[发明专利]用于改善高稀释发动机的运转的系统和方法

说明书

本发明公开了用于改善高排气稀释的发动机中的燃烧的系统和方法。可以在被供应两种不同类型燃料的发动机中提供该方法和系统。

技术领域

本发明涉及用于改善以高水平的排气再循环(EGR)运转的发动机运转的系统和方法。该方法可以对包括向其他发动机汽缸提供外部EGR的专用EGR汽缸的发动机特别有用。

背景技术

发动机可以EGR稀释地运转，以改善发动机燃料经济性和排放。当到发动机汽缸的EGR流增加时，发动机可以更少节流地运转；然而，发动机的燃烧稳定性可能退化。由于更缓慢地燃烧、降低的可燃性、向发动机汽缸供应的EGR量的变化以及当前EGR流速被确定的发动机工况的变化，发动机燃烧稳定性可能退化。例如，进气温度可以增加或降低，环境湿度可以增加或降低，燃料辛烷值可以变化，以及命令的EGR流速可以不精确地为产生的EGR流速。因此，可能希望开发一种在存在高水平稀释的情况下即使当工作变量可能变化时也能提供稳定的发动机燃烧的方法。

发明内容

本发明人在此已经认识到上面提到的使高稀释的发动机运转的缺点，并且已经开发了一种发动机运转方法，其包含：向一组汽缸喷射较低的氢气浓度燃料；以及响应于所述一组汽缸中的燃烧稳定性小于期望的燃烧稳定性，向一个或更多个专用EGR汽缸增加较高氢气浓度燃料的燃料喷射量。

通过增加被喷射到向其他发动机汽缸供应排气的汽缸中的较高氢气浓度燃料量，对于以较高水平的排气稀释运转的发动机来说，能够改善发动机燃烧稳定性。例如，专用EGR汽缸(例如，在没有来自其他汽缸的排气的情况下，引导其排气流的至少一部分以向发动机汽缸提供外部EGR的汽缸)的空燃比可以富至比产生专用EGR汽缸的排气中的过量氢气而在专用EGR汽缸中燃烧的气态空气燃料混合物的化学计量空燃比更富的空燃比。可以向其他发动机汽缸提供来自专用EGR汽缸的排气，其中过量氢气可以改善燃烧稳定性。并且，由于向专用EGR汽缸供应的燃料具有较高氢气浓度，因此相比于在专用EGR汽缸中燃烧与在发动机的其余汽缸中燃烧的较低氢气浓度燃料相同的较低氢气浓度燃料的情况下，可以在排气中供应较高水平的过量氢气。以此方式，能够使高EGR稀释的发动机以期望水平的燃烧稳定性运转。

本发明可以提供若干优点。具体地，该方法可以改善高EGR稀释的发动机的燃烧稳定性。另外，该方法可以提供改善发动机燃烧稳定性的简化的成本有效的方式。此外，该方法可以允许发动机在轻负荷与低发动机转速下更有效和稳定地运转。

当单独参照以下说明书或连同结合附图参照以下说明书时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围被所附权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独或参照附图考虑时，通过阅读实施例的示例(在本文中也被称为具体实施方式)，将会更充分地理解本文中所描述的优点，其中：

图1是发动机的示意图；

图2-4示出了可以在较高EGR流速下表现出改善的燃烧稳定性的发动机的示例性变化；

图5和6示出了用于向在图1-4中示出的发动机供应燃料的示例性燃料系统的示意图；

图7和8示出了用于当使发动机以较高汽缸充气稀释运转时改善发动机的燃烧稳定性的示例性方法。

具体实施方式