RU2635738C2 - Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением и способ его работы - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением и способ его работы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2635738C2 RU2635738C2 RU2013118707A RU2013118707A RU2635738C2 RU 2635738 C2 RU2635738 C2 RU 2635738C2 RU 2013118707 A RU2013118707 A RU 2013118707A RU 2013118707 A RU2013118707 A RU 2013118707A RU 2635738 C2 RU2635738 C2 RU 2635738C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- group
- cylinders
- engine
- load
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
- F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B73/00—Combinations of two or more engines, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D15/00—Varying compression ratio
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
- F02D17/02—Cutting-out
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к двигателю внутреннего сгорания с самовоспламенением и переключаемыми цилиндрами. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретений заключается в том, что двигатель содержит по меньшей мере два цилиндра (1, 2, 3, 4), из которых по меньшей мере два цилиндра (1, 2, 3, 4) сконфигурированы так, чтобы формировать по меньшей мере две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром (1, 2, 3, 4). По меньшей мере один цилиндр (2, 3) по меньшей мере одной группы сформирован как цилиндр (2, 3), который может быть переключен зависимым от нагрузки образом, причем по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы выводится из работы, если недобрана заданная нагрузка Tdown, и вводится в работу, если превышена заданная нагрузка Tup. При этом по меньшей мере один цилиндр (1, 4) из первой группы имеет первую степень ε1 сжатия и по меньшей мере один цилиндр (2, 3) из второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2<ε1. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с самовоспламенением, содержащему по меньшей мере два цилиндра, из которых по меньшей мере два цилиндра сконфигурированы так, чтобы формировать по меньшей мере две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром, при этом по меньшей мере один цилиндр по меньшей мере одной группы сформирован как цилиндр, который может быть переключен зависимым от нагрузки образом.
Изобретение также относится к способу работы двигателя внутреннего сгорания упомянутого типа, оптимизированного относительно расхода топлива образом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При разработке двигателей внутреннего сгорания основная задача состоит в минимизации расхода топлива и улучшении общей эффективности, находящейся в фокусе прилагаемых усилий.
Хотя дизельные двигатели, то есть двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением, благодаря качественному регулированию, которое они используют, имеют более высокую эффективность, то есть более низкий расход топлива, чем двигатели с циклом Отто, в которых нагрузка устанавливается посредством количественного регулирования посредством наполнения цилиндров свежей смесью, то есть количеством смеси, также есть потенциальная возможность для улучшения и потребность в улучшении в отношении расхода топлива и эффективности в случае дизельных двигателей.
Одной из концепций для снижения расхода топлива является вывод из работы цилиндров, то есть вывод из работы отдельных цилиндров в определенных диапазонах нагрузок. Эффективность дизельного двигателя при работе с частичной нагрузкой может быть улучшена, то есть повышена, посредством частичного вывода из работы, так как в случае постоянной мощности двигателя вывод из работы по меньшей мере одного цилиндра многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания повышает нагрузку на другие цилиндры, все еще находящиеся в работе, чтобы упомянутые цилиндры работали в областях более высоких нагрузок, в которых удельный расход топлива ниже. Общая нагрузка при работе с частичной нагрузкой дизельного двигателя смещается по направлению к более высоким нагрузкам.
Цилиндры, которые продолжают работать во время частичного вывода из работы, более того, допускают более высокие скорости рециркуляции выхлопных газов благодаря большей массе подаваемого топлива, то есть благодаря более богатой смеси.
Дополнительные преимущества касательно эффективности получаются в результате того, что выведенный из работы цилиндр благодаря отсутствию сгорания не производит никаких пристеночных тепловых потерь благодаря переносу тепла из газов сгорания на стенки камеры сгорания.
Многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания с частичным выводом из работы, описанные в предшествующем уровне техники, и связанные способы работы упомянутых двигателей внутреннего сгорания, тем не менее, имеют значительный потенциал для усовершенствования.
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением, оптимизированного в отношении частичного вывода из работы.
Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в детальном изложении способа работы двигателя внутреннего сгорания упомянутого типа оптимизированным образом в отношении расхода топлива.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения первой задачи предложен двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением, содержащий по меньшей мере два цилиндра, из которых по меньшей мере два цилиндра выполнены так, чтобы формировать по меньшей мере две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром, причем по меньшей мере один цилиндр по меньшей мере одной группы сформирован как цилиндр, который может быть переключен зависимым от нагрузки образом, при этом
по меньшей мере две группы характеризуются разными степенями εi сжатия,
по меньшей мере один цилиндр первой группы имеет степень ε1 сжатия и
по меньшей мере один цилиндр второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2<ε1.
Цилиндры по меньшей мере одной группы сформированы как цилиндры, которые могут быть переключены. Это дает многообразие вариантов способов эксплуатации соответственно различных вариантов осуществления двигателя внутреннего сгорания, как будет подробнее описано совместно с зависимыми пунктами формулы изобретения. Основной отличительный признак состоит в том, что только одна из по меньшей мере двух групп цилиндров или более чем одна группа цилиндров сформирована с возможностью быть переключенной. Последний вариант дает возможность не только ввода в работу, но скорее также, в частности, переключения и, если уместен, более позднего - в таком случае нового ввода в работу.
По существу справедливо - это является присущим всем вариантам - что при работе с частичной нагрузкой двигателя внутреннего сгорания, то есть на низких и, если уместно, средних нагрузках по меньшей мере один цилиндр из одной группы выводится из работы наряду с тем, что по меньшей мере один цилиндр по меньшей мере одной другой группы продолжает работать. Если заданная нагрузка недобрана, то происходит частичный вывод из работы, в результате которого потребление нагрузки на по меньшей мере одном цилиндре, который остается в работе, возрастает, приводя к преимуществам, уже описанным во введении. Потребление мощности на цилиндрах, которые еще находятся в работе во время частичного вывода из работы, увеличивается, чтобы упомянутые цилиндры работали на более высоких нагрузках с более низким удельным расходом топлива. Более того, выведенные из работы цилиндры не производят никаких пристеночных тепловых потерь и, таким образом, не вносят вклад в потери эффективности в результате теплопередачи в конструкцию двигателя.
Согласно изобретению частичный вывод из работы при эксплуатации на частичных нагрузках дизельного двигателя дополнительно оптимизирован посредством конструктивного признака, в особенности по той причине, что группы цилиндров двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению имеют разные степени εi сжатия.
Следует принимать во внимание, что эффективность η находится в определенном соотношении со степенью εi сжатия, то есть эффективность η является по существу более высокой в случае относительно высокой степени εi сжатия и является по существу более низкой в случае относительно низкой степени εi сжатия. Эта базовая зависимость, однако, может нарушаться по направлению к очень высоким степеням сжатия, так как тогда, среди прочего, сильно увеличивается прорыв газов, что оказывает отрицательное воздействие на эффективность.
Разные степени εi сжатия являются результатом конфигурации групп цилиндров для разных рабочих состояний и диапазонов нагрузки. Дизельный двигатель требует определенной степени сжатия, то есть минимальной степени сжатия, чтобы инициировать самовоспламенение, в частности, при запуске, то есть при первой инициации сгорания, когда двигатель внутреннего сгорания возможно все еще не прогрет. Степени сжатия εi≈18, например, могут требоваться, чтобы гарантировать надежное самовоспламенение во время холодного запуска, если не реализованы другие меры, которые делали бы приемлемой более низкую степень сжатия. Однако, по чисто термодинамическому аспекту, степень εi≈16 сжатия предпочтительна, чтобы оптимизировать эффективность двигателя внутреннего сгорания.
Из того, что было изложено выше, следует, что по меньшей мере один цилиндр, который находится в работе в диапазоне более низких частичных нагрузок, преимущественно должен быть обеспечен высокой или более высокой степенью ε1 сжатия. Двигатель внутреннего сгорания в таком случае мог бы надежно запускаться на упомянутом по меньшей мере одном цилиндре. По меньшей мере один цилиндр второй группы в таком случае должен быть сконфигурирован для более высоких нагрузок, то есть должен быть снабжен более низкой степенью ε2 сжатия. Последнее также предусматривает более высокие уровни температур и давлений при относительно высоких нагрузках. Низкая степень сжатия возможно снижает эффективность связанной второй группы цилиндров, но также уменьшает механическую нагрузку на конструкцию двигателя при относительно высоких нагрузках, а также прорыв газов в упомянутом диапазоне нагрузок, что, в свою очередь, дает преимущества в показателях эффективности.
Из того, что было изложено выше, также вытекает, что двигатель внутреннего сгорания согласно изобретению имеет более высокую эффективность η не только при работе с частичной нагрузкой, но скорее также в диапазоне относительно высоких нагрузок.
Две группы цилиндров также могут отличаться друг от друга в отношении других рабочих параметров или признаков конструкции, например, компоновки охлаждения, процесса сгорания, коэффициента λ воздуха, впускных каналов, выпускных каналов и/или форсунок для впрыска.
С двигателем внутреннего сгорания согласно изобретению предложен двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением, который оптимизирован в отношении частичного вывода из работы. Таким образом, решается первая задача, на которой основано изобретение.
Двигатель внутреннего сгорания согласно изобретению содержит по меньшей мере два цилиндра или по меньшей мере две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром. В этом отношении двигатели внутреннего сгорания с тремя цилиндрами, которые сконфигурированы в трех группах, в каждом случае с одним цилиндром, или двигатели внутреннего сгорания с шестью цилиндрами, которые сконфигурированы в трех группах, в каждом случае с двумя цилиндрами, также являются двигателями внутреннего сгорания согласно изобретению. Три группы цилиндров могут иметь разные степени εi сжатия и вводиться в работу и выводиться из работы по отдельности и независимо друг от друга, в качестве частичного вывода из работы, в силу чего также может осуществлять двойное переключение. Частичный вывод из работы, тем самым, дополнительно оптимизируется. Группы цилиндров также могут содержать разное количество цилиндров.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором в случае частичного вывода из работы в диапазоне более низких частичных нагрузок по меньшей мере один цилиндр первой группы является по меньшей мере одним цилиндром двигателя внутреннего сгорания, находящимся в работе. В случае частичного вывода из работы по меньшей мере один цилиндр из первой группы является по меньшей мере одним цилиндром, который находится в работе, когда двигатель внутреннего сгорания работает с частичной нагрузкой, чтобы при более высокой степени ε1 сжатия эффективность двигателя внутреннего сгорания на низких нагрузках оптимизировалась, при этом низкая нагрузка Tlow, то есть нагрузка в диапазоне более низких частичных нагрузок, является нагрузкой, которая доходит до менее чем 50%, предпочтительно менее чем 30% максимальной нагрузки Tmax,n при данной скорости n вращения.
Дополнительные полезные варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением будут обсуждены в связи с зависимыми пунктами формулы изобретения.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр второй группы сформирован как вводимый в работу цилиндр, который выводится из работы, если недобрана заданная нагрузка Tdown, и который вводится в работу, если превышена заданная нагрузка Tup.
Двигатель внутреннего сгорания запускается и работает на низких нагрузках на по меньшей мере одном цилиндре из первой группы. Высокая степень ε1 сжатия первой группы обеспечивает улучшенную эффективность двигателя внутреннего сгорания на низких нагрузках. По меньшей мере один цилиндр второй группы сконфигурирован для относительно высоких нагрузок и вводится в работу, если превышена заданная нагрузка Tup, при этом по меньшей мере один цилиндр первой группы является цилиндром, который постоянно находится в работе.
При работе с частичной нагрузкой по меньшей мере один цилиндр второй группы вновь выводится из работы, если недобрана заданная нагрузка, в силу чего потребление нагрузки на по меньшей мере одном оставшемся цилиндре первой группы возрастает. Преимуществами являются те, которые уже были изложены выше.
Также в одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором как по меньшей один цилиндр первой группы, а также и по меньшей мере один цилиндр второй группы сформированы как переключаемые цилиндры.
В противоположность варианту осуществления, описанному выше, в представленном случае обе группы цилиндров сформированы как переключаемые группы. Это дает возможность не только ввода в работу, но скорее также переключения между по меньшей мере двумя группами цилиндров, а также комбинации переключения и ввода в работу. Разные подходы будут пояснены вместе с описанием способа согласно изобретению и вариантов способа.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере два цилиндра формируют две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром.
Две группы цилиндров обладают преимуществом над вариантами осуществления с несколькими группами цилиндров по той причине, что управление или регулирование частичного вывода из работы является менее сложным. Более того, следует принимать во внимание, что осуществление компенсации массы и момента, которая предпочтительно может подобным образом вводиться в работу по частям, делается более трудной при разных степенях ε1 сжатия, и расходы на это значительно возрастают с ростом количества групп цилиндров.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет степень ε1 сжатия, а по меньшей мере один цилиндр второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2+1<ε1.
Также в одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет степень ε1 сжатия, а по меньшей мере один цилиндр второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2+2<ε1.
Также в одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет степень ε1 сжатия, а по меньшей мере один цилиндр второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2+3<ε1.
Тогда как три варианта осуществления, приведенных выше, связаны с относительной разницей между двумя группами цилиндров в показателях степени εi сжатия, следующие варианты осуществления относятся к абсолютной степени сжатия двух групп.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из второй группы имеет степень ε2 сжатия, где 13<ε2<17, предпочтительно 14<ε2<16,5.
По меньшей мере один цилиндр второй группы имеет термодинамически благоприятную или более благоприятную степень сжатия, при которой может улучшаться эффективность второй группы цилиндров, а соответственно, также эффективность η двигателя внутреннего сгорания.
Также в одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет степень ε1 сжатия, где 17<ε1<20, предпочтительно 17,5<ε1<19.
По меньшей мере один цилиндр первой группы имеет степень сжатия, которая достаточно высока, чтобы обеспечивать надежную инициацию самовоспламенения, чтобы упомянутая группа цилиндров была предпочтительной группой по меньшей мере для запуска или холодного запуска двигателя внутреннего сгорания.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором:
- по меньшей мере две группы характеризуются разными объемами Vi цилиндров,
- по меньшей мер один цилиндр первой группы имеет объем V1 цилиндра и по меньшей мере один цилиндр второй группы имеет объем V2 цилиндра, где V2>V1.
Предоставление двух групп цилиндров с разными объемами Vi цилиндров, в свою очередь, служит для оптимизации частичного вывода из работы. Для этой задачи структурный признак двигателя внутреннего сгорания или цилиндров, то есть объем Vi цилиндра, принимается во внимание, в особенности в дополнение к обязательным разным степеням εi сжатия.
Цилиндры первой группы имеют меньший, предпочтительно значительно меньший объем V1 цилиндра, чтобы - при условии равных количеств цилиндров на каждую группу - большая доля общего объема двигателя внутреннего сгорания обеспечивалась цилиндрами второй группы и, таким образом, цилиндрами, имеющими термодинамически более благоприятную степень ε2 сжатия.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет объем V1 цилиндра, а по меньшей мере один цилиндр из второй группы имеет объем V2 цилиндра, где 1×V1<V2<2×V1.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет объем V1 цилиндра, а по меньшей мере один цилиндр из второй группы имеет объем V2 цилиндра, где 1,3×V1<V2<2×V1.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором по меньшей мере один цилиндр из первой группы имеет объем V1 цилиндра, а по меньшей мере один цилиндр из второй группы имеет объем V2 цилиндра, где 1,3×V1<V2<1,75×V1.
В одном из вариантов осуществления предложен двигатель, в котором каждый цилиндр снабжен средством прямого впрыска для ввода топлива.
Здесь полезны варианты осуществления, в которых каждый цилиндр снабжен форсункой впрыска в целях прямого впрыска.
Тем не менее, в одном из вариантов осуществления может быть предложен двигатель, в котором средство впрыска во впускную трубу предусмотрено для целей подачи топлива.
Вторая задача, на которой основано изобретение, в частности, задача описания способа работы двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением вышеописанного типа оптимальным образом в отношении расхода топлива, решается посредством способа, включающего в себя этап, на котором по меньшей мере один переключаемый цилиндр из по меньшей мере одной группы переключают в зависимости от нагрузки T двигателя внутреннего сгорания.
То, что уже было изложено в отношении двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению, также применяется к способу согласно изобретению, по какой причине ссылка, как правило, делается на этот стык с формулировками, приведенными выше в отношении двигателя внутреннего сгорания. Разные двигатели внутреннего сгорания требуют частично разных вариантов способа.
В одном из вариантов предложен способ, в котором по меньшей мере один цилиндр второй группы сформирован как вводимый в работу цилиндр, при этом по меньшей мере один цилиндр второй группы выводят из работы, если недобрана заданная нагрузка Tdown, и вводят в работу, если превышена заданная нагрузка Tup.
Предельные нагрузки Tdown и Tup, заданные для недобора и превышения соответственно, могут иметь равную амплитуду, хотя также могут отличаться по амплитуде. Когда двигатель внутреннего сгорания находится в работе, цилиндры первой группы цилиндров в настоящем случае являются цилиндрами, которые находятся в работе постоянно. Происходит переключение только второй группы цилиндров, то есть ввод в работу и вывод из работы упомянутой второй группы.
В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором по меньшей мере один цилиндр из второй группы выводят из работы, когда недобрана заданная нагрузка Tdown, и существующая нагрузка остается ниже, чем упомянутая заданная нагрузка Tdown, в течение заданного периода Δt1 времени.
Ввод дополнительного условия для вывода из работы цилиндров второй группы, то есть частичного вывода из работы, предназначен для предотвращения чересчур частого ввода в работу и вывода из работы, в частности частичного вывода из работы, если нагрузка падает ниже заданной нагрузки Tdown всего лишь ненадолго, а затем вновь поднимается или колеблется около заданного значения для нагрузки Tdown без недобора, оправдывая и делая необходимым частичный вывод из работы.
По этим причинам в одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором по меньшей мере один цилиндр из второй группы вводят в работу, когда превышена заданная нагрузка Tup и существующая нагрузка остается выше, чем упомянутая заданная нагрузка Tup, в течение заданного периода Δt2 времени.
В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором по меньшей мере один цилиндр первой группы, а также по меньшей мере один цилиндр второй группы сформированы как переключаемые цилиндры, при этом, исходя из работы по меньшей мере одного цилиндра первой группы на низких нагрузках,
производят переключение на по меньшей мере один цилиндр второй группы, если превышена первая заданная нагрузка Tup,1.
В вышеприведенном варианте осуществления способа согласно изобретению, исходя из низких нагрузок, сначала подвергают зажиганию, то есть приводят в работу, по меньшей мере один цилиндр первой группы, для того чтобы выдавать требуемую мощность, наряду с тем, что по меньшей мере один цилиндр второй группы выводят из работы. С ростом нагрузки затем осуществляют переключение между по меньшей мере двумя группами цилиндров, при этом по меньшей мере один цилиндр первой группы выводят из работы, а по меньшей мере один цилиндр второй группы вводят в работу, когда превышена нагрузка Tup,1.
В этой связи в одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором исходя из работы по меньшей мере одного цилиндра второй группы при постепенно возрастающей нагрузке, вводят в работу по меньшей мере один цилиндр первой группы повторно, если превышена вторая заданная нагрузка Tup,2. Выходная мощность двигателя внутреннего сгорания может дополнительно увеличиваться таким образом.
В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором заданная нагрузка Tdown, Tup, Tup,1 и/или Tup,2 зависит от скорости n вращения двигателя внутреннего сгорания. В таком случае есть не только одна удельная нагрузка, по недобору или превышению которой происходит переключение независимо от скорости n вращения. Взамен преследуется зависимый от скорости вращения подход, и на трехмерной регулировочной характеристике определена область, в которой происходит частичный вывод из работы.
По существу возможно, чтобы дополнительные параметры двигателя внутреннего сгорания, например, температура двигателя или температура хладагента после холодного запуска двигателя внутреннего сгорания принимались во внимание в качестве критерия для частичного вывода из работы.
В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором прекращают подачу топлива выведенного из работы цилиндра. Достигаются преимущества в отношении расхода топлива и загрязняющих выбросов, которые содействуют решению задачи, преследуемой частичным выводом из работы, в особенности снижение расхода топлива и улучшение эффективности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение будет подробнее описано ниже на основе варианта осуществления двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением согласно фиг. 1, на которой:
схематично показаны цилиндры по варианту осуществления двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 схематично показывает четыре цилиндра 1, 2, 3, 4 четырехцилиндрового рядного двигателя с самовоспламенением.
Четыре цилиндра 1, 2, 3, 4, которые находятся в рядной конфигурации, формируют две группы цилиндров, в каждом случае с двумя цилиндрами 1, 2, 3, 4, при этом первая группа содержит внешние цилиндры 1, 4, а вторая группа содержит внутренние цилиндры 2, 3. На показанном чертеже поршни 1a, 2a первого и второго цилиндров 1, 2 расположены в нижней мертвой точке, а поршни 3a, 4a третьего и четвертого цилиндров 3, 4 расположены в верхней мертвой точке.
Две группы цилиндров отличаются разными степенями сжатия, при этом цилиндры 1, 4 первой группы имеют степень ε1 сжатия, а цилиндры 2, 3 второй группы имеют степень ε2 сжатия, где ε2<ε1.
Здесь цилиндры 2, 3 второй группы сформированы как вводимые в работу цилиндры 2, 3, которые выводят из работы при работе с частичной нагрузкой, когда недобрана заданная нагрузка. Таким образом, потребление нагрузки на цилиндрах 1, 4 первой группы, которые остаются в работе, возрастает, и упомянутые цилиндры в таком случае работают под нагрузками с более низким удельным расходом топлива. В результате происходит улучшение эффективности.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОНЧЫХ ПОЗИЦИЙ
1 Первый цилиндр
1a Поршень первого цилиндра
2 Второй цилиндр
2a Поршень второго цилиндра
3 Третий цилиндр
3a Поршень третьего цилиндра
4 Четвертый цилиндр
4a Поршень четвертого цилиндра
εi Степень сжатия цилиндра или группы цилиндров
ε1 Степень сжатия первой группы цилиндров
ε2 Степень сжатия второй группы цилиндров
λ Коэффициент воздуха
η Эффективность
n Скорость вращения двигателя внутреннего сгорания
T Нагрузка
Tdown Заданная нагрузка для недобора нагрузки
Tlow Нагрузка в диапазоне более низких частичных нагрузок
Tmax,n Максимальная нагрузка при существующей скорости n вращения
Tup Заданная нагрузка для превышения нагрузки
Tup,1 Первая заданная нагрузка для превышения нагрузки
Tup,2 Вторая заданная нагрузка для превышения нагрузки
Vi Объем цилиндра
V1 Объем цилиндра первой группы цилиндров
V2 Объем цилиндра второй группы цилиндров
Claims (18)
1. Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением, содержащий по меньшей мере два цилиндра (1, 2, 3, 4), из которых по меньшей мере два цилиндра (1, 2, 3, 4) выполнены так, чтобы формировать по меньшей мере две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром (1, 2, 3, 4), причем
по меньшей мере две группы характеризуются разными степеням εi сжатия, при этом по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы имеет степень ε1 сжатия, а по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2<ε1,
отличающийся тем, что
по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы имеет степень ε1 сжатия, где 17<ε1<20,
при этом как по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы, так и по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы сформированы как переключаемые в зависимости от нагрузки цилиндры, причем по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы выводится из работы, если недобрана заданная нагрузка Tdown, и вводится в работу, если превышена заданная нагрузка Tup.
2. Двигатель по п. 1, в котором в случае частичного вывода из работы в диапазоне более низких частичных нагрузок по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы является по меньшей мере одним цилиндром двигателя внутреннего сгорания, находящимся в работе.
3. Двигатель п. 1, в котором по меньшей мере два цилиндра (1, 2, 3, 4) формируют две группы, в каждом случае с по меньшей мере одним цилиндром (1, 2, 3, 4).
4. Двигатель п. 1, в котором по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы имеет степень ε1 сжатия, а по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2+1<ε1.
5. Двигатель п. 1, в котором по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы имеет степень ε1 сжатия, а по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы имеет степень ε2 сжатия, где ε2+2<ε1.
6. Двигатель п. 1, в котором по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы имеет степень ε2 сжатия, где 13<ε2<17.
7. Двигатель п. 1, в котором
по меньшей мере две группы характеризуются разными объемами Vi цилиндров,
по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы имеет объем V1 цилиндра и
по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы имеет объем V2 цилиндра, где V2>V1.
8. Двигатель п. 1, в котором каждый цилиндр (1, 2, 3, 4) снабжен средством прямого впрыска для ввода топлива.
9. Способ работы двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что, исходя из работы по меньшей мере одного цилиндра (1, 4) первой группы на низких нагрузках, производят переключение на по меньшей мере один цилиндр (2, 3) второй группы, если превышена первая заданная нагрузка Tup,1.
10. Способ по п. 9, в котором, исходя из работы по меньшей мере одного цилиндра (2, 3) второй группы при постепенно возрастающей нагрузке, вводят в работу по меньшей мере один цилиндр (1, 4) первой группы, если превышена вторая заданная нагрузка Tup,2.
11. Способ по п. 9 или 10, в котором заданная нагрузка Tdown, Tup, Tup,1 и/или Tup,2 зависит от скорости n вращения двигателя внутреннего сгорания.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12165339.8 | 2012-04-24 | ||
EP20120165339 EP2657486A1 (de) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Selbstzündende Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum verbrauchsoptimierten Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013118707A RU2013118707A (ru) | 2014-10-27 |
RU2635738C2 true RU2635738C2 (ru) | 2017-11-15 |
Family
ID=46026705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013118707A RU2635738C2 (ru) | 2012-04-24 | 2013-04-23 | Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением и способ его работы |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9376967B2 (ru) |
EP (1) | EP2657486A1 (ru) |
CN (1) | CN103375282B (ru) |
BR (1) | BR102013009780A2 (ru) |
RU (1) | RU2635738C2 (ru) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9422873B2 (en) * | 2013-12-12 | 2016-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for operating an engine |
KR101714223B1 (ko) * | 2015-09-17 | 2017-03-08 | 현대자동차주식회사 | 모터에 의하여 동력 보조되는 비균등 배기량 엔진 제어 시스템 및 그 제어 방법 |
DE102016117300B4 (de) | 2015-09-17 | 2024-06-13 | Hyundai Motor Company | Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystem mit unterschiedlichen Steuerungsmodi basierend auf einem Ladezustand einer Batterie und Verfahren zum Steuern eines Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors mit unterschiedlichen Steuerungsmodi basierend auf einem Ladezustand einer Batterie |
US10202111B2 (en) | 2015-09-17 | 2019-02-12 | Hyundai Motor Company | Non-uniform displacement engine control system employing cylinder deactivation and method for controlling non-uniform displacement engine control system employing cylinder deactivation |
DE102016117299A1 (de) | 2015-09-17 | 2017-03-23 | Hyundai Motor Company | Nutzerschnittstellenvorrichtung eines Ungleichmäßiger-Hubraum- Verbrennungsmotor-Steuersystems und Steuerverfahren der Nutzerschnittstellenvorrichtung des Ungleichmäßiger-Hubraum- Verbrennungsmotor-Steuersystems |
US10086820B2 (en) | 2015-09-17 | 2018-10-02 | Hyundai Motor Company | Non-uniform displacement engine control system and method having transient state control mode |
US10066559B2 (en) | 2015-10-27 | 2018-09-04 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
US9944276B2 (en) | 2016-05-04 | 2018-04-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
US10145316B2 (en) | 2016-05-04 | 2018-12-04 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
US9776624B1 (en) | 2016-05-04 | 2017-10-03 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
US10060362B2 (en) | 2016-05-04 | 2018-08-28 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
US9925975B2 (en) | 2016-05-04 | 2018-03-27 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for hybrid vehicle control |
US9873435B2 (en) | 2016-05-04 | 2018-01-23 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
DE102017206162B4 (de) | 2017-04-11 | 2021-10-21 | Ford Global Technologies, Llc | Vorrichtung zur Steuerung eines Dieselmotors sowie eines dem Dieselmotor nachgeschalteten Speicherkatalysators |
FR3066817B1 (fr) * | 2017-05-29 | 2019-08-16 | MCE 5 Development | Dispositif de mesure pour moteur a combustion interne comprenant un detecteur de passage d'une cible et moteur comportant un tel dispositif de mesure |
JP6558405B2 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-08-14 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
DE102018200298B4 (de) * | 2018-01-10 | 2019-09-19 | Ford Global Technologies, Llc | Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
JP6958490B2 (ja) * | 2018-06-15 | 2021-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE665392C (de) * | 1934-08-17 | 1938-09-23 | Prosper L Orange | Mehrzylindrige Dieselmaschine mit Massnahmen zum Inbetriebsetzen |
US3902472A (en) * | 1972-05-24 | 1975-09-02 | Saviem | Diesel engines |
JPH03275949A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-06 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジン |
JPH05296061A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Komatsu Ltd | ディーゼルエンジンの圧縮比可変システム |
US20050034701A1 (en) * | 2002-02-05 | 2005-02-17 | Thomas Betz | Internal combustion engine |
US20070131183A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Industrial Technology Research Institute | Multi-stage variable displacement engine |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1149700B (it) * | 1982-02-26 | 1986-12-03 | Alfa Romeo Auto Spa | Motore pluricilindrico a c.i.di tipo modulare |
DE3631284C1 (de) * | 1986-09-13 | 1987-04-16 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine mit niedrigem Verdichtungsverhaeltnis in denZylindern |
US7260467B2 (en) * | 2003-12-12 | 2007-08-21 | Ford Global Technologies, Llc | Cylinder deactivation method to minimize drivetrain torsional disturbances |
JP4788797B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2011-10-05 | マツダ株式会社 | 過給機付き直噴エンジン |
JP4858582B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2012-01-18 | マツダ株式会社 | 火花点火式エンジンの制御方法および火花点火式エンジン |
US20110155106A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-06-30 | Von Mayenburg Michael | Internal combustion engine with variable compression ratio |
GB2478718A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-21 | Gm Global Tech Operations Inc | An internal combustion engine with different cylinder displacements |
JP5585246B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2014-09-10 | マツダ株式会社 | 自動車搭載用ディーゼルエンジン |
EP2657485B1 (de) * | 2012-04-24 | 2015-08-05 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung |
-
2012
- 2012-04-24 EP EP20120165339 patent/EP2657486A1/de not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-04-10 US US13/860,450 patent/US9376967B2/en active Active
- 2013-04-22 BR BR102013009780A patent/BR102013009780A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2013-04-23 RU RU2013118707A patent/RU2635738C2/ru active
- 2013-04-24 CN CN201310145738.2A patent/CN103375282B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE665392C (de) * | 1934-08-17 | 1938-09-23 | Prosper L Orange | Mehrzylindrige Dieselmaschine mit Massnahmen zum Inbetriebsetzen |
US3902472A (en) * | 1972-05-24 | 1975-09-02 | Saviem | Diesel engines |
JPH03275949A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-06 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジン |
JPH05296061A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Komatsu Ltd | ディーゼルエンジンの圧縮比可変システム |
US20050034701A1 (en) * | 2002-02-05 | 2005-02-17 | Thomas Betz | Internal combustion engine |
US20070131183A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Industrial Technology Research Institute | Multi-stage variable displacement engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR102013009780A2 (pt) | 2017-05-09 |
CN103375282B (zh) | 2017-10-03 |
RU2013118707A (ru) | 2014-10-27 |
US9376967B2 (en) | 2016-06-28 |
EP2657486A1 (de) | 2013-10-30 |
US20130276755A1 (en) | 2013-10-24 |
CN103375282A (zh) | 2013-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635738C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением и способ его работы | |
US9874169B2 (en) | Control device of compression-ignition engine | |
US9458741B2 (en) | Split cycle phase variable reciprocating piston spark ignition engine | |
JP5907014B2 (ja) | 火花点火式直噴エンジン | |
US9719441B2 (en) | Control device for compression ignition-type engine | |
US20150114342A1 (en) | Spark-ignition direct-injection engine | |
US8967120B2 (en) | Engine control system | |
US9850828B2 (en) | Control device for compression ignition-type engine | |
RU2108471C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания и способ его работы | |
RU2635735C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и способ его работы | |
RU2635736C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и способ управления им | |
CA2898105A1 (en) | Internally cooled internal combustion engine and method thereof | |
Shinagawa et al. | The new Toyota 1.2-liter ESTEC turbocharged direct injection gasoline engine | |
RU2638901C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с наддувом и способ работы двигателя внутреннего сгорания с наддувом | |
GB2473481A (en) | Method for supplying EGR in an i.c. engine | |
KR102330222B1 (ko) | 기체 연료 모드를 갖춘 대형 2행정 단류 소기식 엔진 | |
Khusanjonov et al. | Opportunities to improve efficiency and other engine performance at low loads | |
US9777694B2 (en) | Control device of engine | |
JP5907013B2 (ja) | 火花点火式直噴エンジン | |
US8844496B2 (en) | Internal combustion engine with separate combustion chamber and a method to achieve modified and controlled autoignition in said chamber | |
CN110905669B (zh) | 在带有废气锁入的气缸关断时补偿气体弹簧作用的方法 | |
US11492987B2 (en) | Cylinder charge trapping strategies based on predictive number of skips and staggered implementation of valvetrain dependent operational strategies for internal combustion engines | |
GB2425808A (en) | Supercharged two-stroke engine with separate direct injection of air and fuel | |
JP2006257999A (ja) | 内燃機関 | |
RU136095U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания |