发动机制造技术

一种发动机，有效地抑制强爆震，提高发动机的可靠性。该发动机具备：由活塞(3)在气缸(11)中划分出的燃烧室(17)、向燃烧室(17)中供给含有汽油的燃料的燃料供给装置(61)、具有预测爆震的发生的爆震发生预测单元(80)的ECU(8)、向燃烧室(17)中喷射燃料的喷油器(6)。爆震发生预测单元(80)预测到规定强度以上的强爆震的发生的情况下，在燃烧开始而MBF不到50％的期间内，喷油器(6)向燃烧室(17)中喷射燃料。

Engine

【技术实现步骤摘要】
发动机
本专利技术涉及发动机，涉及抑制规定强度以上的强爆震的技术。
技术介绍
爆震是在发动机的运转时发出异响的现象，特别是在火花点火式的发动机中受到重视。爆震的发生会给利用者的舒适性及发动机的可靠性带来不良影响。因此，爆震的抑制在这种
中成为重要的课题，到目前为止提出了各种各样的对策。例如在专利文献1中公开了具备检测爆震的爆震传感器的发动机。该发动机的ECU基于由爆震传感器检测到的信号来判定爆震的有无。判定为有爆震的情况下，ECU使点火时期滞后，根据发动机的负荷，对滞后量及燃料的减少量进行控制。由此，在发生爆震时，在抑制废气的温度上升的同时也抑制爆震。在专利文献2中公开了具备第1及第2直喷型的燃料喷射阀、以及与这些燃料喷射阀分别对应的第1及第2火花塞的发动机。在该发动机中，与运转状态相应的量的燃料分为压缩上死点之前和之后进行喷射。详细地说，在压缩上死点前，空燃比被设定为贫状态，从第1燃料喷射阀喷射燃料，通过第1火花塞的点火来燃烧。在压缩上死点后，空燃比被设定为富状态，从第2燃料喷射阀喷射燃料，通过第2火花塞的点火来燃烧。由此，在提高热效率的同时抑制爆震的发生，能够实现发动机的高压缩比。专利文献1：日本特开2008-291758号公报专利文献2：日本特开2012-41846号公报虽然频度非常低(例如0.1％程度)，特别是在发动机以高转速运转的情况下，可能会发生压力变动的振幅超过100bar的强爆震。这样的强爆震很可能会给发动机带来损伤，所以成为使发动机的可靠性降低的原因。强爆震在压缩比高的发动机也容易发生，所以成为妨碍油耗改善的要因。如专利文献1那样，使点火时期滞后能够有效地抑制强爆震。但是，由于实质的压缩比降低，所以从油耗改善的观点来说并不合适。此外，点火时期被制约，所以能够实施的运转区域受限。因此，专利文献1的发动机有时可能无法抑制强爆震。专利文献2的发动机需要在1次燃烧循环的过程中两次燃烧，所以零件个数变多而构造变复杂。专利文献2的发动机也受到燃烧条件的制约，所以与专利文献1的发动机同样，能够实施的运转区域受限，有时可能无法抑制强爆震。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，有效地抑制强爆震，提高发动机的可靠性。本专利技术涉及发动机。一种发动机，具备：在气缸内划分出的燃烧室，其容积随着升降的活塞而变化；燃料供给装置，向所述燃烧室中供给含有汽油的燃料；控制装置，具有预测爆震的发生的爆震发生预测单元；以及流体喷射装置，向所述燃烧室中喷射流体，由所述爆震发生预测单元预测到规定强度以上的强爆震的发生的情况下，在燃烧开始而向所述燃烧室供给的燃料的质量燃烧比例不到50％的期间内，所述流体喷射装置向所述燃烧室中喷射所述流体。即，在该发动机中，预测到强爆震的发生的情况下，在燃烧结束之前执行向燃烧室中喷射流体的处理。向燃烧室中喷射流体后，燃烧正在进行的混合气被搅拌。如果在燃烧的过程中混合气被搅拌，则混合气整体的温度均一化。其结果，抑制了未燃混合气的局部的温度上升，所以能够抑制强爆震。在燃烧的途中向燃烧室中喷射流体而对混合气进行搅拌，从而抑制强爆震。因此，与发动机的运转条件无关，所以几乎不受到运转区域的制约。并且，在目前进行的实验中最早确认到强爆震的发生是在所述质量燃烧比例50％的定时。因此，通过在其以前喷射流体，能够抑制强爆震的大部分。由此，在该发动机中，能够有效地抑制强爆震，提高发动机的可靠性。优选为，从质量燃烧比例成为20％时起，所述期间开始。详细情况留待后述，在质量燃烧比例成为20％之前的燃烧初期的期间能够预测强爆震。因此，在质量燃烧比例成为20％时以后，能够基于该预测向燃烧室中喷射流体，所以能够在同一燃烧循环中执行强爆震的预测及抑制的处理。优选为，所述期间在压缩上死点经过后开始。强爆震在燃烧期间中是在压缩上死点经过后发生的。此外，基于混合气的搅拌的强爆震的抑制，在强爆震即将发生之前进行是有效的。因此，通过在压缩上死点经过后开始所述期间，能够有效地抑制强爆震。优选为，所述流体的喷射压为30Mpa以上。如果是30MPa以上的喷射压，则能够在燃烧期间中的适当的时间内有效地对混合气进行搅拌。优选为，所述燃料供给装置包括向所述燃烧室中喷射所述燃料的喷油器，所述流体喷射装置由所述喷油器构成，并且所述流体由追加喷射的所述燃料构成。这样，能够利用发动机中附设的喷油器和发动机所使用的燃料来搅拌混合气。因此，不需要复杂的改良和装置的增设，能够容易地实现强爆震的抑制。还具有能够得到燃料的气化所带来的冷却作用的优点。优选为，所述爆震发生预测单元包括：爆震信息取得部，检测或推定所述燃烧室中的压力；以及爆震强度判别部，设定有成为用来判别所述强爆震的基准的基准值，所述爆震信息取得部在燃烧刚开始的燃烧初期的期间内，检测或推定所述燃烧室中的压力，所述爆震强度判别部，在所述燃烧进行的过程中，将所述压力与所述基准值进行比较，判别所述压力是否超过所述基准值，在所述压力超过所述基准值的情况下，在燃烧开始而所述质量燃烧比例不到50％的期间内，所述喷油器追加喷射所述燃料。根据该发动机，预测强爆震的发生的一系列处理在同一燃烧循环中的1次燃烧期间中进行。因此，即使是发生频度较少而突发性的强爆震，也能够稳定且有效地预测。由于是追加喷射燃料，所以不会受到发动机的运转条件限制。优选为，追加喷射的所述燃料的质量被设定为在追加喷射该燃料的燃烧循环中喷射的所述燃料的总质量的10％以下。从抑制爆震的观点来说，追加喷射的燃料的量越多越好。但是，如果燃料的追加喷射量太多，则相应地煤烟也增加。在同一燃烧循环中从预测到追加喷射为止进行，所以还有能够喷射燃料的时间较短的制约。对此，如果是喷油器，则这种程度的喷射量也能够得到所需的混合气的搅拌效果。因此，能够抑制煤烟的发生。优选为，所述发动机的几何学压缩比为14以上。强爆震在压缩比高的情况下容易发生，所以将该技术应用到几何学压缩比为14以上的发动机更有效果。专利技术的效果：根据本专利技术，能够有效地抑制强爆震，提高发动机的可靠性。附图说明图1是表示实施方式的发动机的构成的概略图。图2是表示控制装置的构成的框图。图3是在发动机的控制中使用的运转区域映射图的一例。图4是用于说明主要的运转区域中的燃烧状态的图。图5是表示强爆震的预测处理及抑制处理的主要流程的流程图。图6是用于说明爆震强度的图。图7是表示多个燃烧循环中的、燃烧时的缸内压变化和曲柄角度的关系的图表。图8是表示图7所示的各燃烧中的、质量燃烧比例和曲柄角度的关系的图表。图9是表示爆震的预测及抑制的控制的流程的一例的流程图。图10是用于说明进行强爆震的预测及抑制的控制时的燃烧状态的图。图11是表示强爆震的预测及抑制的控制的验证实验结果的图表。符号的说明：1发动机；3活塞；6喷油器；8ECU；17燃烧室；25火花塞；80爆震发生预测程序(爆震发生预测单元)；81爆震信息取得部；82爆震强度判别部；SV基准值具体实施方式以下基于附图详细说明本专利技术的实施方式。但是，以下的说明本质上只是例示，本专利技术不限制其适用物或其用途。＜发动机的构成＞图1表示应用了本专利技术的发动机1。该发动机1搭载于汽车。汽车通过发动机1运转而行驶。发动机1通过含有汽油的燃料运转。发动机1的燃料可以是纯正的汽油，也可以是含有生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机，具备：在气缸内划分出的燃烧室，其容积随着升降的活塞而变化；燃料供给装置，向所述燃烧室中供给含有汽油的燃料；控制装置，具有预测爆震的发生的爆震发生预测单元；以及流体喷射装置，向所述燃烧室中喷射流体，由所述爆震发生预测单元预测到规定强度以上的强爆震的发生的情况下，在燃烧开始而向所述燃烧室供给的燃料的质量燃烧比例不到50％的期间内，所述流体喷射装置向所述燃烧室中喷射所述流体。

【技术特征摘要】
2018.01.22 JP 2018-0078531.一种发动机，具备：在气缸内划分出的燃烧室，其容积随着升降的活塞而变化；燃料供给装置，向所述燃烧室中供给含有汽油的燃料；控制装置，具有预测爆震的发生的爆震发生预测单元；以及流体喷射装置，向所述燃烧室中喷射流体，由所述爆震发生预测单元预测到规定强度以上的强爆震的发生的情况下，在燃烧开始而向所述燃烧室供给的燃料的质量燃烧比例不到50％的期间内，所述流体喷射装置向所述燃烧室中喷射所述流体。2.如权利要求1所述的发动机，从所述质量燃烧比例成为20％时起，所述期间开始。3.如权利要求2所述的发动机，所述期间在压缩上死点经过后开始。4.如权利要求1所述的发动机，所述流体的喷射压为30Mpa以上。5.如权利要求1所述的发动机，所述燃料供给装置包括向所述燃烧室中喷射所述燃料的喷油器，所述流体喷射装置由所述喷油器构成，并且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：志志目宏二，小幡充志，津村雄一郎，田中大介，每熊泰树，
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