控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和系统技术方案

本公开提供了“控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和系统”。提供了用于调整经由分流式排气发动机系统的第二排气歧管所扫气的直接喷射的燃料的量的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：基于第二排气门的关闭正时并且依据工况来调整对发动机气缸中的燃料直接喷射的喷射起点，所述气缸包括联接到第一排气歧管的第一排气门和联接到第二排气歧管的所述第二排气门，所述第二排气歧管联接到发动机的进气口；以及基于所述调整过的喷射起点来调整所述第二排气歧管的旁通阀的位置。以此方式，可以基于所述工况来增加或减少所扫气的燃料的量。

【技术实现步骤摘要】
控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和系统
本说明书总体上涉及用于具有分流式排气系统的发动机的系统和方法。
技术介绍
发动机可以使用增压装置，例如涡轮增压器，来增加发动机功率密度。然而，可能会由于增加的燃烧温度而出现发动机爆震。在由于高充气温度而产生的增压状况下，爆震尤其成问题。本文专利技术人已经认识到，分流式排气系统可以减少发动机爆震并且增加发动机效率，其中第一排气歧管将排气运送到发动机的排气口中的涡轮增压器的涡轮，并且第二排气歧管将排气再循环(EGR)运送到位于涡轮增压器的压缩机的上游的发动机的进气口。在此类发动机系统中，每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门，其中第一组气缸排气门(例如，泄放排气门)专门经由第一组排气道联接到第一排气歧管，并且第二组气缸排气门(例如，扫气排气门)专门经由第二组排气道联接到第二排气歧管。可以在与第二组气缸排气门不同的正时下操作第一组气缸排气门，进而隔离排气的泄放部分和扫气部分。第二组气缸排气门的正时还可以与气缸进气门的正时进行协调以产生正气门重叠周期，在所述正气门重叠周期中，称为吹气的新鲜进气(或者新鲜进气与EGR的混合物)可以经由联接到第二排气歧管的EGR通道而流过气缸并且流回到位于压缩机的上游的进气口。吹气可以移除气缸内的残余排气(称为扫气)。本文专利技术人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力排气)流过涡轮和较高压力排气通道并且使排气的第二部分(例如，较低压力排气)和吹气流动到压缩机入口，可以在增加涡轮的工作效率并增加发动机扭矩的同时降低燃烧温度。
技术实现思路
然而，本文专利技术人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在上文描述的发动机系统中，再循环到进气口的气体的组成可能比包括单个排气歧管的传统的EGR系统或不使增加量的吹气再循环的系统更复杂。传统的EGR系统中的再循环气体主要由燃烧后的排气构成，而穿过分流式排气发动机再循环的气体可能包括不同份量的燃烧后的排气、新鲜空气以及未燃烧(例如，未燃尽的)燃料。具体来说，如果在打开扫气排气门时喷射未燃烧的直接喷射的燃料的一部分，那么所述未燃烧的直接喷射的燃料的一部分可以流过所述扫气排气门到达第二排气歧管，在本文称为燃料扫气或燃料短路连接的过程。这可能会导致在一些发动机工况期间、尤其是在瞬变状况期间难以跟踪的燃料损耗。对发动机操作参数(例如，燃料喷射量、火花提前以及进气门和排气门致动)的正时调整可能考虑不到短路连接的燃料，从而导致劣化的发动机性能。然而，在其他发动机工况期间，燃料的短路连接可以是有利的。举例来说，可能在暖机状况(例如，发动机冷起动)期间需要燃料的短路连接，以便使额外的燃料流动到催化剂。在一个示例中，可以通过一种方法解决上文描述的问题，所述方法包括：基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。以此方式，可以基于特定工况来调整所述直接燃料喷射的起点以增加燃料扫气或减少燃料扫气。作为一个示例，所述工况可以包括在其期间需要减少的燃料扫气的状况。举例来说，所述工况可以是瞬变状况，其中发动机的操作参数(例如，发动机转速、发动机负荷以及歧管压力)可能会快速改变，从而使得难以跟踪所扫气的燃料的量。作为另一示例，所述工况是高发动机转速/负荷状况，在其期间如果不执行校正动作，那么会大量产生所扫气的燃料。因此，在瞬变状况以及高发动机转速/负荷状况期间，调整直接燃料喷射的起点可以包括相对于第二排气门的关闭正时将喷射起点延迟，进而减小直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠量。举例来说，可以将直接燃料喷射的起点一直延迟到第二排气门关闭之后。因此，可以在瞬变状况和高发动机转速/负荷状况期间减少燃料扫气。此外，可以基于直接燃料喷射的所延迟的起点来调整旁通阀的位置以进一步减少燃料扫气。调整定位在旁通通道中的旁通阀会影响扫气歧管(和因此第二排气门)的压力和流动特性，所述旁通通道将扫气歧管联接到处于涡轮增压器涡轮的下游的排气通道。举例来说，可以将所述旁通阀调整为进一步关闭的位置，以便减少通过第二排气门的流量，进而进一步减小通过第二排气门的燃料流量。通过减少在瞬变状况和高发动机转速/负荷状况期间的燃料扫气，可以减少在发动机循环期间要扫气的燃料的量，并且可以更准确地控制发动机操作参数，包括燃料喷射量、火花提前以及进气门和排气门致动。作为另一示例，所述工况可以包括在其期间需要增加的燃料扫气的状况。举例来说，所述工况可以是发动机冷起动。因此，在发动机冷起动期间，调整直接燃料喷射的起点可以包括相对于第二排气门的关闭正时将直接燃料喷射的起点提前，进而增加直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠量。举例来说，可以将直接燃料喷射的起点完全提前到第二排气门关闭之前。因此，可以在发动机冷起动期间增加燃料扫气。此外，可以增加在直接燃料直接喷射期间喷射的燃料的量以便富化冷起动期间的空燃比。此外，可以基于直接燃料喷射的所提前的起点来调整旁通阀的位置以进一步增加燃料扫气。举例来说，可以将旁通阀调整为进一步打开的位置，以便增加通过第二排气门的流量以及将空气和燃料从扫气歧管直接输送到排气通道和下游的催化剂。然而，使所扫气的燃料再循环通过将扫气歧管联接到发动机的进气口的排气再循环通道可能会增加燃料蒸发，进而减少在所富化的冷起动期间的微粒物质排放。通过在发动机冷起动期间增加燃料扫气，可以在加快催化剂变热的同时减少冷起动排放。应理解，提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出了具有分流排气系统的涡轮增压发动机系统的示意图。图2示出了图1的发动机系统的气缸的实施例。图3示出了分流式排气发动机系统的一个发动机气缸的示例性气缸进气门和排气门正时。图4A至图4D示意性地说明相对于示例性发动机位置在扫气排气门的整个打开持续时间期间的不同的再循环的气体的来源。图5示出在进气冲程期间的燃料直接喷射的喷射起点正时与后推气体中的燃料的量之间的关系的示例性曲线图。图6示出在进气冲程期间的燃料直接喷射的喷射起点正时与经由扫气排气门短路连接到扫气歧管的燃料的量之间的关系的示例性曲线图。图7是用于基于工况来调整具有分流式排气系统的发动机中的直接燃料喷射的喷射起点正时以便控制通过扫气排气门的燃料扫气的示例性方法的流程图。图8是示出基于工况进行发动机调整以增加或减少燃料扫气的预示的示例性时间线。具体实施方式以下描述涉及用于操作具有经由扫气排气歧管到达进气口的吹气和排气再循环(EGR)的分流式排气发动机以及调整经由所述扫气歧管而短路连接的直接喷射的燃料的量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括：/n基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及/n基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。/n

【技术特征摘要】
20190305 US 16/293,5061.一种方法，所述方法包括：
基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及
基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述工况包括发动机冷起动，并且基于所述第二排气门的所述关闭正时来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前。


3.如权利要求2所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在更加地在所述第二排气门的所述关闭正时之前，以增加在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量；以及在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。


4.如权利要求2所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：增加所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠。


5.如权利要求2所述的方法，其中调整所述旁通阀的所述位置包括：在所述直接燃料喷射的所述调整过的起点被提前时进一步打开所述旁通阀。


6.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括响应于所述发动机冷起动而增加在所述直接燃料喷射中喷射的燃料的量。


7.如权利要求1所述的方法，其中所述工况包括以下之一：发动机转速大于阈值转速以及瞬变状况，并且所述基于所述第二排气门的所述关闭时间来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟。


8.如权利要求7所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：减少所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠，以减少在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量。


9.如权利要求7所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在所述第二排气门的所述关闭正时之后；以及在所述直接燃料喷射的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕纳德·哈基姆，阿什利·彼得·威斯，丹尼尔·麦迪逊，布拉德·波伊尔，杜希扬·卡斯基延，威廉·卡里·科尔，约瑟夫·诺曼·乌雷，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US