[发明专利]用于操作涡轮增压式发动机的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种系统和方法用于操作涡轮增加式压缩点火的发动 机，更确切地说，用于减小燃料消耗率和发动机废气排放。

背景技术

在压缩点火发动机中，例如柴油机，燃料喷射系统将燃料(例如柴 油)喷射到每个发动机气缸内的压缩空气中以产生空气燃料混合物，该空 气燃料混合物由于压缩的热和压力点火。遗憾地是，发动机效率、功率输 出、燃料消耗、废气排放以及其他运行特性小于理想值。另外，改进一个 运行特性的传统技术经常会恶化一个或更多其他运行特性。例如，尝试减 小燃料消耗率经常会增加各种废气排放。车辆的废气排放包括污染物，例 如一氧化碳(CO)、氧化氮(NO_x)、氧化硫(SO_x)、颗粒物质(PM)以 及由于燃烧室内的燃料不完全燃烧产生的烟气。这些污染物的量会变化， 这取决于油气混合、压缩比、喷射时间、周围环境、发动机的输出功率 等。

发明内容

根据本技术的一个方面，方法包括提供第一燃料喷射方案，该方案在 从发动机的多个非连续功率级选择的第一非连续功率级下具有每个压缩冲 程每个气缸的一个或更多喷射。该方法还包括提供第二燃料喷射方案，该 方案在从所述发动机的多个非连续功率级选择的第二非连续功率级下具有 每个压缩冲程每个气缸的多个喷射，其中所述第一和第二燃料喷射方案包 含彼此不同的喷射特性。

根据本技术的另一方面，方法包括在发动机的第一非连续功率级下执 行将燃料喷射到发动机气缸的第一喷射方案以减小燃料消耗率或氧化氮的 排放。该方法还包括在所述发动机的第二非连续功率级下执行将燃料喷射 到所述发动机气缸的第二喷射方案以减小颗粒物质的排放。

根据本技术的另一方面，系统包括控制器，该控制器被配置成以在发 动机的第一非连续功率级下执行将燃料喷射到发动机气缸的第一喷射方 案，以及被配置成以在所述发动机的第二非连续功率级下执行将燃料喷射 到所述发动机气缸的第二喷射方案。

根据本技术的另一方面，系统包括压缩点火发动机、包含多个非连续 的换级触点的功率控制机构；以及燃料喷射系统，该燃料喷射系统被耦接 到所述压缩点火发动机，其中所述燃料喷射系统被配置成以在多个非连续 换级触点的第一非连续换级触点下喷射每个压缩冲程每个气缸的引燃燃料 量随后喷射主燃燃料量，以及被配置成在多个非连续换级触点的第二非连 续换级触点下喷射每个压缩冲程每个气缸的多个基本相等的燃料量，其中 所述第一非连续换级触点高于所述第二非连续换级触点。

附图说明

当参照所述附图阅读后面的详细说明时，其中在整个的附图中相同的 符号表示相似的部件，将会更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和 优点，其中：

图1是图示具有燃料喷射策略逻辑部件的中速涡轮增压式发动机例如 机车动力单元的实施例的示意图；

图2、3和4是图示燃料喷射策略逻辑部件的实施例的示意图；

图5是图示具有燃料喷射策略逻辑部件的多缸内燃机的实施例的示意 图；

图6是图示包括具有燃料喷射策略逻辑部件的涡轮增压式发动机例如 机车动力单元的系统的实施例的示意图；

图7是图示将燃料喷射到涡轮增压式发动机的过程的实施例的流程 图；

图8是图示控制发动机废气排放和涡轮增压式发动机内的燃料消耗率 的过程的实施例的流程图；

图9是图示操作涡轮增压式发动机的控制器的过程的实施例的流程 图。

具体实施方式

参照图1，具有燃料喷射策略逻辑11的涡轮增压系统10是根据本技 术的某些实施例图示的。在图示的实施例中，涡轮增压系统10是中速的 发动机例如机车动力单元。在某些其他的实施例中，所述动力单元可被用 于其他中速发动机的应用中。机车动力单元10包括涡轮增压器12和压缩 点火发动机，例如，柴油发动机14。