压缩点火式汽油发动机制造技术

压缩点火式汽油发动机包括：燃料喷射阀，将以汽油为主成分的燃料喷射到气缸；EGR装置，能够执行使气缸中所生成的已燃气体以高温的状态导入气缸的高温EGR；以及燃烧控制部，控制燃料喷射阀及EGR装置，以使从燃料喷射阀喷射出的燃料在气缸内发生基于自点火的HCCI燃烧。燃烧控制部至少在进行HCCI燃烧的局部负荷运转区域中，以使气缸内的总气体量与燃料量之比亦即G/F为较小的高负荷条件下的EGR率相比于低负荷条件下的EGR率较大的方式来控制EGR装置。

Compression Ignition Gasoline Engine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压缩点火式汽油发动机
本专利技术涉及压缩点火(压燃)式汽油发动机，该发动机在气缸内使以汽油为主成分的燃料通过自点火来燃烧。
技术介绍
作为上述那样的压缩点火式汽油发动机的一个例子，已知有下述专利文献1的发动机。该专利文献1的发动机中，在高负荷以外的指定运转区域进行HCCI(均质充气压缩点火)燃烧。此外，在进行该HCCI燃烧时，进行使已燃气体留在(返流到)气缸中的内部EGR，并且执行如下控制：使该内部EGR的EGR率(EGR气体在导入到气缸内的总气体量中所占的比例)随着负荷增加而变小。由此，既能够抑制燃烧噪音又能够促进燃料自点火。HCCI燃烧是燃料(汽油)在高温高压的环境下自发性地与氧进行反应而发生的燃烧，因此，被认为会容易受到燃料成分(分子结构)的相异所产生的影响。因此，可以预想到假使将具有同等的辛烷值的汽油供应给气缸，也会因燃料成分的相异而使点火时期出现参差。有关此点，本专利技术人经过了锐意研究，结果发现了如下情况：在发动机的运转条件为伴随燃料的低温氧化反应那样的条件的情况下，容易发生因燃料成分的相异而产生的点火时期的参差。因此，为了实现恰当的HCCI燃烧，较为理想的是以尽量不会发生低温氧化反应的方式来控制运转条件。然而，由于专利文献1并非以抑制这样的低温氧化反应这一观点来控制EGR率等，因此，有可能因燃料成分的相异而使点火时期出现参差。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开2014-47643号
技术实现思路
本专利技术鉴于上述的情况而作，其目的在于提供一种能够抑制因燃料成分的相异而引起的点火时期参差的压缩点火式汽油发动机。为了实现上述目的，本专利技术的压缩点火式汽油发动机包括：气缸，收容有能够进行往复移动的活塞；燃料喷射阀，将以汽油为主成分的燃料喷射到所述气缸；EGR装置，能够执行使所述气缸中所生成的已燃气体以高温的状态导入气缸的高温EGR；以及燃烧控制部，控制所述燃料喷射阀及所述EGR装置，以使从所述燃料喷射阀喷射出的燃料在气缸内发生基于自点火的HCCI燃烧；其中，所述燃烧控制部至少在进行HCCI燃烧的局部负荷运转区域中，以使气缸内的总气体量与燃料量之比亦即G/F为较小的高负荷条件下的EGR率相比于低负荷条件下的EGR率较大的方式来控制所述EGR装置。根据本专利技术，能够抑制因燃料成分的相异而引起的点火时期参差，因此具有如下优点：既能够允许使用成分不同的各种燃料又能够实现恰当的HCCI燃烧。附图说明图1是简略地表示本专利技术的一实施方式所涉及的压缩点火式汽油发动机的整体结构的系统图。图2是表示在应用到上述发动机的内部EGR控制中所被参照的图谱的图。图3是表示了在成为上述实施方式的基础的研究中所使用的实验用发动机的规格和运转条件的图表。图4是表示上述实验中所使用的多个试样燃料的特性的汇总图表。图5是表示上述各试样燃料中所含的成分的体积分数的图形。图6是表示上述各试样燃料的蒸馏特性的图形。图7是表示从上述试样燃料等中选出的多种燃料在各种EGR率的条件下分别进行HCCI燃烧时的热释放率的图形。图8是表示从上述试样燃料等中选出的其它的多种燃料在各种EGR率的条件下分别进行HCCI燃烧时的热释放率的图形。图9是表示从图7及图8的燃烧实验所得的各燃料的点火时期、指示比燃料消费率(ISFC)、以及平均有效指示压力(IMEP)的变动率与EGR率之间的关系的图形。图10是表示90RON燃料之间的点火时期的差异对应于G/F及EGR率而变化的状况的等值线图形。图11是将对应于G/F及EGR率而变化的IVC温度的等值线与图10的结果重叠地进行表示的图形。图12是表示辛烷指数的系数K与EGR率之间的关系的图形。图13是从使用了常规汽油的燃烧实验所得的最大压力上升率(dp/dθ)及辛烷指数的系数K的等值线图形。图14是将指示比燃料消耗率(ISFC)的等值线与图13的结果重叠地进行表示的图形，是用于说明为了进行恰当的HCCI燃烧的控制准则的图。图15用于说明上述实施方式的变形例，是与图14相当的图。具体实施方式(1)实施方式的说明(1-1)发动机的整体结构图1是简略地表示本专利技术的一实施方式所涉及的压缩点火式汽油发动机的整体结构的系统图。该图所示的发动机是作为行驶用动力源而被搭载在车辆上的四冲程多缸汽油发动机。该发动机的发动机主体1是所谓的直列四缸型发动机主体，其具有：气缸体3，具有四个在与纸面正交的方向上呈列状排列的气缸2；气缸盖4，以从上方封盖各气缸2的方式而设置在气缸体3的上侧面；活塞5，分别可往返滑动地插入在各气缸2中。在活塞5的上方划分有燃烧室6，该燃烧室6通过后述的燃料喷射阀15的喷射而被供应以汽油为主成分的燃料。喷射后的燃料与空气混合并且在基于活塞5的压缩作用而成为高温高压的燃烧室6中自点火而燃烧。活塞受到该燃烧所产生的膨胀力(下推力)而在上下方向往返运动。如上述那样使燃料与空气混合且使之自点火的燃烧被称为均质充气压缩点火燃烧(HCCI燃烧)。为了能够实现该HCCI燃烧，有必要使气缸2的内部温度在活塞5到达压缩上止点的时刻充分地达到高温。因此，本实施方式中，各气缸2的几何压缩比亦即活塞5处于上止点时的燃烧室6的容积与活塞5处于下止点时的燃烧室6的容积之比被设定为18以上且22以下。活塞5的下方设置有作为发动机主体1的输出轴的曲轴7。曲轴7经由连杆8而与活塞5连结，并且与活塞5的往返运动(上下运动)相应地被驱动而绕中心轴转动。气缸盖4上针对各气缸2设置有各1个燃料喷射阀15。各燃料喷射阀15分别连接于燃料供应管20，各燃料喷射阀15通过将从燃料供应管20供应来的燃料以高压喷射到燃烧室6来对各气缸2供应所需量的燃料。此处，本实施方式的发动机基本上能够在所有运转区域中进行HCCI燃烧。但是，在发动机水温低的冷机时期等难以进行HCCI燃烧的条件下，被执行对燃料和空气的混合气进行点火的SI燃烧(火花点火燃烧)。因此，气缸盖4上针对各气缸2设置有各1个在执行SI燃烧时对混合气进行点火的火花塞16。气缸体3中设置有水温传感器SN1及曲柄角传感器SN2。水温传感器SN1是用于检测在形成在发动机主体1内部的图外的水套中流通的冷却水的温度(发动机水温)的传感器，曲柄角传感器SN2是用于检测曲轴7的转角(曲柄角)及曲轴7的转速(发动机转速)的传感器。气缸盖4中设置有向各气缸2的燃烧室6开口的进气道9及排气道10和对各气道9、10进行开闭的进气门11及排气门12。进气门11及排气门12通过包含设置在气缸盖4上的一对凸轮轴等的气门传动机构而与曲轴7的转动联动地被驱动从而进行开闭。气缸盖4上分别连接有进气通道28及排气通道29。进气通道28是用于将从外部导入的空气(新鲜空气)导入到燃烧室6的通道，其以与进气道9连通的方式而连接于气缸盖4的一个侧面。排气通道29是用于将燃烧室6中所生成的已燃气体(排气气体)排出到外部的通道，其以与排气道10连通的方式而连接于气缸盖4的另一个侧面。进气通道28中从发动机主体1至指定距离上游侧的范围为按每一气缸2来分支的分支通道部28a，各分支通道部28a的上游端分别与共用的平衡箱28b连接。在该平衡箱28b更上游侧设置有单管状的共用通道部28c。共用通道部28c中设置有能够进行开闭的用于调节往各气缸2的吸入空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩点火式汽油发动机，其特征在于包括：气缸，收容有能够进行往复移动的活塞；燃料喷射阀，将以汽油为主成分的燃料喷射到所述气缸；EGR装置，能够执行使所述气缸中所生成的已燃气体以高温的状态导入气缸的高温EGR；以及燃烧控制部，控制所述燃料喷射阀及所述EGR装置，以使从所述燃料喷射阀喷射出的燃料在气缸内发生基于自点火的HCCI燃烧；其中，所述燃烧控制部至少在进行HCCI燃烧的局部负荷运转区域中，以使气缸内的总气体量与燃料量之比亦即G/F为较小的高负荷条件下的EGR率相比于低负荷条件下的EGR率较大的方式来控制所述EGR装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压缩点火式汽油发动机，其特征在于包括：气缸，收容有能够进行往复移动的活塞；燃料喷射阀，将以汽油为主成分的燃料喷射到所述气缸；EGR装置，能够执行使所述气缸中所生成的已燃气体以高温的状态导入气缸的高温EGR；以及燃烧控制部，控制所述燃料喷射阀及所述EGR装置，以使从所述燃料喷射阀喷射出的燃料在气缸内发生基于自点火的HCCI燃烧；其中，所述燃烧控制部至少在进行HCCI燃烧的局部负荷运转区域中，以使气缸内的总气体量与燃料量之比亦即G/F为较小的高负荷条件下的EGR率相比于低负荷条件下的EGR率较大的方式来控制所述EGR装置。2.根据权利要求1所述的压缩点火式汽油发动机，其特征在于：所述燃烧控制部以实现如下的EGR率的方式来控制所述EGR装置，该E...

【专利技术属性】
技术研发人员：养祖隆，神长隆史，山川正尚，
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