[发明专利]发动机系统和操作直接喷射式发动机的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求在2012年5月21日提交的英国专利申请No.1208936.3的优先权，该申请的全部内容为了所有目的通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及直接喷射式发动机，尤其涉及以使来自发动机的微粒排放最小化的方式操作这种发动机。

背景技术

各种政府法规和国际法规正被实施或研究以使微粒生成最小化。对于汽油直接喷射（GDI）而言，获得非常精确的喷雾模式以便最小化微粒生成尤为重要。

直接喷射和特别地GDI的一个问题是由于燃料喷射器的尖端部分暴露在燃烧过程中，所以在每个燃料喷射器的尖端部分上均堆积了沉积物。

为了获得所要求的精确的喷雾模式，燃料喷射器必须被生产为具有非常错综复杂的结构，例如锐边，并且这些结构受到燃料喷射器的尖端部分上堆积的积碳的影响，导致增加的碳烟产物。通常，积碳具有碳基性质，并且作为燃烧过程的副产物产生。

另外，因为积碳本质上是多孔的，所以燃料能够渗透到积碳中，并且然后在燃烧过程中晚期燃烧，导致碳烟的产生。

为了降低或消除这种焦化，例如从日本专利公开JP-A-59041662中已知在燃料喷射器的喷射器尖端部分上提供催化剂涂层，从而促进降低积碳的堆积和/或去除积碳。

本申请人已发现在标准工作条件下，当发动机处于欠负荷时，这种催化剂涂层有效地降低焦炭堆积，并且在发动机的操作期间有助于这种沉积物的去除。

然而，问题是催化剂材料在轻负荷下或者在重复的停止启动条件下不是非常有效，其中由于在这种条件下的燃料喷射器的尖端部分的相对低的温度而能够形成焦化。

发明内容

根据本发明的第一方面，通过提供一种发动机系统来解决上述问题，该发动机系统包含具有汽缸的直接喷射式发动机，活塞在汽缸中被滑动地支撑，从而与汽缸盖组合形成燃烧室；用于汽缸的燃料喷射器，其具有突出至燃烧室中的催化剂镀膜尖端部分；以及电子控制器，其控制发动机的操作并且如果要求加热燃料喷射器尖端，则在加热操作模式中操作发动机。

如果没有请求加热喷射器尖端部分，则电子控制器可操作为在标准操作模式中操作发动机。

如果催化剂镀膜尖端部分的温度低于催化剂材料的点火温度，则可以要求加热燃料喷射器尖端。

如果催化剂镀膜尖端部分的温度低于催化剂材料的点火温度，并且要求喷射器尖端的脱焦，则可以要求加热燃料喷射器尖端。

以加热模式操作发动机可包含通过使用电子控制器调整燃料喷射正时和被喷射入燃烧室中的燃料量中的至少一个，从而增加燃烧温度。

发动机可以是多汽缸发动机。在该情况中，以加热模式操作发动机包含使用电子控制器停用发动机的至少一个汽缸，以便增加仍在操作的每个汽缸上的负荷。

发动机的汽缸可以按预定的顺序停用。

每个停用的汽缸可被布置为在其停用时泵送空气。

以加热模式操作发动机可包含至少一个汽缸以富化学计量操作和至少一个汽缸以稀化学计量操作，以便促进至少一个稀操作的汽缸中的增加的燃烧温度和氧化环境。

以加热模式操作发动机可包含至少一个汽缸以稀化学计量操作和至少一个汽缸以比稀化学计量操作的至少一个汽缸更稀地操作，以便在至少一个更稀操作的汽缸内促进增大的燃烧温度。

所述发动机可以是火花点火式发动机，并且以加热模式操作所述发动机可包含通过使用电子控制器将点火正时调整至相对于标准正时位置延迟和提前的点火正时中的一个，从而增加燃烧温度。

根据本发明的另一方面，提供一种操作直接喷射式燃烧发动机的方法，发动机的每个汽缸具有含催化剂镀膜尖端部分的燃料喷射器，该催化剂镀膜尖端部分暴露至燃烧产物；该方法包含响应于加热燃料喷射器尖端的请求以加热操作模式操作发动机。

如果没有请求加热燃料喷射器尖端部分，则该方法可包含在标准操作模式下操作发动机。

如果催化剂镀膜尖端部分的温度低于催化剂材料的点火温度，则可以请求加热燃料喷射器尖端。

如果催化剂镀膜尖端部分的温度低于催化剂材料的点火温度并且要求喷射器尖端脱焦，则可以请求加热燃料喷射器。

以加热模式操作发动机可包含调整燃料喷射正时和喷射至每个操作汽缸中的燃料量中的至少一个。

所述发动机可以是多汽缸发动机。在该情况中，以加热模式操作发动机可包含停用发动机的至少一个汽缸，以便增大仍在操作的汽缸上的负荷。

发动机的汽缸可以按预定顺序被停用。

每个停用的汽缸可被布置为在其停用时泵送空气。