[发明专利]用于控制多气缸发动机内的燃烧的方法及多气缸发动机

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于控制多气缸发动机内的燃烧的方法及多气缸发动机，更具体地，涉及一种用于通过控制一个或多个燃料喷射参数来控制燃烧的方法以及通过控制一个或多个燃料喷射参数来控制燃烧的发动机。

背景技术

重型柴油发动机的发动机内的持续减排和系统输出NOx排放已经导致逐步渐增地使用废气再循环。在分析某些发动机内的气缸之间的荷质浓度时，已经发现非均质EGR和新鲜空气的混合经常发生。这种不平衡的混合可能对发动机部件有害，并且损害发动机的性能和排放。

如果EGR浓度因为不适当的混合而在某些气缸内非常高，则将在燃烧期间在EGR较浓的气缸内产生增加的颗粒物质(例如烟尘)和碳氢化合物。大量的未适当燃烧的碳可损害各种发动机部件。如果气体从这些气缸再循环到EGR回路中，包括但不限于气门和冷却器的EGR部件将受到这种混合物的损害和阻塞的影响。可备选地，如果具有高浓度的颗粒物质和碳氢化合物的这种气体被导入到后处理系统中，它可能过载或损害部件。EGR浓度低的气缸将导致更高的NOx浓度和更高的燃烧温度。如果这种气缸的输出气体被导入到排气管而非EGR回路，所测得的排气管排放可能高于气缸排放的实际平均水平。

针对该非平衡混合问题的大多数方案涉及利用流体动力学建模支持的实验，以优化混合室和歧管几何外形来获得更均匀的混合。然而，多种因素(例如部件费用和包装问题)可导致对于发动机性能和排放并非最优的最终硬件包装。同样，即便具有针对特殊条件优化的进气处理系统的发动机也通常在宽的速度范围和负载范围内运行。流体动力学可能会在预计的设计条件以外变化，使得该设计对其他运行状况下的混合不利。现有的一些方法通过调节燃料补给角度来减少气缸之间的输出功率变动，但当前已知的方法都不能解决前文提及的燃烧和排放问题。

希望提供一种从所有气缸获得期望排放成分的多气缸发动机。也希望提供一种从多气缸发动机的所有气缸获得期望排放成分的方法。

发明内容

根据本发明的一方面，用于控制多气缸发动机内的燃烧的方法包括：将燃料喷射到多气缸发动机的至少一个气缸内；以及，对于每个气缸，单独地控制至少一个燃料喷射参数，以使该气缸产生期望的排气成分。

根据本发明的另一方面，多气缸发动机包括：多个气缸；燃料喷射器，该燃料喷射器与多个气缸中的每个气缸相关联；以及控制器，该控制器布置为对每个气缸单独地控制至少一个燃料喷射参数，以使该气缸产生期望的排气成分。

附图说明

通过阅读如下的详细描述以及结合附图，本发明的特征和优点将得到很好地理解，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1为根据本发明一方面的多气缸发动机的示意图；

图2为根据本发明另一方面的多气缸发动机的示意图。

具体实施方式

根据本发明一方面的多气缸发动机21在图1中示出，并包括多个气缸23a、23b、23c、23d、23e和23f。燃料喷射器25a、25b、25c、25d、25e和25f分别与多个气缸中的每个气缸23a、23b、23c、23d、23e和23f相关联。诸如计算机或ECU的控制器27布置为对每个气缸单独地控制至少一个燃料喷射参数，以使该气缸产生期望的排气成分。

进气管路29可设定用来将吸气引入到至少一个、通常是引入到所有气缸内。进气管路29通常包括将每个气缸连接到该进气管路的歧管31。涡轮增压器的压缩机51通常布置在歧管31的上游。

EGR系统可设定为用于将排气引入到至少一个、通常是引入到所有气缸内。EGR系统通常包括EGR管路37内的EGR阀35，该EGR管路37将排气管路39连接到进气管路29或歧管31。通过打开和关闭EGR阀35，更多或更少的排气可如期望的那样再循环。控制器27通常控制EGR阀35，常常为了获得诸如燃料消耗、排气排放和排气温度等参数之间的期望平衡。EGR系统33通常也包括用于冷却向至少一个气缸再循环的排气的EGR冷却器41。

每个气缸23a、23b、23c、23d、23e和23f分别具有一个或多个进气阀43a、43b、43c、43d、43e和43f和一个或多个排气阀45a、45b、45c、45d、45e和45f。控制器27能布置为单独地调节每个气缸23a、23b、23c、23d、23e和23f的进气阀和排气阀中的至少一个或二者的正时。调节进气阀和排气阀的正时能够实现从每个气缸23a、23b、23c、23d、23e和23f排出的排气成分以及发动机性能。