JP5047666B2 - 内燃機関の運転方法および制御装置 - Google Patents
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Description
1.可変弁駆動による燃焼室の充填量の変化。吸気弁の開放時間により調節可能な所定の空気量から圧縮されたガソリン及び空気の混合物は加熱される。しかしながら、この手段はそれぞれの個別シリンダのストロークごとのばらつき並びに内燃機関のシリンダごとの偏差を有している。さらに、それぞれの作業サイクルおよび個々のシリンダの燃焼開始を制御することはきわめてむずかしい。
2.高い排気ガス再循環率。高温排気ガスを燃焼室内に再循環することにより、燃焼室内に閉じ込められている燃料及び燃焼空気の混合物の温度を燃焼の開始前に明らかに上昇させることができる。しかしながら、ガソリン及び空気からなる混合物の燃焼の間における本来の燃焼温度は排気ガス再循環により低下され、その理由は、排気ガスにより燃焼室内の酸素含有量が低下されるからである。これにより、窒素酸化物エミッションは低減される。排気ガスは不活性ガスとして働き、不活性ガスにより、燃焼空気温度は上昇され、および不活性ガスは確かに燃焼の間に燃焼室内に存在するが、本来の燃焼反応には全く関与しない。この手段の欠点は、適切な排気ガス量を制御することがきわめて困難なことにある。これは、ストロークごとのばらつきおよび全てのシリンダの燃焼室への不均一な分配を有する緩慢なシステムである。
3.燃焼空気の過給。過給により燃焼空気は圧縮され且つその温度は上昇される。しかしながら、この手段においてもまた、個々のシリンダの燃焼室内の充填量に差を有する比較的緩慢なシステムであることが欠点である。
1.制御により冷却され(調整され)てもよい、外部排気ガス再循環による純外部残留ガス制御、
2.可変弁作動(負または正の弁重なり)、吸気弁および/または排気弁の二重開放等を介しての内部排気ガス再循環による純内部残留ガス制御、
3.内部および外部残留ガス制御の混合。
2.によるサイクルに忠実な内部残留ガス制御においては、残留ガス量の配量はきわめて正確であり、その理由は、残留ガス量は正確に制御可能な排気弁AVの開放時間を介して正確に配量できるからである。熱損失の発生が少ないので、温度はきわめて高い。例えば負の弁重なり(これは最も高い温度を与える)、または吸気弁および/または排気弁の二重開放を用いてもまたは用いなくてもよい正の弁重なり(これは負の弁重なりにおいてよりもやや低い温度を与える)のような異なる弁制御方式が実行されることにより、温度は変化可能である。
2 燃焼室
3 ピストン
4 連接棒
5 吸気管
7 排気管
9 排気ガス再循環
10 制御弁
11 点火プラグ
12 インジェクタ
13 高圧配管
14 制御装置
AN 吸気行程
AU 排気行程
AV 排気弁
E 膨張行程
EV 吸気弁
HE、HE1、HE2、NE、VE、ZE 噴射
°KW クランク軸角度
L−OT 充填交換上死点
OT 上死点
p 燃焼室圧力
R 残留ガス量
RE 外部排気ガス再循環から発生する残留ガス量(基本割合)
RGes 全排気ガス再循環から発生する残留ガス量
RI 内部排気ガス再循環から発生する残留ガス量
UT 下死点
V 圧縮行程
Z−OT 点火上死点
ψ クランク軸角度
Claims (2)
- 内燃機関(1)が、
燃焼室(2)と、
それらの開放時間が可変の少なくとも1つの吸気弁(EV)および少なくとも1つの排気弁(AV)と、
制御可能な排気ガス再循環(9、10)とを含み、
残留ガスを含有する点火性ガス混合物が燃焼室(2)内において圧縮行程(V)で圧縮され、圧縮行程(V)の終端付近においてガス混合物が自己点火する、制御自己点火における、内燃機関特にガソリン直接噴射を有するオットー・サイクル・エンジンの運転方法において、
残留ガス(RGes)が、内部および外部排気ガス再循環(RI、RE)により、燃焼室(2)内に到達ないしは燃焼室(2)内に残留し、
ガス混合物の温度が、全排気ガス再循環(RGes)に対する、外部排気ガス再循環からの残留ガス(RE)および内部排気ガス再循環からの残留ガス(RI)の割合によって、制御され、
外部排気ガス再循環により、2つ以上の作業サイクルにわたり不変のままである排気ガス再循環基本割合が提供され、
基本割合に、内部排気ガス再循環からの残留ガス追加割合が加算され、
追加割合は、各作業サイクルに対して時系列的に残留ガスに異なる追加割合が設定されるように、サイクルに忠実に制御されることを特徴とする内燃機関の運転方法。 - 内燃機関(1)が、
燃焼室(2)と、
それらの開放時間が可変の少なくとも1つの吸気弁(EV)および少なくとも1つの排気弁(AV)と、
制御可能な排気ガス再循環(9、10)とを含み、
残留ガスを含有する点火性ガス混合物(燃料と残留ガスと空気とからなる混合物)が燃焼室(2)内において圧縮行程(V)で圧縮され、圧縮行程(V)の終端付近においてガス混合物が自己点火する、内燃機関特にガソリン直接噴射を有するオットー・サイクル・エンジン用制御装置において、
残留ガス(RGes)が、内部および外部排気ガス再循環(RI、RE)により、燃焼室(2)内に到達ないしは燃焼室(2)内に残留し、
ガス混合物の温度が、全排気ガス再循環(RGes)に対する、外部排気ガス再循環からの残留ガス(RE)および内部排気ガス再循環からの残留ガス(RI)の割合によって、制御され、
外部排気ガス再循環により、2つ以上の作業サイクルにわたり不変のままである排気ガス再循環基本割合が提供され、
基本割合に、内部排気ガス再循環からの残留ガス追加割合が加算され、
追加割合は、各作業サイクルに対して時系列的に残留ガスに異なる追加割合が設定されるように、サイクルに忠実に制御される、ことを特徴とする内燃機関用制御装置。
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