[发明专利]火花点火式内燃发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种火花点火式内燃发动机。

背景技术

本领域公知一种设置有能改变机械压缩比的可变压缩比机构和能控制进气门的关闭正时的可变气门正时机构的火花点火式内燃发动机，其在发动机中负荷运转和发动机高负荷运转时通过增压器执行增压动作，并且在保持发动机中负荷及高负荷运转时固定的实际压缩比的状态下，随着发动机负荷变低增加机械压缩比和并延迟进气门的关闭正时(例如，见日本专利公开(A)No.2004-218522)。

然而，大体上，在内燃发动机中，膨胀比越大，则在膨胀行程中向下力作用在活塞上的时间段越长，因此膨胀比越大，则热效率就提高得越多。因此，为了在发动机运转时提高热效率，优选地使机械压缩比尽可能高并使膨胀比是大膨胀比。

然而，如果以这种方法增加膨胀比，则燃烧室中产生的大部分热能转化为动能，所以废气温度下降。进一步地，随之，燃烧室中的废气在膨胀行程终点的压力也变低并且相应地废气变得难以从燃烧室排出。当膨胀比设为20或更大时该倾向看上去特别明显。

另一方面，如果设置在发动机排气通道中的发动机废气净化催化剂没有升温至特定的温度或更高的温度，则其通常不会表现出优良的废气净化作用。由于该原因，在大多数内燃发动机中，利用从发动机机体排出的废气的热量来将废气净化催化剂保持在高温。

然而，如以上所述，如果增加膨胀比，则废气温度下降，所以废气净化催化剂每单位流量升高的温度降低。进一步地，如果增加膨胀比，则废气变得难以从燃烧室排出，所以流入废气净化催化剂的废气的流量变得更小。由于该原因，如果在大膨胀比的状态下运转内燃发动机，则难于将废气净化催化剂保持在高温。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种火花点火式内燃发动机，即使在大膨胀比的状态下运转所述内燃发动机时，也能将废气净化催化剂保持在较高的温度。

本发明提供一种在权利要求书的权利要求中描述的火花点火式内燃发动机作为实现上述目的的装置。

在本发明的一方面中，提供一种火花点火式内燃发动机，包括：能改变机械压缩比的可变压缩比机构、能改变实际压缩作用的开始正时的实际压缩作用开始正时改变机构、以及排气门，其中，在发动机低负荷运转时使机械压缩比最大化以获得最大膨胀比并且设定实际压缩比使得不会发生爆燃，其中最大膨胀比是20或更大，其中在发动机低负荷运转时排气门的关闭正时大致设为进气上止点。

在本发明的另一方面中，提供一种火花点火式内燃发动机，包括：能改变机械压缩比的可变压缩比机构、能改变实际压缩作用的开始正时的实际压缩作用开始正时改变机构、以及能改变排气门的关闭正时的排气可变气门正时机构，其中，在发动机低负荷运转时使机械压缩比最大化以获得最大膨胀比并且设定实际压缩比使得不会发生爆燃，其中最大膨胀比是20或更大，其中排气门的关闭正时在发动机低负荷运转时的可设定区域比在发动机高负荷运转时的可设定区域更多地限制在进气上止点侧。

在本发明的另一方面中，在发动机低负荷运转时，排气门的关闭正时大致设为进气上止点。

在本发明的另一方面中，发动机进一步包括能改变进气门的打开正时的进气可变气门正时机构，并且控制排气门的关闭正时和进气门的打开正时使得在发动机低负荷运转时进气门的打开和排气门的打开重叠的时间段最小。

在本发明的另一方面中，发动机进一步包括能改变进气门的打开正时的进气可变气门正时机构，并且控制排气门的关闭正时和进气门的打开正时使得在发动机低负荷运转时进气门的打开和排气门的打开重叠的时间段变成零。

在本发明的另一方面中，发动机进一步包括能改变进气门的打开正时的进气门打开正时改变机构，并且在发动机低负荷运转时，进气门的打开正时大致设为进气上止点。

在本发明的另一方面中，在发动机低负荷运转时的实际压缩比设为与在发动机中负荷及高负荷运转时的实际压缩比大致相同。

在本发明的另一方面中，在发动机低转速时，不管发动机负荷如何，实际压缩比落在9至11的范围内。

在本发明的另一方面中，发动机转速越高，则实际压缩比越高。

在本发明的另一方面中，实际压缩作用开始正时改变机构包括能改变进气门的关闭正时的进气可变气门正时机构。

在本发明的另一方面中，通过改变进气门的关闭正时来控制供给至燃烧室的进气量。

在本发明的另一方面中，进气门的关闭正时随着发动机负荷降低而向远离进气下止点的方向移位直到仍能控制供给至燃烧室的进气量的极限关闭正时为止。