專利名稱：預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式(HCCI: Homogeneous Charge Compressed Ignition)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
作為這種發(fā)動(dòng)機(jī)，例如在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了將預(yù)先混合了空氣和燃料的 混合氣朝缸內(nèi)的燃燒室供給、并通過(guò)對(duì)該混合氣進(jìn)行壓縮來(lái)使其自點(diǎn)火的予混 合壓縮式自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)。
與火花點(diǎn)火式的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，這種予混合壓縮式自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)因能以較
高的壓縮比進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)而具有熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，由于可降低燃燒溫度，因
此還能抑制N0x的生成。但是，由于使混合氣自然點(diǎn)火，因此極難控制點(diǎn)火時(shí)
間。另外，由于轉(zhuǎn)矩(負(fù)載)與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系，壓縮自點(diǎn)火只能在極
為狹窄的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。
在具有多個(gè)汽缸的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，各汽缸的受熱性、
散熱性因其配置等而不同，因此，壓縮端的汽缸內(nèi)溫度會(huì)產(chǎn)生差異。
一般而言，在壓縮端的汽缸內(nèi)溫度較高時(shí)，自點(diǎn)火時(shí)間提早，在汽缸 內(nèi)溫度較低時(shí)，自點(diǎn)火時(shí)間變晚，因此，各汽缸的自點(diǎn)火時(shí)間容易產(chǎn)生偏 差。汽缸間的點(diǎn)火時(shí)間的偏差會(huì)使循環(huán)效率和熱效率下降，并使排氣氣體 中含有的未燃碳?xì)浠衔铩?一氧化碳、NOx等大氣污染物質(zhì)的排出量增大。 專利文獻(xiàn)l:日本專利特開(kāi)2005 — 69097號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，即使是很難壓縮自點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn)條 件，通過(guò)火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火，也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的點(diǎn)火，從而擴(kuò)大可進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍。另外，本發(fā)明的目的還在于，通過(guò)適當(dāng) 地調(diào)整汽缸內(nèi)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，來(lái)提高循環(huán)效率和熱效率并抑制大氣污 染物質(zhì)的排出。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明是一種使預(yù)先將燃料與空氣混合后的混合氣在汽缸內(nèi)的燃燒室 中壓縮自點(diǎn)火并燃燒的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征是， 上述預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)包括對(duì)上述混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火的火花點(diǎn) 火裝置，分別設(shè)定了可誘發(fā)上述混合氣的壓縮自點(diǎn)火的火花點(diǎn)火的提前角 界限和滯后角界限，在提前角界限與滯后角界限之間，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件輔助 地對(duì)上述混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火。
本發(fā)明最好還包括如下結(jié)構(gòu)。
(1) 上述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，在規(guī)定汽缸中進(jìn)行火花點(diǎn)火，以使各 汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間統(tǒng)一 。
(2) 調(diào)整進(jìn)行上述火花點(diǎn)火的時(shí)間，以對(duì)上述混合氣的壓縮自點(diǎn)火時(shí)
間進(jìn)行調(diào)整。
(3) 上述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，對(duì)每個(gè)汽缸調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間， 以使各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間統(tǒng)一。
(4) 設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí) 際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較來(lái)進(jìn)行火花點(diǎn)火，以使實(shí)際 的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。另外，該結(jié)構(gòu)也可包括在上 述結(jié)構(gòu)(1)中。
(5) 在上述結(jié)構(gòu)(2)或上述結(jié)構(gòu)(3)中，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，并 根據(jù)該比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為 目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
(6) 在上述結(jié)構(gòu)(2)中，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目 標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù)該比較，在提 前角界限與滯后角界限之間調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)自點(diǎn)火時(shí)間，并將混合氣的進(jìn)氣溫度調(diào)整到可將實(shí)際的 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的范圍內(nèi)。
(7) 在上述結(jié)構(gòu)(3)中，針對(duì)每個(gè)汽缸，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間迸行比較，根 據(jù)該比較，在提前角界限與滯后角界限之間調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以 使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，并針對(duì)所有汽缸，將 混合氣的進(jìn)氣溫度調(diào)整到可將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的范圍內(nèi)。
(8) 在上述結(jié)構(gòu)(2)中，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，并設(shè)定 能實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的火花點(diǎn)火時(shí)間中的最佳的火花點(diǎn)火時(shí)間， 對(duì)上述目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù)該比 較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)自點(diǎn) 火時(shí)間，再對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間成為上述最佳火花點(diǎn) 火時(shí)間。
(9) 在上述結(jié)構(gòu)(3)中，針對(duì)每個(gè)汽缸，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)
火時(shí)間，并設(shè)定能實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的火花點(diǎn)火時(shí)間中的最佳的 火花點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比 較，根據(jù)該比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 成為目標(biāo)自點(diǎn)火時(shí)間，再對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的 汽缸在最佳火花點(diǎn)火時(shí)間火花點(diǎn)火。
(10) 在上述結(jié)構(gòu)(7)中，使對(duì)火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸 的燃料供給量相對(duì)于其它汽缸增大，使對(duì)達(dá)到滯后角界限的汽缸的燃料供 給量相對(duì)于其它汽缸減少。
(11) 在上述結(jié)構(gòu)(7)中，使火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的 有效壓縮比相對(duì)于其它汽缸增大，使達(dá)到滯后角界限的汽缸的有效壓縮比 相對(duì)于其它汽缸減少。
(12) 在上述結(jié)構(gòu)(7)中，包括使排氣氣體朝汽缸內(nèi)回流的EGR裝置， 使對(duì)火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的EGR量相對(duì)于其它汽缸增大，使對(duì)達(dá)到滯后角界限的汽缸的EGR量相對(duì)于其它汽缸減少或者成為零。
(13) 在上述結(jié)構(gòu)(7)中，使火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的 進(jìn)氣溫度相對(duì)于其它汽缸提高，使達(dá)到滯后角界限的汽缸的進(jìn)氣溫度相對(duì) 于其它汽缸降低。
(14) 在上述結(jié)構(gòu)(7)中，使火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的 溫度相對(duì)于其它汽缸提高，使達(dá)到滯后角界限的汽缸的溫度相對(duì)于其它汽 缸降低。
(15) 在上述結(jié)構(gòu)(7)中，利用熱傳導(dǎo)率相對(duì)于其它汽缸較低的材質(zhì) 來(lái)形成火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的構(gòu)成部件，利用熱傳導(dǎo)率相 對(duì)于其它汽缸較高的材質(zhì)來(lái)形成火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限的汽缸的構(gòu) 成部件。
(16) 在上述結(jié)構(gòu)(3)中，針對(duì)每個(gè)汽缸設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火 時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù) 該比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo) 自點(diǎn)火時(shí)間，并對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸進(jìn)行 正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(17) 對(duì)上述混合氣的空氣過(guò)剩率進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該空氣過(guò)剩率來(lái) 變更上述提前角界限。
(18) 上述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，對(duì)每個(gè)汽缸的混合氣的空氣過(guò)剩率 進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)各空氣過(guò)剩率來(lái)分別變更各汽缸的上述提前角界限。
(19) 對(duì)上述混合氣的進(jìn)氣溫度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該進(jìn)氣溫度來(lái)變更 上述提前角界限。另外，該結(jié)構(gòu)也可包括在上述結(jié)構(gòu)(17)或上述結(jié)構(gòu)(18) 中。
(20) 上述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，針對(duì)每個(gè)汽缸檢測(cè)混合氣的進(jìn)氣溫 度，并根據(jù)各進(jìn)氣溫度來(lái)分別變更各汽缸的上述提前角界限。另外，該結(jié) 構(gòu)也可包括在上述結(jié)構(gòu)(17)或上述結(jié)構(gòu)(18)中。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，例如在汽缸內(nèi)溫度較低且很難壓縮自點(diǎn)火的條件下，通過(guò)輔助地進(jìn)行火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火，能可靠地實(shí)現(xiàn)壓縮自點(diǎn)火，防 止不發(fā)火。因此，可擴(kuò)大到以往無(wú)法進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)進(jìn) 行壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)，可增大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。另外，由于設(shè)定可誘發(fā)壓縮 自點(diǎn)火的火花點(diǎn)火的提前角界限和滯后角界限，并在這兩個(gè)界限時(shí)間之間 進(jìn)行火花點(diǎn)火，因此能更可靠地實(shí)現(xiàn)壓縮自點(diǎn)火。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(1)，在多汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)對(duì)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間因 汽缸內(nèi)溫度較低等而較晚的規(guī)定汽缸輔助地進(jìn)行火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)該汽缸的 壓縮自點(diǎn)火，可防止與壓縮自點(diǎn)火時(shí)間較早的其它汽缸之間產(chǎn)生壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的偏差。由此，可提高循環(huán)效率和熱效率。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(2)，通過(guò)調(diào)整火花點(diǎn)火時(shí)間，例如可在能獲得較高的 熱效率或者能抑制排氣氣體中含有的大氣污染物質(zhì)的排出的適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火時(shí) 間實(shí)現(xiàn)壓縮自點(diǎn)火。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(3)，在多汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)對(duì)各汽缸調(diào)整進(jìn)行火
花點(diǎn)火的時(shí)間，可防止各汽缸間的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的偏差。因此，可提高 循環(huán)效率和熱效率。另外，通過(guò)調(diào)整各汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間，例如可在能
獲得更高的熱效率或者能抑制排氣氣體中含有的大氣污染物質(zhì)的排出的適 當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火時(shí)間統(tǒng) 一 地實(shí)現(xiàn)壓縮自點(diǎn)火。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(4)，通過(guò)進(jìn)行或不進(jìn)行火花點(diǎn)火，可對(duì)壓縮自點(diǎn)火時(shí) 間進(jìn)行調(diào)整，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。因此， 例如在將目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間設(shè)定成能獲得較高的熱效率或者能抑制大氣 污染物質(zhì)的排出的點(diǎn)火時(shí)間的情況下，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能或抑制大氣污染 物質(zhì)的排出。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(5)，通過(guò)調(diào)整火花點(diǎn)火時(shí)間，可對(duì)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn) 行調(diào)整，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。因此，例 如在將目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間設(shè)定成能獲得較高的熱效率或者能抑制大氣污 染物質(zhì)的排出的點(diǎn)火時(shí)間的情況下，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能或抑制大氣污染物 質(zhì)的排出。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(6)，可獲得與上述結(jié)構(gòu)(5)相同的效果。另外，根
10據(jù)進(jìn)氣溫度條件，有時(shí)即使在提前角界限與滯后角界限之間進(jìn)行火花點(diǎn)火， 也無(wú)法將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，這種情況下， 通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整進(jìn)氣溫度，能通過(guò)在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的火花點(diǎn)火，可靠地 將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(7)，可獲得與上述結(jié)構(gòu)(5)相同的效果。另外，根 據(jù)進(jìn)氣溫度條件，有時(shí)即使在各汽缸中在提前角界限與滯后角界限之間進(jìn) 行火花點(diǎn)火，也無(wú)法將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間， 這種情況下，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整進(jìn)氣溫度，在多汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中，能在所有 汽缸中將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(8)，可獲得與上述結(jié)構(gòu)(5)相同的效果。另外，通 過(guò)調(diào)整進(jìn)氣溫度，例如可在能提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能或者能抑制大氣污染物質(zhì)的 排出的特別理想的時(shí)間進(jìn)行火花點(diǎn)火。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(9)，可獲得與上述結(jié)構(gòu)(5)相同的效果。另外，通
過(guò)調(diào)整進(jìn)氣溫度，例如可在能提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能或者能抑制大氣污染物質(zhì)的 排出的特別理想的時(shí)間進(jìn)行火花點(diǎn)火。
另外，上述結(jié)構(gòu)(10) 上述結(jié)構(gòu)(15)，是在即使采用上述結(jié)構(gòu)(7) 也無(wú)法適當(dāng)?shù)卣{(diào)整壓縮自點(diǎn)火時(shí)間(火花點(diǎn)火時(shí)間)時(shí)，通過(guò)追加實(shí)施各 種措施，以可調(diào)整壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(10)，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸(很 難壓縮自點(diǎn)火的汽缸)，通過(guò)使燃料供給量相對(duì)增大以使壓縮自點(diǎn)火變得 容易，可使火花點(diǎn)火時(shí)間滯后。反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限 的汽缸(容易壓縮自點(diǎn)火的汽缸)，通過(guò)使燃料供給量相對(duì)減少以使壓縮 自點(diǎn)火變難，可使火花點(diǎn)火時(shí)間提前。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(11)，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸，通 過(guò)使有效壓縮比相對(duì)增大以使壓縮自點(diǎn)火變得容易，可使火花點(diǎn)火時(shí)間滯 后。反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限的汽缸，通過(guò)使有效壓縮比 相對(duì)減小以使壓縮自點(diǎn)火變難，可使火花點(diǎn)火時(shí)間提前。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(12)，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸，通過(guò)使EGR量相對(duì)增大來(lái)提高混合氣溫度，使壓縮自點(diǎn)火變得容易，可使火 花點(diǎn)火時(shí)間滯后。反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限的汽缸，通過(guò)
使EGR量相對(duì)減少(或者成為零)來(lái)降低混合氣溫度，使壓縮自點(diǎn)火變難， 可使火花點(diǎn)火時(shí)間提前。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(13)，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸，通 過(guò)使進(jìn)氣溫度相對(duì)提高以使壓縮自點(diǎn)火變得容易，可使火花點(diǎn)火時(shí)間滯后。 反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限的汽缸(容易壓縮自點(diǎn)火的汽缸)， 通過(guò)使迸氣溫度相對(duì)變低以使壓縮自點(diǎn)火變難，可使火花點(diǎn)火時(shí)間提前。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(14)，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸，通 過(guò)使汽缸溫度相對(duì)提高以使壓縮自點(diǎn)火變得容易，可使火花點(diǎn)火時(shí)間滯后。 反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限的汽缸，通過(guò)使汽缸溫度相對(duì)降 低以使壓縮自點(diǎn)火變難，可使火花點(diǎn)火時(shí)間提前。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(15)，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸，通 過(guò)使汽缸的構(gòu)成部件的散熱性相對(duì)降低以使壓縮自點(diǎn)火變得容易，可使火 花點(diǎn)火時(shí)間比提前角界限滯后。反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限 的汽缸，通過(guò)使汽缸的構(gòu)成部件的散熱性相對(duì)提高以使壓縮自點(diǎn)火變難， 可使火花點(diǎn)火時(shí)間提前。
上述結(jié)構(gòu)(16)例如在即使實(shí)施了上述結(jié)構(gòu)(10) 上述結(jié)構(gòu)(15) 的措施也無(wú)法適當(dāng)調(diào)整壓縮自點(diǎn)火時(shí)間(火花點(diǎn)火時(shí)間)時(shí)，實(shí)施進(jìn)一步 措施。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(16)，能使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸正常地進(jìn)行運(yùn) 轉(zhuǎn)，因此，包括其以外的汽缸在內(nèi)即使產(chǎn)生不發(fā)火，也不會(huì)產(chǎn)生爆震。因 此，能可靠地防止爆震引起的發(fā)動(dòng)機(jī)的損傷。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(17)，可根據(jù)混合氣的空氣過(guò)剩率來(lái)適當(dāng)設(shè)定提前角 界限。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(18)，在各汽缸中，可根據(jù)混合氣的空氣過(guò)剩率來(lái)適 當(dāng)設(shè)定提前角界限。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(19)，可根據(jù)混合氣的進(jìn)氣溫度來(lái)適當(dāng)設(shè)定提前角界限。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(20)，在各汽缸中，可根據(jù)混合氣的進(jìn)氣溫度來(lái)適當(dāng) 設(shè)定提前角界限。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)11的概略 剖視圖。
圖2是預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的概略俯視圖。
圖3是表示在某一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下各汽缸的汽缸內(nèi)壓力和熱產(chǎn)生率的變化的
曲線圖。
圖4是表示沒(méi)有發(fā)生壓縮自點(diǎn)火的汽缸在不進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)以及改變時(shí)
間進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)汽缸內(nèi)壓力和熱產(chǎn)生率的變化的曲線圖。
圖5是表示火花點(diǎn)火時(shí)間與壓縮自點(diǎn)火時(shí)間間的關(guān)系的曲線圖。 圖6是表示與空氣過(guò)剩率的變化對(duì)應(yīng)的、火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限的變 化的曲線圖。
圖7是表示與進(jìn)氣溫度的變化對(duì)應(yīng)的、火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限的變化 的曲線圖。
圖8是表示與空氣過(guò)剩率及進(jìn)氣溫度的變化對(duì)應(yīng)的、火花點(diǎn)火時(shí)間的提前 角界限的變化的曲線圖。
圖9 (A)是表示不進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖， 圖9 (B)是表示火花點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖，圖9 (C)是表示進(jìn)行了火花點(diǎn)火時(shí) 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖。
圖10 (A)是表示不進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖， 圖10 (B)是表示火花點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖，圖10 (C)是表示進(jìn)行了火花點(diǎn)火 時(shí)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖。
圖11是以火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系來(lái)表示壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變 化的曲線圖。
圖12是以火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系來(lái)表示壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變 化的曲線圖。
13圖13是以火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系來(lái)表示壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變 化的曲線圖。
圖14是以所有汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系來(lái)表示壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的變化的曲線圖。
圖15是以設(shè)定了最佳火花點(diǎn)火時(shí)間時(shí)火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系
來(lái)表示壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變化的曲線圖。
圖16是以設(shè)定了最佳火花點(diǎn)火時(shí)間時(shí)火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系
來(lái)表示壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變化的曲線圖。
圖17是表示在使進(jìn)氣溫度保持一定的狀態(tài)下的空氣過(guò)剩率與壓縮自點(diǎn)火 時(shí)間間的關(guān)系的曲線圖。
圖18是在分岔進(jìn)氣管中設(shè)置了燃料調(diào)整閥的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的 概略俯視圖。
圖19是在分岔進(jìn)氣管中設(shè)置了加熱器的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的概略 俯視圖。
圖20是具有外部EGR裝置的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的概略剖視圖。 圖21是特別詳細(xì)表示水套的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的概略俯視剖視圖。
圖22是表示分別在條件(a)的不進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)、條件(b)的用運(yùn)轉(zhuǎn) 方法1僅對(duì)沒(méi)有壓縮自點(diǎn)火的特定汽缸進(jìn)行了輔助的火花點(diǎn)火時(shí)、條件(c) 的用運(yùn)轉(zhuǎn)方法4對(duì)應(yīng)該統(tǒng)一壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的所有汽缸均進(jìn)行了輔助的火花點(diǎn) 火時(shí)，各汽缸間的汽缸內(nèi)最高壓力的偏差(最大值與最小值之差)的曲線圖。
圖23是表示在與圖22相同的各條件(a) (b) (c)下各汽缸間的壓縮
自點(diǎn)火時(shí)間的偏差的曲線圖。
圖24是表示在與圖22相同的各條件(a) (b) (c)下各汽缸間的爆震
強(qiáng)度的偏差的曲線圖。
圖25是在與圖22相同的各條件(a) (b) (c)下比較表示熱效率的曲 線圖。
圖26是在與圖22相同的各條件(a) (b) (c)下比較表示未燃碳?xì)浠衔?THC)的排出量的曲線圖。
圖27是在與圖22相同的各條件(a) (b) (c)下比較表示一氧化碳(CO) 的排出量的曲線圖。
圖28是以火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系來(lái)表示壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變 化的曲線圖。
(符號(hào)說(shuō)明)
11預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)
13缸
14活塞
35調(diào)溫裝置
45控制器
57燃料調(diào)整閥
61加熱器
63外部EGR裝置
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)11的概 略剖視圖，圖2是其概略俯視圖。本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng) 機(jī)11是四汽缸(1號(hào) 4號(hào))的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)本體11A，該發(fā) 動(dòng)機(jī)本體11A包括缸體12、缸蓋15、以及曲柄箱18。在缸體12內(nèi)設(shè)置 有多個(gè)(四個(gè))缸13，在各缸13內(nèi)可自由滑動(dòng)地嵌合有活塞14。在缸蓋 15上設(shè)置有進(jìn)氣口 16和排氣口 17，進(jìn)氣口 16和排氣口 17分別由進(jìn)氣門 19和排氣門20來(lái)開(kāi)閉。進(jìn)氣門19和排氣門20由氣門傳動(dòng)裝置21、 22來(lái) 驅(qū)動(dòng)。
在吸氣口 16上連接著進(jìn)氣管24，在排氣口 17上連接著具有排氣歧管 25的排氣管26。如圖2所示，進(jìn)氣管24具有主進(jìn)氣管27、與該主進(jìn)氣 管27連接的進(jìn)氣緩沖罐28、以及從該進(jìn)氣緩沖罐28與各缸13連接的多個(gè)分岔進(jìn)氣管29。
如圖1所示，在主進(jìn)氣管27中設(shè)置有節(jié)氣門閥(throttle valve) 31、 混合器33和加熱裝置(調(diào)溫裝置)35。被導(dǎo)入主進(jìn)氣管27的空氣利用節(jié) 氣門閥31來(lái)調(diào)節(jié)流量，并與經(jīng)由燃料控制閥(A/F valve) 32供給來(lái)的燃 料在混合器33中混合。在燃料控制閥32中可設(shè)定燃料與空氣的比例、即 空氣過(guò)剩率。
空氣與燃料的混合氣在被加熱裝置35加熱后流入進(jìn)氣緩沖罐28，并 從各分岔進(jìn)氣管39經(jīng)由進(jìn)氣口 16被吸入各缸13內(nèi)的燃燒室(進(jìn)氣行程)。 在進(jìn)氣行程中供給到燃燒室內(nèi)的混合氣在壓縮行程中被壓縮，當(dāng)活塞14到 達(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)自點(diǎn)火，由此，將活塞壓下(膨脹行程)。燃燒氣體在排 氣行程中從排氣口 17經(jīng)由排氣管26排出。
如圖2所示，加熱裝置35具有熱交換器40，該熱交換器40設(shè)置在分 岔成兩條路徑的主進(jìn)氣管27的一條路徑38上。熱交換器40將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 水作為熱交換介質(zhì)，在缸體12和缸蓋15 (圖1)中循環(huán)的冷卻水經(jīng)由流路 41朝熱交換器40供給，并經(jīng)由流路42返回冷卻器(未圖示)。在主進(jìn)氣 管27的兩條路徑38、 39中分別設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥43、 44。
在主進(jìn)氣管27的另一條路徑39上未設(shè)置熱交換器40，流過(guò)該路徑39 的混合氣在不被加熱的情況下直接導(dǎo)入進(jìn)氣緩沖罐28。流量調(diào)節(jié)閥43、 44 對(duì)混合氣朝主進(jìn)氣管27的各路徑38、 39的流入量進(jìn)行調(diào)整(包括停止)， 例如，通過(guò)僅打開(kāi)一方的流量調(diào)節(jié)閥43以使混合氣僅流過(guò)路徑38，可迅速 加熱混合氣，通過(guò)僅打開(kāi)另一方的流量調(diào)節(jié)閥44以使混合氣僅流過(guò)路徑 39，可不對(duì)混合氣進(jìn)行加熱(相對(duì)來(lái)說(shuō)進(jìn)行冷卻)。另外，通過(guò)將流量調(diào) 節(jié)閥43、 44雙方打開(kāi)，可使被加熱的混合氣與未被加熱的混合氣混合來(lái)進(jìn) 行細(xì)致的溫度控制。
作為加熱裝置35的熱交換介質(zhì)，可利用發(fā)動(dòng)機(jī)油和排氣氣體。作為加 熱裝置35，也可使用電加熱器。另外，也可不像上面那樣使主進(jìn)氣管27 分岔，而是將其形成為一條路徑并設(shè)置加熱裝置35。
如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)11包括控制器45，利用該控制器45來(lái)控制節(jié)氣門閥31、燃料控制閥32、加熱裝置35等。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)ll中設(shè)置有冷 卻水溫度傳感器47和進(jìn)氣溫度傳感器48、汽缸內(nèi)壓力傳感器49、發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速傳感器50、轉(zhuǎn)矩傳感器51、空氣過(guò)剩率傳感器52等，各種傳感器的 檢測(cè)信號(hào)被輸入上述控制器45。
在發(fā)動(dòng)機(jī)11的缸蓋15上設(shè)置有火花塞37。如圖2所示，火花塞37 通過(guò)高壓阻尼線54與點(diǎn)火線圈55連接，火花塞37、高壓阻尼線54和點(diǎn)火 線圈55構(gòu)成了火花點(diǎn)火裝置53。對(duì)火花點(diǎn)火裝置53的點(diǎn)火線圈55的通電 由控制器45來(lái)進(jìn)行動(dòng)作控制。
本來(lái)，予混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)11是在不進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況下通 過(guò)使混合氣壓縮自點(diǎn)火來(lái)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的。但是，在本發(fā)明的予混合壓縮自點(diǎn) 火發(fā)動(dòng)機(jī)11中主要是為誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火而輔助性地使用了火花點(diǎn)火裝置 53。
即，本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)11通過(guò)進(jìn)行火花點(diǎn)火來(lái) 誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火，從而即使是在很難壓縮自點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，也能進(jìn)行 壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，通過(guò)調(diào)整火花點(diǎn)火時(shí)間來(lái)調(diào)整壓縮自點(diǎn)火時(shí)間， 可獲得最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，或抑制排氣氣體中含有的大氣污染物質(zhì)排出。
另外，火花點(diǎn)火裝置53不僅用于誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火，還用于在發(fā)動(dòng)機(jī) 11啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行火花點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)(SI運(yùn)轉(zhuǎn))。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法1)
圖3是表示在某一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下各汽缸的汽缸內(nèi)壓力(左縱軸和下側(cè)的 線圖)以及熱產(chǎn)生率(右縱軸和上側(cè)的線圖)的變化的曲線圖。在該圖中， 對(duì)于第一汽缸 第三汽缸(l號(hào) 3號(hào))，在曲柄角超過(guò)了TDC時(shí)，汽缸內(nèi) 壓力和熱產(chǎn)生率大幅度上升并達(dá)到峰值。與之相對(duì)，對(duì)于第四汽缸(4號(hào))， 在曲柄角為TDC時(shí)，汽缸內(nèi)壓力達(dá)到峰值，之后的熱產(chǎn)生率的上升幅度也 很小。因此，對(duì)于第四汽缸(4號(hào))，可認(rèn)為實(shí)質(zhì)上并沒(méi)有發(fā)生壓縮自點(diǎn)火 (產(chǎn)生了不發(fā)火)。另外，對(duì)于第一汽缸 第三汽缸，可認(rèn)為發(fā)生了壓縮 自點(diǎn)火，但其時(shí)間存在偏差。像這樣汽缸間的點(diǎn)火時(shí)間會(huì)產(chǎn)生偏差是因?yàn)橐蚱椎呐渲枚鸬氖軣崽匦浴⑸崽匦缘牟町惖仁垢髌椎膲嚎s端溫 度變得不同。
在本實(shí)施方式中，作為運(yùn)轉(zhuǎn)方法1，利用火花點(diǎn)火裝置53 (圖2)對(duì) 沒(méi)有發(fā)生壓縮自點(diǎn)火的汽缸(4號(hào))進(jìn)行火花點(diǎn)火。若進(jìn)行火花點(diǎn)火，該火 花和點(diǎn)火后的傳播火炎會(huì)使處于壓縮狀態(tài)的混合氣開(kāi)始自點(diǎn)火。即，利用 火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火。由此，即使是很難壓縮自點(diǎn)火的汽缸，也能 可靠地壓縮自點(diǎn)火，在所有汽缸中均能進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，可增 大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。
在本實(shí)施方式中，將輔助性地使用火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn) 稱作基于火炎傳播燃燒的誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)(HCCI運(yùn)轉(zhuǎn))。
圖4是表示沒(méi)有發(fā)生壓縮自點(diǎn)火的汽缸(圖3中的第四汽缸(4號(hào))) 在不進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)以及改變時(shí)間進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)汽缸內(nèi)壓力和熱產(chǎn)生率 的變化的曲線圖。(a)表示不進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況，(b) (d)表示均 進(jìn)行火花點(diǎn)火、并按(b) (d)的順序慢慢地使火花點(diǎn)火時(shí)間朝提前角 側(cè)移動(dòng)的情況。圖5是表示火花點(diǎn)火時(shí)間與壓縮自點(diǎn)火時(shí)間間的關(guān)系的曲 線圖。
如圖4和圖5所示，可知，隨著火花點(diǎn)火的時(shí)間從提前角側(cè)朝滯后角 側(cè)滯后，壓縮自點(diǎn)火時(shí)間也從提前角側(cè)朝滯后角側(cè)滯后。
另外，從圖5可知， 一旦火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于某一時(shí)間tl位于提前角 側(cè)，則即便使其進(jìn)一步提前，壓縮自點(diǎn)火時(shí)間也不再提前。反之， 一旦火 花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于某一時(shí)間t2位于滯后角側(cè)，則即便使其進(jìn)一步滯后，壓 縮自點(diǎn)火時(shí)間也幾乎不再滯后。這可認(rèn)為是已經(jīng)自然地開(kāi)始?jí)嚎s自點(diǎn)火。
因此，在本發(fā)明中，針對(duì)這種特性，將上述tl設(shè)定成火花點(diǎn)火的提前 角側(cè)的界限時(shí)間(提前角界限)，并將t2設(shè)定成滯后角側(cè)的界限時(shí)間(滯 后角界限)，對(duì)火花點(diǎn)火裝置進(jìn)行動(dòng)作控制，以在兩界限時(shí)間tl、 t2之間 進(jìn)行火花點(diǎn)火。由此，能通過(guò)進(jìn)行火花點(diǎn)火可靠地誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火。
另外，在本實(shí)施方式中，將燃燒質(zhì)量比例達(dá)到50%的時(shí)間作為壓縮自 點(diǎn)火時(shí)間。燃燒質(zhì)量比例通過(guò)用汽缸內(nèi)壓傳感器49 (圖1)對(duì)汽缸內(nèi)壓力
18進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)該檢測(cè)值進(jìn)行分析來(lái)求解。
如圖2所示，在進(jìn)氣管24上設(shè)置有進(jìn)氣溫度傳感器48，在排氣管26 上設(shè)置有空氣過(guò)剩率傳感器52。
圖6是表示與空氣過(guò)剩率的變化對(duì)應(yīng)的火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限的 變化的曲線圖。從該曲線圖可知，若空氣過(guò)剩率變動(dòng)，則火花點(diǎn)火時(shí)間的 提前角界限也變化。圖7是表示與進(jìn)氣溫度的變化對(duì)應(yīng)的火花點(diǎn)火時(shí)間的 提前角界限的變化的曲線圖。從該曲線圖可知，若進(jìn)氣溫度變動(dòng)，則火花 點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限也變化。
圖8是表示與空氣過(guò)剩率和進(jìn)氣溫度的變化對(duì)應(yīng)的火花點(diǎn)火時(shí)間的提 前角界限的變化的曲線圖。從該曲線圖可知，若空氣過(guò)剩率和進(jìn)氣溫度變
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因此，在本實(shí)施方式中，利用圖2所示的空氣過(guò)剩率傳感器52禾P/或 進(jìn)氣溫度傳感器48始終檢測(cè)空氣過(guò)剩率和/或進(jìn)氣溫度，并根據(jù)該檢測(cè)值 來(lái)適當(dāng)變更火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限。由此，可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)適當(dāng)設(shè) 定提前角側(cè)的界限時(shí)間，利用火花點(diǎn)火可靠地誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火。
在圖2中，對(duì)應(yīng)所有汽缸(1號(hào) 4號(hào))設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器 48和一個(gè)空氣過(guò)剩率傳感器52，但也可對(duì)應(yīng)各汽缸設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣溫度傳感 器48，或?qū)?yīng)各汽缸設(shè)置多個(gè)空氣過(guò)剩率傳感器52。這樣一來(lái)，便可對(duì)每 個(gè)汽缸適當(dāng)變更火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法1在單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用)
上面說(shuō)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法1，是在多汽缸的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)11 中為了使所有汽缸(1號(hào) 4號(hào))都進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火而對(duì)規(guī)定的汽缸(4號(hào)) 進(jìn)行火花點(diǎn)火。當(dāng)然，運(yùn)轉(zhuǎn)方法1也可應(yīng)用于單汽缸的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火 式發(fā)動(dòng)機(jī)。
艮卩，在單汽缸的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，可在很難壓縮自點(diǎn)火 的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行火花點(diǎn)火，由此誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火，可靠地進(jìn)行壓縮自點(diǎn) 火。由此，可防止該發(fā)動(dòng)機(jī)ll完全陷入無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法2)使用上述運(yùn)轉(zhuǎn)方法1時(shí)，對(duì)很難壓縮自點(diǎn)火的汽缸也能實(shí)現(xiàn)壓縮自點(diǎn) 火，在多汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)ll中，所有汽缸都能可靠地進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火。下面 說(shuō)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法2使所有汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間統(tǒng)一。
圖9(A)是表示在某一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的曲線圖， 橫軸表示汽缸編號(hào)，縱軸表示點(diǎn)火時(shí)間(壓縮自點(diǎn)火時(shí)間)。在該曲線圖
中，第一汽缸(l號(hào))和第四汽缸(4號(hào))的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間晚，第二汽缸 (2號(hào))和第三汽缸(3號(hào))的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間早。
采用這種發(fā)動(dòng)機(jī)11時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)方法2中，如圖9 (B)所示，在壓縮 自點(diǎn)火時(shí)間晚的第一汽缸、第四汽缸(l號(hào)、4號(hào))中進(jìn)行輔助的火花點(diǎn)火。 由此，如圖9 (C)所示，可使第一汽缸、第四汽缸(1號(hào)、4號(hào))的壓縮自 點(diǎn)火時(shí)問(wèn)提前，使其統(tǒng)一成第二汽缸、第三汽缸(2號(hào)、3號(hào))的壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間。在像這樣統(tǒng)一各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間時(shí)，循環(huán)效率提高，由此， 也可提高熱效率。另外，由于點(diǎn)火的穩(wěn)定性提高，因此輸出功率變動(dòng)減小。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法3)
在上述運(yùn)轉(zhuǎn)方法2中，只是通過(guò)對(duì)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間晚的汽缸進(jìn)行火花 點(diǎn)火來(lái)統(tǒng)一所有汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，而運(yùn)轉(zhuǎn)方法3則通過(guò)對(duì)各汽缸的 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行調(diào)整來(lái)使其統(tǒng)一。
如圖5所示，可知，當(dāng)使火花點(diǎn)火時(shí)間在提前角界限tl與滯后角界限 t2之間變化時(shí)，壓縮自點(diǎn)火時(shí)間也相應(yīng)地變化。在運(yùn)轉(zhuǎn)方法3中，在圖9 (A)所示的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，像圖9 (B)那樣如箭頭a所示地調(diào)整第一汽缸、 第四汽缸(l號(hào)、4號(hào))的火花點(diǎn)火時(shí)間，使它們的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間可靠地 統(tǒng)一成第二汽缸、第三汽缸(2號(hào)、3號(hào))的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法4)
圖10 (A)是表示在某一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下各汽缸(l號(hào) 4號(hào))的壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的曲線圖，橫軸表示汽缸編號(hào)，縱軸表示點(diǎn)火時(shí)間(壓縮自點(diǎn)火時(shí) 間)。在該曲線圖中，壓縮自點(diǎn)火時(shí)間按第二汽缸(2號(hào)) 一第三汽缸(3 號(hào)) 一第一汽缸(l號(hào)) 一第四汽缸(4號(hào))的順序滯后。
對(duì)于這種運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在運(yùn)轉(zhuǎn)方法4中，如圖10 (B)所示，對(duì)各汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行調(diào)整(箭頭bl b4)，以使火花點(diǎn)火時(shí)間按第四汽缸 (4號(hào)) 一第一汽缸(1號(hào)) 一第三汽缸(3號(hào)) 一第二汽缸(2號(hào))的順
序滯后。其結(jié)果是，如圖10 (c)所示，能更可靠地統(tǒng)一各汽缸的壓縮自點(diǎn)
火位置。
(運(yùn)轉(zhuǎn)方法3、 4中的火花點(diǎn)火時(shí)間的調(diào)整方法) 火花點(diǎn)火時(shí)間的調(diào)整可利用下面的任一種方法，通過(guò)用控制器45控制 對(duì)圖2所示的火花點(diǎn)火裝置53的點(diǎn)火線圈55的通電來(lái)進(jìn)行。 〈1〉使用映射圖(map)的控制
例如，生成火花點(diǎn)火時(shí)間映射圖，并將該火花點(diǎn)火時(shí)間映射圖存儲(chǔ)到 控制器45的存儲(chǔ)器(未圖示)中，上述火花點(diǎn)火時(shí)間映射圖根據(jù)與進(jìn)氣溫 度和空氣過(guò)剩率等運(yùn)轉(zhuǎn)條件的關(guān)系，繪制了能達(dá)到熱效率、排氣氣體中含 有的大氣污染物質(zhì)(氮氧化物(N0x)、未燃碳?xì)浠衔?THC)、 一氧化 碳(C0)等)的排出量等的平衡、并可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膲嚎s自點(diǎn)火時(shí)間的火花 點(diǎn)火時(shí)間。另外，對(duì)該運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行檢測(cè)，并參照火花點(diǎn)火時(shí)間映射圖來(lái) 選定與該檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的火花點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)火花點(diǎn)火裝置53進(jìn)行控制，以在 該火花點(diǎn)火時(shí)間迸行火花點(diǎn)火。
〈2〉反饋控制
例如，預(yù)先設(shè)定能達(dá)到熱效率、排氣氣體中含有的大氣污染物質(zhì)的排 出量等的平衡的目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)檢測(cè)到的實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 和目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較來(lái)控制火花點(diǎn)火裝置53， 對(duì)火花點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間。
例如，作為大氣污染物質(zhì)的NOx在點(diǎn)火時(shí)間早時(shí)具有增大的傾向，THC 和CO在點(diǎn)火時(shí)間晚時(shí)具有增大的傾向，因此，可將能使它們的排出量平衡 地減少的時(shí)間設(shè)定成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
下面，詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)〈2〉的反饋控制來(lái)對(duì)火花點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。 圖11的曲線圖以某汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間與進(jìn)氣溫度間的關(guān)系來(lái)表示 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的變化。在該曲線圖中，用Z來(lái)表示目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間(例如是曲柄角為TDC + 6°的時(shí)間)。根據(jù)該曲線圖可知，例如在進(jìn)氣溫 度為Ta時(shí)，若將火花點(diǎn)火時(shí)間設(shè)定成ta，則可將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào) 整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
此處，如上述運(yùn)轉(zhuǎn)方法1中所述，火花點(diǎn)火時(shí)間存在可調(diào)整壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的提前角界限tl和滯后角界限t2。但是，有時(shí)即使在兩界限時(shí)間 tl、 t2之間進(jìn)行火花點(diǎn)火，也無(wú)法將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)自 點(diǎn)火時(shí)間。例如，在進(jìn)氣溫度低于Tl時(shí)，即使在提前角界限tl附近進(jìn)行 火花點(diǎn)火，實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間也會(huì)比目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間滯后。反之， 在進(jìn)氣溫度高于T2時(shí)，即使在滯后角界限t2附近進(jìn)行火花點(diǎn)火，實(shí)際的 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間也會(huì)比目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間提前。
因此，在本發(fā)明中，在進(jìn)氣溫度低于Tl時(shí)以及進(jìn)氣溫度高于T2時(shí)， 利用圖2所示的加熱裝置(調(diào)溫裝置)35將進(jìn)氣溫度調(diào)整到Tl與T2之間。 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行火花點(diǎn)火，從而能可靠地將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成 目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
另外，可通過(guò)火花點(diǎn)火將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的進(jìn)氣溫度的范圍T1 T2對(duì)于每個(gè)汽缸都不同。例如，如圖12所 示，對(duì)于容易壓縮自點(diǎn)火的汽缸，該進(jìn)氣溫度的范圍T1 T2偏向低溫側(cè)， 如圖13所示，對(duì)于很難壓縮自點(diǎn)火的汽缸，該進(jìn)氣溫度的范圍T1 T2偏 向高溫側(cè)。因此，在本發(fā)明中，對(duì)加熱裝置35進(jìn)行控制，以使實(shí)際的進(jìn)氣 溫度落在對(duì)于所有汽缸都能將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的進(jìn)氣溫度的范圍內(nèi)。
例如，在圖IO所示的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓縮自點(diǎn)火按第二汽缸(2 號(hào)) 一第三汽缸(3號(hào)) 一第一汽缸(l號(hào)) 一第四汽缸(4號(hào))的順序變 難，但這種情況下，如圖14所示，表示目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間Z的曲線按第 二汽缸(2號(hào))一第三汽缸(3號(hào)) 一第一汽缸(l號(hào)) 一第四汽缸(4號(hào)) 的順序從進(jìn)氣溫度的低溫側(cè)朝高溫側(cè)偏離。因此，在提前角界限tl與滯后 角界限t2之間設(shè)定表示目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的曲線Z全部重疊的進(jìn)氣溫度 范圍Tla T2a，并進(jìn)行調(diào)整，以使實(shí)際的進(jìn)氣溫度落在該范圍Tla T2a
22內(nèi)。這樣，在所有的汽缸中就都能將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓 縮自點(diǎn)火時(shí)間。
基本而言，只要在規(guī)定的進(jìn)氣溫度范圍Tla T2a內(nèi)進(jìn)行進(jìn)氣溫度的調(diào) 整，就能使所有汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間統(tǒng)一。不過(guò)，也可根據(jù)與進(jìn)氣溫度 的關(guān)系來(lái)預(yù)先設(shè)定可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的更理想的火花點(diǎn)火時(shí)間， 并將進(jìn)氣溫度調(diào)整成特定的溫度，以在該火花點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行火花點(diǎn)火。
例如，如圖15所示，在提前角界限tl與滯后角界限t2之間設(shè)定了最 佳點(diǎn)火時(shí)間t3時(shí)，將進(jìn)氣溫度調(diào)整成Tc，以在該最佳點(diǎn)火時(shí)間t3進(jìn)行火 花點(diǎn)火。
另外，在多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可將進(jìn)氣溫度調(diào)整成使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚 的汽缸在最佳的火花點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行火花點(diǎn)火。例如，如圖16所示，當(dāng)四個(gè) 汽缸中第二汽缸(2號(hào))的火花點(diǎn)火時(shí)間最晚時(shí)，像框A1包圍的條件那樣， 可將進(jìn)氣溫度調(diào)整成Tc，以使第二汽缸(2號(hào))的火花點(diǎn)火時(shí)間成為最佳 火花點(diǎn)火時(shí)間t3。
作為設(shè)定火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸(2號(hào))的最佳火花點(diǎn)火時(shí)間t3的 一個(gè)方法，可將該最佳火花點(diǎn)火時(shí)間t3設(shè)定成滯后角界限t2。例如，在圖 16中，像最右端的框A2包圍的條件那樣，可將進(jìn)氣溫度調(diào)整成Td，以使 第二汽缸(2號(hào))的火花點(diǎn)火時(shí)間成為滯后角界限t2。
這種情況下，第二汽缸(2號(hào))處于可自然產(chǎn)生壓縮自點(diǎn)火的狀態(tài)， 因此，實(shí)質(zhì)上可以不進(jìn)行火花點(diǎn)火，可將火花點(diǎn)火對(duì)壓縮自點(diǎn)火的輔助限 制在最小限度。另外，在將第二汽缸(2號(hào))的火花點(diǎn)火時(shí)間設(shè)定成滯后角 界限t2時(shí)，其它汽缸(3號(hào)、1號(hào)、4號(hào))的火花點(diǎn)火時(shí)間也從提前角界限 tl朝滯后角側(cè)(箭頭c方向)偏離。如圖5所示，在火花點(diǎn)火時(shí)間從提前 角界限tl朝提前角側(cè)提早時(shí)，會(huì)完全無(wú)法控制壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。因此，通 過(guò)使所有汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間從提前角界限tl朝滯后角側(cè)偏離，可使無(wú)法 控制壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的可能性變得極低。
(運(yùn)轉(zhuǎn)方法3、 4在單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的適用)
在上述運(yùn)轉(zhuǎn)方法3、 4中，為了使所有汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間統(tǒng)一，對(duì)該壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整，但調(diào)整壓縮自點(diǎn)火時(shí)間這點(diǎn)也可應(yīng)用于單 汽缸的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)。即，例如可將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 調(diào)整成能獲得較高的熱效率、或者能抑制排氣氣體中含有的大氣污染物質(zhì) 的排出量的適當(dāng)?shù)膲嚎s自點(diǎn)火時(shí)間。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5)
在上述的運(yùn)轉(zhuǎn)方法1 4中，通過(guò)輔助性地使用火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)壓縮自 點(diǎn)火，并設(shè)定火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限tl和滯后角界限t2，在其范圍內(nèi)
進(jìn)行火花點(diǎn)火。另外，為了能通過(guò)兩界限時(shí)間tl、 t2之間的火花點(diǎn)火將實(shí)
際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整。
然而，即使實(shí)施了這些方法，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)如圖28所示的、火花點(diǎn)火 時(shí)間最晚的汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2而火花點(diǎn)火時(shí)間最早的 汽缸的火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的情況，即出現(xiàn)圖14中不存在進(jìn) 氣溫度的調(diào)整范圍Tla T2a的情況。本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法5在這種情況下采 用如下的追加措施。
(運(yùn)轉(zhuǎn)方法5—1)
圖17是表示在使進(jìn)氣溫度保持一定的狀態(tài)下的空氣過(guò)剩率與壓縮自 點(diǎn)火時(shí)間間的關(guān)系的曲線圖。從該曲線圖可知，空氣過(guò)剩率越小，壓縮自 點(diǎn)火時(shí)間越提前，空氣過(guò)剩率越大，壓縮自點(diǎn)火時(shí)間越滯后。利用這種性 質(zhì)，在運(yùn)轉(zhuǎn)方法5—1中，如圖18所示，在各汽缸(1號(hào) 4號(hào))的分岔進(jìn) 氣管29上設(shè)置了可朝混合氣繼續(xù)加入燃料的燃料調(diào)整閥57。各燃料調(diào)整閥 57由控制器45來(lái)控制。符號(hào)58是朝各燃料調(diào)整閥57輸送燃料用的燃料供 給管。在圖18中僅圖示了燃料供給系統(tǒng)的一部分，其它結(jié)構(gòu)與圖2相同， 故省略。
另外，在即使進(jìn)行上述進(jìn)氣溫度調(diào)整也還會(huì)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提 前角界限tl的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)貜娜剂险{(diào)整閥57對(duì)汽缸追加供給燃料，使 壓縮自點(diǎn)火變得容易。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl朝滯 后角側(cè)轉(zhuǎn)移。
或者，對(duì)所有的汽缸都始終從燃料調(diào)整閥57追加供給燃料，當(dāng)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)厥乖撈椎娜剂献芳恿看?于其它汽缸。由此，與上面一樣，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl 朝滯后角側(cè)轉(zhuǎn)移。反之，對(duì)于火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸，可 通過(guò)相對(duì)地減少燃料供給量來(lái)使壓縮自點(diǎn)火變難，使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于 滯后角界限t2提前。
由此，在各汽缸中，可在提前角界限tl與滯后角界限t2的范圍內(nèi)(比 提前角界限tl晚且比滯后角界限t2早的時(shí)間)進(jìn)行火花點(diǎn)火，可實(shí)現(xiàn)目 標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
另外，在預(yù)先知道火花點(diǎn)火時(shí)間始終達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，也
可僅對(duì)該汽缸設(shè)置燃料調(diào)整闊57。
另外，也可省略圖2所示的燃料控制閥32和混合器33，從圖18的燃 料調(diào)整閥57供給所有的燃料。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 2)
運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 2包括變更各汽缸的有效壓縮比的措施。如圖1所示，在 活塞的上表面形成有凹狀的燃燒室60，該燃燒室60越大，有效壓縮比就越 小，燃燒室60越小，有效壓縮比就越大。另外，有效壓縮比越小，壓縮自 點(diǎn)火就越難，有效壓縮比越大，壓縮自點(diǎn)火就越容易。
因此，在即使進(jìn)行上述進(jìn)氣溫度調(diào)整也還會(huì)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提 前角界限tl的汽缸時(shí)，預(yù)先將該汽缸的燃燒室60形成得比其它汽缸小， 使壓縮自點(diǎn)火變得容易，使火花點(diǎn)火時(shí)間比提前角界限tl滯后。另外，當(dāng) 存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸時(shí)，預(yù)先將該汽缸的燃燒室60 形成得比其它汽缸大，使壓縮自點(diǎn)火變難，使火花點(diǎn)火時(shí)間比滯后角界限 t2提前。
由此，在各汽缸中，可通過(guò)在提前角界限tl與滯后角界限t2之間(比 提前角界限tl晚且比滯后角界限t2早的時(shí)間)進(jìn)行火花點(diǎn)火，來(lái)實(shí)現(xiàn)目 標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
在上述結(jié)構(gòu)中，也可代替燃燒室60或在燃燒室60的基礎(chǔ)上，在缸蓋 15的下表面設(shè)置凹部(未圖示)，利用其大小來(lái)改變有效壓縮比。另外，如圖1所示，有效壓縮比也可通過(guò)改變火花塞37從缸蓋15的突出量p而 改變。這種情況下，在增大火花塞37的突出量p時(shí)，有效壓縮比變大，在 減小火花塞37的突出量p時(shí)，有效壓縮比變小。因此，與改變?nèi)紵?0 的大小時(shí)一樣，通過(guò)預(yù)先改變火花塞37的突出量p，在各汽缸中，可在提 前角界限tl與滯后角界限t2之間進(jìn)行火花點(diǎn)火，由此實(shí)現(xiàn)目標(biāo)壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間。如上所述的燃燒室60的容積和火花塞37的突出量P與構(gòu)造有關(guān)，無(wú) 法始終對(duì)應(yīng)變化的運(yùn)轉(zhuǎn)條件可變地設(shè)定有效壓縮比。因此，也可像下面那 樣，采用能可變地設(shè)定有效壓縮比的措施。作為一例，如圖l所示，使用可變氣門傳動(dòng)裝置作為進(jìn)氣門19的氣門 傳動(dòng)裝置21，通過(guò)用控制器45來(lái)控制該可變氣門傳動(dòng)裝置21，將進(jìn)氣門 19早關(guān)閉或晚關(guān)閉，以能可變地設(shè)定有效壓縮比。所謂進(jìn)氣門19的早關(guān)閉， 是指進(jìn)氣行程中在活塞14到達(dá)下止點(diǎn)之前將進(jìn)氣門19關(guān)閉，與沒(méi)有早關(guān) 閉的汽缸相比，可減小有效壓縮比。另外，早關(guān)閉量越大(使關(guān)閉時(shí)間進(jìn) 一步提前)，就可使有效壓縮比變得越小。所謂進(jìn)氣門19的晚關(guān)閉，是指進(jìn)氣行程中在活塞14到達(dá)下止點(diǎn)之后 將進(jìn)氣門19關(guān)閉，與沒(méi)有晚關(guān)閉的汽缸相比，可減小有效壓縮比。另外， 晚關(guān)閉量越大(使關(guān)閉時(shí)間進(jìn)一步滯后)，就可使有效壓縮比變得越小。因此，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸 時(shí)，適當(dāng)?shù)貙⒃撈椎倪M(jìn)氣門19早關(guān)閉或晚關(guān)閉，相對(duì)于其它汽缸使有效 壓縮比減小，使壓縮自點(diǎn)火變難。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間比滯后角界限 t2提前?；蛘撸瑢?duì)所有汽缸恒定地將進(jìn)氣門19早關(guān)閉或晚關(guān)閉，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件 而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)販p小該汽缸的進(jìn) 氣門19的早關(guān)閉量或晚關(guān)閉量(或使其成為零)。由此，可增大有效壓縮 比，使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl朝滯后角側(cè)轉(zhuǎn)移。反之，當(dāng)存在 火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)卦龃笤撈椎倪M(jìn)氣門19 的早關(guān)閉量或晚關(guān)閉量。由此，可減小有效壓縮比，使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)26于滯后角界限t2朝提前角側(cè)轉(zhuǎn)移?；谶M(jìn)氣門19的早關(guān)閉和晚關(guān)閉進(jìn)行的有效壓縮比的設(shè)定既可以像 上面那樣變化，也可以保持一定。即，在已知火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界 限tl的汽缸時(shí)，可預(yù)先將該汽缸的進(jìn)氣門19的早關(guān)閉量或晚關(guān)閉量設(shè)定 成比其它汽缸小(或零)，使壓縮自點(diǎn)火變得容易，使火花點(diǎn)火時(shí)間比提 前角界限tl滯后。另外，在已知火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角側(cè)的界限時(shí)間t2 的汽缸時(shí)，可預(yù)先將該汽缸的進(jìn)氣門19的早關(guān)閉量或晚關(guān)閉量設(shè)定成比其 它汽缸大，使壓縮自點(diǎn)火變難，使火花點(diǎn)火時(shí)間比滯后角界限t2提前。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 3)運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 3可對(duì)各汽缸的進(jìn)氣溫度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，以使火花點(diǎn)火 時(shí)間處在提前角界限tl與滯后角界限t2之間。如圖19所示，在與各汽缸 連接的分岔進(jìn)氣管29上設(shè)置由控制器45進(jìn)行控制的加熱器61，以可單獨(dú) 地調(diào)整在該分岔進(jìn)氣管29內(nèi)流動(dòng)的混合氣的溫度。在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火 花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)厥乖撈椎募訜崞?1工 作，使其進(jìn)氣溫度高于其它汽缸。由此，可使壓縮自點(diǎn)火變得容易，使火 花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl朝滯后角側(cè)轉(zhuǎn)移?；蛘撸瑢?duì)所有汽缸都始終使加熱器61工作，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花 點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)厥乖撈椎募訜崃看笥谄渌?汽缸。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl朝滯后角側(cè)轉(zhuǎn)移。反 之，當(dāng)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)厥蛊椎募?熱量小于其它汽缸。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于滯后角界限t2朝提前 角側(cè)轉(zhuǎn)移。作為加熱器61，可使用電氣式發(fā)熱體，或者使用將排氣氣體、發(fā)動(dòng)機(jī) 油或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水作為熱交換介質(zhì)的熱交換器。另外，也可設(shè)置冷卻裝置 來(lái)代替加熱器61。例如，在欲使進(jìn)氣溫度下降的分岔進(jìn)氣管29上設(shè)置散熱 翅片，或者用冷卻水來(lái)冷卻分岔進(jìn)氣管29。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 4)運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 4與運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 3 —樣，對(duì)各汽缸的進(jìn)氣溫度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間處在提前角界限tl與滯后角界限t2之間，但 該進(jìn)氣溫度的調(diào)整使用了內(nèi)部EGR。內(nèi)部EGR是通過(guò)排氣門20 (圖1)的早關(guān)閉或再開(kāi)啟、或者進(jìn)氣門19 (圖1)的預(yù)先提升(pre-lift)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所謂排氣門20的早關(guān)閉，是指排氣行程中在活塞14到達(dá)上止點(diǎn)之前 將排氣門20關(guān)閉。通過(guò)該排氣門20的早關(guān)閉，使缸13內(nèi)殘留有排氣氣體， 使殘留的排氣氣體與在之后的進(jìn)氣行程中流入的混合氣混合，從而可使混 合氣溫度(進(jìn)氣溫度)上升。另外，排氣門20的早關(guān)閉量越大(關(guān)閉時(shí)間 越提前)，內(nèi)部EGR量就越大，可使進(jìn)氣溫度上升。這種情況下，如圖1所示，利用可變氣門傳動(dòng)裝置構(gòu)成排氣門20的氣 門傳動(dòng)裝置22，通過(guò)用控制器45控制該可變氣門傳動(dòng)裝置22，來(lái)調(diào)整是 否早關(guān)閉和早關(guān)閉量。另外，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前 角界限tl的汽缸時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)貙⒃撈椎呐艢忾T20早關(guān)閉或者增大早 關(guān)閉量，來(lái)使混合氣溫度高于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變得容易。由此， 可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl朝滯后角側(cè)轉(zhuǎn)移。另外，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸 時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)夭皇乖撈椎呐艢忾T20早關(guān)閉或者減小早關(guān)閉量，來(lái)使混 合氣溫度低于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變難。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相 對(duì)于滯后角界限t2朝提前角側(cè)轉(zhuǎn)移。所謂排氣門20的再開(kāi)啟，是指進(jìn)氣行程中臨時(shí)地將排氣門20打開(kāi)。 通過(guò)該排氣門20的再開(kāi)啟，使殘留在排氣管26內(nèi)的排氣氣體流入缸13內(nèi) 并與從進(jìn)氣管24流入的混合氣混合，使混合氣溫度上升。另外，排氣門20 的再開(kāi)啟量(再開(kāi)啟的提升量或持續(xù)時(shí)間)越大，內(nèi)部EGR量就越大，可 使混合氣溫度上升。因此，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸 時(shí)，適當(dāng)?shù)貙⒃撈椎呐艢忾T20再開(kāi)啟或者增大再開(kāi)啟量，使混合氣溫度 高于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變得容易。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于 提前角界限tl朝滯后角側(cè)移動(dòng)。另外，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸 時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)夭皇乖撈椎呐艢忾T20再開(kāi)啟或者減小再開(kāi)啟量，來(lái)使混 合氣溫度低于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變難。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于滯后角界限t2朝提前角側(cè)轉(zhuǎn)移。所謂進(jìn)氣門19的預(yù)先提升，是指排氣行程中臨時(shí)地將進(jìn)氣門19打開(kāi)。 Ata^i k《虹 、i j丄"口'j j只夕l:^乂 i ， wx丄o k、j 口'j'ji" 、 、 ^p^iL/、^t ^目z4， 升it丄 后的進(jìn)氣行程中，在與混合氣混合的狀態(tài)下再次流入缸13內(nèi)。由此，可提 高混合氣溫度。另外，進(jìn)氣門19的預(yù)先提升量(預(yù)先提升的提升量或持續(xù) 時(shí)間)越大，內(nèi)部EGR量就越大，可提高混合氣溫度。因此，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，適當(dāng)?shù)仡A(yù)先提升該汽缸的進(jìn)氣門19或者增大預(yù)先提升量來(lái)增大EGR量，使混合氣溫度高于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變得容易。由此，可使火花點(diǎn) 火時(shí)間相對(duì)于提前角界限tl朝滯后角側(cè)移動(dòng)。另外，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸 時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)夭活A(yù)先提升該汽缸的進(jìn)氣門19或者減小預(yù)先提升量，使EGR量成為零或減少，來(lái)使進(jìn)氣溫度低于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變難。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于滯后角界限t2朝提前角側(cè)轉(zhuǎn)移。另外，通過(guò)排氣門20的早關(guān)閉或再開(kāi)啟、或者進(jìn)氣門19的預(yù)先提升 而形成的內(nèi)部EGR量既可以像上面那樣變化，也可保持一定。g口，在己知 火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角側(cè)的界限時(shí)間tl的汽缸時(shí)，預(yù)先將該汽缸的排氣 門20的早關(guān)閉量或再開(kāi)啟量、或者進(jìn)氣門19的預(yù)先提升量設(shè)定成較大， 使壓縮自點(diǎn)火變得容易，使火花點(diǎn)火時(shí)間比提前角界限tl滯后。另外，在 已知火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸時(shí)，預(yù)先將該汽缸的排氣門20 的早關(guān)閉量或再開(kāi)啟量、或者進(jìn)氣門19的預(yù)先提升量預(yù)先設(shè)定成零或者設(shè) 定成較小，使壓縮自點(diǎn)火變難，使火花點(diǎn)火時(shí)間比滯后角界限t2提前。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 5)運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 5與運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 4 一樣，對(duì)各汽缸的進(jìn)氣溫度進(jìn)行進(jìn)一 步調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間處在提前角界限tl與滯后角界限t2之間，該29進(jìn)氣溫度的調(diào)整使用了外部EGR裝置。如圖20所示，外部EGR裝置63具有將排氣管26與各分岔進(jìn)氣管 29連接的EGR通路64、以及設(shè)置在EGR通路64上的EGR閥65。在該外部 EGR裝置63中，從排氣管26排出的排氣氣體經(jīng)由EGR通路64朝進(jìn)氣管29 回流，與混合氣混合，可提高混合氣溫度。另外，外部EGR量可利用受控 制器45控制的EGR閥65來(lái)進(jìn)行調(diào)整，外部EGR量越大，就能使混合氣溫 度變得越高。因此，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸 時(shí)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整該汽缸的EGR閥65來(lái)增大外部EGR量，使混合氣溫度高于 其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變得容易。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于提前 角界限tl朝滯后角側(cè)轉(zhuǎn)移。另外，在因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸 時(shí)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整汽缸的EGR閥65來(lái)使外部EGR量成為零或者減少，使進(jìn)氣 溫度低于其它汽缸，使壓縮自點(diǎn)火變難。由此，可使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于 滯后角界限t2朝提前角側(cè)轉(zhuǎn)移。另外，外部EGR量既可以利用EGR閥65來(lái)改變，也可以保持一定。艮P ， 在已知火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸時(shí)，可預(yù)先調(diào)整該汽缸的 EGR閥65，將外部EGR量設(shè)定成較大，使壓縮自點(diǎn)火變得容易，使火花點(diǎn) 火時(shí)間比提前角界限tl滯后。另外，在已知火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限 t2的汽缸時(shí)，可預(yù)先將該汽缸的EGR閥關(guān)閉，或者調(diào)整EGR閥，將外部EGR 量設(shè)定成較小，使壓縮自點(diǎn)火變難，使火花點(diǎn)火時(shí)間比滯后角界限t2提前。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 6)在運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 6中，通過(guò)調(diào)整汽缸本身的溫度，用提前角界限tl與 滯后角界限t2之間的火花點(diǎn)火，來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間Z。具體而言， 當(dāng)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸(容易壓縮自點(diǎn)火的汽缸) 時(shí)，使朝該汽缸的周邊部分流動(dòng)的冷卻水量多于其它汽缸，促進(jìn)冷卻，從 而使火花點(diǎn)火時(shí)間相對(duì)于滯后角界限t2朝提前角側(cè)轉(zhuǎn)移。如圖21所示，將構(gòu)成欲增加冷卻水量的汽缸、例如第二汽缸(2號(hào))和第三汽缸(3號(hào))的缸套13A的壁厚尺寸d2、 d3設(shè)定成比構(gòu)成第一汽缸 (1號(hào))和第四汽缸(4號(hào))的缸套13A的壁厚尺寸dl、 d4薄。由此，水 套67在第二汽缸(2號(hào))和第三汽缸(3號(hào))的周邊部分的寬度w2、 w3變 得比在第一汽缸(l號(hào))和第四汽缸(4號(hào))的周邊部的寬度wl、 w4寬。由此，朝第二汽缸(2號(hào))和第三汽缸(3號(hào))的周邊部分流動(dòng)的冷卻 水量變得比朝第一汽缸(l號(hào))和第四汽缸(4號(hào))的周邊部分流動(dòng)的冷卻 水量多，因此，可使第二汽缸(2號(hào))和第三汽缸(3號(hào))的冷卻能力變得 比第一汽缸(l號(hào))和第四汽缸(4號(hào))高。上面是通過(guò)改變缸套13A的厚度來(lái)調(diào)整冷卻能力的，但例如也可增大 對(duì)欲提高冷卻能力的汽缸的冷卻面積(水套67的范圍)。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 7)在運(yùn)轉(zhuǎn)方法5 — 7中，通過(guò)改變汽缸的構(gòu)成部件的材質(zhì)，用提前角界限 tl與滯后角界限t2之間的火花點(diǎn)火，來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間Z。具體 而言，當(dāng)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限t2的汽缸(容易壓縮自點(diǎn)火的 汽缸)時(shí)，使用熱傳導(dǎo)率高的(散熱性高的)材質(zhì)作為該汽缸的構(gòu)成部件 的材質(zhì)。反之，當(dāng)存在火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限tl的汽缸(很難壓縮 自點(diǎn)火的汽缸)時(shí)，使用傳導(dǎo)率低的(散熱性低的)材質(zhì)作為該汽缸的構(gòu) 成部件的材質(zhì)。由此，可通過(guò)提前角界限tl與滯后角界限t2之間的火花點(diǎn)火，將實(shí) 際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間設(shè)定成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。作為汽缸的構(gòu)成部件，如圖1所示，可以是活塞14的整體和頂面等的 一部分、或者缸13 (缸套13A)的全部或一部分。另外，改變汽缸散熱性 的方法并不局限于改變材質(zhì)本身，例如，也可在構(gòu)成部件的內(nèi)部形成構(gòu)成 隔熱層的空洞等，通過(guò)改變汽缸的構(gòu)造來(lái)改變散熱性。 (運(yùn)轉(zhuǎn)方法6)有時(shí)即使采用上述的運(yùn)轉(zhuǎn)方法1 5的措施，也無(wú)法通過(guò)提前角界限 tl與滯后角界限t2之間的火花點(diǎn)火將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo) 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。本實(shí)施方式的運(yùn)轉(zhuǎn)方法6在這種情況下進(jìn)一步采用追加措施。艮P，運(yùn)轉(zhuǎn)方法6設(shè)定進(jìn)氣溫度，以至少使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸可 適當(dāng)(正常)運(yùn)轉(zhuǎn)。此處所謂的適當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)，表示最大的汽缸內(nèi)壓力和爆震 強(qiáng)度在容許值以下。所謂火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸，是指壓縮自點(diǎn)火最容易的汽缸，換言 之，是指最容易爆震的汽缸。因此，若該汽缸能在沒(méi)有爆震的情況下適當(dāng) 地壓縮自點(diǎn)火，則其它汽缸即使發(fā)生不發(fā)火，也不會(huì)產(chǎn)生爆震。因此，可 防止因爆震的產(chǎn)生而使發(fā)動(dòng)機(jī)11本身受到機(jī)械損傷。 (本實(shí)施方式的效果檢證)圖22 圖24是比較表示(a)不進(jìn)行火花點(diǎn)火時(shí)、(b)用運(yùn)轉(zhuǎn)方法l 僅對(duì)沒(méi)有壓縮自點(diǎn)火的特定汽缸進(jìn)行了輔助的火花點(diǎn)火時(shí)、(c)用運(yùn)轉(zhuǎn)方法 4對(duì)應(yīng)該統(tǒng)一壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的所有汽缸均進(jìn)行了輔助的火花點(diǎn)火時(shí)的汽缸間 的各種燃燒參數(shù)的偏差的曲線圖。具體而言，圖22表示各汽缸間的汽缸內(nèi) 最高壓力的偏差(最大值與最小值之差)，圖23表示各汽缸間的壓縮自點(diǎn) 火時(shí)間的偏差，圖24表示各汽缸間的爆震強(qiáng)度(爆震容易程度)的偏差。在(a)時(shí)，可知，對(duì)于所有燃燒參數(shù)，各汽缸間的偏差都極大。這可 認(rèn)為是存在無(wú)法進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火(產(chǎn)生不發(fā)火)的汽缸、或者完全無(wú)法控 制壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。與之相對(duì)，在(b)時(shí)，在所有汽缸中均實(shí)現(xiàn)了壓縮自 點(diǎn)火，因此，與(a)相比，各燃燒參數(shù)的偏差變小。另外，在(c)時(shí)， 在所有汽缸中壓縮自點(diǎn)火時(shí)間均得到統(tǒng)一，因此，各燃燒參數(shù)的偏差被抑 制成較小。圖25是在與上面相同的各條件下比較表示熱效率的曲線圖。在(a) 時(shí)，熱效率極低，但在(b) 、 (c)時(shí)，如上所述，各燃燒參數(shù)的偏差被 抑制，因此熱效率提高。特別是在(c)時(shí)，可知，與(a)時(shí)相比，熱效 率變得極高。圖26是在與上面相同的各條件(a) 、 (b) 、 (c)下對(duì)未燃碳?xì)浠?合物(THC)的排出量進(jìn)行比較的曲線圖，圖27同樣是在各條件(a) 、 (b)、 (c)下對(duì)一氧化碳(C0)的排出量進(jìn)行比較的曲線圖。這些大氣污染物質(zhì)的排出量也是(a)時(shí)極多，但(b) 、 (C)時(shí)因各燃燒參數(shù)的偏差被抑制 而可得到抑制。特別是在(c)時(shí)，可知，與(a)時(shí)相比，大氣污染物質(zhì)
的排出量被極度抑制。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變更。例如，在 上述實(shí)施方式中例示了四汽缸的予混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，但汽缸數(shù)沒(méi)有限 定。
權(quán)利要求
1. 一種預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，使預(yù)先將燃料與空氣混合后的混合氣在汽缸內(nèi)的燃燒室中壓縮自點(diǎn)火并燃燒，其特征在于，所述預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)包括對(duì)所述混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火的火花點(diǎn)火裝置，分別設(shè)定了可誘發(fā)所述混合氣的壓縮自點(diǎn)火的火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限和滯后角界限，在提前角界限與滯后角界限之間，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件輔助地對(duì)所述混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火。
2. 如權(quán)利要求l所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，在規(guī)定汽缸中進(jìn)行火花點(diǎn)火，以使各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間統(tǒng)一。
3. 如權(quán)利要求l所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特 征在于，調(diào)整進(jìn)行所述火花點(diǎn)火的時(shí)間，以調(diào)整所述混合氣的壓縮自點(diǎn)火 時(shí)間。
4. 如權(quán)利要求l所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特 征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，對(duì)每個(gè)汽缸調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使各汽缸的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 統(tǒng)一。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法， 其特征在于，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較來(lái)進(jìn)行火花點(diǎn)火，以使 實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法， 其特征在于，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間。
7. 如權(quán)利要求3所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，并對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與 實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù)該比較，在提前角界限與滯后角界 限之間調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)自 點(diǎn)火時(shí)間，再將混合氣的進(jìn)氣溫度調(diào)整到可將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整 成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的范圍內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求4所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特 征在于，針對(duì)每個(gè)汽缸，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，并對(duì)該目標(biāo)壓 縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù)該比較，在提前角 界限與滯后角界限之間調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火 時(shí)間成為目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，再針對(duì)所有的汽缸，將混合氣的進(jìn)氣溫度 調(diào)整到可將實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間調(diào)整成目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的范圍內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求3所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特 征在于，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，并在能實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間 的火花點(diǎn)火時(shí)間中設(shè)定最佳的火花點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)所述目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù) 該比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo) 自點(diǎn)火時(shí)間，再對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間成為所述最佳火花點(diǎn)火時(shí)間。
10. 如權(quán)利要求4所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，針對(duì)每個(gè)汽缸，設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，并在能實(shí)現(xiàn)該目標(biāo) 壓縮自點(diǎn)火時(shí)間的火花點(diǎn)火時(shí)間中設(shè)定最佳的火花點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù)該 比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)自點(diǎn)火時(shí)間，再對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸在最佳火花點(diǎn) 火時(shí)間進(jìn)行火花點(diǎn)火。
11. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，使對(duì)火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的燃料供給量相對(duì)于 其它汽缸增大，使對(duì)達(dá)到滯后角界限的汽缸的燃料供給量相對(duì)于其它汽缸減少。
12. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，使火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的有效壓縮比相對(duì)于其 它汽缸增大，使達(dá)到滯后角界限的汽缸的有效壓縮比相對(duì)于其它汽缸減少。
13. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，包括使排氣氣體朝汽缸內(nèi)回流的EGR裝置，使對(duì)火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的EGR量相對(duì)于其它汽缸增 大，使對(duì)達(dá)到滯后角界限的汽缸的EGR量相對(duì)于其它汽缸減少或者成為零。
14. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，使火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的進(jìn)氣溫度相對(duì)于其它 汽缸提高，使達(dá)到滯后角界限的汽缸的進(jìn)氣溫度相對(duì)于其它汽缸降低。
15. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，使火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到提前角界限的汽缸的溫度相對(duì)于其它汽缸 提高，使達(dá)到滯后角界限的汽缸的溫度相對(duì)于其它汽缸降低。
16. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，利用熱傳導(dǎo)率相對(duì)于其它汽缸較低的材質(zhì)來(lái)形成火花點(diǎn)火時(shí)間 達(dá)到提前角界限的汽缸的構(gòu)成部件，利用熱傳導(dǎo)率相對(duì)于其它汽缸較高的 材質(zhì)來(lái)形成火花點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到滯后角界限的汽缸的構(gòu)成部件。
17. 如權(quán)利要求4所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，針對(duì)每個(gè)汽缸設(shè)定作為目標(biāo)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，對(duì)該目標(biāo)壓縮自點(diǎn)火時(shí)間與實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行比較，根據(jù)該比較來(lái)調(diào)整進(jìn)行火花點(diǎn)火 的時(shí)間，以使實(shí)際的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間成為目標(biāo)自點(diǎn)火時(shí)間，再對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)整，以使火花點(diǎn)火時(shí)間最晚的汽缸進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
18. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 對(duì)所述混合氣的空氣過(guò)剩率進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該空氣過(guò)剩率來(lái)變更所述提 前角界限。
19. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其 特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，對(duì)每個(gè)汽缸的混合氣的空氣過(guò)剩率 進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)各空氣過(guò)剩率來(lái)分別變更各汽缸的所述提前角界限。
20. 如權(quán)利要求l、 18或19所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 方法，其特征在于，對(duì)所述混合氣的進(jìn)氣溫度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該進(jìn)氣溫 度來(lái)變更所述提前角界限。
21. 如權(quán)利要求l、 18或19所述的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)汽缸，針對(duì)每個(gè)汽缸檢測(cè)混合氣的進(jìn)氣溫度，并根據(jù)各進(jìn)氣溫度來(lái)分別變更 各汽缸的所述提前角界限。
全文摘要
即使是很難壓縮自點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，也可通過(guò)火花點(diǎn)火來(lái)誘發(fā)壓縮自點(diǎn)火，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的點(diǎn)火，擴(kuò)大可進(jìn)行壓縮自點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍。另外，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整汽缸內(nèi)的壓縮自點(diǎn)火時(shí)間，可提高循環(huán)效率和熱效率并抑制大氣污染物質(zhì)的排出。一種使預(yù)先將燃料與空氣混合后的混合氣在汽缸內(nèi)的燃燒室中壓縮自點(diǎn)火并燃燒的預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)(11)包括對(duì)混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火的火花塞(37)，分別設(shè)定了可誘發(fā)混合氣的壓縮自點(diǎn)火的火花點(diǎn)火時(shí)間的提前角界限(t1)和滯后角界限(t2)，在兩個(gè)界限之間，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件輔助地對(duì)混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火。
文檔編號(hào)F02B75/18GK101506486SQ20078003139
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者中園徹, 大坪弘幸, 白水崇之 申請(qǐng)人:洋馬株式會(huì)社