[发明专利]用于发动机中的再燃烧的方法

说明书

本公开提供了“用于发动机中的再燃烧的方法”。提供了用于在多缸发动机的气缸中再燃烧排气以便升高排气的温度以增强多缸发动机内的催化转化的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括在排气冲程期间经由进气门将燃烧后的气体从气缸排出到进气歧管中，以便在随后的进气冲程中经由进气门从进气歧管再吸入燃烧后的气体。

技术领域

本说明书总体上涉及用于经由再吸入和再压缩在内燃发动机的气缸中再燃烧排气的方法和系统。

背景技术

在低发动机转速情况下升高排气温度的一种方法是利用气缸停用并因此更快速地加热排气催化器。

通常可以通过使多缸发动机的一个或多个气缸的进气门和排气门保持关闭来实现气缸停用。这可以允许停用的气缸通过活塞运动对存储在其中的充气进行压缩和减压，同时在低发动机负荷下增加活动气缸的气缸压力并减少在发动机中的燃烧期间使用的空气量，由此升高由发动机操作产生的排气的温度。

Hayman等人在美国专利号10,078,280中给出了一种用于增强催化转化的示例性方法。其中，Hayman利用发动机控制器来优化凸轮定相、空气/燃料混合物和火花角，以便更快地实现起燃温度以实现更有效的催化转化。具体地，在发动机操作期间，经由凸轮定相系统来调整活动气缸的凸轮相位，所述凸轮定相系统允许独立地操纵排气凸轮轴正时和进气凸轮轴正时，使得排气门在进气冲程开始时维持打开以及进气门在进气冲程期间打开。这可以允许再吸入排气，从而减少碳氢化合物排放并使排气能量最大化，所述排气能量是排气温度和流量的函数。这与经由专用直接空气喷射系统和延迟火花产生进行的直接空气喷射相结合，以便维持稀空气-燃料混合物以实现稳定燃烧。另外，如果发动机在低负荷下操作，则这可以与多缸发动机的一个或多个气缸的停用相结合，以便加速达到催化转化器的起燃温度。

发明内容

然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，气缸停用尤其是在低发动机转速操作期间、当它可能是最期望的时、诸如在怠速或接近怠速期间可能导致不希望的噪声、振动和粗糙性(NVH)。作为另一个示例，除了在怠速期间的不希望的NVH和降低低端动力产生之外，在进气冲程期间打开进气门的同时维持排气门打开还可能在低发动机转速下引入低真空。另外，Hayman的系统利用专用的直接空气喷射系统，所述直接空气喷射系统可以与单独的燃料喷射系统和凸轮定相配合使用。添加诸如空气喷射器和相关联的控制系统的硬件可能增加发动机设计复杂性。

在一个示例中，可以通过一种方法来解决上述问题，所述方法包括：在排气冲程期间打开进气门以将燃烧后的气体排出到发动机的进气歧管中，然后在紧接的后续进气冲程期间再吸入所述燃烧后的气体。通过这种方式，通过再燃烧先前燃烧的空气-燃料混合物，可以升高排气温度以有助于在低发动机转速下进行更有效的催化转化。

作为一个示例，先前燃烧的气体的再燃烧可以在内燃发动机的气缸中经由再吸入和/或再压缩来执行。对于再吸入，多缸发动机中的气缸循环可以在标准四冲程循环与再吸入之间交替。再吸入可以包括再吸入和再燃烧先前在气缸中燃烧的空气-燃料混合物。在第一示例中，可以在排气冲程期间经由进气门将燃烧后的空气-燃料混合物排出到进气歧管中，然后在紧接后续的进气冲程中可以通过进气门再吸入先前燃烧的空气-燃料混合物与来自进气歧管的空气的组合以进行燃烧。在第二示例中，可以在排气冲程期间经由排气门将燃烧后的空气-燃料混合物排出到排气歧管中，然后在紧接后续的进气冲程中可以通过排气门再吸入燃烧后的空气-燃料混合物以进行燃烧。在第三示例中，排气门可以在排气冲程和进气冲程期间维持部分打开。在进气冲程和排气冲程期间维持排气门部分打开可以允许来自先前燃烧的部分燃烧后的空气-燃料混合物与来自排气歧管的排气的混合物用于后续燃烧。在第四示例中，进气门可以在排气冲程和进气冲程期间维持部分打开。在进气冲程和排气冲程期间维持进气门部分打开可以允许来自先前燃烧的部分燃烧后的空气-燃料混合物与来自进气歧管的空气的混合物用于后续燃烧。可以修改作为上述再吸入方法的一部分的再燃烧的喷射策略，以便降低富空气-燃料混合物的可能性。