压燃式发动机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于在部分压燃时不论发动机旋转速度如何都要确保良好的燃烧稳定性。本发明专利技术的控制装置适用于能进行部分压燃以使得混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后其他混合气通过自燃进行CI燃烧的压燃式发动机。该控制装置包括：在燃烧室产生涡流的涡流产生部，控制喷油器与涡流产生部的控制部；其中该控制部在部分压燃的执行过程中通过涡流产生部产生涡流并控制喷油器使得发动机旋转速度高时与旋转速度低时相比向燃烧室喷射燃料的时间更靠滞后角侧。

【技术实现步骤摘要】
压燃式发动机的控制装置
本专利技术涉及一种能够执行部分压燃的压燃式发动机的控制装置，部分压燃使混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后其他混合气通过自燃进行CI燃烧。
技术介绍
近年来，使与空气混合后的汽油燃料在充分压缩的燃烧室内通过自燃进行燃烧的HCCI燃烧引人关注。HCCI燃烧是一种混合气同时多发性的燃烧形态，与通常汽油发动机采用的SI燃烧（火花点火燃烧）相比混合气的燃烧速度快，从热效率的角度来说非常有优势。但HCCI燃烧存在着气温等外部因子导致混合气燃烧开始时间（混合气自燃的时间）大幅变动等问题，还存在负荷急变的过渡运转时难以控制的问题。就此，有人提出放弃让全部混合气通过自燃进行燃烧的方式，让混合气的一部分通过利用火花塞进行的火花点火燃烧。即，以火花点火为契机使混合气的一部分通过火焰传播强制性燃烧（SI燃烧）后，使其他混合气通过自燃进行燃烧（CI燃烧）。以下将这种燃烧称为部分压燃。采用了与所述部分压燃类似的设计理念的发动机的已知例子有下述专利文献1。在专利文献1的发动机中，通过火花点火使辅助燃料喷射在火花塞（点火塞）周围形成的成层混合气进行火焰传播燃烧，并向在该燃烧（火焰）的作用下高温化的燃烧室进行主燃料喷射使该主燃料喷射所喷射的燃料通过自燃进行燃烧。现有技术文献专利文献专利文献1日本专利申请公开2009－108778号。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题上述专利文献1所述发动机能够通过使用火花塞进行的火花点火促进CI燃烧，但火花点火后随即形成的火焰核的状态会因燃烧室环境而有所不同。例如，发动机旋转速度高时与旋转速度低时相比活塞的移动速度更快，因此火花点火后可能会因燃烧室的急速膨胀导致火焰核不能按预期成长。火焰核成长不充分的话，会出现CI燃烧的开始时间比目标时间大幅延迟等情况，导致燃烧不稳定。鉴于所述内容，本专利技术的目的在于提供一种不论发动机旋转速度如何都能保证良好的燃烧稳定性的压燃式发动机的控制装置。解决技术问题的技术手段为解决所述技术问题，本专利技术涉及一种压燃式发动机的控制装置，压燃式发动机具有向燃烧室供给燃料的喷油器、给喷油器供给的燃料与空气混合后的混合气点火的火花塞，所述压燃式发动机能进行使所述混合气的一部分通过使用所述火花塞进行的火花点火进行SI燃烧后其他混合气通过自燃进行CI燃烧的部分压燃，其特征在于：该压燃式发动机的控制装置具有：在所述燃烧室产生涡流的涡流产生部，控制所述喷油器与所述涡流产生部的控制部；其中，所述控制部在部分压燃的执行过程中通过所述涡流产生部产生涡流并控制所述喷油器使得发动机旋转速度高时与旋转速度低时相比向所述燃烧室喷射燃料的时间更靠滞后角侧。本专利技术中，在部分压燃的执行过程中使发动机旋转速度高时与旋转速度低时相比向燃烧室喷射燃料的时间更靠滞后角侧，因此能在发动机旋转速度高时在向混合气点火的压缩上止点附近于燃烧室一部分形成燃料浓度高的混合气。由此，即使是在发动机旋转速度高、火花点火后燃烧室膨胀速度快（因此火焰核难以成长）的条件下也能促进火焰核成长并使SI燃烧稳定地进行，切实引发之后的CI燃烧，能够避免各循环中CI燃烧的开始时间有大幅差异的情况。如上，本专利技术在发动机旋转速度高时及旋转速度低时均能实现稳定的部分压燃。在此，所述燃料的喷射时间是指一个燃烧循环中喷射至燃烧室的燃料中的50％的量的燃料喷射结束的时间。发动机旋转速度高时与旋转速度低时相比所述燃料的喷射时间更靠滞后角侧的一种方案示例：在产生涡流且使发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的所述形态的部分压燃的执行过程中，所述控制部使所述喷油器实施向所述燃烧室喷射一定量燃料的前段喷射以及在该前段喷射后向所述燃烧室喷射燃料的后段喷射，并控制所述喷油器使得所述前段喷射开始的时间在发动机旋转速度高时比在发动机旋转速度低时更靠滞后角侧。所述方案优选：在产生涡流且使发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的所述形态的部分压燃的执行过程中，所述控制部控制所述喷油器使得一个燃烧循环中喷射到所述燃烧室内的燃料的总量中所述后段喷射喷射量的比例在发动机旋转速度高时比在发动机旋转速度低时更大、且所述后段喷射开始的时间在发动机旋转速度高时与在发动机旋转速度低时相比更靠提前角侧。这样，发动机旋转速度高时后段喷射喷射量的比例增大，能更加切实地在燃烧室的一部分形成燃料浓度高的混合气。但燃料浓度过高容易产生积碳。而该方案使后段喷射的开始时间在发动机旋转速度高时与在发动机旋转速度低时相比更靠提前角侧，因此能在发动机旋转速度高时适度地提高燃料浓度。而发动机旋转速度低时后段喷射喷射量的比例小，因此能防止燃烧室一部分形成燃料浓度过高的混合气，能抑制积碳的产生。这样，本方案中不论发动机旋转速度高或低都能抑制积碳的产生并在燃烧室的一部分形成燃料浓度高的混合气，实现稳定的部分压燃。所述方案优选：在产生涡流且使发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的所述形态的部分压燃的执行过程中，所述控制部控制所述喷油器使得所述前段喷射在发动机旋转速度低时在进气冲程实施，在发动机旋转速度高时在压缩冲程实施。这样就能在产生涡流且使燃料喷射时间在发动机旋转速度高侧滞后的所述形态的部分压燃的执行过程中与发动机旋转速度相应地形成恰当的燃料浓度的混合气。所述方案优选所述喷油器配置在所述燃烧室的上顶面中央位置且具有在周向分开的至少第1喷孔和第2喷孔，所述第1喷孔和第2喷孔同时喷射燃料，所述涡流是相对于与所述燃烧室中心轴正交的面非平行地流动的斜向涡流，对所述第1喷孔和第2喷孔的位置和朝向进行设定，使得从所述第1喷孔喷射并到达所述涡流的第1燃料在沿着所述涡流向下游侧移动后与从所述第2喷孔喷射并到达所述涡流的第2燃料汇合。由此就能使火焰核在燃烧室中央位置切实地生成、成长。所述方案优选：执行产生涡流且使在发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的形态的部分压燃的运行区域中的高负荷侧的部分压燃的执行过程中，所述控制部通过所述涡流产生部产生涡流并控制所述喷油器分数次向所述燃烧室内喷射燃料，并且使得最初实施的燃料喷射开始的时间不依赖于发动机旋转速度而基本恒定。这样就能在高负荷侧部分压燃的执行过程中形成与发动机旋转速度相应地恰当的燃料浓度的混合气。所述方案优选：执行产生涡流且使发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的形态的部分压燃的运行区域的高负荷侧的部分压燃的执行过程中，所述控制部使发动机旋转速度高时与旋转速度低时相比所述喷油器的燃料喷射次数更少。这样，能在发动机负荷高且发动机旋转速度高时抑制燃料浓度过高的混合气的形成，能使混合气恰当的燃烧。具体而言，发动机负荷高时喷射至燃烧室的燃料量多，发动机旋转速度高时每一曲轴转角的时间更短。因此，如果在发动机负荷高且发动机旋转速度高时增多燃料喷射次数，可能先喷射的燃料尚未充分气化、扩散的状态下又追加新燃料，形成燃料浓度过高的混合气。因此，在高负荷侧部分压燃的执行过程中使发动机旋转速度高与旋转速度低时相比喷油器喷射燃料的次数更少，这样就能在发动机负荷高且发动机旋转速度高时抑制燃料浓度过高的混合气形成。专利技术效果如以上说明所示，本专利技术的压燃式发动机的控制装置不论发动机旋转速度如何都能确保良好的燃烧稳定性。附图说明图1是本专利技术一实施方式中压燃式发动机的整体结构的概略性系统图；图2是发动机主体截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压燃式发动机的控制装置，所述压燃式发动机具有向燃烧室供给燃料的喷油器、给喷油器供给的燃料与空气混合后的混合气点火的火花塞，所述压燃式发动机能进行使所述混合气的一部分通过使用所述火花塞的火花点火进行SI燃烧后其他混合气通过自燃进行CI燃烧的部分压燃，其特征在于：该压燃式发动机的控制装置包括：在所述燃烧室产生涡流的涡流产生部，控制所述喷油器与所述涡流产生部的控制部；其中，在部分压燃的执行过程中，所述控制部通过所述涡流产生部产生涡流，并控制所述喷油器使得向所述燃烧室喷射燃料的时间在发动机旋转速度高时比在发动机旋转速度低时更靠滞后角侧。

【技术特征摘要】
2017.12.15 JP 2017-2405361.一种压燃式发动机的控制装置，所述压燃式发动机具有向燃烧室供给燃料的喷油器、给喷油器供给的燃料与空气混合后的混合气点火的火花塞，所述压燃式发动机能进行使所述混合气的一部分通过使用所述火花塞的火花点火进行SI燃烧后其他混合气通过自燃进行CI燃烧的部分压燃，其特征在于：该压燃式发动机的控制装置包括：在所述燃烧室产生涡流的涡流产生部，控制所述喷油器与所述涡流产生部的控制部；其中，在部分压燃的执行过程中，所述控制部通过所述涡流产生部产生涡流，并控制所述喷油器使得向所述燃烧室喷射燃料的时间在发动机旋转速度高时比在发动机旋转速度低时更靠滞后角侧。2.根据权利要求1所述的压燃式发动机的控制装置，其特征在于：在产生涡流且使在发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的所述形态的部分压燃的执行过程中，所述控制部使所述喷油器实施向所述燃烧室喷射一定量燃料的前段喷射以及在所述前段喷射后向所述燃烧室喷射燃料的后段喷射，并控制所述喷油器使得所述前段喷射开始的时间在发动机旋转速度高时比在发动机旋转速度低时更靠滞后角侧。3.根据权利要求2所述的压燃式发动机的控制装置，其特征在于：在产生涡流且使在发动机旋转速度高侧燃料喷射时间滞后的所述形态的部分压燃的执行过程中，所述控制部控制所述喷油器，使得在一个燃烧循环中喷射到所述燃烧室内的燃料总量中所述后段喷射喷射量的比例在发动机旋转速度高时比在发动机旋转速度低时更大，并且所述后段喷射开始的时间在发动机旋转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：末冈贤也，大浦拓也，德永达广，丸山庆士，西田智博，
申请(专利权)人：马自达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP