用于对置活塞发动机的冷起动策略制造技术

一种冷起动对置活塞发动机的策略，其包括：在喷射燃料之前，阻止通过发动机的空气流，同时起动转动发动机以加热保留在发动机中的空气，随后根据冷起动计划控制通过发动机的汽缸的质量空气流和进入发动机的汽缸的燃料喷射，以便产生和保存用于稳定的发动机点火和转变到怠速操作状态的热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请包含与题为“FuelInjectionStrategiesinOpposed-PistonEngineswithMultipleFuelinjectors”、公开为US2013/0104848的共同审理的美国专利申请13/654,340和题为“EGRConstructionsforOpposed-PistonEngines”、其专利已经发表为美国专利8,549,854的共同审理的美国专利申请14/039,856相关的主题。本申请的主题也与题为“ExhaustManagementStrategiesforOpposed-Piston，Two-StrokeEngines”的PCT申请US2013/026737相关。
技术介绍
本公开的领域涉及车辆发动机，具体地涉及被构造用于压缩点火的二冲程循环、对置活塞发动机。环境状况可以影响压缩点火发动机的燃烧行为。例如，当在低温状况下冷起动时，安装在车辆中的压缩点火发动机通常需要协助。在这方面，有效燃烧取决于通过压缩汽缸的孔中的空气实现高温。然而，在冷环境和发动机状况下，当发动机起动时，吸入发动机的空气可能太冷而不能支持燃烧。另外，随着发动机被起动转动，压缩热通过冷发动机部件从燃烧室抽离。在某些情况下，例如在冬季，最低限度配备的压缩点火发动机可能需要长周期的起动转动，以便将燃烧室元件的温度提高到支持点火、有效燃烧和最小的污染的水平。压缩点火发动机可以配备有一个或多个电热塞、汽缸体加热器、进气加热器、乙醚喷射和/或其它辅助手段以促进在冷状况下起动。然而，这些解决方案带来这种发动机的构造和操作的增加的复杂性和费用。对置活塞发动机是一种类型的压缩点火发动机，其中有效燃烧取决于通过压缩布置在汽缸的孔中用于相对运动的一对活塞的相邻端面之间的空气实现高温。当与常规单活塞压缩点火发动机相比时，发动机架构和二冲程操作的优点使对置活塞发动机能够提供优越的燃料、重量和体积效率。二冲程循环、对置活塞发动机必须能够在冷环境状况下快速地起动和有效地操作，并且其固有的优点尽可能少的减损。因而，可期望提供用于在冷状况下起动压缩点火、对置活塞发动机同时最小化任何添加的复杂性和费用的策略。
技术实现思路
期望目标和其它优点通过实现和执行用于在冷状况下起动压缩点火、对置活塞发动机的策略的方法和系统的方式实现。在这方面，“冷起动策略”是响应于指示可能的起动困难的热状况的检测而采取的给发动机点火的一系列步骤或程序。在本说明书中，冷起动策略包括发动机的特定组件或元件在控制机械化的支配下采取的在冷状况下起动发动机的动作。冷起动策略包括根据冷起动计划控制通过发动机的汽缸的质量空气流量和进入发动机的汽缸的燃料喷射，该冷起动计划产生和保存用于成功的发动机点火和转变到怠速状态的热。一种冷起动策略，其体现在操作具有一个或多个汽缸的对置活塞发动机的方法中，其中每个汽缸具有耦接到排气子系统的排气道、耦接到增压空气子系统的进气道、被布置用于在汽缸的孔中相对运动的一对活塞和被布置用于将燃料喷射进入汽缸的一个或多个燃料喷射器。该方法包括产生发动机起动信号。如果在起动信号之后检测到冷起动状况，则发动机在燃料被喷射和通过汽缸的增压空气流被减少或阻塞之前起动转动，同时在起动转动发动机时通过压缩连续加热汽缸中的空气。然后，燃料根据冷起动计划被喷射进入汽缸中的活塞的相对端面之间的汽缸空间并且通过汽缸的增压空气流增加，直到达到发动机操作的怠速状态。当达到怠速状态时，燃烧控制被传递到怠速调节器。在一些方面，发动机可以通过在发动机关闭期间调节汽缸中的空气而为预期的冷起动做准备。在这方面，调节的空气是具有很少或没有在关闭结束时发动机中保留的剩余排气产物的空气。一种冷起动策略能够通过具有一个或多个汽缸的对置活塞发动机的冷起动系统启用，其中每个汽缸具有耦接到排气子系统的排气道、耦接到增压空气子系统的进气道、被布置用于在汽缸的孔中相对运动的一对活塞和被布置用于将燃料喷射进入汽缸的一个或多个燃料喷射器。冷起动系统包括可操作以在起动期间起动转动发动机的起动机马达、排气子系统中的反压阀和在具有输入和输出的增压空气子系统中的机械增压器。增压空气子系统中的进气岐管耦接到机械增压器的输出、与进气道流体连通，并且增压空气子系统中的再循环路径使机械增压器的输出耦接到机械增压器的输入。发动机控制机械化可操作以检测冷起动状况并且响应于冷起动状况通过关闭反压阀和打开再循环路径以减少通过汽缸的增压空气流并且起动转动发动机以在燃料被喷射之前在汽缸中通过压缩加热空气来操作起动机、反压阀、再循环路径和燃料喷射器。发动机控制机械化可进一步操作以使燃料喷射器根据冷起动计划将燃料喷射进入汽缸中的活塞的相对端面之间限定的燃烧室，并且渐进地打开反压阀和关闭再循环路径以增加通过汽缸的增压空气流，直到达到发动机怠速状态。一种冷起动策略在操作具有排气子系统、增压空气子系统、使排气子系统耦接到增压空气子系统的EGR通道和一个或多个汽缸的对置活塞发动机的方法中体现，其中每个汽缸具有耦接到排气子系统的排气道、耦接到增压空气子系统的进气道、被布置用于在汽缸的孔中相对运动的一对活塞和被布置用于将燃料喷射进入汽缸的一个或多个燃料喷射器。该方法包括：在关闭发动机期间，关闭EGR通道，并且然后停止进入汽缸的燃料喷射和从汽缸冲出包含排气产物的增压空气。然后，当在发动机起动期间检测到冷起动状况时，发动机在燃料被喷射之前通过减少或阻塞通过汽缸的增压空气流来操作，同时通过起动转动发动机来压缩加热汽缸中的调节的空气。当通过汽缸的增压空气流增加时，冷起动序列的燃料脉冲被喷射进入汽缸，直到达到发动机怠速状态。当达到怠速状态时，怠速序列的燃料脉冲被喷射进入汽缸。附图说明下述附图意在图示说明在下面的描述中讨论的示例。附图包括依靠容易理解和广泛采用的符号表示压缩点火、对置活塞发动机的元件的示意图。图1是被构造用于压缩点火的现有技术二冲程循环、对置活塞发动机的示意图，并且被恰当地标为“现有技术”。图2是示出用于根据本公开的压缩点火、对置活塞发动机的空气处理系统的细节的示意图。图3是示出用于根据本公开的压缩点火、对置活塞发动机的燃料喷射系统的细节的示意图。图4是图示说明配备有根据本公开的冷起动系统的压缩点火、对置活塞发动机的示意图。图5是图示说明通过根据图4的冷起动系统的操作实施的冷起动程序的流程图。...

【技术保护点】
一种操作具有一个或多个汽缸(50)的对置活塞发动机(10)的方法，其中每个汽缸具有耦接到排气子系统的活塞控制的排气道(54)、耦接到增压空气子系统的活塞控制的进气道(56)、被布置用于在所述汽缸的孔(52)中相对运动的一对活塞(60、62)和被布置用于将燃料喷射进入所述汽缸内的一个或多个燃料喷射器(70)，所述方法包含：接收(304)信号以起动所述发动机；检测(306)冷起动状况，随后：在燃料被喷射之前，限制通过所述汽缸的增压空气流，并且通过起动转动(312)所述发动机加热保留在所述汽缸中的空气；并且然后根据冷起动计划(334)将燃料喷射进入所述汽缸中的活塞的相对端表面(61、63)之间的燃烧空间(316)；提供通过所述汽缸的增压空气流(318)的渐进式增加，直到达到发动机怠速状态；以及根据怠速计划(338)将燃料喷射进入所述燃烧空间(310)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.08 US 14/075,3231.一种操作具有一个或多个汽缸(50)的对置活塞发动机(10)的方法，
其中每个汽缸具有耦接到排气子系统的活塞控制的排气道(54)、耦接到增压空
气子系统的活塞控制的进气道(56)、被布置用于在所述汽缸的孔(52)中相对
运动的一对活塞(60、62)和被布置用于将燃料喷射进入所述汽缸内的一个或
多个燃料喷射器(70)，所述方法包含：
接收(304)信号以起动所述发动机；
检测(306)冷起动状况，随后：
在燃料被喷射之前，限制通过所述汽缸的增压空气流，并且通过起动转动
(312)所述发动机加热保留在所述汽缸中的空气；并且然后
根据冷起动计划(334)将燃料喷射进入所述汽缸中的活塞的相对端表面
(61、63)之间的燃烧空间(316)；
提供通过所述汽缸的增压空气流(318)的渐进式增加，直到达到发动机怠
速状态；以及
根据怠速计划(338)将燃料喷射进入所述燃烧空间(310)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机还包括使所述排气子系统
耦接到所述增压空气子系统的EGR通道(131)，并且在接收所述起动信号的步
骤之前：
接收发动机关闭信号(300)，随后：
通过阻塞通过所述EGR通道的排气流预处理空气(302)，随后打开所述排
气子系统和所述增压空气子系统。
3.根据权利要求1所述的方法，还包含阻塞液体冷却剂循环到所述汽缸或
所述活塞，直到达到所述发动机怠速状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其中限制通过所述汽缸的增压空气流(314)
包括减少或阻塞通过所述排气子系统和所述增压空气子系统的气体流的步骤或
减少或阻塞通过所述排气子系统的气体流并且在目标增压压力下向所述汽缸提
供增压空气的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述增压空气子系统包括具有输入

\t(151)和输出(152)的机械增压器(110)、耦接到所述机械增压器的输出并
且与所述一个或多个进气道(54)流体连通的进气歧管(130)以及将所述机械
增压器的输出耦接到所述机械增压器的输入的再循环路径(165)，并且减少或
阻塞通过所述增压空气子系统的气体流包括增加通过所述再循环路径的增压空
气流。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述增压空气子系统还包括串联耦接
在所述机械增压器的输出(152)和到所述再循环路径(165)的输入之间的冷
却设备(129)，还包括当起动转动所述发动机时，通过使所述机械增压器的输
出直接耦接到所述再循环路径的输入而绕过(352)所述冷却设备，直到达到所
述怠速状态。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述排气子系统包括用于调整通过所
述排气子系统的气体流的反压阀(170)，并且减少或阻塞通过所述排气子系统
的气体流包括关闭所述反压阀。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述增压空气子系统包括具有输入
(151)和输出(152)的机械增压器(110)、耦接到所述机械增压器的输出并
且与所述一个或多个进气道(54)流体连通的进气歧管(130)以及将所述机械
增压器的输出耦接到所述机械增压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·G·雷登，
申请(专利权)人：阿凯提兹动力公司，
类型：发明
国别省市：美国;US