用于减轻内燃机中的早燃的方法技术

根据本公开的一个或多个实施例的内燃机可包含具有汽缸盖和汽缸侧壁的发动机汽缸，和在所述发动机汽缸内往复运动的活塞。所述活塞、所述汽缸盖和所述汽缸侧壁可至少部分地限定燃烧室。所述内燃机还可包含定位成将燃料直接喷射到所述燃烧室中的燃料喷射器。所述内燃机可进一步包含与所述燃料喷射器成电子连通的发动机控制模块。所述发动机控制模块可确定所述内燃机是否在对应于可能发生超级爆震条件的条件下操作，且命令所述燃料喷射器在分开喷射模式下操作，在所述分开喷射模式下，燃料在多个喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中。在多个喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中。在多个喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减轻内燃机中的早燃的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求标题为“具有早燃减轻控制的内燃机和其操作的方法(Internal Combustion Engines Having Pre
‑
Ignition Mitigation Controls and Methods for Their Operation)”且在2019年2月20日提交的美国专利申请第16/280,526号的优先级，所述专利申请的内容以其全文并入本文中。


[0003]本公开涉及内燃机，且更具体来说，涉及具有早燃减轻控制的内燃机。

技术介绍

[0004]强制感应内燃机包含在进气冲程期间对进气歧管加压以增加进入燃烧室的空气的质量的超级增压器或涡轮增压器。在某些操作条件下，此类发动机易于产生超级爆震，超级爆震是燃烧室中的空气燃料混合物早燃的条件，早燃导致可能损坏发动机组件的高汽缸压力。因此，可能需要包含早燃减轻控制的内燃机。

技术实现思路

[0005]如本文中所公开，内燃机可包含早燃减轻控制，所述早燃减轻控制检测空气燃料混合物的早燃的条件有可能何时发生，且在分开喷射模式下操作燃料喷射器，在分开喷射模式下，在进气和压缩冲程期间在多个脉冲中将燃料喷射到燃烧室中。举例来说，燃料的喷射可在两个、三个或甚至更多个个别脉冲(在本文中有时称作初级、次级和三级脉冲)中发生。可将空气燃料比维持在化学计量比或接近化学计量比，以维持高催化转化效率，如一氧化碳、未燃尽的碳氢化合物和氮的氧化物的催化转化。在压缩冲程中较晚喷射燃料可降低存在于燃烧室中的空气燃料混合物的温度，这可降低空气燃料混合物开始早燃的倾向。在压缩冲程中较晚添加燃料还可使燃烧室骤冷以减少或消除原本可能已发生的任何早燃。通过在分开喷射模式下操作燃料喷射器，可防止空气燃料混合物的早燃，由此中断超级爆震条件形成。通过管理燃料喷射定时、压力和持续时间，在分开喷射模式下喷射燃料可对发动机功率、噪声和燃料消耗具有最小不良影响。
[0006]在一个或多个实施例中，一种内燃机可包括：发动机汽缸，其包括汽缸盖和汽缸侧壁；活塞，其在所述发动机汽缸内往复运动，其中所述活塞、所述汽缸盖和所述汽缸侧壁至少部分地限定燃烧室；一个或多个燃料喷射器，其定位成将燃料引入到所述燃烧室中；和发动机控制模块，其与所述一个或多个燃料喷射器成电子连通。所述发动机控制模块可包括处理器和存储计算机可读指令集的存储器，所述计算机可读指令集在由所述处理器执行时：确定所述内燃机是否在可能发生超级爆震条件的条件下操作；和命令所述燃料喷射器在分开喷射模式下操作，在所述分开喷射模式下，燃料在至少初级喷射脉冲和晚于所述初级喷射脉冲发生的次级喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中。
[0007]在一个或多个额外实施例中，一种操作内燃机的方法可包括：用发动机控制模块
确定内燃机是否在对应于可能发生超级爆震条件的条件下操作；和用燃料喷射器将燃料直接喷射到包括发动机汽缸和在所述发动机汽缸内往复运动的活塞的燃烧室中，所述发动机汽缸包括汽缸盖和汽缸侧壁。可在分开喷射模式下将所述燃料喷射到所述燃烧室中，在所述分开喷射模式下，燃料在至少初级喷射脉冲和晚于所述初级喷射脉冲发生的次级喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中。
[0008]在一个或多个额外实施例中，发动机汽缸可包括汽缸盖和汽缸侧壁；活塞，其在所述发动机汽缸内往复运动，其中所述活塞、所述汽缸盖和所述汽缸侧壁至少部分地限定燃烧室；燃料喷射器，其定位成将燃料引入到所述燃烧室中；和发动机控制模块，其与所述燃料喷射器成电子连通。所述发动机控制模块可包括处理器和存储计算机可读指令集的存储器，所述计算机可读指令集在由所述处理器执行时：确定所述内燃机是否在可能发生超级爆震条件的条件下操作；和命令所述燃料喷射器在分开喷射模式下操作，在所述分开喷射模式下，燃料在至少初级喷射脉冲和晚于所述初级喷射脉冲发生的次级喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中，其中所述发动机控制模块将所述燃烧室中的空气燃料比维持在化学计量比的3％内，较佳地维持在所述化学计量比的1％内。
[0009]本公开中所公开的技术的额外特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，且将部分由所属领域的技术人员从所述描述而显而易见或通过实践如本公开中所描述的技术(包含以下具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。
附图说明
[0010]对本公开的特定实施例的以下详细描述在结合以下附图时可最好地理解，在附图中用类似的参考数字指示类似的结构且在附图中：
[0011]图1根据本文中所描述的一个或多个实施例示意性地描绘内燃机的发动机汽缸的一部分的横截面视图；
[0012]图2根据本文中所描述的一个或多个实施例示意性地描绘具有初级喷射脉冲的燃料递送时间表；
[0013]图3根据本文中所描述的一个或多个实施例示意性地描绘具有初级喷射脉冲和次级喷射脉冲的燃料递送时间表；且
[0014]图4根据本文中所描述的一个或多个实施例示意性地描绘具有初级喷射脉冲、次级喷射脉冲和三级喷射脉冲的燃料递送时间表。
[0015]现将更详细参考各种实施例，其中的一些实施例在附图中说明。在可能的情况下，相同参考编号将贯穿图式用以指代相同或类似部件。
具体实施方式
[0016]本文中描述具有超级爆震减轻控制的内燃机和其操作的方法。发动机可包含可确定发动机是否在超级爆震条件可形成的发动机条件下操作的发动机控制模块，且在检测到这种发动机操作条件后，发动机控制模块选择在分开喷射模式下操作燃料喷射器的燃料时间表，在所述分开喷射模式下，燃料在多个离散脉冲(例如，两个、三个或甚至更多个离散脉冲)中喷射到燃烧室中。与常规单个脉冲喷射相比，较晚脉冲在发动机定时中可能较晚。在压缩冲程中较晚将燃料的一部分喷射到燃烧室中可中断超级爆震条件的形成。
[0017]如本文中所描述，火花点火内燃机中的超级爆震是指通过早燃启动燃烧的燃烧室中的空气燃料混合物的不规律燃烧的发生。
‘
早燃
’
表示在火花定时之前由除火花之外的
‘
热点
’
触发的空气燃料混合物的燃烧。然而，取决于燃烧室内的早燃定时和早燃位置，早燃可引起不同燃烧现象，包含非爆震燃烧。可导致超级爆震的早燃通常在低速和高负载发动机操作条件下发生。
[0018]当逐循环评估发动机时，超级爆震条件呈现零星地发生，且因此对是否将发生超级爆震条件的准确预测可能不直接与单独的发动机操作条件相关。因此，在一些循环中，超级爆震可能不在对应于早燃和超级爆震条件的形成的发动机操作条件下发生。然而，如本文中所论述，可选择内燃机以控制已知形成超级爆震条件的发动机操作条件下的超级爆震条件。在这种发动机操作条件下，早燃和所引起的超级爆震条件具有较高形成可能性。
[0019]超级爆震不同于常规发动机爆震，这归因于在火焰传播消耗燃烧室中的废气之前空气燃料混合物的废气的自燃。
[0020]如本文中所使用，“所指示平均有效压力”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种内燃机，其包括：发动机汽缸，其包括汽缸盖和汽缸侧壁；活塞，其在所述发动机汽缸内往复运动，其中所述活塞、所述汽缸盖和所述汽缸侧壁至少部分地限定燃烧室；一个或多个燃料喷射器，其定位成将燃料引入到所述燃烧室中；和发动机控制模块，其与所述一个或多个燃料喷射器成电子连通，所述发动机控制模块包括处理器和存储计算机可读指令集的存储器，所述计算机可读指令集在由所述处理器执行时：确定所述内燃机是否在可能发生超级爆震条件的条件下操作；和命令所述燃料喷射器在分开喷射模式下操作，在所述分开喷射模式下，燃料在至少初级喷射脉冲和晚于所述初级喷射脉冲发生的次级喷射脉冲中喷射到所述燃烧室中。2.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述分开喷射模式进一步包括晚于所述次级喷射脉冲发生的三级喷射脉冲。3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中次级喷射脉冲在燃烧室中喷射20％或更少的所述燃料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中在所述初级喷射脉冲中比在所述次级喷射脉冲中喷射更大量的燃料。5.根据权利要求4所述的内燃机，其中所述次级喷射脉冲在燃烧室中喷射20％或更少的所述燃料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机，其进一步包括定位成对与所述燃烧室成选择性流体连通的进气歧管加压的压缩器。7.根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机，其中所述发动机控制模块将所述燃烧室中的空气燃料比维持在化学计量比的3％内。8.根据权利要求1至7中任一项所述的内燃机，其中所述次级喷射脉冲以晚于上止点之前120度的曲柄角将燃料喷射到所述燃烧室中。9.根据权利要求1至8中任一项所述的内燃机，其中所述发动机控制模块进一步：确定所述内燃机是否在不太可能发生所述超级爆震条件的条件下操作，且在单个脉冲喷射中将所述燃料喷射到所述燃烧室中。10.一种操作内燃机的方法，其包括：用发动机控制模块确定内燃机是否在...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：阿卜杜拉国王科技大学，
类型：发明
国别省市：