本公开涉及用于基于发动机的燃烧室内的监测状态调整汽油燃料发动机的操作的系统和方法。在一些情况中，该系统监测燃烧室内的区域，识别或判定符合要求的状态，并且向燃料喷射器施加电离电压以在符合要求的状态期间启动燃烧事件。在一些情况中，该系统监测燃烧室内的状态，判定监测状态与调整有关，并且调整燃烧事件的参数以便调整燃烧室内的电离能级。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下公开大致涉及集成的燃料喷射器和点火器以及用于存储、喷射和点燃各种燃料的相关部件。
技术介绍
汽油燃料发动机大致设计成实现制造成本的节省，这允许由于对进入发动机的空气进行节流(限制)的控制方法和目的以及由于输送至燃烧室的均匀空气-燃料混合物的产生所引起的有意的设计低效和损失。汽油发动机在整个设计运行速度或RPM(每分钟转数)和扭矩范围中以大致的化学计量空气/燃料比运转，以形成在燃烧室中的任何位置处均可火花点燃的均匀混合物。所产生的功率的控制是随着减少进气和增加的燃料的量的相应的减少(限制)的节流的程度而变化。在实现一定程度的有毒排放物减少的现代发动机 中，燃料响应于进气系统真空度的数值成比例地分配，以提供用于完全燃烧的化学计量空气/燃料比的剩余空气或“贫燃料侧”方面的均质混合进气。大多数均质混合进气发动机根据进入进气系统的空气的可变限制(节气)和利用电子操作的燃料喷射器进行操作，电子操作的燃料喷射器在机械凸轮操作进气阀的每个位置或进气歧管端口处将燃料喷射到进气系统内。因此，凸轮操作进气阀提供进入所产生的空气-燃料混合物的每个燃烧室内的最终时间。在“怠速”(最低持续RPM)时和在发动机的减速期间，将产生最高的进气真空状态，大约14. 7质量部分的空气与稍小于一质量部分的燃料混合(或大约14. 7:1)，以利用燃烧时释放的最小量的能量形成均质混合进气。当加速和以更高的RPM行进时，更多空气被节流至进气系统内，更多的燃料可以被添加以保持均质混合进气中的大约14. 7 I的空气/燃料比，提供用于巡航和更高的动力操作。在发动机的进气系统中保持真空度需要相当大的动力，这必须从发动机能够输送的输出功率中减除。在包括怠速、巡航和加速的所有操作状态中，发动机的相当大的动力用于寄生损失，包括进气真空度维持所需的动力。柴油发动机不对进入燃烧室的空气进行节流，这提供避免保持进气系统真空度所需的输出功率的损失。对于柴油发动机在满负荷下的空气/燃料比在17 : I与29 : I之间。当怠速时或在空载下，该比率可以超过145 I。在直接喷射操作的柴油机的燃烧室内，局部的空气/燃料比改变。由于柴油燃料喷射设计成输送作为液流或液滴的液体燃料，因此未必能够初始地实现燃料与空气的均匀混合。点火和持续燃烧只能在“雾化”之后发生，其中，液体燃料液滴的高速喷雾通过渗透足够热的空气而蒸发，然后通过渗透另外的热空气而“裂化”以将大分子破坏成更小的组分，更小的组分能够被氧化以释放足够的热来产生持续的链式反应。高压柴油燃料喷射导致更好的燃料雾化，以减少没有完成氧化程序的燃料的量，由此使得包括可见烟尘微粒的各种污染物从燃烧室出来。最近的改进已经提供了增大的燃料喷射压力，这导致在泵送系统中产生更多热并且需要更大的动力从发动机的输出功率转移，以便完成燃料泵送和对于冷却高压燃料输送回路所需的燃料再流通。作为压缩热空气中的液滴蒸发和化学裂解结果的柴油燃料的燃烧特性随着以下变量而变化，例如压缩比、大气压力、增压压力、进入燃烧室的空气的温度、热消耗至活塞、汽缸和头部之后的压缩空气的温度、喷射开始的时间、喷射压力、喷射孔口尺寸、数量和定向、喷射持续时间、喷射器排出曲线等等。给定压缩比、大气压力、增压压力、压缩开始时的空气温度、热消耗至活塞、汽缸和发动机头部部件之后的压缩空气的温度的特定数值，直喷柴油燃料喷射的开始的电子定时可被调整以满足转矩需求或发动机负荷。在用于汽车应用的高速柴油发动机中，在启动、怠速或没有外部载荷时优化喷射在有些情况下为在顶止点之前(BTDC)的2个曲轴度到顶止点之后(ATDC)的4度，以允许更快的启动。在部分载荷时，柴油燃料的开始的时间可被调整至BTDC的大约8度到ATDC的4度。由于用于使柴油燃料液滴蒸发和裂解所需的相当长的“柴油延迟”时间，柴油燃料喷射 的开始的时间必须提前，其中柴油燃料液滴的蒸发和裂解取决于作为压缩的比率和程度以及产生的至活塞、汽缸和发动机头部部件的热损失的结果的空气的温度和压力。为了产生用于满负荷的最大额定转矩，柴油燃料喷射的起动可以在BTDC的8至16度开始，最大燃料比时的燃烧持续时间在曲轴旋转的大约40至70度之间变化。当活塞仍然上升时，压缩冲程期间柴油燃料喷射的开始太早则引起相当大的燃烧，减少有效转矩产生并且由于更大地热损失至活塞、汽缸和发动机头部部件而引起折衷的热效率。这导致燃料消耗率的增大和发动机维护的增多。但是，这种操作可被有目的地完成以增大输送至催化反应器和其他后处理设备的热。在压缩期间汽缸压力的激增还增大了轴承和环磨损以及增大了发动机噪声。比较起来，如果柴油燃料喷射的开始太迟，则也减小有效转矩并且引起不完全燃烧，增加未燃碳氢化合物的排放。在具有端口燃料喷射汽油操作的更通用的均质混合进气发动机中，喷射的燃料的量与空气被节流的程度以及喷射器“打开”或开启时间成正比。比较起来，现代柴油机喷射器将根据喷射与燃烧室压力之间的差值、温度依赖的燃料的密度以及燃料的动态可压缩性更几乎改变柴油燃料的质量流。为了应对在前提及的变化以及试图减少问题排放物，电子控制和操作的柴油燃料喷射器可以提供用于不同折衷方案和目的的多个喷射周期，包括短时间以减少燃烧压力增长的比率的第一喷射，第一喷射可以减少燃烧噪声并且在迅速压力升高“柴油机爆震”燃烧期间在某种程度上减少氮的氧化物(NOx)的产生；然后燃料输送的主要部分的第二喷射被增加以提供主喷射阶段；可以增加第三喷射，以试图渗透更少的消耗空气，从而通过点燃燃烧后物质以另外方式消耗作为第一和第二喷射的结果的未完全燃烧的猝熄碳氢化合物，从而减少炭烟排放。在达到180曲轴度之后的第四喷射，以提供延迟的后喷射从而用作无动力产生再加热目的，特别是用于实现NOx收集器类型的催化转化器和/或充分地提高用于烧尽在陶瓷微粒过滤器的称作“再生”的过程中收集的碳氢化合物微粒的平均排气温度。典型的柴油燃料喷射量从用于第一喷射或预喷射的大约I立方毫米达到用于满负载输送的大约50立方毫米。喷射持续时间为1-2毫秒。大多数汽车车型的柴油发动机利用燃料的共用导轨输送至每个柴油燃料喷射器。这提供了燃料加压和燃料喷射功能的分离，并且因此，共用轨道系统能够在比具有组合的机械加压和时间操作的在前系统更宽范围的喷射时间和压力值上供给燃料。高压泵加压用于通过共用导轨输送的燃料。主燃料轨道控制和压力调节阀使得燃料压力保持在由电子控制器设定的水平。被保持的共用轨道压力用于每个燃料喷射器。电子计算机(ECU)接收燃料压力、发动机速度、凸轮轴位置、加速踏板行程、增压器增压压力、吸入空气温度和发动机冷却剂温度的传感器输入。根据应用，另外的传感器可以报告车辆速度、排气温度、排出氧气浓度、催化剂背压和微粒捕集背压力。在大多数情况下，共用轨道柴油发动机仍然需要电热塞以预热空气使得能够在冷的天气中启动。除控制电热塞之外，ECU的另外的功能是调整机械增压器或排气式驱动 涡轮增压器增压压力，排气再循环的程度和在一些发动机中的可调进气口摆动以引起旋流或其他进气流动量。高压泵通过共用轨道系统在达1600巴(23，500PSI)下供给柴油燃料。这种泵由曲轴驱动并且在许多情况下是径向活塞设计。这些非常高压泵部件的润滑通过精细地过滤的柴油燃料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.07 US 12/653,085;2010.02.13 US 61/304,403;1.一种用于在燃烧室内燃烧燃料的方法，所述方法包括 监测燃烧室内的区域； 判定所述燃烧室内的所述监测区域处的某个状态已经满足；以及 响应于所述某个状态已经满足的判定在与所述监测区域有关的电极上施加电离电压。2.如权利要求书I所述的方法，其中，判定所述燃烧室内的所述监测区域处的某个状态已经满足包括判定一定量的燃料在所述监测区域内。3.如权利要求书I所述的方法，其中，判定所述燃烧室内的所述监测区域处的某个状态已经满足包括判定一定的燃料-空气比位于所述监测区域内。4.如权利要求书I所述的方法，其中，判定所述燃烧室内的所述监测区域处的某个状态已经满足包括判定一定量的空气-燃料-空气混合物位于所述监测区域内。5.如权利要求书I所述的方法，其中，判定所述燃烧室内的所述监测区域处的某个状态已经满足包括判定燃料在某个时间段位于所述监测区域内。6.一种用于调整燃烧室内的电离能级的方法，所述方法包括 监测在燃烧事件期间燃烧室内的状态； 对用于所述监测状态的值与用于所述监测状态的符合要求的值进行比较；以及 调整与所述燃烧室内的所述燃烧事件有关的一个或更多个参数。7.如权利要求6所述的方法，其中，监测在燃烧事件期间燃烧室内的状态包括监测在燃料喷射期间在所述燃烧事件中喷射的燃料值的每BTU所产生的转矩。8.如权利要求6所述的方法，其中，监测在燃烧事件期间燃烧室内的状态包括监测所述燃烧事件的最高温度。9.如权利要求6所述的方法，其中，监测在燃烧事件期间燃烧室内的状态包括监测所述燃烧事件期间产生的压力。10.如权利要求6所述的方法，其中，调整与所述燃烧室内的所述燃烧事件有关的一个或更多个参数使得所述燃烧室内的电离能级增大。11.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伊·E·麦卡利斯特，
申请(专利权)人：麦卡利斯特技术有限责任公司，
类型：
国别省市：
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