專利名稱：二沖程燃油噴射式多氣缸內(nèi)燃機(jī)的空轉(zhuǎn)及非空轉(zhuǎn)操作的制作方法
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)只有很輕的負(fù)荷，因此燃油耗用率比高速和高負(fù)荷時(shí)的耗用率要低。當(dāng)為每一個(gè)氣缸單獨(dú)使用電子控制式燃油噴射器向氣缸內(nèi)送入燃油時(shí)，每一個(gè)噴射器要求較廣范圍的開(kāi)啟及關(guān)閉時(shí)間。為使該引擎在高速和高負(fù)荷操作，必要條件是每一個(gè)噴射器都能以某一流量流過(guò)燃油;而在空轉(zhuǎn)時(shí)，采用低得多的流量。換言之，亦即要求噴射器有較大的動(dòng)態(tài)范圍。在為特定的最大流量設(shè)計(jì)特定的噴射器的情況下，則在所需范圍的低值一端作到精確地噴射燃油將會(huì)是困難的，在二沖程引擎中此一困難更為加劇。
在二沖程引擎中的另一方面要求是掃氣問(wèn)題。由于二沖程引擎固有的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，當(dāng)燃燒室在準(zhǔn)備進(jìn)行緊接的下一個(gè)燃燒循環(huán)時(shí)，在燃燒室中留下相當(dāng)多量的殘余燃燒產(chǎn)物。存在這些殘余物將影響燃燒過(guò)程本身，當(dāng)二沖程引擎用作為汽車的動(dòng)力裝置時(shí)，諸如燃油經(jīng)濟(jì)性和廢氣污染等因素受到影響。改進(jìn)掃氣效率和增加每一循環(huán)燃油噴射量的一個(gè)已知方法是延遲火花正時(shí)。
本發(fā)明涉及二沖程多氣缸燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)改進(jìn)空轉(zhuǎn)及非空轉(zhuǎn)操作的方法及設(shè)備。本發(fā)明是以特定式樣故意地跳過(guò)噴油循環(huán)，由此使操作效率和排氣污染產(chǎn)生溫和但有意義的改進(jìn)，并且引擎在空轉(zhuǎn)時(shí)的操作情況不發(fā)生明顯下降。簡(jiǎn)言之，上述的式樣是這樣的，在引擎曲軸的一定的放置圈數(shù)內(nèi)，使之在非相鄰的二沖程循環(huán)，發(fā)生向每一氣缸燃油噴射的中斷，并且由一個(gè)氣缸至另一氣缸中斷燃油噴射的順序不是在相鄰的氣缸發(fā)生。每次中斷噴射燃油都使相關(guān)的氣缸在后繼的循環(huán)中只注入空氣，從而其中的殘留燃燒產(chǎn)物由于通入空氣而被稀釋。因此，在中斷噴射燃油的循環(huán)之后發(fā)生的掃氣，使得該氣缸在進(jìn)行下一次燃燒之前將燃燒產(chǎn)物更好地排出。由此，該次燃燒將可更有效地利用所噴入的燃油。
由于引擎所承受的空轉(zhuǎn)負(fù)荷要求該引擎有一定的功率輸出，在空轉(zhuǎn)時(shí)將某些噴射循環(huán)跳過(guò)意味著從平均來(lái)講，在每一氣缸中的每一次燃燒所發(fā)生的功率輸出比實(shí)行未跳過(guò)噴射循環(huán)的情況下要更大些。達(dá)到較大的功率輸出是借助于在空轉(zhuǎn)并實(shí)行跳過(guò)噴射燃油時(shí)，使每一個(gè)噴射器相應(yīng)地流過(guò)較多量燃油。本發(fā)明帶來(lái)兩方面益處其一，意味著燃油噴射器的動(dòng)態(tài)范圍下限不必象不采用跳過(guò)的情況下那樣低;其二，意味著點(diǎn)火正時(shí)提前量可以超過(guò)不采用跳過(guò)操作時(shí)所用的值。對(duì)燃油噴射器要求較小的動(dòng)態(tài)范圍顯然是有優(yōu)點(diǎn)的，并且將點(diǎn)火正時(shí)提前當(dāng)然也可以提高燃燒效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。
上述的本發(fā)明特征以及其他特征，將在后文中對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳述中得到闡明。以下的說(shuō)明包括現(xiàn)時(shí)為實(shí)施本發(fā)明可用的最佳方案。茲以附圖來(lái)幫助解釋本發(fā)明的原理。


圖1是6氣缸二種程引擎操作時(shí)的燃油噴射式樣圖。
圖2是闡明非空轉(zhuǎn)操作的微型計(jì)算機(jī)程序的流程。
圖3是6氣缸二沖程引擎操作時(shí)的另一種燃油噴射式樣圖。
圖4是4氣缸二沖程引擎操作時(shí)的燃油噴射式樣圖。
圖5是4氣缸二沖程引擎操作時(shí)的另一種燃油噴射式樣圖。
圖1所示是6氣缸、二沖程燃油噴射式引擎在空轉(zhuǎn)操作時(shí)的燃油噴射式樣。當(dāng)非空轉(zhuǎn)操作時(shí)，各氣缸噴射燃油的順序是＃1、＃2、＃3、＃4、＃5、＃6;。在空轉(zhuǎn)時(shí)，這一燃油噴射序列式樣發(fā)生改變，這種改變是按圖示的式樣選擇性地跳過(guò)一些噴射操作。圖1中“I”表示借助于對(duì)應(yīng)的噴射器的操作而發(fā)生噴射;“S”表示使該對(duì)應(yīng)的噴射器不操作而“跳過(guò)”一次噴射。所以在圖1中，橫軸表示引擎的氣缸順序，縱軸表示曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。
圖1中的序列包括這樣的重復(fù)式樣跳過(guò)、噴射、噴射、跳過(guò)、噴射。所以，對(duì)＃5氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)＃1圈之時(shí)的噴射之后，就重復(fù)上述的式樣;對(duì)＃6氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)＃1圈時(shí)就以“跳過(guò)”開(kāi)始這個(gè)重復(fù)周期;對(duì)＃4氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)第＃2圈時(shí)噴射而結(jié)束重復(fù)周期。類此，對(duì)＃3氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)＃3圈時(shí)噴射而結(jié)束重復(fù)周期;對(duì)＃2氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)＃4圈時(shí)噴射而結(jié)束重復(fù)周期;對(duì)＃1氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)＃5圈時(shí)噴射而結(jié)束重復(fù)周期;對(duì)＃6氣缸而言，在曲軸轉(zhuǎn)＃5圈時(shí)噴射而結(jié)束重復(fù)周期。由上述可知，在曲軸轉(zhuǎn)第＃6圈時(shí)的式樣與轉(zhuǎn)第＃1圈時(shí)是全同的，轉(zhuǎn)第＃7圈時(shí)與第＃2圈時(shí)是全同的，依此類推。
由此可以看到，在引擎曲軸的一定轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于個(gè)別氣缸的噴射中斷發(fā)生在非相鄰的二沖程循環(huán)，并且由從一個(gè)氣缸到另一氣缸的噴射序列的中斷是不在相鄰氣缸發(fā)生的。換言之，作為時(shí)間的函數(shù)，永不會(huì)發(fā)生兩個(gè)相鄰的中斷，也不會(huì)有任一個(gè)氣缸在相鄰兩個(gè)曲軸轉(zhuǎn)圈中發(fā)生中斷。以非空轉(zhuǎn)時(shí)的噴射器操作率為100%，上述式樣使噴射器平均操作率下降至60%。為保持引擎在空轉(zhuǎn)操作時(shí)的功率，每次噴射的燃油噴射量比不采取此方式時(shí)的噴射量要增多。以此方式，每一噴射器所需計(jì)量的最小流量就不象不采用此方式時(shí)的流量那樣小，從而計(jì)量可以更精確。由于每次燃燒時(shí)必要有比不采用此方式時(shí)更大的功率輸出，就可以將點(diǎn)火正時(shí)提前而提高燃燒效率。因此，應(yīng)用本發(fā)明自然可帶來(lái)一定的益處。
因?yàn)樵诜强辙D(zhuǎn)時(shí)跳過(guò)的噴射循環(huán)可被察覺(jué)到，只是在空轉(zhuǎn)時(shí)才允許故意的跳過(guò)。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)離開(kāi)空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，必須將這一變化探查到并將向個(gè)別噴射器輸送的燃油量加以再調(diào)整。由于噴射器是電子控制的，一般是數(shù)位式微型計(jì)算機(jī)控制，在該微型計(jì)算機(jī)中存有適當(dāng)?shù)某绦颍瑘D2中示出此種程序之一例。對(duì)能夠指示到離開(kāi)空轉(zhuǎn)操作狀況的參數(shù)加以監(jiān)測(cè)，并利用它使該微型計(jì)算機(jī)控制裝置轉(zhuǎn)變至非空轉(zhuǎn)操作。所舉出的程序是監(jiān)測(cè)引擎轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力、以及進(jìn)入引擎的空氣流量。這些被監(jiān)測(cè)的參數(shù)有任一個(gè)發(fā)生變化，都表示從空轉(zhuǎn)操作轉(zhuǎn)入非空轉(zhuǎn)操作，并使微型計(jì)算機(jī)回復(fù)到非空轉(zhuǎn)操作。從燃油噴射方面講，這種回復(fù)的重要結(jié)果之一是將在進(jìn)行空轉(zhuǎn)操作時(shí)由于要減少噴射器操作百分率而采用的燃油流量調(diào)節(jié)因數(shù)予以免除。當(dāng)然，也還需要另一個(gè)配套程序，就是在探查到空轉(zhuǎn)操作時(shí)，使所述燃油流量調(diào)節(jié)因數(shù)付諸實(shí)施。與此同時(shí)，對(duì)點(diǎn)火正時(shí)也加以調(diào)整。
使引擎在低于圖1所代表的60%噴射操作的空轉(zhuǎn)條件下運(yùn)轉(zhuǎn)也是可能的。圖3所示的式樣是把圖1的式樣逆反過(guò)來(lái)，從而成為40%的噴射器操作。按此式樣，在一定的引擎曲軸放置數(shù)目范圍內(nèi)對(duì)每一氣缸的燃油噴射都是在非相鄰的二沖程循環(huán)中進(jìn)行，并且由一個(gè)氣缸到另一氣缸的噴射序列中，是以非相鄰的方式進(jìn)行噴射的。在此操作方式中，按前述圖1的相似操作方式，對(duì)燃油流量因數(shù)和點(diǎn)火正時(shí)加以調(diào)整。
圖4所示是用于4氣缸二沖程引擎空轉(zhuǎn)操作的噴射器操作式樣。其中“I”表示噴射;“S”表示跳過(guò)。各氣缸的噴射順序是＃1、＃2、＃3、＃4。其重復(fù)序列是噴射、跳過(guò)、噴射、噴射、跳過(guò)，于是曲軸要轉(zhuǎn)5圈再出現(xiàn)一個(gè)相同的轉(zhuǎn)圈。按與6氣缸引擎相似的方式將燃油流量因數(shù)和點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行調(diào)整。與圖1所示的方案一樣，在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于每一個(gè)氣缸的噴射中斷都是在非相鄰的二沖程循環(huán)中發(fā)生，并且由一個(gè)氣缸至另一氣缸的噴射序列中，中斷也是在非相鄰的氣缸發(fā)生的。換言之，作為時(shí)間的函數(shù)，永遠(yuǎn)沒(méi)有兩個(gè)相鄰的中斷，對(duì)于任一個(gè)氣缸而言，也不發(fā)生在相鄰的曲軸轉(zhuǎn)圈的中斷。
圖5所示是圖4所示式樣的另一補(bǔ)充式樣，即在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于每一個(gè)氣缸而言，噴射燃油總是在非相鄰的二沖程循環(huán)中發(fā)生，并且從一個(gè)氣缸到另一個(gè)氣缸的噴射序列中，噴射是在非相鄰的氣缸發(fā)生的。結(jié)果，永沒(méi)有兩個(gè)相鄰的噴射，對(duì)于任一個(gè)氣缸而言，也不發(fā)生在相鄰的曲軸轉(zhuǎn)圈中的噴射。
雖然已披露了本發(fā)明的現(xiàn)時(shí)的優(yōu)選實(shí)施方案，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的原理也可以以其他等效的實(shí)施方案來(lái)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的操作方法，該內(nèi)燃機(jī)的非空轉(zhuǎn)操作方式是在氣缸的相鄰二沖程循環(huán)中在其燃油噴射階段將燃油噴射入每一氣缸中，該引擎在空轉(zhuǎn)時(shí)的操作方法包括將該氣缸在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)發(fā)生的向氣缸中噴射燃油的階段以這樣的式樣加以中斷，即在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于每一個(gè)氣缸使噴射中斷發(fā)生在非相鄰的二沖程循環(huán)中，并且從一個(gè)氣缸至下一個(gè)氣缸的噴射序列中，發(fā)生非相鄰的噴射中斷。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中所述的引擎是6氣缸型的，并且各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列中斷、噴射、噴射、中斷、噴射。
3.按權(quán)利要求1的方法，其中所述的引擎是4氣缸型的，并且各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列噴射、中斷、噴射、噴射、中斷。
4.一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的裝置，該裝置包括在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)在氣缸的相鄰二沖程循環(huán)中在其燃油噴射階段將燃油噴射入每一氣缸中的裝置，還包括在空轉(zhuǎn)操作時(shí)將該氣缸在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)發(fā)生的向氣缸中噴射燃油的階段以這樣的式樣加以中斷的裝置，即在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于每一個(gè)氣缸使噴射中斷發(fā)生在非相鄰的二沖程循環(huán)中，并且從一個(gè)氣缸至下一個(gè)氣缸的噴射序列中，發(fā)生非相鄰的噴射中斷。
5.按權(quán)利要求4的裝置，其中所述的引擎是6氣缸型的，并且中斷氣缸的燃油噴射階段的裝置包括使各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列的裝置中斷、噴射、噴射、中斷、噴射。
6.按權(quán)利要求4的裝置，其中所述的引擎是4氣缸型的，并且中斷氣缸的燃油噴射階段的裝置包括使各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列的裝置噴射、中斷、噴射、噴射、中斷。
7.一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的操作方法，該內(nèi)燃機(jī)的非空轉(zhuǎn)操作方式是在氣缸的相鄰二沖程循環(huán)中在其燃油噴射階段將燃油噴射入每一氣缸中，該引擎在空轉(zhuǎn)時(shí)的操作方法包括將該氣缸在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)發(fā)生的向氣缸中噴射燃油的階段以這樣的式樣加以中斷，即在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于每一個(gè)氣缸使噴射發(fā)生在非相鄰的二沖程循環(huán)中，并且從一個(gè)氣缸至下一個(gè)氣缸的噴射序列中，發(fā)生非相鄰的噴射。
8.按權(quán)利要求7的方法，其中所述的引擎是6氣缸型的，并且各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列噴射、中斷、中斷、噴射、中斷。
9.按權(quán)利要求7的方法，其中所述的引擎是4氣缸型的，并且各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列中斷、噴射、中斷、中斷、噴射。
10.一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的裝置，該裝置包括在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)在氣缸的相鄰二沖程循環(huán)中在其燃油噴射階段將燃油噴射入每一氣缸中的裝置，還包括在空轉(zhuǎn)操作時(shí)將該氣缸在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)發(fā)生的向氣缸中噴射燃油的階段以這樣的式樣加以中斷的裝置，即在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)于每一個(gè)氣缸使噴射發(fā)生在非相鄰的二沖程循環(huán)中，并且從一個(gè)氣缸至下一個(gè)氣缸的噴射序列中，發(fā)生非相鄰的噴射。
11.按權(quán)利要求10的裝置，其中所述的引擎是6氣缸型的，并且中斷氣缸的燃油噴射階段的裝置包括使各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列的裝置噴射、中斷、中斷、噴射、中斷。
12.按權(quán)利要求10的裝置，其中所述的引擎是4氣缸型的，并且中斷氣缸的燃油噴射階段的裝置包括使各中斷和噴射是按下述的重復(fù)序列的裝置中斷、噴射、中斷、中斷、噴射。
13.一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)操作的裝置，包括以預(yù)定的式樣中斷燃油噴射階段的裝置，使得在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)所發(fā)生的噴射階段數(shù)目少于在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)相同引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍所發(fā)生的噴射階段數(shù)目，還包括相對(duì)于為在無(wú)噴射中斷情況下保持空轉(zhuǎn)所需的每次噴射階段的燃油噴射量，增多每次噴射階段燃油噴射量的裝置。
14.按權(quán)利要求13的裝置，還包括在空轉(zhuǎn)操作時(shí)使點(diǎn)火正時(shí)與無(wú)噴射中斷情況下對(duì)于空轉(zhuǎn)操作適用的點(diǎn)火正時(shí)相比更為提前的裝置。
15.一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)操作的方法，包括以預(yù)定的式樣中斷燃油噴射階段，使得在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)所發(fā)生的噴射階段數(shù)目少于在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)相同引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍所發(fā)生的噴射階段數(shù)目，還包括相對(duì)于為在無(wú)噴射中斷情況下保持空轉(zhuǎn)所需的每次噴射階段的燃油噴射量，增多每次噴射階段的燃油噴射量。
16.按權(quán)利要求15的方法，還包括在空轉(zhuǎn)操作時(shí)使點(diǎn)火正時(shí)與無(wú)噴射中斷情況下對(duì)于空轉(zhuǎn)操作適用的點(diǎn)火正時(shí)相比更為提前。
全文摘要
一種多氣缸二沖程燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)操作的方法，是以預(yù)定的式樣中斷燃油噴射階段，使得在一定的引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)所發(fā)生的噴射次數(shù)少于在非空轉(zhuǎn)操作時(shí)相同引擎曲軸轉(zhuǎn)數(shù)所發(fā)生的噴射次數(shù)，并且相對(duì)于為在無(wú)噴射中斷情況下引擎空轉(zhuǎn)所需的每次噴射的燃油量，增多每次噴射的燃油量。還將點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)一步提前。
文檔編號(hào)E02B7/54GK1054814SQ9110006
公開(kāi)日1991年9月25日 申請(qǐng)日期1991年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月5日
發(fā)明者保羅·D·戴利, 道格拉斯·R·弗納, 馬克·A·布魯克斯, 羅伯特·E·法利斯 申請(qǐng)人:西門子公司