[发明专利]操作内燃发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种操作内燃发动机的方法，所述内燃发动机典型地是机动车辆的内燃发动机，诸如柴油发动机或者汽油发动机。更具体地，本发明涉及一种操作内燃发动机以快速地且有效地使得发动机后处理系统预热的方法。

背景技术

已知现代的内燃发动机装备有后处理系统，所述后处理系统包括设置在排气管中的一个或多个后处理装置以改变排放气体的成分，从而减少发动机的污染性排放。

后处理装置的一些示例包括催化转化器(二元或三元)、氧化催化剂、稀NOx捕集器、烃类吸附器、选择性催化还原(SCR)系统以及微粒过滤器。

为了减少氮氧化物(NOx)的排放，一些内燃发动机还可以装备有排放气体再循环(EGR)系统，所述排放气体再循环系统设置用于使得由发动机产生的排放气体从排气歧管返回到进气歧管。

一些后处理装置通常特征在于所谓的“起燃”温度，在所述“起燃”温度以下，这些后处理装置的效率非常低并且所述后处理装置并不总是能够达到当前的法律要求的减排目标。

当后处理装置由于长期使用而老化时，特别地出现这种负作用，以至于通常必须通过相应地增加后处理装置内的铂族金属(PGM)的量而设法防止这种性能的降低。

此外，通常必须通过过度使用能够加热发动机的其他装置(诸如例如常规地定位在发动机汽缸中的预热塞)而尽可能加速后处理装置的预热。

发明内容

鉴于上文所述，本发明的实施例的目的是提供一种用于预热发动机的后处理系统的策略，所述策略能够减少后处理系统达到其起燃温度所必须的时间，从而允许新的和老化的装置更有效地满足减排目标。

另一目的是通过简单、合理并且廉价的解决方案实现这个目的。

这些和其他目的通过独立权利要求记载的本发明的实施方案的特征实现。从属权利要求包括本发明的优选或者有利方面。

更特别地，本发明的实施例提供一种操作内燃发动机的方法，所述方法包括执行发动机后处理系统的预热策略的步骤，其中所述预热策略包括根据包括至少一个后喷射(afterinjection)的多喷射模式而将燃料喷射到发动机中的步骤。

后喷射是在活塞已经经过上止点(TDC)位置而在排气阀打开之前在发动机汽缸内进行的燃料的喷射。通过后喷射供应的燃料的量(其通常是少量的(例如，1mm³))对于由发动机产生的扭矩具有可忽略的影响但是实际上在汽缸内燃烧，从而升高在排气阀打开之后将流动通过后处理系统的排放气体的温度。

以此方式，过热的排放气体使得后处理系统的温度升高，所述后处理系统的装置因此能够更快地达到起燃温度并且即使在所述装置老化时也变得快速有效。

通过减少预热时间，提出的策略具有防止其他部件(诸如预热塞)过度使用优点以及允许采用具有减少量的铂族金属(PGM)的优点，从而实现与后处理系统相关的成本的总体降低。

此外，由后喷射提供的燃料的燃烧也实现发动机本体(诸如发动机缸体和发动机缸盖)以及在所述发动机本体内循环的发动机流体(诸如发动机冷却剂和发动机润滑剂)的更快速的预热，从而实现其他的第二优点。

例如，通过加速发动机冷却剂预热，提出的策略使得能够更快速地加热车辆的舱室，从而尤其是当驾驶员和乘客在非常冷的环境条件下使用车辆时提升驾驶员和乘客的舒适性。

根据本发明的一个方面，多喷射模式可以包括多个后喷射(例如，直到每发动机循环四个后喷射)。

通过使用多个后喷射(即，多后喷射模式)而不是单个后喷射，能够增强并且有利地优化上述优点。

此外，多个后喷射模式能够支持发动机汽缸内的燃烧，从而减少烃类(HC)的产生并且实现发动机的更好的稳定性。

根据本发明的另一方面，多喷射模式可以包括至少一个后置喷射(postinjection)。

后置喷射是在排气阀打开之后在发动机汽缸内进行的燃料的喷射。通过后置喷射供应的燃料的量(其通常是少量的，(例如，1mm³))不在汽缸内燃烧而是在未燃烧的状态下通过排气阀排出。事实上，这个燃料的量沿着排气管或者在其路径上在氧化催化剂(例如，DOC)内燃烧，从而局部地产生能够加热后处理系统的热的排放气体。

通过使用至少一个后置喷射，提出的策略也能够使得定位为相对远离发动机的后处理装置(诸如，选择性催化还原(SCR)催化剂)预热。

本发明的一个方面提供为，多喷射模式可以包括多个后置喷射。

通过使用多个后置喷射(即，多后置喷射模式)而不是单个后置喷射，能够增强上述优点。