[实用新型]一种直喷式汽油发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及减少直喷式汽油发动机的颗粒物排放。 

背景技术

已经发现，在联邦测试程序（Federal Test Procedure）的开始500秒期间（即当发动机还没有升温时）直喷式汽油发动机排放颗粒物。颗粒物被认为是由于燃料直接接触燃烧室的表面而形成的，并且特别是直接接触活塞顶（尤其是如果它们是油冷式的），这是由于活塞顶比气缸壁和气缸盖升温更加缓慢。 

发明内容

由于在起动发动机之前对燃烧室进行预加热是复杂的且耗能高的，因此，根据本实用新型的一个实施例，燃料被加热，使得其在被导入燃烧室时更容易蒸发，从而，当燃料喷流从喷射器离开足够远的距离时，很少或没有燃料在液体形式下碰撞燃烧室表面。 

公开的一种直喷式汽油发动机具有燃料轨、联接至燃料轨并将燃料供应至发动机气缸内的燃料喷射器。所述发动机还具有发动机冷却剂回路，该发动机冷却剂回路包括水泵来使得冷却剂循环经过发动机内的水套。设置有从冷却剂回路到燃料轨的分支。在一个实施例中，所述水套的、接近排气端口和通向气缸外的排气管的部分联接至水套的通向燃料轨的分支。由于排气部分附近的水套内的冷却剂在发动机的冷起动期间更快速地被加热，所以燃料轨将在冷起动期间被快速地加热。发动机冷却剂通常由水、乙二醇和添加剂的混合物构成。术语冷却剂和水在本实用新型用于指代冷却剂回路中使用的任何适当液体混合物。 

在一些实施例中，在燃料轨内设置电加热元件，来对冷却剂加热的燃料进行进一步的辅助加热。在一个实施例中，在冷却剂回路的通向水套的分支内设置恒温器，以防止冷却剂在还没有获得足够高的温度时流向燃料轨。也就是说，避免提供至燃料轨的冷却剂使得已经由电加热元件加热的 燃料冷却的情况。在一个实施例中，恒温器是机械式恒温器，其在低于预定温度的温度下关闭，且在超出预定温度的温度下打开。 

在带有与燃料轨相关联的电加热元件的实施例中，电控单元联接至电加热元件。电控单元在接收到发动机将起动的指示时使得电加热元件被启动。电控单元还联接至与发动机冷却剂接触的温度传感器，并且电控单元使得加热元件在发动机冷却剂的温度超出阈值温度时停用。在一些替代实施例中，恒温器被以电气方式控制，使得基于上述燃料轨和发动机冷却剂内的估计或测量温度而允许从接近排气管的水套至燃料轨的流动。 

发动机将起动的指示是下述情况之一：钥匙插在点火开关内、车门打开、车门解锁、车门被打开与关闭、制动踏板被压下、钥匙处在距车辆预先确定的距离内、或者车辆驾驶员命令发动机起动。电加热元件的启动可以进一步基于发动机冷却剂的温度低于阈值温度。 

在一些实施例中，燃料喷射器包括电联接至电控单元的电加热器，电控单元在有指示表明发动机将起动时启动电加热器。 

在一个实施例中，直喷式汽油发动机包括燃料轨以及发动机冷却剂回路。发动机冷却剂回路具有：主水泵，其用于循环冷却剂；位于发动机内的水套，水套在气缸盖内，带有接近排气管的部分；以及燃料轨分支，其基本上直接地联接在接近排气管的水套部分的下游，其中，燃料轨分支物理地接触燃料轨。发动机还具有联接至发动机的温度传感器，以及电联接至主水泵和温度传感器的发动机控制单元。当来自温度传感器的信号指示发动机内的发动机冷却剂的温度低于阈值温度时，发动机控制单元使得主水泵停用。在一些实施例中，发动机还具有辅助泵，辅助泵联接至发动机冷却剂回路并且电联接至发动机控制单元。基于发动机内的发动机冷却剂的温度高于阈值温度且主水泵被停用，发动机控制单元控制辅助水泵，来实现冷却剂回路内的流动循环。排气管是下述零件之一：直接地位于发动机气缸下游的排气端口、引导来自排气端口的废气的单独排气管、以及单独排气管连接而成的组合排气管。 

根据又一实施例，一种直喷式汽油发动机包括：联接至发动机气缸的燃料喷射器；燃料轨，其将燃料供应至燃料喷射器；设置在燃料喷射器内的电加热元件；以及发动机冷却剂回路，其包括水泵来使得发动机冷却剂循环经过发动机内的水套。设置有从冷却剂回路到燃料轨的分支。在冷却剂回路的供应燃料轨的分支内设置恒温器。恒温器是机械式恒温器，其在 低于预定温度的温度下关闭，并且在超出预定温度的温度下打开。 

电控单元联接至电加热元件。电控单元在接收到发动机将起动的指示时使得电加热元件被启动。电控单元联接至与发动机冷却剂接触的温度传感器，并且电控单元使得加热元件在发动机冷却剂的温度超出阈值温度时停用。电控单元联接至与发动机冷却剂接触的温度传感器，并且电加热元件的启动进一步基于发动机冷却剂的温度低于阈值温度。