[发明专利]柴油发动机及控制该柴油发动机的方法

权利要求书

1.一种柴油发动机，包括：

供给有包含柴油燃料作为其主要成分的燃料，且几何压缩比设定在15:1以下的发动机本体；

设置在所述发动机本体中朝向所述发动机本体的汽缸并直接喷射燃料到所述汽缸中的燃料喷射阀；及

控制通过所述燃料喷射阀喷射所述燃料到所述汽缸中的模式的控制模块；

所述控制模块执行主喷射使所述喷射的燃料产生主要包括扩散燃烧的主燃烧，并在所述主喷射之前执行多次前阶段喷射使所述喷射的燃料在所述主燃烧之前产生前阶段燃烧；且

所述控制模块控制所述前阶段喷射的喷射模式和所述主喷射的喷射模式，以便在当所述前阶段燃烧的热释放率达到峰值同时所述前阶段燃烧的热释放率开始降低之后，所述主燃烧的热释放率开始增加。

2.一种柴油发动机，包括：

供给有包含柴油燃料作为其主要成分的燃料，且几何压缩比设定在15:1以下的发动机本体；

设置在所述发动机本体中朝向所述发动机本体的汽缸并直接喷射燃料到所述汽缸中的燃料喷射阀；及

控制通过所述燃料喷射阀喷射所述燃料到所述汽缸中的模式的控制模块；

所述控制模块执行主喷射使所述喷射的燃料产生主要包括扩散燃烧的主燃烧，并在所述主喷射之前执行多次前阶段喷射使所述喷射的燃料在所述主燃烧之前产生前阶段燃烧；且

所述控制模块控制所述前阶段喷射的喷射模式和所述主喷射的喷射模式，以便通过经所述前阶段燃烧增加所述汽缸内的温度和压力，使从所述主喷射开始至所述主燃烧开始的点火延迟在0.1至0.3msec的范围内。

3.如权利要求1或2所述的柴油发动机，其特征在于，所述控制模块控制所述前阶段喷射和所述主喷射的喷射模式，以使所述前阶段燃烧的热释放率在压缩行程上止点之前达到峰值，且所述主燃烧在所述压缩行程上止点附近开始。

4.如权利要求1至3中任一项所述的柴油发动机，其特征在于，各前阶段喷射在喷射的燃料到达安装到所述汽缸中的活塞的顶面形成的腔内的正时执行。

5.如权利要求1至4中任一项所述的柴油发动机，其特征在于，还包括连接到所述汽缸的电热塞；

当所述发动机本体低于预定的第一温度时，所述控制模块进一步操作所述电热塞，当所述发动机本体高于所述第一温度且低于预定的第二温度时，所述控制模块停用所述电热塞并执行所述多次前阶段喷射和所述主喷射。

6.如权利要求1至5中任一项所述的柴油发动机，其特征在于，所述控制模块通过使用基于所述发动机本体的工作状态和与所述发动机本体的工作状态相关的环境条件评估所述压缩行程末端的所述汽缸内的温度和压力而计算的所述点火延迟的模型、确定所述前阶段喷射和所述主喷射的喷射模式。

7.如权利要求1至5中任一项所述的柴油发动机，其特征在于，所述控制模块通过使用表示基于所述发动机本体的工作状态和与所述发动机本体的工作状态相关的环境条件的所述压缩行程末端的所述汽缸内的温度和压力的状态与在所述温度和压力的状态下的点火延迟之间的关系的区域图、确定所述前阶段喷射和所述主喷射的喷射模式。

8.一种控制具有直接供给有包含柴油燃料作为其主要成分的燃料的汽缸，且几何压缩比设定在15:1以下的柴油发动机的方法：

当所述发动机处于预定工作状态中时，执行使产生主要包括扩散燃烧的主燃烧的主喷射，并执行使在所述主燃烧之前产生前阶段燃烧的前阶段喷射；

确定所述前阶段喷射的喷射模式和所述主喷射的喷射模式，以便在当所述前阶段燃烧的热释放率达到峰值同时所述前阶段燃烧的热释放率开始降低之后，所述主燃烧的热释放率开始增加；

根据确定的喷射模式在压缩行程中执行多次所述前阶段喷射；且

根据确定的喷射模式在所述前阶段喷射后执行所述主喷射。