本发明专利技术提供了用于升高发动机的EGR排气温度的系统和方法，其包括至少一个专用EGR汽缸。专用EGR汽缸可以向发动机汽缸提供排气，并且排气不包括来自除专用EGR汽缸以外的汽缸的排气。专用EGR汽缸可以允许发动机以较高的EGR稀释水平操作。
【技术实现步骤摘要】
本文涉及用于改善以高水平的排气再循环(EGR)进行操作的发动机的运行的系统和方法。所述方法可以特别适用于包括向发动机汽缸提供外部EGR的一个或多个专用排气再循环(Dedicated EGR)汽缸的发动机。
技术介绍
发动机可以通过一个或多个专用EGR汽缸(例如，引导其排气流的至少一部分(没有来自其他汽缸的排气)以向发动机汽缸提供外部EGR的汽缸)来操作，所述专用EGR汽缸将其所有的排气引导至发动机汽缸的进气中，作为外部排气再循环(EGR)。这种布置可以允许发动机以更高水平的排气稀释操作。因此，可以减少发动机抽吸做功并且可以提高发动机效率。外部EGR也可以被引导通过冷却器以降低发动机汽缸中的气体温度，从而使发动机受爆震限制更小并且进一步降低了氮氧化物(NOx)排放。然而，在EGR冷却器内可能形成冷凝物，并且冷凝物可能最终被吸入到发动机中，这可能增加发动机点火失败的可能性。
技术实现思路
专利技术人这里已经认识到运行高度稀释的发动机的上述缺点并且已经研发了一种用于发动机的方法，该方法包括:仅仅使来自专用EGR汽缸的排气再循环到发动机汽缸的进气管；通过响应于EGR冷却器冷凝增大专用EGR汽缸的空燃比来提高专用EGR汽缸中的排气温度；以及在响应于EGR冷却剂冷凝的理论配比空燃比周围运行剩余的发动机汽缸。通过增大正在运行的汽缸的空燃比至浓的程度以提高包括专用EGR(DEGR)汽缸的发动机的发动机燃烧稳定性，可以升高EGR气体温度并从EGR冷却器中移除冷凝物。DEGR汽缸一般可以在浓空燃比下运行以提高发动机的非DEGR汽缸中的燃烧稳定性。然而，如果基于EGR冷却器冷凝、较冷的发动机和/或较低的发动机转速和负荷期望较高的EGR气体温度，则可以通过增大供给至DEGR汽缸的空气-燃料混合物或者通过使空气-燃料混合物浓度较低而升高EGR气体温度。此外，当DEGR汽缸的空燃比增大而导致再循环排气中的燃料较少时，喷射至每个剩余的汽缸中的燃料的量可以增大以保持剩余的汽缸中的理论配比空燃比。另外，在一些示例中，与非DEGR汽缸的火花正时相比，DEGR汽缸的火花正时可以延迟。通过这种方式，可以升高EGR气体温度而不升高非DEGR汽缸的排气温度。本专利技术可以提供多种优点。特别地，所述方法可以通过允许减小EGR冷却器冷凝而减小发动机点火失败的可能性。另外，所述方法可以提供更快的发动机热机，从而减小发动机排放。另外，所述方法可以提高发动机轻载下的发动机效率。当单独地理解下文的详细描述或结合附图来理解下文的详细描述时，本专利技术的上述优点以及其他优点和特征将从这些详细描述中显而易见。应当理解的是，提供上面的简要描述是为了以简化的形式引入将在详细的说明书中进一步描述的一系列概念。其并不意在确定要求保护的主题的关键或必要特征，其中，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在前文中或者在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。【附图说明】当单独地或结合附图来理解时，通过阅读实施方式的示例(在本文中称为“【具体实施方式】”)将更完整地理解本文描述的优点。图1是发动机的示意图；图2和图3示出了包括DEGR汽缸的示例性发动机变型；图4是根据图5的方法的示例性发动机操作顺序图；以及图5示出了用于运行包括DEGR汽缸的发动机的示例性方法。【具体实施方式】本专利技术涉及运行具有高度稀释的汽缸混合物的发动机。发动机汽缸混合物可以使用再循环排气来稀释，其中再循环排气是燃烧空气-燃料混合物的副产品。再循环排气可以称为EGR。图1至图3示出了可以以较高的汽缸充注气(charge)稀释水平运行以改善发动机效率和排放的示例性发动机构型。发动机可以根据图5所示的方法以图4的顺序所示地运行。参照图1，包括如图2和图3所示的多个汽缸(在图1中示出了其中一个汽缸)的内燃发动机10由发动机电子控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁22，其中活塞36定位在燃烧室30和汽缸壁22中并且连接至曲轴40。燃烧室30示出为通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53相对于其他汽缸的气门独立地操作。进气门调节器85相对于曲轴40的位置提前或延迟进气门52的相位。另外，进气门调节器85可以增加或减小进气门提升量。排气门调节器83相对于曲轴40的位置提前或延迟排气门54的相位。另外，排气门调节器83可以增加或减小排气门提升量。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。在燃烧室构成DEGR汽缸的一部分的情况下，气门52和54的正时和/或提升量可以独立于其他发动机汽缸中的气门被调节，使得在同一个发动机循环期间，DEGR汽缸的汽缸空气充注量可以相对于其他发动机汽缸的汽缸空气充注量增加或减小。通过这种方式，对于仅包括一个DEGR汽缸的四缸发动机，供给至发动机汽缸的外部EGR可以超过汽缸充注质量的25%。另外，除DEGR汽缸以外的汽缸的内部EGR量可以通过调节这些相应汽缸的气门正时而独立于DEGR汽缸来调节。在一些示例中，发动机可以包括两个或更多个DEGR汽缸。例如，八缸发动机可以在每个汽缸列包括DEGR汽缸。燃料喷射器66示出为定位成将燃料直接喷射到汽缸30中，这就是本领域技术人员所知的直喷。可替代地，燃料可以被喷射到进气道，这就是本领域技术人员所知的进气道喷射。进气歧管44示出为与可选的电子节气门62连通，其中电子节气门62调节节气门板64的位置以控制从增压室46到进气歧管44的气流。在一些示例中，节气门62和节气门板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机162将空气从进气管42供给至增压室46。压缩机162由与涡轮机164机械连接的轴161驱动。压缩机再循环阀158可以选择性地操作以减小增压压力。废气门72可以选择性地打开或关闭以控制涡轮机164的速度。驾驶员要求扭矩可以根据由加速踏板传感器134感测到的加速踏板130的位置来确定。当驾驶员的脚132操作加速踏板130时，表示驾驶员要求扭矩的电压或电流从加速踏板传感器134输出。无分电器的点火系统88响应于控制器12通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEG0)传感器126示出为连接至位于涡轮机164和催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEG0传感器126。在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂块。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个催化剂块。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。控制器12在图1中示出为常规的微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口 104、只读(非瞬态)存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保持活跃存储器(KAM)llO以及常规的数据总线。除了前面论述过的那些信号之外，控制器12示出为还接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，这些信号包括:来自连接于冷却水套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自连接于进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于发动机的方法，包括：仅仅使来自专用EGR汽缸的排气再循环到发动机汽缸的进气管；响应于EGR冷却器冷凝，通过增大所述专用EGR汽缸的空燃比来提高所述专用EGR汽缸中的EGR温度；以及响应于所述EGR冷却器冷凝，在理论配比空燃比附近运行剩余的发动机汽缸。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·艾尔佛雷德·希尔迪奇，迈克尔·霍华德·谢尔比，迈克尔·达米安·捷卡拉，格雷戈里·帕特里克·麦康维尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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