[发明专利]具有增压和点火控制的直喷式酒精发动机

说明书

技术领域

本发明涉及具有增压和点火控制的直喷式酒精发动机。

背景技术

已识别出用于缓解能源价格上涨及环境问题的各种燃料。例如，酒精被视为是有吸引力的替代能源，特别是作为用于汽车应用的燃料。各种发动机系统可以与酒精燃料一同使用，以充分利用各种发动机技术，如涡轮增压器、机械增压器等。此外，可以使用各种方法来控制具有此类装置的酒精燃料发动机，包括根据发动机燃料中的酒精含量及各种工况调节增压或点火正时。

发明人在此认识到关于具有燃料供给系统的酒精燃料发动机的若干相关问题，并发现可以通过改变喷射量、喷射正时及喷射次数，用酒精燃料或酒精混合物操作发动机系统以实现改进的发动机性能。

发明内容

在一个示例中，提供具有至少一个汽缸并燃烧燃料的发动机所使用的发动机系统，所述系统包括：连接到所述汽缸的直喷式燃料喷射器；连接到所述发动机并与所述汽缸流体连通的进气增压装置；及在直接喷射的燃料中的酒精含量变化时，至少改变所述汽缸的点火正时及所述装置的增压量的控制系统，所述系统操作所述发动机，以便至少在一种工况期间，在所述酒精含量增加时产生增加的峰值扭矩输出。

以此方式，可以使用直喷及增压以及适当的增压、点火及燃料控制系统来通过酒精增加的蒸发热及增加的辛烷值利用增加的进气冷却效应，以提供具有改进的峰值扭矩输出的发动机。在一个具体示例中，至少在某些工况下，在使用与具有较少的酒精含量的另一燃料相比包含增加的酒精的燃料时可以增加峰值发动机扭矩。即使包含增加的酒精的燃料能量密度较低，也可以使用上述方法实现这样的性能。

因此，可以鼓励而不是阻碍顾客使用替代燃料，因为这样的使用可以提供改进的发动机性能。改进的性能可以提供各种益处，如改进的牵引能力、改进的加速度，和/或各种其他益处。

此外，使用这样的替代燃料也可以提供减少的排放及各种其他环境和/或经济上的优点。例如，使用直喷燃料可以减少变化的酒精量对进气系统产生的液化效应。然后可以使用改进的空燃比控制，通过提供更恰当的点火正时来进一步降低爆震可能性。

在另一方面，可以实现改进的营销和/或广告。例如，可以告知潜在消费者包含(具有本文中所述的一个或多个特征的)发动机的汽车在使用包含增加的酒精的燃料时，可以获得改进的汽车性能，而不是仅仅保持原有性能或实现降级的性能。

附图说明

图1示出一般的发动机系统；

图2示出部分发动机视图；

图3示出具有涡轮增压器的发动机；

图4示出示例燃料箱和泵配置；

图5示出示例喷射正时操作；

图6示出发动机处理序列的流程图；

图7示出如何确定运行参数的示意流程图；

图8示出变速器和冷却系统如何受扭矩、转速及踏板位置影响的过程控制流程图；及

图9-图10示出销售具有各种发动机特征的汽车的示例广告和营销策略的流程图。

具体实施方式

图1示出发动机10接收多种物质(1、2、...、N)的供给，如箭头8所示。各种物质可以包括多种不同的燃料混合物或各种其他替换物。在一个示例中，可以向发动机供给具有不同的汽油和/或酒精和/或水浓度的多种不同的物质，且可以用混合的状态供给，或分离地供给。此外，提供给发动机的不同物质的相对量和/或比率可以响应于工况由控制器6控制，工况可以通过传感器4提供或推断。或者，在某些工况下，相对量和/或比率可以通过由客户向汽车添加的燃料混合物来确定，且因此不会在运行期间发生显著的变化。

在一个示例中，不同的物质可以表示具有不同酒精水平的不同燃料，包括一种物质是汽油，而另一种物质是乙醇。在另一个示例中，发动机10可以使用汽油作为第一物质，而使用包含酒精的燃料，如乙醇、甲醇、汽油和乙醇的混合物(如，约含85％的乙醇和15％的汽油的E85)、汽油和甲醇的混合物(如，约含85％的甲醇和15％的汽油的M85)、酒精和水的混合物、酒精、水和汽油的混合物等作为第二物质。在又一个示例中，第一物质可以是具有比作为第二物质的汽油酒精混合物低的酒精浓度的汽油酒精混合物。

在一个实施例中，在使用汽油和包含酒精的燃料(如，乙醇)两者时，可以因为酒精的不同属性而调整工况来利用酒精燃料增加的进气冷却(如，通过直接喷射)，以便提供改进的发动机性能。然后此现象与增加的压缩比和/或增压和/或发动机尺寸减小结合，可以用于例如获得燃料经济效益(通过减少发动机的爆震限制)，同时还允许以改进的发动机输出扭矩进行发动机操作。