[发明专利]直接喷射火花点火式内燃发动机及其燃料喷射方法

说明书

技术领域

本发明涉及直接喷射火花点火式内燃发动机以及用于此发动机的燃料喷射方法。

背景技术

通过在各气缸中形成均匀的空气-燃料混合物并在每个压缩行程结束时的点火时间点燃该混合物来进行均匀燃烧。在这种均匀燃烧过程中，在气缸中产生翻转流，且所产生的翻转流维持活动状态直到压缩行程结束时的点火时间。以这样的方式，能够维持空气-燃料混合物的运动直到点火，并且这种空气-燃料混合物的运动会加速燃烧速度，从而在良好的条件下进行均匀燃烧。

例如，日本专利申请公开JP-A-2005-180247A提出了一种在每个进气口中都具有进气流控制阀的直接喷射火花点火式内燃发动机。在该发动机中，进气流控制阀导引进气沿着进气口的上壁流动并进入气缸。以这样的方式，在气缸中产生高强度的翻转流，使得翻转流能够保持活动状态直到压缩行程结束时的点火时间。

但是，根据该直接喷射火花点火式内燃发动机，当导引进气沿着进气口的上壁流动并进入气缸时，需要由进气流控制阀使进气口通道变窄。根据这种结构，当所需进气量较小时，能够在不引起任何特别问题的情况下在气缸中产生翻转流。但是，当所需进气量较大时，如果进气口通道如上所述地由进气流控制阀而变窄，则有可能引起进气不足。在这种情况下，不能在气缸中产生高强度的翻转流。

但是，在直接喷射火花点火式内燃发动机中，即使不设置这样的进气流控制阀，也能够通过适当地设定燃料喷射方向以及在每个进气行程结束时喷射具有大推力的燃料来增强每个翻转流。然而，在这种情况下，具有大推力的喷射燃料的一部分有可能到达缸孔壁的表面并由于被机油吸收而附着在该处。如果缸孔壁的表面的温度高，则吸收在机油中的燃料将容易蒸发，所以不会涉及特别的损害。但是，如果缸孔壁的表面的温度低，则所吸收的燃料将保持被吸收在机油中，因此稀释了机油。此外，如果喷射燃料的温度过高，则由于减压沸腾效应，喷射燃料容易蒸发，因此不能适当地增强翻转流。此外，如果燃料喷射方向不准确，则不能利用喷射燃料有效增强翻转流。

发明内容

本发明涉及一种利用喷射燃料来适当地增强翻转流的直接喷射火花点火式内燃发动机以及用于此发动机的燃料喷射控制方法。

本发明的第一方面涉及一种直接喷射火花点火式内燃发动机，其在均匀燃烧过程中利用在接近进气行程下死点时朝向缸孔壁喷射的燃料来增强翻转流，且其包括直接将燃料喷射到气缸内的燃料喷射器。根据该直接喷射火花点火式内燃发动机，所述燃料喷射器喷射具有推力的燃料，基于燃烧室状态、喷射燃料的温度以及喷射孔朝向中的至少一个来设定所述推力，以增强所述翻转流。

本发明的第二方面涉及如本发明的第一方面所述的直接喷射火花点火式内燃发动机，其中，当所述缸孔壁的表面的检测温度或估算温度低于预定温度时，则使所述喷射燃料的推力随着所述喷射燃料的检测温度或估算温度的降低而减小。

当所述缸孔壁的表面的检测温度或估算温度低于预定温度时，所述喷射燃料从所述缸孔壁的表面蒸发的可能性低。此外，所述喷射燃料的检测温度或估算温度越低，则对于所述喷射燃料而言，越不易于在气缸中运动时汽化，因此到达所述缸孔壁的表面上的燃料的量越大。为了克服这个问题，在如本发明的第二方面所述的直接喷射火花点火式内燃发动机中，当利用在接近进气行程下死点时喷射的燃料来增强翻转流时，如果所述缸孔壁的表面的检测温度或估算温度低于预定温度，则减小所述喷射燃料的推力，使其随着所述喷射燃料的检测温度或估算温度的降低而减小。这将使所述喷射燃料到达所述缸孔壁的表面的可能性最小化，并因此使在所述缸孔壁的表面温度低时有可能发生的机油稀释的可能性最小化。此外，所述喷射燃料的检测温度或估算温度越低，则对于所述喷射燃料而言，越不易于在气缸中运动时汽化。因此，即使如上所述地减小所述喷射燃料的推力，仍旧可以由该喷射燃料充分地增强翻转流。

本发明的第三方面涉及如本发明的第一方面所述的直接喷射火花点火式内燃发动机，其中，当所述喷射燃料的检测温度或估算温度高于预定上限值时，则降低燃料喷射压力，使得所述燃料喷射压力随着所述喷射燃料的检测温度或估算温度的升高而降低。

当所述喷射燃料的检测温度或估算温度高于预定上限值时，所述喷射燃料由于减压沸腾效应而汽化，因此不能够适当地增强翻转流。为了克服这个问题，在如本发明的第三方面所述的直接喷射火花点火式内燃发动机中，当所述喷射燃料的检测温度或估算温度高于所述预定上限值时，为了抑制所述喷射燃料上的减压沸腾效应，降低所述燃料喷射压力，使得所述燃料喷射压力随着所述喷射燃料的检测温度或估算温度的升高而降低。