用于直接喷射噪音减轻的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9369787阅读:来源:国知局
凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定的凸轮正时。每个凸轮驱动系统可以包括一个或多个凸轮,并且可利用可以通过控制器12运转以改变气门运转的凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。例如,汽缸14可以可替代地包括经由电动气门驱动控制的进气门以及经由包括CPS和/ SVCT的凸轮驱动控制的排气门。在其它实施例中,进气门和排气门可以通过共用的气门驱动器或驱动系统、或者可变气门正时驱动器或驱动系统来控制。
[0033]汽缸14可以具有压缩比,其为当活塞138处于下止点时的容积与活塞138处于上止点时的容积的比例。通常,压缩比的范围是9:1到10:1。然而,在使用了不同燃料的一些示例中,可以增加压缩比。例如,当使用较高辛烷燃料或较高汽化潜热的燃料时可能发生这种情况。如果使用直接喷射,由于直接喷射对发动机爆震的影响,也可以增加压缩比。
[0034]在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可包括用于发起燃烧的火花塞192。在选择的运转模式下,点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192提供点火火花至燃烧室14。然而,在一些实施例中,可以省略火花塞192,比如发动机10可以通过自动点火或者通过燃料喷射发起燃烧。
[0035][2014-3-83414082]在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可以配置有用于向汽缸提供燃料的一个或多个燃料喷射器。在一个非限制性示例中,汽缸14显示为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166显示为直接连接至汽缸14用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的脉冲宽度信号FPW-1成比例地直接向其中喷射燃料。这样,燃料喷射器166提供使燃料进入燃烧汽缸14的已知的直接燃料喷射(下文称为“DI”)。虽然图1中喷射器166显示为侧喷射器,但是它还可以位于活塞的上方,比如在火花塞192的位置附近。当运转具有醇基燃料的发动机时,由于一些醇基燃料较低的挥发性,这样的位置可以改善混合和燃烧。可替代地,喷射器可位于进气门上方并与之靠近以改善混合。可以从包括燃料箱、燃料栗、燃料导轨和驱动器168的燃料系统172将燃料输送至燃料喷射器166。此夕卜,虽然未显示,燃料箱可以具有提供信号至控制器12的压力传感器。
[0036]如本说明书详细说明的,在选择的发动机工况期间,当启用直接喷射系统时,可能在车厢中听到讨厌的噪声(例如滴答噪声),该噪声源自直接喷射器和/或连接至直接喷射燃料导轨的高压栗的运转。例如,在冷机起动期间,当发动机转速低于阈值时,滴答噪声可能被车辆乘客舱的乘客听到并且可能使其产生担忧和/或不满意。如在此详细说明的,在这样的状况期间,可以增加发动机怠速以更好掩蔽来自直接喷射系统的NVH。从而,掩蔽DI的NVH使用的发动机怠速增加可以不同于响应于其它发动机工况(比如加热催化剂)使用的发动机怠速增加。额外地或可替代地,可以在正常工况之外主动运转散热器冷却风机以减轻NVH问题。图3-7详细说明了减轻直接喷射系统产生的噪声的示例方法。
[0037]燃料喷射器170显示为设置在进气通道146中而不是汽缸14中,配置用于提供使燃料进入汽缸14上游的进气道的已知的进气道燃料喷射(此后也称为PFI)。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的脉冲宽度信号FPW-2成比例地喷射燃料。可以通过燃料系统172将燃料输送至燃料喷射器170。
[0038]在汽缸的单个循环期间可以通过两种喷射器输送燃料至汽缸。例如,每个喷射器可以输送在汽缸14中燃烧的全部燃料喷射的一部分。此外,从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随比如此处在下文描述的工况变化。喷射的全部燃料在喷射器166和170之间的相对分配可以称为第一喷射比率。例如,对于为一次燃烧事件经由(进气道)喷射器170喷射较大量的燃料可以是进气道喷射与直接喷射的较高第一比率的示例,而对于为一次燃料事件经由(直接)喷射器166的喷射较大量的燃料可以是进气道与直接喷射的较低第一比率。注意这些仅仅是不同喷射比率的示例,并且可以使用各种其它喷射比率。额外地,应理解可以在进气门打开事件期间、进气门关闭事件期间(例如基本上在进气行程之前,比如在排气行程期间)以及在进气门运转打开和关闭期间输送进气道喷射的燃料。
[0039]类似地,例如可以在进气行程期间以及在之前的排气行程的部分期间、在进气行程期间以及在压缩行程的部分期间输送直接喷射的燃料。此外,可以以单次喷射或多次喷射来输送直接喷射的燃料。这些可以包括压缩行程期间的多次喷射、进气行程期间的多次喷射或者压缩行程期间一些直接喷射与进气行程期间一些喷射的组合。当执行多次直接喷射时,直接喷射的全部燃料在进气行程(直接)喷射和压缩行程(直接)喷射之间的相对分配可以称为第二喷射比率。例如,对于为一次燃烧事件在进气行程期间喷射较大量的直接喷射的燃料可以是进气行程直接喷射的较高第二比率的示例,而对于为一次燃烧事件在压缩行程期间喷射较大量的燃料可以是进气行程直接喷射的较低第二比率的示例。注意这些仅仅是不同喷射比率的示例,并且可以使用各种其它喷射比率。
[0040]这样,即使对于单个燃烧事件,可以在不同正时从进气道和直接喷射器喷射喷射的燃料。此外,对于单个燃烧事件,可以在每个循环中执行输送的燃料的多次喷射。可以在压缩行程期间、进气行程期间或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
[0041]如上文描述的,图1仅显示了多缸发动机的一个汽缸。从而每个汽缸可以类似地包括其自身的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
[0042]燃料喷射器166和170具有不同的特征。这些包括尺寸的差异,例如,一个喷射器可以具有比其它喷射器大的喷射孔。其它差异包括但不限于不同的喷洒角度、不同的运转温度、不同的指向、不同的喷射正时、不同的喷洒特征、不同的位置等。此外,取决于喷射器170和166之间喷射的燃料的分配比率,可以实现不同的效果。
[0043]燃料系统172可以包括一个燃料箱或多个燃料箱。在燃料系统172包括多个燃料箱的实施例中,燃料箱可以容纳具有相同燃料质量的燃料或者可以容纳具有不同燃料质量(比如不同的燃料成分)的燃料。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的燃料混合和/或其组合等。在一个示例中,具有不同醇含量的燃料可以包括汽油、乙醇、甲醇或醇混合物(比如E85(其中约85%的乙醇和15%的汽油)或M85(其中约85%的甲醇和15%的汽油))。其它的含醇燃料可以是醇和水的混合物、醇、水和汽油的混合物等。在一些示例中,燃料系统172可以包括容纳液体燃料(比如汽油)的燃料箱并且还包括容纳气体燃料(比如压缩天然气(CNG))的燃料箱。燃料喷射器166和170可以配置用于从相同的燃料箱、从不同的燃料箱、从多个相同的燃料箱或者从重叠的燃料箱组喷射燃料。
[0044]控制器12可以从连接至发动机10的传感器接收多个信号,除之前讨论的那些信号外,还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值、来自连接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴140的霍尔效应传感器120 (或其它类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)以及来自传感器124的歧管绝对压力信号(MAP)。可以通过控制器12从信号PIP产生发动机转速信号(RPM)。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中真空或压力的指示。
[0045]存储媒介只读存储器110可以编程有代表可以通过处理器106执行用于执行下文描述的方法以及其预期的但没有特别列出的变型的指令的计算机可读数据。可以通过控制器执行示例程序(比如图3-6中概述的程序)。
[0046]图2显示了根据本发明的具有连接至机动车202的多缸发动机系统10(比如图1中的发动机系统10)的车辆系统200的示意图。如图1描述的,内燃发动机10包括从多个传感器230接收输入并且从驱动器232发送输出的控制器12。发动机10进一步包括连接至进气通道146和排气通道148的汽缸14。进气通道146可以包括节气门162。排气通道148可以包括排放控制装置178。发动机10显示为连接至涡轮增压器的增压发动机,该涡轮增压器具有经由轴180连接至涡轮176的压缩器174。在一个示例中,压缩器和涡轮可以连接在双涡流涡轮增压器内。在另一个示例中,涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器,其中涡轮几何形状随发动机转速和其它工况的函数而主动变化。
[0047]压缩器174通过充气空气冷却器(CAC) 218连接至节气门162。例如,CAC218可以是空气-空气(air-to-air)或者空气-水(air-to-water)热交换器。来自压缩器174的热压缩空气充气进入CAC218的入口、随着它流动通过CAC而冷却并且随后流出通过节气门162至进气歧管146。来自车辆外部的环境气流216可以通过车辆前端的格栅212进入发动机10并通过CAC218以辅助冷却充气空气。具有旁通阀219的压缩器旁通管路217可以设置在压缩器的入口和CAC218的出口之间。控制器12可以接收来自压缩器入口传感器的输入(比如压缩器入口空气温度、入口空气压力等)并且可以调节压缩器两端再循环的增压空气充气量用于增压控制。例如,旁通阀可以通常关闭以辅助增压发展。
[0048]进气通道146通过一系列进气门连接至一系列汽缸14(这些汽缸可以类似于图1中显示的汽缸)。此外汽缸14经由一系列排气门连接至排气通道148。在描述的示例中,显示了单个进气通道146和排气通道148。在另一个示例中,汽缸可以包括多个进气通道和排气通道以分别形成进气歧管和排气歧管。例如,具有多个排气通道的配置可以将来自不同燃烧室的废物引导至发动机系统中的不同位置。
[0049]来自排气通道148的排气被引导至涡轮176以驱动涡轮。当需要减小的涡轮扭矩时,一些排气可以通过废气门(未显示)被引导以旁通涡轮。来自涡轮和废气门的混合流体流动通过排放控制装置178。一个或多个后处理装置可以配置用于催化处理排气流,从而减少排气中一种或多种物质的量。处理的排气可以经由排气管235释放进大气。
[0050]取决于发动机的工况,可以将一些排气从涡轮176下游的排气通道转移至排气再循环(EGR)通道251、通过EGR冷却器250和EGR阀252至压缩器174的入口。EGR通道251描述为低压(LP)EGR系统。在另一个示例中,发动机10可以包括高压(HP)EGR系统,其中将排气从涡轮的上游引导至压缩器下游的进气通道。
[0051]车辆202进一步包括分别经由冷却剂管路282和284循环冷却剂通过发动机10以吸收废热并且将热的冷却剂分配至散热器280和/或加热器芯体290的冷却系统204。在该示例中,冷却系统204显示为连接至发动机10
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