[发明专利]直喷式火花点火内燃发动机及其燃料喷射控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直喷式火花点火内燃发动机，以及一种用于该直喷式火花点火内燃发动机的燃料喷射控制方法。

背景技术

在装备有将燃料喷射到燃烧室中的燃料喷射阀并进行均匀燃烧的常规直喷式火花点火内燃发动机中，可在压缩行程开始后、燃烧室中的气体开始经由进气门回流到进气通道之后使进气门关闭，并且在进气门关闭后喷射燃料(见日本专利申请公开No.9-287487(JP-A-9-287487))。根据这种内燃发动机，由于在压缩行程开始后、燃烧室中的气体开始经由进气门回流到进气通道之后各燃烧室的进气门关闭，所以减少了泵气损失和燃料消耗。此外，由于在进气门关闭后喷射燃料，所以可以使上止点处和上止点附近的温度和压力比进气门打开时喷射燃料的情况更高，使得有利地出现强湍流，从而将改善燃烧率。

然而，在该内燃发动机中，由于从燃料喷射到点火的时间短，所以不能够在燃烧室中获得适宜于均匀燃烧的均一混合物，从而导致诸如未燃烧燃料增加之类的未燃烧燃料损失增加等问题。

发明内容

因此，本发明提供了一种在直喷式火花点火内燃发动机中形成空气-燃料混合物的新方法，其在压缩行程开始后、燃烧室中的气体开始经由进气门回流到进气通道之后关闭进气门。具体地，本发明提供了一种依据发动机运转状态形成最佳混合物从而降低未燃烧燃料损失的直喷式火花点火内燃发动机，并且还提供一种用于该内燃发动机的燃料喷射控制方法。

本发明的第一方面是一种直喷式火花点火内燃发动机，其包括：燃料喷射阀，燃料喷射阀将燃料喷射到燃烧室中；进气门控制部，在压缩行程期间，进气门控制部在压缩行程开始时保持进气门打开并在燃烧室中的气体开始经由进气门回流到进气通道之后关闭进气门；燃料喷射控制部，燃料喷射控制部在单次燃烧循环期间将所需燃料喷射量在第一燃料喷射事件与第二燃料喷射事件之间进行分配，并且燃料喷射控制部在压缩行程期间当进气门打开时执行第一燃料喷射事件，且在压缩行程期间当进气门关闭后执行第二燃料喷射事件，其中，燃料喷射控制部设定第一燃料喷射正时使得：由第一燃料喷射事件喷射的燃料在朝进气门移动的气流作用下在燃烧室中向上偏转。

在本发明的第一方面中，由第一燃料喷射所喷射的燃料在从燃烧室向进气门移动的气流作用下在燃烧室中向上偏转，而由第二燃料喷射所喷射的燃料不偏转。因此，提供了一种形成混合物的新方法：通过两个单独的喷射操作分别喷射的燃料量形成沿不同方向的燃料流，从而在燃烧室中形成空气-燃料混合物。

在第一方面中，内燃发动机能够以均匀燃烧模式运转，在均匀燃烧模式中，在燃烧室中形成具有均一空燃比的燃料-空气混合物，并且当内燃发动机以均匀燃烧模式运转时，燃料喷射控制部通过使第一燃料喷射中喷射的燃料量增加根据发动机负荷的增加而需要喷射的燃料量来调节所需燃料喷射量在第一燃料喷射和第二燃料喷射之间的比例。这里，“在均匀燃烧模式期间”指的是例如发动机负荷或发动机转速超过预定值的时候。

在前述结构中，如果发动机负荷增加，则所需燃料喷射量增加。为了增加所需的燃料喷射量，有必要延长喷射时间。然而，如果喷射时间延长，则穿透力(穿透性)相应提高。在这种情况下，如果使第二燃料喷射中喷射的燃料量所占比例等于或大于第一燃料喷射中喷射的燃料量所占比例，则大部分喷射的燃料集中在燃烧室的下部。因此，通过使第一燃料喷射中喷射的燃料量增加根据发动机负荷的增加而需要喷射的燃料量来调节所需燃料喷射量在第一燃料喷射和第二燃料喷射之间的比例。因此，朝燃烧室顶部偏转的燃料的绝对量增加。因此，能够寻求通过两次单独喷射喷射的燃料量之间的分配的良好平衡，并且能够通过沿不同方向的燃料流形成适于均匀燃烧的混合物。如果形成适于燃烧的混合物，则燃烧率得到改善，并且能够降低未燃烧燃料的损失。

在第一方面中，内燃发动机能够以均匀燃烧模式运转，在均匀燃烧模式中，在燃烧室中形成具有均一空燃比的燃料-空气混合物，并且当内燃发动机以均匀燃烧模式运转时，燃料喷射控制部可以通过使第一燃料喷射中喷射的燃料量减少根据发动机转速的增加而需要喷射的燃料量来调节所需燃料喷射量在第一燃料喷射和第二燃料喷射之间的比例。