[发明专利]发动机系统及其运转方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及用于控制在内燃发动机中使用不同燃料的方法和系统。 

【背景技术】

已经开发替代燃料以减轻常规燃料的价格上涨以及减少排放。例如，醇和含有醇的混合燃料已经被认为具有吸引力的替代燃料，特别是对于机动车辆应用。利用多种发动机技术和喷射技术，多种发动机系统可使用醇类燃料。此外，多种方法可用于控制这种加醇类燃料的发动机以利用高辛烷值醇类燃料的充斥冷却效应，特别是解决发动机爆震。例如，发动机控制方法可包括根据醇基燃料和多种其它发动机工况调节增压或火花正时。 

发动机可配置有排气再循环(EGR)系统以将至少一些排气从发动机排气转移至发动机进气。例如，可驱动EGR阀门以调节被再循环至发动机进气的排气量。在提供所需发动机稀释的同时，这种EGR系统可通过减少发动机爆震、节气门损失、热传递损失以及减少NOx排放来改善发动机性能。 

然而，本发明人已经认识到在所需EGR量发生突然增加或减少的发动机工况期间会产生EGR瞬变。EGR的瞬变控制是困难的，因为在驱动EGR阀门和汽缸处稀释的相应改变的时间之间存在延迟。例如，响应于突然踩加速踏板从轻负荷至中等负荷，可调节EGR阀门以增加提供的EGR量。然而，发动机效率会劣化直至EGR气体在整个进气歧管内与进气混合并且汽缸处的EGR量达到新的所需量。类似地，响应突然释放加速踏板从中等负荷至轻负荷，可调节EGR阀门以减少提供的EGR量。然而，汽缸内的实际EGR水平将会高于所需并且会劣化发动机燃烧稳定性和效率直至与进气歧管内的空气预混合的EGR量被汽缸消耗掉。 

【发明内容】

本发明提供一种运转发动机的方法以至少部分解决上面的问题。本发明通过直接喷射的液体的固有辛烷效应和/或充气冷却效应和/或稀释效应可用于 解决汽缸爆震、减少发动机NOx排放和/或提供至少一些发动机稀释。 

根据本发明一方面，提供一种运转包括连接在发动机进气和发动机排气之间的EGR通道的发动机的方法。该方法包括：基于EGR气流调节发动机负荷，在所述发动机负荷下水被直接喷射进发动机汽缸内。 

根据本发明另一方面，提供一种运转包括连接在发动机进气内的涡轮增压器压缩器上游和发动机排气内涡轮增压器涡轮下游之间的低压EGR通道的发动机的方法，包括在低压EGR气流从第一量增加至第二、较高量期间，增加水喷射至第一水喷射量，并且随后减少水喷射至低于第一量的第二水喷射量。 

根据本发明的一个实施例，增加水喷射快于减少水喷射。 

根据本发明的一个实施例，在踩加速踏板期间增加低压EGR气流。 

根据本发明的一个实施例，还包括在低压EGR气流从第二量减少至第一量期间，减少水喷射至第三水喷射量，并且随后增加水喷射至高于第三量的第四水喷射量。 

根据本发明的一个实施例，在释放加速踏板期间减少低压EGR气流。 

根据本发明的一个实施例，还包括在增加低压EGR气流期间，基于第一和第二水喷射量调节VCT，并且在减少低压EGR气流期间，基于第三和第四水喷射量调节VCT。 

根据本发明的一个实施例，调节包括在增加低压EGR气流期间，当第二水喷射量大于第一阈值时提前VCT，并且在减少低压EGR气流期间，当第三水喷射量低于第二阈值时延迟VCT。 

根据本发明的一个实施例，基于低压EGR气流和发动机扭矩参考发动机负荷调节直接水喷射的正时，调节包括当EGR气流低于阈值并且发动机扭矩为低时在低发动机负荷下增加水喷射。 

根据本发明又一方面，提供一种发动机系统，包含：包括发动机进气和发动机排气的发动机；包括连接在发动机进气和发动机排气之间的压缩器和涡轮的涡轮增压器；连接在发动机进气内压缩器上游和发动机排气内涡轮下游之间的低压EGR通道；连接在发动机进气内压缩器下游和发动机排气内涡轮上游之间的高压通道；用于调节一个或多个凸轮的VCT装置；用于喷射爆震控制液至 发动机汽缸内的直接喷射器，爆震控制液包括水；及控制系统，配置用于，在增加EGR气流期间，基于发动机负荷和发动机稀释及液体成分增加液体直接喷射量；在减少EGR气流期间，基于发动机负荷及EGR气流和液体成分减少液体喷射量；及在增加和减少EGR气流期间，基于液体喷射量和液体成分调节VCT。 

根据本发明的一个实施例，EGR气流包括通过低压EGR通道的低压EGR气流和/或通过高压EGR通道的高压EGR气流。