JP4782836B2 - 外部点火内燃機関の運転方法 - Google Patents
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Description
Claims (28)
- 燃料(2)が、インジェクタ(3)により内燃機関のシリンダ(4)内に噴射され、かつ点火プラグ(5)により外部点火される外部点火直接噴射式内燃機関を運転するための方法であって、
少なくとも前記内燃機関の負荷に応じて、前記燃料(2)の第1の噴射(9)が行われるクランク角(α1)が決定され、前記第1の噴射(9)により、局所的な空気比(λ1)が1.0より高い希薄混合気(13)が、前記シリンダ(4)内に生成される工程と、
続き、少なくとも前記内燃機関の負荷に応じて、前記燃料(2)の第2の噴射(10)が行われるクランク角(α2)が決定され、前記第2の噴射(9)により、前記希薄混合気(13)より濃くかつ前記希薄混合気(13)に組み入れられる、局所的な空気比(λ2)が1.0以下である混合気雲(14)が、前記シリンダ(4)内に生成される工程と、
続き、前記点火プラグ(5)の領域で局所的に濃い点火可能な燃料/空気混合気を生成するための成層噴射の形態の前記燃料(2)の第3の噴射(11)が、点火時間(12)の少なくとも直前に行われる工程と、を含む方法。 - 前記3回の噴射(9、10、11)が、前記内燃機関の少なくともほぼ全負荷範囲で行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 内燃機関の負荷に応じて、前記第1及び第2の噴射(9、10)が、圧縮行程(7)における成層噴射として行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第1の噴射(9)が、点火上死点(ITDC)前約60°のクランク角(α1)において行われ、前記第2の噴射(10)が、点火上死点(ITDC)前約30°のクランク角(α2)において行われることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 内燃機関の負荷に応じて、前記第1の噴射(9)が、吸気行程(6)における均質噴射として行われ、前記第2の噴射(10)が、前記圧縮行程(7)における成層噴射として行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 内燃機関の負荷に応じて、前記第1の噴射(9)が、点火上死点(ITDC)前約300°のクランク角(α1)において開始し、前記第2の噴射(10)が、点火上死点(ITDC)前約60°のクランク角(α2)において開始することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 内燃機関の負荷に応じて、前記第1の噴射(9)が、点火上死点(ITDC)前約300°のクランク角(α1)において開始し、前記第2の噴射(10)が、点火上死点(ITDC)前約180°のクランク角(α2)において開始することを特徴とする請求項5又は6に記載の方法。
- 前記希薄混合気(13)の空気比(λ1)が、可燃性であるが点火可能でない燃料/空気混合気が生成されるように選択されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記混合気雲(14)の空気比(λ2)が、可燃性かつ点火可能な燃料/空気混合気が生成されるように選択されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリンダ容積にわたって平均された、全ての前記噴射(9、10、11)から求められる全体空気比(λ)が、約1.0以上から約4.0以下の範囲にあることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリンダ容積が、前記燃焼の開始時にある割合の不活性ガスを含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記噴射(9、10、11)の少なくとも1回が、複数に部分分割された噴射として行われることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第3の噴射が、前記点火時間(12)と時間に関して連動していることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第3の噴射(11)の噴射の終わり(15)が、前記点火時間(12)の領域にあることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 4行程原理で動作しかつ排気ガス触媒コンバータ(1)を有する外部点火直接噴射式内燃機関の冷間運転のための方法であり、燃料(2)が、インジェクタ(3)によって前記内燃機関のシリンダ(4)内に噴射され、かつ点火プラグ(5)によって外部点火される方法であって、
吸気行程(6)において、前記燃料(2)の第1の噴射が、吸気行程噴射(9)として行われ、可燃性であるが点火可能でなく、局所的な空気比(λ1)が1.0より高い希薄混合気(13)が、前記シリンダ(4)内に生成される工程と、
前記吸気行程(6)の後に続く圧縮行程(7)において、前記燃料(2)の第2の噴射が、圧縮行程噴射(10)として行われ、前記希薄混合気(13)内に形成され、可燃性かつ点火可能であり局所的な空気比(λ2)が1.0未満である燃料/空気混合気(14)が、前記シリンダ内に生成される工程と、
続き、前記点火プラグ(5)の領域で局所的に濃い点火可能な燃料/空気混合気を生成するための成層噴射(11’)の形態の前記燃料(2)の第3の噴射が、点火時間(12’)の少なくとも直前に行われる工程と、
を含む方法。 - 前記吸気行程噴射(9)が、少なくともほぼ均質な希薄混合気(13)が前記シリンダ(4)内に生成されるように行われることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記均質な希薄混合気(13)が、約1.6の空気比(λ1)を有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記シリンダ容積にわたって平均された、全ての前記噴射(9、10、11’)から求められる全体空気比(λ)が、1.0以上の範囲にあることを特徴とする請求項15〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリンダ容積にわたって平均された、全ての前記噴射(9、10、11’)から求められる全体空気比(λ)が、1.0以上1.05以下の範囲にある請求項15〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記吸気行程噴射(9)及び/又は前記圧縮行程噴射(10)及び/又は前記成層噴射(11’)が、複数に部分分割された噴射として行われることを特徴とする請求項15〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記吸気行程噴射(9)が、点火上死点(ITDC)前約260°のクランク角(α)において行われることを特徴とする請求項15〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮行程噴射(10)が、点火上死点(ITDC)前約30°のクランク角(α)において行われることを特徴とする請求項15〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成層噴射(11’)が、前記点火時間(12’)と時間に関して連動していることを特徴とする請求項15〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記点火時間(12’)が、点火上死点(ITDC)後にあり、点火上死点(ITDC)後0°〜35°のクランク角範囲(α)にあることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記点火時間(12’)が、点火上死点(ITDC)後にあり、点火上死点(ITDC)後15°〜30°のクランク角範囲(α)にあることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記成層噴射(11’)の噴射の終わり(15’)が、前記点火時間(12’)にあることを特徴とする請求項23〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮行程噴射(10)の噴射量及び/又は前記成層噴射(11’)の噴射量が、制御ユニット(16)により、前記排気ガス触媒コンバータ(1)の達成される運転温度に応じて制御又は調整されることを特徴とする請求項15〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮行程噴射(10)の時間及び/又は前記点火の時間(12’)及び前記点火時間(12’)に関連している前記成層噴射(11’)の時間が、前記制御ユニット(16)により、前記排気ガス触媒コンバータ(1)の達成される運転温度に応じて制御又は調整されることを特徴とする請求項15〜27のいずれか一項に記載の方法。
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