预燃室温度下降但不低于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制内燃机的控制单元(11)，所述内燃机具有至少一个气缸(100)、至少一个主燃烧室(1)、至少一个进气口(4)、至少一个主燃料喷射器(8、9)和至少一个点火装置(10)，所述点火装置(10)被配置为点燃所述主燃烧室(1)内的空气燃料混合物，其中所述点火装置(10)包括火花塞(10a)、预燃室燃料喷射器(10b)和预燃室(10c)，所述预燃室(10c)经由预燃室壁(10d)中的至少一个孔(10e)连接到所述主燃烧室(1)，并且其中，所述控制单元(11)被配置为根据所述预燃室(10c)的温度控制进入所述预燃室(10c)和/或进入所述主燃烧室(1)的燃料的喷射。2.根据权利要求1所述的控制单元(11)，其中，当所述预燃室(10c)的温度高于预定温度时，所述控制单元(11)被配置为在所述内燃机的压缩冲程期间控制所述主燃料喷射器(8)执行进入所述主燃烧室(1)的喷射。3.根据前述权利要求1至2中至少一项所述的控制单元(11)，其中所述控制单元(11)被配置为在所述预燃室(10d)中的压力低于所述主燃烧室(1)中的压力时，控制所述主喷油器(8)执行进入所述主燃烧室(1)的喷射。4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的控制单元(11)，其中所述控制单元(11)被配置为根据所述预燃室(10d)的温度调节进入所述主燃烧室(1)的喷射的燃料量。5.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的控制单元(11)，其中，所述控制单元(11)被配置为根据所述预燃室(10c)的温度控制所述预燃室燃料喷射器(10b)执行进入所述预燃室(10c)的喷射。6.根据前述权利要求1至5中至少一项所述的控制单元(11)，所述控制单元(11)被配置为基于测量的温度和/或基于作为特征曲线或映射而存储在所述控制单元中的特征参数来...

【专利技术属性】
技术研发人员：米谷直树，H，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：