[发明专利]一种可变残余废气率的汽油机冷启动燃烧改善方法

权利要求书

1.一种可变残余废气率的汽油机冷启动燃烧改善方法，其中，汽油机是一台每缸均配有火花塞、缸内直接喷油器以及至少一个进气门和一个排气门的电控可变气门正时机构的四冲程汽油机，且该汽油机对排气温度有直接或间接的监测能力；其特征在于，

该汽油机启动工况下，根据启动时的环境温度，通过两种不同特征的配气参数设置，存留废气，进而实现燃烧改善：

当启动环境温度等于或低于25℃时，将汽油机启动时初始进气门开启时刻置于排气门关闭时刻之后，形成负气门重叠角；当启动水温低于-20℃时，初始负气门重叠角为100 ºCA；启动水温为-20℃至0℃时，初始负气门重叠角为80ºCA；启动水温为0℃至10℃时，初始负气门重叠角为70 ºCA；启动水温为10℃至25℃时，初始负气门重叠角为60 ºCA；在负气门重叠期内采用直喷喷油器向缸内喷射燃油，利用废气能量，提高缸内温度，改善低温启动时缸内燃油的雾化过程；并在启动过程中，利用废气不断提升缸内温度，当负气门重叠期内缸内温度达到或超过800K时引发燃油重整反应，生成小分子碳氢和中间氧化产物；利用废气存留的不完全氧化产物和重整反应生成物，提高可燃物-空气混合气的火焰传播速度，在提升经济性的同时降低污染物排放；随着启动过程中汽油机着火成功，燃烧趋于稳定，排气温度升高，负气门重叠期时间缩短；

当启动环境温度高于25℃时，将汽油机启动时初始进气门开启时刻置于排气门关闭时刻之时，形成零气门重叠角，采用直喷方式供油，利用少量的残留废气，加热缸内的混合气，改善燃油雾化效果，形成稳定燃烧，减少未燃碳氢排放。

2.根据权利要求1所述的可变残余废气率的汽油机冷启动燃烧改善方法，其特征在于，当汽油机启动环境温度等于或低于25℃时，具体实施步骤如下：

步骤一、所述负气门重叠角大小由可变气门机构控制，通过可变气门机构使进排气门形成负气门重叠角，初始负气门重叠角的大小在60~100 ºCA之间，以存留较多的内部废气；

步骤二、在汽油机处于负气门重叠期时，通过所述缸内直接喷油器向缸内喷射燃油，其中，喷射时刻为排气门关闭时刻后10°CA或排气上止点，形成重整高温混合气；

步骤三、燃烧上止点设为0 °CA，在0-20ºCA ATDC区间内，通过火花塞一次点燃所述高温混合气；

步骤四、在冷启动的过程中，通过对排气温度的测试，评价汽油机的燃烧状态，减少存留废气的比率；在启动着火成功且稳定后，在启动工况向怠速工况过渡的过程中，根据排气温度的升高程度，相应地减少负气门重叠角，降低残余废气率，避免启动结束后废气对怠速稳定工况燃烧的不利影响，保持整个汽油机启动及怠速工况经济性和排放性的控制连续性。

3.根据权利要求2所述的可变残余废气率的汽油机冷启动燃烧改善方法，其特征在于，汽油机初始负气门重叠角大小与启动时的汽油机水温的相关；启动时汽油机的冷却水温度越低，设定启动工况的初始负气门重叠角越大。

4.根据权利要求2所述的可变残余废气率的汽油机冷启动燃烧改善方法，其特征在于，点火时刻在燃烧上止点后；利用活塞上行压缩缸内混合气，提升混合气温度，有助于混合气的引燃；同时，将点火时刻置于上止点之后，有助于提升排气温度，进而使催化剂快速加热，使其更早投入工作，减少启动过程排放到大气的污染物，并缩短启动过程所需的时间。

5.根据权利要求2所述的可变残余废气率的汽油机冷启动燃烧改善方法，其特征在于，随着启动过程中汽油机着火成功，燃烧趋于稳定，排气温度升高，负气门重叠期相应减小；根据排气温度调整负气门重叠角，具体方式包括：

通过直接测试或间接推算的方式，获得实时动态的排气温度，从而随温度变化对负气门重叠角的大小进行动态的、连续的调整及控制；

通过直接测试或间接推算的方式，获得实时动态的排气温度，从而随温度变化对负气门重叠角的大小进行非连续的间歇性调整及控制；

通过直接测试或间接推算的方法获得不连续的排气温度变化，相应对负气门重叠角采取非连续的控制。