[发明专利]火花点火式直喷发动机

说明书

技术领域

本发明公开的技术涉及火花点火式直喷发动机。

背景技术

例如专利文献1中所记载的那样，作为实现排气排放性能的改善和热效率的改善两者的技术，使汽缸内的混合气压缩点火的燃烧形态是已知的。在执行这样的压缩点火燃烧的发动机中，随着发动机负荷增高，压缩点火燃烧成为压力上升剧烈的燃烧，导致燃烧噪声的增大。因此，如在专利文献1中也记载的那样，即使是执行压缩点火燃烧的发动机，在高负荷侧的运行区域中，通常不执行压缩点火燃烧，而是执行通过火花塞的驱动的火花点火燃烧。

在专利文献2中记载有如下技术，即，与专利文献1的发动机相同地，在低负荷低旋转的区域执行压缩点火燃烧的发动机中，在执行压缩点火燃烧的区域内的高负荷高旋转区域，通过使进气门的开阀时期提前，以此使汽缸内的已燃气体暂时返回至进气道侧后，将已燃气体与新气一起再次导入至汽缸内。通过这样做，已燃气体的温度因新气而下降，因此汽缸内的温度下降，而能够抑制由压缩点火燃烧引起的急剧的压力上升。专利文献2中记载的技术有利于将执行压缩点火燃烧的区域扩大至高负荷侧。

专利文献1：日本特开2007-154859号公报；

专利文献2：日本特开2009-197740号公报。

发明内容

在执行压缩点火燃烧的发动机中有以下要求，即，试图尽可能扩大执行在排气排放性能和热效率等方面有优点的压缩点火燃烧的区域。然而，如上所述，随着发动机负荷增高，压缩点火燃烧成为压力上升（dP/dt）剧烈的燃烧，而制约了NVH（noise vibration harshness；噪声、振动、声振粗糙度），因此将其区域扩大至高负荷侧是困难的。

在这里公开的技术是鉴于上述问题所形成的，并且其目的在于将执行压缩点火燃烧的区域扩大至高负荷侧。

在这里公开的技术是，在发动机负荷比较高的区域中，通过在膨胀行程期间内执行压缩点火燃烧，以此避免汽缸内的急剧的压力上升，并且为了实现这样的燃烧，采用了提高喷射的燃料的压力、且使向汽缸内喷射燃料的时期延迟至压缩上死点附近这样的特征的燃料喷射形态。该特征的燃料喷射形态提高了压缩点火的点火性，并且使膨胀行程期间内的压缩点火燃烧稳定化。

具体地在这里公开的技术涉及火花点火式直喷发动机，具备：形成为具有汽缸的结构的发动机主体；形成为向所述汽缸内喷射燃料的结构的燃料喷射阀；形成为设定所述燃料喷射阀喷射的所述燃料的压力的结构的燃料压力设定机构；形成为面向所述汽缸内配设且对所述汽缸内的混合气点火的结构的火花塞；和形成为至少控制所述燃料喷射阀、所述燃料压力设定机构及所述火花塞，以此运行所述发动机主体的结构的控制器。

而且，所述控制器在规定的正时使所述火花塞工作，以在所述发动机主体的运行状态位于规定的低负荷区域时，通过使所述汽缸内的混合气压缩点火的压缩点火燃烧运行所述发动机主体；并且在所述发动机主体的运行状态位于与执行所述压缩点火燃烧的第一区域相比负荷高的第二区域时，通过火花点火燃烧运行所述发动机主体。

又，所述控制器在所述发动机主体的运行状态位于所述第一区域内的、包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷高的特定区域时，通过所述燃料压力设定机构使所述燃料的压力为30MPa以上的高燃料压力，且以至少在从压缩行程后期至膨胀行程初期的期间内向所述汽缸内执行燃料喷射的方式驱动所述燃料喷射阀，以此使所述压缩点火在压缩上死点以后进行；并且在所述发动机主体的运行状态位于所述第一区域内的与所述特定区域相比负荷低的区域时，以至少在从进气行程至所述压缩行程中期的期间内执行燃料喷射的方式驱动所述燃料喷射阀。

在这里，“压缩行程后期”及“压缩行程中期”也可以分别是将压缩行程划分为初期、中期及后期的三个期间时的后期及中期，同样地，“膨胀行程初期”也可以是将膨胀行程划分为初期、中期及后期的三个期间时的初期。