一种用于在均质充气压燃（ＨＣＣＩ）模式与火花点燃（ＳＩ）模式之间转换火花点燃直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，所述方法包括提供在低升程进排气门均质充气压燃模式和高升程进排气门非节流火花点燃模式中间的低升程进气门非节流化学计量比火花点燃操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001]本专利技术总地涉及内燃机控制系统。
技术介绍
[0002]这一部分的内容仅仅是提供与本公开相关的
技术介绍
，并不构成现有技术。[0003]为受控自燃燃烧操作而研发的一种发动机系统包括设计为操作在Otto循环之下的内燃机。配备有缸内直喷燃料喷射的发动机在特定的发动机操作条件下操作于受控自燃模式，以获得提高的发动机燃料效率。火花点燃系统用于在特定的操作条件期间补充自燃燃烧过程。这种发动机称为均质充气压燃(下文简化为“HCCI”)发动机。[0004]操作于HCCI燃烧模式的HCCI发动机在燃烧室内产生燃烧气体、空气和燃料的充气混合物，压缩冲程期间自燃从充气混合物中的许多点燃位置同时开始，导致稳定的功率输出、高热效率和低排放。其燃烧在整个充气混合物中高度分散并均匀分布，导致低的燃烧气体温度，并且NOx排放通常基本低于传统火花点燃发动机或传统柴油机的NOx排放。[0005]典型的HCCI发动机与传统火花点燃发动机的区别在于：在特定的发动机操作条件下，充气混合物的点燃通过充气混合物的压缩引起。典型的HCCI发动机依据预定操作条件在HCCI燃烧模式与火花点燃模式之间转换。[0006]申请人成功地证明了利用双独立2级凸轮轮廓转换机构在HCCI与SI/NTLC(具有非节流负荷控制的SI)燃烧模式之间的平顺转换控制。特别地，从HCCI到SI/NTLC的转换操作可通过具有早期进气门关闭(EIVC)的低升程进气凸轮的凸轮相位连同从低升程HCCI到高升程SI排气凸轮轮廓的轮廓转换来实现。如果指令低升程HCCI与高升程SI之间的进气和排气凸轮轮廓的同时转换，那么SI/NTLC发动机操作还可使用具有后期进气门关闭(LIVC)的高升程SI进气凸轮的凸轮相位。-->[0007]但是，依据用于HCCI和SI凸轮的升程和持续时间以及凸轮相位器管理和回转速度，HCCI和SI/NTLC燃烧模式之间的平顺转换无法超过特定的发动机速度。特别地，HCCI操作可达的最高负荷与SI/NTLC操作可达的最低负荷之间存在超过特定发动机速度的间隙。例如，图2示出了分别使用4mm峰值升程及120度持续时间的进排气HCCI气门提升轮廓和典型的10mm峰值升程及240-260度持续的时间进排气SI气门提升轮廓时大致为2000rpm的发动机速度极限。HCCI操作可达的最高负荷由鸣震(鸣震极限＝3MW/m2)来限制，而SI/NTLC操作可达的最低负荷由燃烧稳定性(IMEP的COV＝3％)来限制。HCCI鸣震极限因无法通过前述低升程凸轮吸入充足的充气稀释而产生。SI燃烧稳定性极限由通过前述高升程凸轮的过量的充气稀释而产生。申请人成功地证明，可利用通过中断燃烧而停用所选气缸并允许工作气缸的稳定操作以延伸SI燃烧模式中的发动机低负荷操作极限。可选地，相信可成功利用更加复杂的凸轮轮廓转换机构(例如，三级凸轮轮廓)或连续可变气门系来延伸高负荷HCCI和低负荷SI操作极限，并缩小HCCI与SI操作之间的间隙(例如，通过中间升程和持续时间)。但是，期望可替代使用的不太复杂的2级凸轮轮廓转换机构，且无需另外的气缸停用硬件。
技术实现思路
[0008]一种用于具有二级可变相位气门系的火花点燃直喷内燃机的在HCCI与SI模式之间转换操作的方法，包括提供在低升程进排气门HCCI模式和高升程进排气门非节流SI模式中间的低升程进气门、非节流化学计量比SI操作。附图说明[0009]现在参考附图，通过实例描述一个或多个实施例，其中：[0010]图1为根据本公开的内燃机的示意图；[0011]图2为根据本公开的示例直喷内燃机的各种操作区域的曲线图；[0012]图3为用于根据本公开实施在HCCI与SI模式之间的平顺转换的第一示例操作；-->[0013]图4为示出根据图3的第一示例操作和根据本公开的在HCCI与SI模式之间的示例峰值进气门升程横越变换的数据曲线图；[0014]图5为示出根据图3的第一示例操作和根据本公开的在HCCI与SI模式之间的示例峰值排气门升程横越变换的数据曲线图；[0015]图6为用于根据本公开实施在HCCI与SI模式之间的平顺转换的第二示例操作；[0016]图7为示出根据图6的第二示例操作和根据本公开的在HCCI与SI模式之间的示例峰值进气门升程横越变换的数据曲线图；以及[0017]图8为示出根据图6的第二示例操作和根据本公开的在HCCI与SI模式之间的示例峰值排气门升程横越变换的数据曲线图。具体实施方式[0018]现在参考附图，其中所述附图仅为示出特定具体实施例的目的，而不是限制为特定具体实施例的目的，图1示出了内燃机10和根据本专利技术的实施方式构造的控制系统25的示意图。所示实施例被应用为操作适于操作在受控自燃过程(也称为均匀充气压燃(“HCCI”)模式)下运行的示例多缸双顶置凸轮、火花点燃、直喷汽油四冲程内燃机的整个控制策略的一部分。[0019]示例的发动机10包括：具有形成于其中的多个气缸(示出了其中的一个)的铸造金属发动机气缸体和发动机缸盖27。每个气缸都包括末端封闭的气缸，该气缸具有插入其中的可往复运动式活塞11。每个气缸中都形成有可变容积的燃烧室20，其由气缸壁、可动活塞11和气缸盖27来限定。发动机气缸体优选包括冷却剂通道29，发动机冷却剂流体通过该冷却剂通道29。用于监测冷却剂流体的温度的冷却剂温度传感器37位于恰当的位置，并向可用于控制发动机的控制系统25提供参数信号输入。发动机优选包括公知的系统，包括外部废气再循环(“EGR”)阀和进气节气门(未示出)。[0020]每个可动活塞11都包括根据已知活塞形成方法设计的装置，包括顶部和活塞体，所述活塞体与其操作于其中的气缸基本上相符合。活塞具有暴露在燃烧室中的顶部或冠部区域。每个活塞都通过销34和连杆33连接到曲轴35。曲轴35以靠近发动机气缸体底部部分-->的主支撑区域可旋转地连接到发动机气缸体，使得曲轴能够绕着垂直于由各气缸限定的纵向轴线的轴线旋转。曲轴传感器31位于恰当的位置，其可操作以产生被控制器25可用来测量曲轴角度的信号，该信号可以被转换以提供可在各种控制策略中使用的曲轴旋转、速度和加速度的测量值。在发动机操作期间，由于与曲轴35的连接及其旋转和燃烧过程，每个活塞11都以往复运动的形式在气缸中上下移动。曲轴的旋转动作实现了将燃烧期间作用在各活塞上的线性力转变为从曲轴输出的角向扭矩，该扭矩可被传递到其它装置，例如车辆传动系。[0021]发动机缸盖27包括具有通向燃烧室20的一个或多个进气口17和一个或多个排气口19的铸造金属装置。在下面进一步描述的特定优选实施例中也可以有效地使用进气口节流阀。进气口17向燃烧室20供给空气。燃过(燃烧过)的气体通过排气口19从燃烧室20流出。空气通过各进气口的流动由一个或多个进气门(IV)21的动作来控制。燃过的气体通过各排气口的流动由一个或多个排气门(EV)23的动作来控制。[0022]进排气门21、23各具有气门头部，该气门头部包括暴露于燃烧室的顶部。各气门21、23具有连接到气门致动装置的气门杆。标记为60的气门致动装置可操作以控制各进气门21的打开和关闭，第二气门致动装置70可操作以控制各排气门23的打开和关闭。各气门致动装置60、70本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，所述方法包括： 提供在低升程进排气门均质充气压燃模式和高升程进排气门非节流火花点燃模式中间的低升程进气门、非节流化学计量 比火花点燃操作。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-1 60/915,140;US 2008-4-25 12/109,4161.用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，所述方法包括：提供在低升程进排气门均质充气压燃模式和高升程进排气门非节流火花点燃模式中间的低升程进气门、非节流化学计量比火花点燃操作。2.如权利要求1所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中所述中间的低升程进气门、非节流化学计量比火花点燃操作还包括低升程排气门、非节流化学计量比火花点燃操作。3.如权利要求2所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中所述发动机每个气缸包括一个进气口。4.如权利要求2所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中所述发动机每个气缸包括多个进气口。5.如权利要求4所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中至少一个进气口包括进气口节流阀。6.如权利要求1所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中所述中间的低升程进气门非节流化学计量比火花点燃操作还包括高升程排气门非节流化学计量比火花点燃操作。7.如权利要求6所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中所述发动机每个气缸包括一个进气口。8.如权利要求1所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直喷式内燃机的操作的方法，所述内燃机具有两级可变相位气门系，其中所述发动机每个气缸包括多个进口气。9.如权利要求8所述的用于在均质充气压燃模式与火花点燃模式之间转换火花点燃、直...
【专利技术属性】
技术研发人员：N维尔穆思，TW郭，PM纳特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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