[发明专利]内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及进行预混合压燃燃烧的内燃机。

背景技术

日本专利局于2004年公布的JP 2004-036538A公开了一种内燃机，该内燃机使空气燃料混合物经历压燃燃烧(自燃燃烧)。

根据现有技术的内燃机在燃烧室内形成均质空气燃料混合物。然后，在压缩行程的上止点附近，内燃机喷射氢气以在火花塞周围形成氢气空气混合物，其中氢气具有相对较高的辛烷值并且不易自燃。通过火花塞使氢气空气混合物发生火花塞点火燃烧，由于氢气空气混合物的燃烧膨胀，导致未燃区域内的均质空气燃料混合物被压缩，从而发生自燃燃烧。

发明内容

在根据现有技术的内燃机中，氢气局部地分布在火花塞周围附近。因此，就会发生与排放有关的下述问题。

因为必须通过火花塞可靠地点火，所以氢气空气混合物的稀薄度是受到限制的。相应地，氢气空气混合物的氢气浓度设置得相对较高，以实现高温燃烧。结果，在氢气空气混合物的燃烧过程中，不可避免地产生了氮的氧化物(NOx)。此外，未燃区域内的均质空气燃料混合物由于氢气空气混合物的燃烧膨胀而受到压缩，以便从点火点的位置顺序自燃。因此，不能使均质空气燃料混合物在整个燃烧室内同时自燃。特别是在发动机低负荷运行期间，在气缸壁面附近不能产生自燃，因此未燃燃料的排出量增加。

因此，本发明的目的是提供一种内燃机，该内燃机能够减少排放，同时通过自燃燃烧实现高的热效率。

为实现该目的，本发明提供了一种内燃机，包括：燃料喷射阀，其供给自燃性比汽油高的第一燃料和燃烧速度比汽油高的第二燃料，从而在燃烧室内形成包含第一燃料和第二燃料的空气燃料混合物；火花塞，其点燃空气燃料混合物；可编程控制器，其被编程为控制第一燃料和第二燃料的供给比例，使得被点燃的空气燃料混合物经历火焰传播燃烧，然后经历自燃燃烧。

在后面的说明书和附图中描述并展示了本发明的细节以及其它特征和优点。

附图说明

图1是根据本发明的内燃机的示意图。

图2是示出由根据本发明的控制器执行的燃料喷射控制程序的流程图。

图3是示出由根据本发明的控制器存储的发动机运转状态图的内容的简图。

图4是示出根据由控制器执行的燃料喷射控制程序供给到内燃机的正链烷烃、氢气和汽油的发热量之比的简图。

图5是示出根据由控制器执行的燃料喷射控制程序的、发动机负荷与空气燃料混合物的过量空气系数之间的关系的简图。

图6是通过把图4的简图转换成正链烷烃、氢气和汽油的燃料喷射量所获得的简图。

图7是示出根据由控制器执行的燃料喷射控制程序供给到冷机状态内燃机的正链烷烃、氢气和汽油的发热量之比的简图。

图8是示出根据由控制器执行的燃料喷射控制程序的、在冷机状态内燃机中发动机负荷与空气燃料混合物的过量空气系数之间的关系的简图。

图9是根据本发明第二实施例的内燃机的示意图。

图10是示出由根据本发明第二实施例的控制器执行的燃料喷射控制程序的流程图。

图11是示出根据由本发明第二实施例的控制器执行的燃料喷射控制程序供给到内燃机的正链烷烃和汽油的发热量之比的简图。

图12是示出根据由本发明第二实施例的控制器执行的燃料喷射控制程序的、发动机负荷与空气燃料混合物的过量空气系数之间的关系的简图。

图13是通过把图11的简图转换成正链烷烃和汽油的燃料喷射量所获得的简图。

图14是示出根据由本发明第二实施例的控制器执行的燃料喷射控制程序供给到内燃机的氢气的燃料喷射量的简图。

图15是根据本发明第三实施例的内燃机的示意图。

图16是示出由根据本发明第三实施例的控制器执行的燃料喷射量修正控制程序的流程图。

图17A和17B是在抑制不点火的控制中由根据本发明第三实施例的控制器执行的各个燃料喷射量的修正控制程序的流程图。

图18A和18B是在抑制爆震的控制中由根据本发明第三实施例的控制器执行的各个燃料喷射量的修正控制程序的流程图。

图19是示出由根据本发明第三实施例的控制器执行的、内燃机进气阀的关闭定时的可选控制的简图。

图20是示出由根据本发明第三实施例的控制器执行的、内燃机压缩比的可选控制的简图。

具体实施方式

下面参考图1至图6描述本发明的第一实施例。

参考图1，用于车辆的内燃机100包括气缸体11和设置在气缸体11上侧的气缸盖12。