СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ В ЦИЛИНДРЕ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОМ ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2019 года по МПК F02D41/00 F02D41/14 F02M26/06 F02M26/09 F02M26/25 F02M26/33 F02M26/43 F02P5/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системам и способам для улучшения работы двигателя при высоких уровнях рециркуляции отработавших газов (РОГ). Предлагаемые способы могут быть особенно полезны для двигателей, которые содержат один или более предназначенных для РОГ цилиндров (ПРОГ), которые обеспечивают внешнюю РОГ для цилиндров двигателя.

Уровень техники

Двигатель могут эксплуатировать с одним или более предназначенными для РОГ цилиндрами (например, цилиндр, который, не используя отработавшие газы других цилиндров, направляет по меньшей мере часть потока своих отработавших газов для обеспечения внешней РОГ к цилиндрам двигателя), которые направляют все свои отработавшие газы в воздухозаборник цилиндров двигателя в качестве внешней рециркуляции отработавших газов (РОГ). Такая структура может дать возможность двигателю работать с более высокими уровнями разбавления отработавшими газами. Как следствие может быть уменьшена работа по выполнению двигателем насосной функции и повышен к.п.д. двигателя. Газы внешней РОГ могут быть также направлены через охладитель, чтобы снизить температуру газов в цилиндрах двигателя, и тем самым ограничить детонацию в двигателе и дополнительно уменьшить выбросы оксидов азота. Однако в охладителе РОГ может образовываться конденсат, который в конце концов может быть втянут в двигатель, где он может увеличить вероятность пропусков зажигания.

Раскрытие изобретения

Выше упомянутые недостатки работы двигателя с высокой степенью разбавления отработавшими газами признаны и разработан способ для двигателя, содержащий: рециркуляцию отработавших газов только из предназначенного для РОГ цилиндра, в заборник цилиндров двигателя; увеличение температуры отработавших газов в предназначенном для РОГ цилиндре путем увеличения воздушно-топливного отношения в предназначенном для РОГ цилиндре в ответ на конденсацию в охладителе РОГ; и работу остальных цилиндров двигателя с воздушно-топливным отношением, приблизительно равным стехиометрическому отношению, в ответ на конденсацию в охладителе РОГ.

Благодаря увеличению воздушно-топливного отношения в цилиндре, который работает со сдвигом в сторону обогащения, чтобы улучшить стабильность горения в двигателе, который содержит предназначенный для РОГ (ПРОГ) цилиндр, становится возможным увеличить температуру газов РОГ и удалить конденсат из охладителя РОГ. В ПРОГ цилиндре в типичном случае можно поддерживать воздушно-топливное отношение, сдвинутое в сторону обогащения, чтобы улучшить стабильность горения в не предназначенных для РОГ (не ПРОГ) цилиндрах двигателя. Однако, если по причине конденсации в охладителе РОГ, из-за холодного двигателя, и/или низкой частоты вращения двигателя и низкой нагрузки, требуется более высокая температура газов РОГ то температура газов РОГ может быть увеличена путем увеличения или уменьшения обогащенности топливно-воздушной смеси, подаваемой в ПРОГ цилиндр. Кроме того, когда увеличивают воздушно-топливное отношения ПРОГ цилиндра, что приводит к уменьшению содержанию топлива в рециркулирующих отработавших газах, количество топлива, впрыскиваемого в каждый из остальных цилиндров, может быть увеличено, чтобы поддержать в остальных цилиндрах стехиометрическое воздушно-топливное отношение. Дополнительно, согласно некоторым примерам, момент зажигания в ПРОГ цилиндре может быть задержан по отношению к моменту зажигания в не ПРОГ цилиндрах. Таким образом, температура газов РОГ может быть увеличена без увеличения температуры отработавших газов в не ПРОГ цилиндрах.

Настоящее изобретение может обеспечить несколько преимуществ. В частности, предлагаемый подход может снизить вероятность пропусков зажигания в двигателе за счет того, что предоставляется возможность уменьшить конденсацию в охладителе РОГ. Кроме того, подход может обеспечить более быстрый прогрев двигателя, и тем самым уменьшить токсичные выбросы. Также, предлагаемый подход может повысить к.п.д. двигателя при малых нагрузках.

Вышеуказанные и иные преимущества, а также отличительные признаки настоящего изобретения будут более понятны из последующего подробного описания, взятого в отдельности или вместе с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в описании подробно. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта изобретения, которые изложены в пунктах формулы изобретения. Более того, объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблемы недостатков, упомянутых в данном описании.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные преимущества настоящего изобретения будут более понятны из примера осуществления и последующего подробного описания, взятого в отдельности или вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение двигателя.

Фиг. 2-3 изображают примеры вариантов двигателя, содержащего ПРОГ цилиндр.

Фиг. 4 представляет пример рабочей последовательности в двигателе, соответствующей способу по фиг. 5.

Фиг. 5 изображает пример способа для управления двигателем, который содержит ПРОГ цилиндр.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к управлению двигателем внутреннего сгорания с высокой степенью разбавления топливно-воздушной смеси в цилиндре. Смесь в цилиндре можно разбавлять рециркулирующими отработавшими газами, которые являются побочным продуктом горения топливно-воздушной смеси. Рециркулирующие отработавшие газы также могут быть названы «РОГ». На фиг. 1-3 изображены примеры схем двигателя, с которыми можно работать при повышенных уровнях разбавления заряда в цилиндрах с целью увеличения к.п.д. двигателя и снижения выбросов. Двигатель может работать, как показано на графиках по фиг. 4, в соответствии со способом, изображенным на фиг. 5.

Согласно фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий ряд цилиндров, показанных на фиг. 2 и 3, один из которых показан на фиг. 1, управляется посредством электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания, и стенки 32 цилиндра с расположенным внутри поршнем 36, который соединен с коленчатым валом 40. Показано, что камера 30 сгорания связана с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый клапан - впускной и выпускной - можно приводить в действие независимо по отношению к клапанам других цилиндров посредством впускного кулачка 51 и выпускного кулачка 53. Регулятор 85 впускного клапана задает фазу работы впускного клапана 52 с опережением или запаздыванием относительно положения коленчатого вала 40. Кроме того, регулятор 85 впускного клапана может увеличивать или уменьшать величину подъема впускного клапана. Регулятор 83 выпускного клапана задает фазу работы выпускного клапана 54 с опережением или запаздыванием относительно положения коленчатого вала 40. Кроме того, регулятор 83 выпускного клапана может увеличивать или уменьшать величину подъема выпускного клапана.

Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 52 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка. В случаях, когда камера 30 сгорания является частью ПРОГ цилиндра, регулирование моментов срабатывания и/или величин подъема клапанов 52 и 54 могут осуществлять независимо от клапанов других цилиндров двигателя, так что воздушный заряд в ПРОГ цилиндре можно увеличивать или уменьшать относительно воздушного заряда других цилиндров двигателя в пределах одного и того же цикла двигателя. Таким образом, внешние РОГ, подаваемые к цилиндрам двигателя, могут превышать 25% массы заряда цилиндра для четырехцилиндрового двигателя, включая единственный ПРОГ цилиндр. Кроме того, количества внутренних РОГ цилиндров иных нежели ПРОГ цилиндр, могут быть отрегулированы независимо от ПРОГ цилиндра путем регулирования момента срабатывания клапанов этих соответствующих цилиндров. Согласно некоторым примерам, двигатель может содержать два или более ПРОГ цилиндров. Например, восьмицилиндровый двигатель может содержать по одному ПРОГ цилиндру на каждый блок цилиндров.

Показано, что топливная форсунка расположена так, чтобы вводить топливо непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам, как непосредственный впрыск топлива. В ином варианте, топливо можно вводить во впускной канал, что известно специалистам, как впрыск топлива во впускной канал. Показано, что впускной коллектор 44 сообщается с электроуправляемым дросселем 62 (необязательный элемент), который регулирует положение дроссельной заслонки 64, чтобы управлять потоком воздуха из камеры 46 наддува во впускной коллектор 44. Согласно некоторым примерам, дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44, так чтобы дроссель 62 стал дросселем впускного канала. Компрессор 162 подает воздух из воздухозаборника 42 в камеру 46 наддува. Компрессор 162 приводят в движение посредством вала 161, который механически связан с турбиной 164. Перепускной клапан 158 компрессора можно выборочно приводить в действие, чтобы снижать давление наддува. Регулятор 72 давления наддува можно выборочно открывать и закрывать, чтобы управлять скоростью вращения турбины.

Запрашиваемый водителем крутящий момент можно определять по положению педали 130 акселератора, определяемому датчиком 134 педали акселератора. Выходным сигналом датчика 134 педали акселератора является ток или напряжение, которые характеризуют запрашиваемый водителем крутящий момент, когда нога 132 водителя нажимает на педаль 130 акселератора.

Система 88 зажигания без распределителя создает искру зажигания в камере 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Показано, что универсальный широкодиапазонный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (УКОГ) связан с выпускным коллектором 48 выше по потоку от турбины 164 и каталитического нейтрализатора 70. В ином варианте вместо датчика 126 УКОГ может быть использован кислородный датчик с двумя состояниями. Согласно одному примеру, каталитический нейтрализатор 70 может содержать несколько блок-носителей катализатора. В качестве другого примера, могут быть использованы несколько устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое из которых содержит несколько блок-носителей катализатора. Согласно одному примеру, нейтрализатор 70 может представлять собой трехкомпонентный катализатор.

На фиг. 1 показан контроллер 12 в виде традиционного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (ЭЗУ) и стандартную шину данных. Контроллер 12 принимает различные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 10, дополнительно к тем сигналам, о которых говорилось выше, включая: сигнал температуры хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112, связанного с рубашкой 114 охлаждения; сигнал давления воздуха в коллекторе (ДВК) двигателя от датчика 121, связанного с впускным коллектором 44; сигнал давления наддува от датчика 122 давления; сигнал положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, измеряющего положение коленчатого вала 40; сигнал массы воздуха, поступающей в двигатель, от датчика 120; и сигнал положения дросселя от датчика 58. Может также производиться измерение барометрического давления (датчик не показан) для обработки контроллером 12.

Во время работы двигателя 10 каждый его цилиндр обычно совершает четырехтактный цикл: этот цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. На такте впуска, как правило, выпускной клапан 54 закрывают, а впускной клапан 52 открывают. Воздух вводят в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, при этом поршень 36 перемещается в направлении дна цилиндра, так чтобы увеличить объем камеры 30 сгорания. Положение, при котором поршень 36 находится вблизи дна цилиндра в конце своего хода (т.е. когда камера 30 сгорания имеет наибольший объем), обычно называют нижней мертвой точкой (НМТ). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается в направлении головки цилиндра, так чтобы сжать воздух, находящийся в камере 30 сгорания. Точку, в которой поршень 36 в конце своего хода находится ближе всего к головке цилиндра (т.е. когда камера 30 сгорания имеет наименьший объем), обычно называют верхней мертвой точкой (ВМТ).

В процессе, называемом здесь «впрыск», производят ввод топлива в камеру сгорания. В процессе, называемом здесь «зажигание», производят зажигание введенного топлива при помощи известных средств зажигания, таких как свеча зажигания 92, что приводит к горению топлива. На такте расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, на такте выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить продукты сгорания топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор 48, при этом поршень 36 возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описание является лишь примером, и моменты открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов можно изменять, например, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие открытого состояния впускного и выпускного клапанов, более позднее закрытие впускного клапана или различные другие варианты работы.

Фиг. 2 представляет первый пример двигателя 10 в виде схемы, на которой показаны цилиндры 1-4, один из которых содержит камеру 30 сгорания, показанную на фиг. 1. Пример схемы двигателя, изображенный на фиг. 2, может для каждого цилиндра двигателя включать в себя устройства, представленные на фиг. 1. Впускные клапаны 52 и выпускные клапаны 54 каждого цилиндра можно открывать и закрывать независимо от клапанов других цилиндров двигателя посредством регулятора 85 впускных клапанов и регулятора 83 выпускных клапанов. Например, впускной и выпускной клапаны 52, 54 цилиндра №4 можно открывать и закрывать в разные моменты времени относительно коленчатого вала 40 двигателя и других клапанов цилиндров двигателя. Таким образом, впускной клапан 52 цилиндра №4 может быть закрыт в течение 25° поворота двигателя после НМТ такта впуска цилиндра №4. С другой стороны, во время того же цикла двигателя впускной клапан цилиндра №1 может закрываться в течение 5° после НМТ такта впуска цилиндра №1. Далее, двигателем, схема которого изображена на фиг. 2, можно управлять согласно способу, представленному на фиг. 5.

Дроссель 62 регулирует поток воздуха во впускной коллектор 44, а впускной коллектор 44 подает воздух в каждый из цилиндров 1-4. Впускные клапаны 52 и выпускные клапаны 54 одного цилиндра в группе цилиндров 1-4 можно приводить в действие в другие моменты времени по соотношению к моментам срабатывания клапанов других цилиндров в группе цилиндров 1-4. Согласно одному примеру, клапаны цилиндров 1-3 работают с одними и теми же моментами открытия и закрытия, но клапаны цилиндра 4 работают с различными моментами открытия и закрытия и/или с такими же моментами открытия и закрытия, что и клапаны цилиндров 1-3. Например, впускные клапаны какого-либо цилиндра в группе цилиндров 1-3 могут закрываться при 10° поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки такта впуска указанного цилиндра, при этом впускной клапан закрывают для определенного цикла двигателя. С другой стороны, впускные клапаны цилиндра 4 могут закрываться при 20° поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки такта впуска цилиндра 4 для того же самого цикла двигателя. Согласно некоторым примерам, между компрессором 162 и дросселем 62 может быть расположен охладитель воздушного заряда (не показан).

Отработавшие газы из цилиндров 1-3 направляют в выпускной коллектор 48, прежде чем они будут обработаны катализатором. Отработавшие газы из цилиндра 4 направляют во впускной коллектор 44 через перепускной клапан 205 и канал 209 ПРОГ цилиндра, или альтернативно в выпускной коллектор 48 через перепускной клапан 205 и канал 206 ПРОГ цилиндра. Согласно некоторым примерам, перепускной клапан 205 и канал 206 ПРОГ цилиндра могут отсутствовать. Отработавшие газы из цилиндра 4 могут быть направлены из канала 209 в охладитель 212 РОГ или в перепускной канал 215 охладителя РОГ через перепускной клапан 211 охладителя РОГ. Охладитель 212 РОГ может понижать температуру РОГ из ПРОГ цилиндра при нагрузках на двигатель в диапазоне от средних до высоких, чтобы уменьшить вероятность возникновения детонации в двигателе.

В каждом из цилиндров 1-4 может быть реализована внутренняя РОГ путем захвата отработавших газов после акта горения смеси в соответствующем цилиндре, так чтобы отработавшие газы могли оставаться в соответствующем цилиндре при последующем акте горения. Количество внутренних РОГ можно изменять путем регулирования времен открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов, например, путем регулирования величины перекрытия клапанов (например, продолжительности, когда впускной и выпускной клапаны цилиндра одновременно открыты). Путем увеличения перекрытия открытого состояния впускного и выпускного клапанов, дополнительное количество РОГ может быть удержано в цилиндре в течение последующего акта горения, когда давление в выпускном коллекторе больше давления во впускном коллекторе. Кроме того, уменьшая перекрытие впускного клапана и выпускного клапана, можно уменьшать температуры заряда в цилиндре и увеличивать температуры отработавших газов в цилиндре. Увеличивая перекрытие впускного клапана и выпускного клапана, можно увеличивать температуру заряда в цилиндре и уменьшать температуру отработавших газов в цилиндре. В данном примере внешняя РОГ организована на цилиндрах 1-4 только за счет отработавших газов цилиндра 4 и канала 209. Отработавшие газы цилиндров 1-3 во внешней РОГ не участвует. Таким образом, в данном примере цилиндр 4 является единственным источником внешней РОГ двигателя 10. Однако в двигателях с V-образным расположением цилиндров какой-либо один цилиндр в каждом блоке цилиндров может быть предназначенным для РОГ цилиндром. Канал 209 входит во впускной коллектор 44 ниже по потоку от компрессора 162. Отработавшие газы из цилиндров 1-3 вращают турбину 164, а отработавшие газы из цилиндра 4 могут выборочно вращать турбину 164 в зависимости от открытого состояния перепускного клапана 205 ПРОГ цилиндра.

Фиг. 3 представляет второй пример двигателя 10 в виде схемы, на которой показаны цилиндры 1-4. Один из цилиндров 1-4 содержит камеру 30 сгорания, представленную на фиг. 1, при этом остальные цилиндры могут содержать аналогичные устройства. Пример схемы двигателя, изображенный на фиг. 3, может содержать устройства, показанные на фиг. 1 для каждого цилиндра двигателя. Двигательная система, изображенная на фиг. 3, также содержит много таких же устройств и компонентов, какие рассмотрены согласно фиг. 2. Поэтому для краткости описание аналогичных устройств и компонентов опущено. Однако, указанные устройства и компоненты действуют и выполняют свои функции так, как это было рассмотрено согласно фиг. 2.

В примере согласно фиг. 3 двигатель 10 содержит канал 309, который не сообщается с выпускным коллектором 48, и входит в двигатель выше по потоку от компрессора 162. Регулирование потока РОГ через канал 309 осуществляют путем изменения моментов срабатывания регулятора 85 впускного клапана и моментов срабатывания регулятора 83 выпускного клапана цилиндра 4. Например, поток РОГ из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может быть уменьшен путем запаздывания закрытия впускного клапана (ЗВпК) после НМТ такта впуска цилиндра 4. Поток РОГ из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может быть увеличен путем опережения ЗВпК в направлении НМТ такта впуска цилиндра 4. Кроме того, поток РОГ из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может быть уменьшен путем запаздывания закрытия выпускного клапана (ЗВыпК) от ВМТ такта выпуска. Поток РОГ из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может быть увеличен путем опережения ЗВыпК в направлении ВМТ такта выпуска. Отработавшие газы из цилиндра 4 могут быть направлены из канала 309 в охладитель 312 РОГ или в перепускной канал 315 охладителя РОГ через перепускной клапан 311 охладителя РОГ. Охладитель 312 РОГ может понижать температуру РОГ из ПРОГ цилиндра при нагрузках на двигатель в диапазоне от средних до высоких, чтобы уменьшить вероятность возникновения детонации в двигателе.

Канал 309 может повышать вероятность увеличенной сквозной продувки (например, когда содержимое впускного коллектора, например, воздух, проталкивается через цилиндр, в то время как впускной и выпускной клапаны цилиндра одновременно находятся в открытом состоянии во время цикла цилиндра) для цилиндра 4, когда давление во впускном коллекторе выше давления выше по потоку от компрессора 162. Вместо направления вниз по потоку от компрессора 162, отработавшие газы направляют вверх по потоку от компрессора 162, где они могут быть подвержены давлению более низкому, чем давление во впускном коллекторе. РОГ, которые проходят через канал 309, поступают во впускной коллектор 44 после их сжатия компрессором 162.

Таким образом, система по фиг. 1-3 обеспечивает автомобильную систему, содержащую: двигатель; первое устройство регулировки фаз газораспределения, связанное с двигателем и управляющее клапанами первого цилиндра; второе устройство регулировки фаз газораспределения, связанное с двигателем и управляющее клапанами второго цилиндра; канал, связывающий по текучей среде выпускную сторону первого цилиндра с воздухозаборником двигателя, при этом указанный канал не связывает по текучей среде выпускные стороны других цилиндров двигателя с воздухозаборником; и контроллер, содержащий постоянные инструкции для перехода от горения богатой топливно-воздушной смеси в первом цилиндре к горению в первом цилиндре топливно-воздушной смеси со стехиометрическим отношением в ответ на запрос увеличения температуры газов РОГ.

Система, представленная на фиг. 1-3, также обеспечивает дополнительные инструкции для поддержания во втором цилиндре стехиометрического воздушно-топливного отношения. Автомобильная система также содержит выпускной канал, ведущий из второго цилиндра в атмосферу, причем данный выпускной канал не связан по текучей среде с первым цилиндром. Автомобильная система отличается тем, что указанный канал входит в воздухозаборник выше по потоку от дросселя и компрессора. Автомобильная система, кроме того, содержит охладитель РОГ и дополнительные инструкции для увеличения температуры отработавших газов, выходящих из первого цилиндра, и не содержит дополнительных инструкций для увеличения температуры отработавших газов, выходящих из второго цилиндра. Автомобильная система также содержит инструкции для перепуска отработавших газов из первого цилиндра в обход охладителя РОГ.

Фиг. 4 представляет пример рабочей последовательности при работе двигателя в соответствии со способом по фиг. 5 и с системой, изображенной на фиг. 1-3. Последовательность, изображенная на фиг. 4, является просто одним примером смоделированной последовательности, которая может быть реализована способом, изображенным на фиг. 5.

Первый график сверху на фиг. 4 - это график запрашиваемого водителем крутящего момента во времени. Ось Y представляет крутящий момент, запрашиваемый водителем, при этом крутящий момент возрастает в направлении оси Y. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо. Запрашиваемый водителем крутящий момент можно определять по положению педали акселератора.

Второй график сверху на фиг. 4 - это график зависимости температуры двигателя от времени. Ось Y представляет температуру двигателя, причем температура двигателя увеличивается в направлении оси Y. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо. Горизонтальная линия 401 представляет пороговую температуру двигателя, по которой определяют, что двигатель прогрет.

Третий сверху график на фиг. 4 - это график перекрытия впускных и выпускных клапанов двигателя (например, когда впускные и выпускные клапаны двигателя одновременно открыты) для ПРОГ цилиндра. Перекрытие клапанов увеличивается в направлении оси Y, и равно нулю на уровне оси X. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо.

Четвертый сверху график на фиг. 4 - это график зависимости воздушно-топливного отношения в цилиндре от времени для не ПРОГ цилиндров. Ось Y представляет воздушно-топливное отношение в цилиндре для не ПРОГ цилиндров. Горизонтальная линия 402 представляет стехиометрическое воздушно-топливное отношение. В цилиндры двигателя впрыскивают обедненную смесь, когда линия графика проходит выше горизонтальной линии 402, и в цилиндры двигателя впрыскивают обогащенную смесь, когда линия графика проходит ниже горизонтальной линии 402. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо.

Пятый сверху график на фиг. 4 - это график зависимости воздушно-топливного отношения в цилиндре от времени для ПРОГ цилиндра. Ось Y представляет воздушно-топливное отношение в цилиндре для ПРОГ цилиндра. Горизонтальная линия 404 представляет стехиометрическое воздушно-топливное отношение. ПРОГ цилиндр работает с обедненной смесью, когда линия графика проходит выше горизонтальной линии 404, и ПРОГ цилиндр работает с обогащенной смесью, когда линия графика проходит ниже горизонтальной линии 404. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо.

Шестой сверху график на фиг. 4 - это график момента зажигания в ПРОГ цилиндре и момента зажигания в не ПРОГ цилиндре. Ось Y представляет момент зажигания в цилиндре, причем момент зажигания в цилиндре смещается в сторону опережения в направлении оси Y. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо. Штриховая линия 406 представляет момент зажигания для не ПРОГ цилиндров. Сплошная линия 408 представляет момент зажигания для ПРОГ цилиндра. Момент зажигания для не ПРОГ цилиндров, совпадает с моментом зажигания для ПРОГ цилиндра, когда видимой является только сплошная линя 408.

Седьмой сверху график на фиг. 4 - это график зависимости от времени переменной, которая указывает на наличие или отсутствие конденсации в охладителе РОГ. Ось Y представляет уровень переменной, указывающей конденсацию в охладителе РОГ. Признаком конденсации в охладителе РОГ является высокий уровень графика - близкий к стрелке оси Y. Ось X представляет время, при этом время на фиг. 4 возрастает слева направо.

В момент ТО двигатель не работает, и запрашиваемый водителем крутящий момент равен нулю. Сигнал запрашиваемого водителем крутящего момента включает в себя любой сигнал от водителя в виде нажатия на педаль акселератора, а также любой внутренний запрос крутящего момента от контроллера, например, крутящего момента для работы двигателя на повышенных оборотах холостого хода. Температура двигателя является низкой, и перекрытие выпускного клапана находится на среднем уровне. Конденсация в охладителе РОГ отсутствует.

Между моментами T0 и T1 производят запуск двигателя, и запрашиваемый водителем крутящий момент увеличивается, чтобы двигатель мог работать на более высоких оборотах холостого хода. Путем работы двигателя на повышенных оборотах холостого хода, его прогрев произойдет быстрее. Температура двигателя начинает возрастать в ответ на запуск двигателя. Не ПРОГ цилиндры начинают работать с обедненной смесью и переходят к работе со стехиометрическим воздушно-топливном отношением. ПРОГ цилиндр работает с воздушно-топливным отношением, близком к стехиометрическому (например, при составе, обогащенном на 0,5 от стехиометрического состава). Благодаря работе ПРОГ цилиндра в условиях близких к стехиометрическим, может быть увеличена температура РОГ и одновременно может быть увеличена стабильность горения смеси по сравнению со случаем, если бы ПРОГ цилиндр работал на обедненной смеси. Не ПРОГ цилиндры, работают на обедненной смеси, чтобы снизить содержание углеводородов в отработавших газах. ПРОГ цилиндр и не ПРОГ цилиндры работают с поздним моментом зажигания, чтобы увеличить температуру двигателя и температуру РОГ. Момент зажигания в ПРОГ цилиндре запаздывает относительно не ПРОГ цилиндров, при этом по мере роста температуры двигателя момент зажигания смещается в сторону опережения. Перекрытие впускного и выпускного клапанов ПРОГ цилиндра уменьшается после того, как воздушно-топливное отношение в ПРОГ цилиндре становится стехиометрическим, так что температура РОГ может быть еще больше увеличена. Нет индикации конденсации в охладителе РОГ. Сигнал запрашиваемого водителем крутящего момента следует за запросом водителя. В примерах, где в системе содержится перепускной клапан (например, клапан 205 по фиг. 2), указанный перепускной клапан открыт, в то время как момент зажигания запаздывает.

В момент Т1 температура двигателя достигает пороговой температуры 401, а перекрытие впускного и выпускного клапанов увеличивается в ответ на достижение двигателем требуемой температуры. Далее, воздушно-топливное отношение в ПРОГ цилиндре смещается в сторону обогащения, чтобы улучшить стабильность горения в двигателе. В ПРОГ цилиндре и в не ПРОГ цилиндре момент зажигания смещается в сторону опережения, когда температура двигателя увеличивается, и нет индикации конденсации в охладителе РОГ. Сигнал запрашиваемого водителем крутящего момента следует за запросом водителя, при этом не ПРОГ цилиндры работают при стехиометрическом воздушно-топливном отношении.

Между моментами T1 и T2 сигнал запрашиваемого водителем крутящего момента следует за запросом водителя, а температура двигателя остается соответствующей прогретому состоянию. Перекрытие впускного и выпускного клапанов ПРОГ цилиндра продолжает оставаться на том же уровне, при этом ПРОГ цилиндр работает с обогащенной по сравнению со стехиометрической смесью, чтобы улучшить стабильность горения в двигателе, когда двигатель работает при более высоких уровнях разбавления РОГ. Конденсация в охладителе РОГ не регистрируется. Вблизи момента T2 запрашиваемый водителем крутящий момент снижается, что дает возможность снизиться температуре отработавших газов.

В момент 12 регистрируют конденсацию в охладителе РОГ за счет перехода переменной, указывающей конденсацию в охладителе РОГ, на более высокий уровень. Конденсация в охладителе РОГ может быть определена при помощи датчика (например, датчика влажности) или выведена из условий работы двигателя. Конденсация может увеличивать вероятность пропусков зажигания в двигателе за счет поступления в двигатель из охладителя РОГ капель воды и/или водяных паров. Двигатель работает на холостом ходу, и при этом есть возможность сместить момент зажигания в сторону запаздывания, так что водитель не ощутит потерю мощности двигателя, чтобы увеличить температуру отработавших газов из ПРОГ цилиндра и чтобы очистить конденсат из охладителя РОГ. Поэтому производят дополнительное смещение момента зажигания в сторону запаздывания, чтобы увеличить температуру отработавших газов, выходящих из ПРОГ цилиндра, и поступающих в охладитель РОГ.

Сильнее нагретые газы РОГ начинают испарять воду или конденсат в охладителе РОГ. Если система оснащена перепускным клапаном охладителя РОГ (например, клапаном 211 или 311), то данный клапан может быть установлен в положение, позволяющее РОГ протекать через охладитель РОГ, когда в охладителе РОГ присутствует конденсат, и в положение, позволяющее РОГ протекать в обход охладителя РОГ, когда температура двигателя меньше пороговой температуры. В не ПРОГ цилиндрах момент зажигания имеет большее опережение, чем момент зажигания в ПРОГ цилиндре. Перекрытие впускного и выпускного клапанов уменьшено, чтобы дополнительно увеличить температуру отработавших газов в ПРОГ цилиндре. Согласно некоторым примерам, вместо уменьшения перекрытия впускного и выпускного клапанов может быть увеличено время открытия выпускного клапана (ОВыпК), чтобы увеличить температуру отработавших газов, выходящих из ПРОГ цилиндра. ПРОГ цилиндр продолжает работать на обогащенной топливно-воздушной смеси, так чтобы можно было улучшить стабильность горения в не ПРОГ цилиндрах. Не ПРОГ цилиндры питают топливом с небольшим обеднением относительно стехиометрического отношения, чтобы в не ПРОГ цилиндрах в целом создать смесь стехиометрического состава.

В момент T3 переменная, указывающая конденсацию в охладителе РОГ, меняет свое состояние и переходит на низкий уровень, указывая на отсутствие конденсации в охладителе РОГ. В ответ на отсутствие конденсации РОГ производят сдвиг момента зажигания в сторону опережения, а также увеличение перекрытия впускного и выпускного клапанов. ПРОГ цилиндр продолжает работать с обогащенной топливно-воздушной смесью, а не ПРОГ цилиндры продолжают работать со смесью, слегка обедненной относительно стехиометрического состава.

Таким образом, температура отработавших газов, выходящих из ПРОГ цилиндра, может быть увеличена с целью прогрева двигателя и снижения конденсации в охладителе РОГ, при этом одновременно не предпринимаются никакие действия с не ПРОГ цилиндрами, чтобы увеличить температуру их отработавших газов. Кроме того, температура отработавших газов в ПРОГ цилиндре может быть увеличена при работе с низкой нагрузкой на двигатель, например, на холостом ходу, чтобы снизить расход топлива за счет снижения работы по выполнению двигателем насосной функции.

На фиг. 5 изображен способ управления двигателем, содержащим по меньшей мере один ПРОГ цилиндр. Способ по фиг. 5 в виде исполняемых инструкций может быть записан в постоянное запоминающее устройство контроллера 12, представленного на фиг. 1. Кроме того, способ по фиг. 5 может реализовать рабочую последовательность, показанную на фиг. 4.

На шаге 502 способа 500 определяют условия работы двигателя. Условия работы двигателя, помимо других возможных, могут включать частоту вращения двигателя, нагрузку на двигатель, запрашиваемый водителем крутящий момент, конденсацию в охладителе РОГ и температуру двигателя. После определения условий работы двигателя способ 500 переходит к шагу 504.

На шаге 504 способа 500 производят оценку, происходит ли запуск двигателя при температуре двигателя меньшей, чем пороговая температура. Период запуска двигателя может продолжаться от прокрутки двигателя до тех пор, пока двигатель не достигнет пороговой температуры, или указанный период равен времени, прошедшему от остановленного состояния двигателя. Температура двигателя может быть определена посредством датчика температуры, а состояние запуска двигателя можно определить по частоте вращения двигателя. Если сделают вывод, что запуск двигателя происходит при температуре меньшей, чем пороговая температура (ответ ДА), то способ 500 переходит к шагу 506. В противном случае способ 500 переходит к шагу 520.

На шаге 506 способа 500 сдвигают момент зажигания в сторону запаздывания от базового момента зажигания (например, от момента зажигания для прогретого двигателя при аналогичных частоте вращения и нагрузке). Например, при работе двигателя на холостом ходу и при прогретом состоянии двигателя момент зажигания может быть 15° перед ВМТ на такте сжатия. При запуске двигателя из холодного состояния (например, 18°С) момент зажигания может быть скорректирован до 5° после ВМТ на такте сжатия. За счет запаздывания момента зажигания может быть увеличен разогрев двигателя и снижены выбросы углеводородов. Кроме того, если система содержит перепускной клапан (например, клапан 205 по фиг. 2), указанный перепускной клапан можно открыть, чтобы дать возможность отработавшим газам из ПРОГ цилиндра протекать в атмосферу, вместо того, чтобы направлять их в заборник двигателя. Перепускной клапан закрывают, если температура двигателя больше пороговой температуры. После сдвига момента зажигания в сторону запаздывания от базового момента зажигания способ 500 переходит к шагу 508.

На шаге 508 способа 500 обеспечивают работу не ПРОГ цилиндров с обедненной или обогащенной относительно стехиометрического состава топливно-воздушной смесью. Если запуск двигателя производят при повышенной температуре, которая меньшей рабочей температуры прогретого двигателя (например, выше 40°C), и катализатор прогрет, то с двигателем можно работать при слегка обогащенной смеси, чтобы снизить выбросы оксидов азота. Если запуск двигателя производят из холодного состояния (например, при температуре менее 40°C, но больше 10°C), то в не ПРОГ цилиндры, можно подавать смесь, обедненную относительно стехиометрического состава, чтобы снизить выбросы углеводородов. После установления воздушно-топливного отношения в не ПРОГ цилиндрах, способ 500 переходит к шагу 510.

На шаге 510 способа 500 обеспечивают в ПРОГ цилиндрах по существу стехиометрическое воздушно-топливное отношение (например, в пределах ±3%). Благодаря обеспечению в ПРОГ цилиндре стехиометрического отношения, можно увеличить температуру отработавших из ПРОГ цилиндров. После обеспечения в ПРОГ цилиндре стехиометрического воздушно-топливного отношения, способ 500 переходит к шагу 512.

На шаге 512 способа 500 сдвигают момент открытия выпускного клапана в сторону опережения и/или уменьшают перекрытие впускного и выпускного клапанов для ПРОГ цилиндра. При более раннем открытии выпускных клапанов отработавшие газы совершают меньшую работу расширения, что дает возможность отработавшим газам выходить из ПРОГ цилиндра при более высокой температуре. Уменьшение перекрытия впускного и выпускного клапанов уменьшает внутреннюю РОГ в ПРОГ цилиндре и увеличивает температуру отработавших газов за счет снижения разбавления заряда в цилиндре. По завершении регулировки момента открытия выпускного клапана и/или перекрытия способ 500 завершает работу.

Таким образом, в условиях запуска двигателя из холодного состояния может быть установлено запаздывание момента зажигания в ПРОГ цилиндр, чтобы обеспечить в данном цилиндре большее запаздывание зажигания, чем в не ПРОГ цилиндрах, и чтобы получить более высокие температуры отработавших газов.

Дополнительно, ПРОГ цилиндры могут работать с обедненной смесью, чтобы увеличить температуру отработавших газов. Кроме того, могут быть отрегулированы моменты срабатывания клапанов, чтобы увеличить температуру отработавших газов, выходящих из ПРОГ цилиндров в целях увеличения температуры РОГ. Увеличение температуры РОГ может способствовать более быстрому прогреву двигателя.

На шаге 520 способа 500 производят оценку, имеет ли место конденсация РОГ. Конденсация РОГ может быть определена посредством датчика (например, датчика влажности) или на основе выведения. Если оценивают, что конденсация имеет место (ответ ДА), то способ 500 переходит к шагу 540. В противном случае (ответ НЕТ), способ 500 переходит к шагу 550.

В альтернативном варианте, если вместо охладителя РОГ система содержит катализатор конверсии водяного газа, то в способе 500 производят проверку (посредством датчика или на основе выведения), имеет ли место конденсация в катализаторе конверсии водяного газа. Если делают вывод, что конденсация имеет место (ответ ДА), то способ 500 переходит к шагу 540. В противном случае (ответ НЕТ), способ 500 переходит к шагу 550.

На шаге 550 способа 500 обеспечивают в ПРОГ цилиндрах и в не ПРОГ цилиндрах базовые воздушно-топливные отношения, моменты зажигания и моменты срабатывания клапанов. Воздушно-топливное отношение ПРОГ цилиндра может быть сдвинуто в сторону обогащения, а воздушно-топливное отношение не ПРОГ цилиндров может быть стехиометрическим при базовых условиях. Моменты зажигания в ПРОГ цилиндре и в не ПРОГ цилиндрах могут быть одинаковыми при базовых условиях. Моменты срабатывания клапанов в ПРОГ цилиндре и в не ПРОГ цилиндрах могут быть одинаковыми или различными при базовых условиях. После регулирования воздушно-топливного отношения, момента зажигания и моментов срабатывания клапанов способ 500 завершает свою работу.

На шаге 540 способа 500 производят проверку, меньше ли нагрузка на двигатель, чем пороговая нагрузка. Дополнительно, могут провести проверку, меньше ли частота вращения двигателя, чем пороговая частота вращения. Если определят, что нагрузка на двигатель и/или частота вращения вала меньше пороговых значений (ответ ДА), то способ 500 переходит к шагу 542. В противном случае (ответ НЕТ), способ 500 переходит к шагу 522.

На шаге 522 способа 500 обеспечивают в ПРОГ цилиндре воздушно-топливное отношение близкое к стехиометрическому (например, от состава, обогащенного на 0,5 от стехиометрического, до стехиометрического состава) в ответ на конденсацию в охладителе РОГ или в катализаторе конверсии водяного газа. Благодаря поддержанию в ПРОГ цилиндре воздушно-топливного отношения близкого к стехиометрическому, может быть увеличена температура отработавших газов, протекающих из ПРОГ цилиндра в охладитель РОГ или в катализатор конверсии водяного газа, чтобы вызвать испарение конденсата в охладителе РОГ или в катализаторе конверсии водяного газа. Испаренная вода затем может быть введена в двигатель со скоростью, которая снижает вероятность пропусков зажигания в двигателе. Подача топлива в не ПРОГ цилиндры может быть отрегулирована, чтобы поддерживать в указанных цилиндрах стехиометрический состав смеси. Например, если состав смеси в ПРОГ цилиндре отрегулировать от обогащенного к обедненному, то подача топлива в не ПРОГ цилиндры может быть увеличена, так чтобы поддерживать в указанных цилиндрах стехиометрический состав смеси. После обеспечения в ПРОГ цилиндре стехиометрического состава воздушно-топливной смеси способ 500 переходит к шагу 524.

На шаге 524 способа 500 производят проверку, остается ли температура РОГ, поступающих в охладитель РОГ или катализатор конверсии водяного газа, выше определенной пороговой температуры (например, 100°С) в течение определенного порогового времени. Температура РОГ может быть выведена или измерена. Если определяют, что температура РОГ больше пороговой температуры в течение назначенного времени (ответ ДА), то способ 500 переходит к шагу 528. В противном случае (ответ НЕТ) способ 500 переходит к шагу 526.

На шаге 526 способа 500 сдвигают момент открытия выпускного клапана в сторону опережения и/или уменьшает перекрытие впускного и выпускного клапанов ПРОГ цилиндров. Благодаря открытию выпускного клапана в более ранний момент времени, работа расширения, совершаемая отработавшими газами, будет меньше, что тем самым позволит отработавшим газам выходить из ПРОГ цилиндра при более высокой температуре. Уменьшение перекрытия впускного и выпускного клапанов уменьшает внутреннюю РОГ в ПРОГ цилиндре, и увеличивает температуру отработавших газов за счет снижения разбавления заряда цилиндра. Моменты срабатывания клапанов не ПРОГ цилиндров можно не регулировать в ответ на увеличение температуры газов РОГ. После регулирования момента открытия выпускного клапана и/или перекрытия клапанов способ 500 переходит к шагу 528.

На шаге 528 способа 500 оценивают, устранена ли конденсация РОГ. Согласно одному примеру, способ 500 может судить об устранении конденсации по выходному сигналу датчика. Согласно другим примерам, величина конденсации может быть выведена. Если выясняют, что конденсация устранена (ответ ДА), то способ переходит к шагу 530. В противном случае (ответ НЕТ) способ 500 возвращается к шагу 528.

На шаге 530 способа 500 увеличивают перекрытие впускного и выпускного клапанов, сдвигают момент ОВыпК в сторону запаздывания, и/или сдвигают в сторону обогащения воздушно-топливное отношение в ПРОГ цилиндре. Другими словами, возвращают моменты срабатывания клапанов и воздушно-топливное отношение для ПРОГ цилиндра обратно к базовым значениям. ПРОГ цилиндр работает с обогащением, чтобы обеспечить водородом не ПРОГ цилиндры, и тем самым улучшить стабильность горения при повышенных значениях потока РОГ. После возвращения моментов срабатывания клапанов и воздушно-топливного отношения ПРОГ цилиндра к базовым значениям способ 500 завершает свою работу.

Таким образом, может быть осуществлено регулирование воздушно-топливного отношения и моментов срабатывания клапанов ПРОГ цилиндра, чтобы увеличить температуру отработавших газов, выходящих из ПРОГ цилиндра, так чтобы можно было уменьшить конденсацию в охладителе РОГ или катализаторе конверсии водяного газа. Если двигатель не работает при нагрузке, соответствующей среднему или высокому уровню, то температуру отработавших газов в ПРОГ цилиндре можно увеличить путем сдвига момента зажигания в сторону запаздывания. Однако при более высоких нагрузках на двигатель способ 500 не предусматривает сдвиг момента зажигания в сторону запаздывания в ответ на конденсацию РОГ с целью увеличения температуры РОГ. Нагрузка на двигатель, воздушно-топливное отношение в ПРОГ цилиндре и моменты срабатывания клапанов могут быть достаточными, чтобы создать повышенные температуры отработавших газов из ПРОГ цилиндра. Таким образом, показатели двигателя можно и не снижать, повышая температуру отработавших газов за счет установки запаздывания момента зажигания.

На шаге 542 способа 500 обеспечивают в не ПРОГ цилиндрах стехиометрическое воздушно-топливное отношение. С не ПРОГ цилиндрами можно работать приблизительно при стехиометрическом воздушно-топливном отношении (например, в пределах ±0,5 воздушно-топливного отношения от стехиометрического уровня), чтобы увеличить эффективность работы катализатора. После регулирования воздушно-топливного отношения в не ПРОГ цилиндре, способ 500 переходит к шагу 544.

На шаге 544 способа 500 обеспечивают в ПРОГ цилиндре воздушно-топливное отношение, обогащенное относительно стехиометрического уровня. ПРОГ цилиндр работает с обогащением, чтобы обеспечить водородом не ПРОГ цилиндры, что может улучшить стабильность горения, когда двигатель работает при малых нагрузках и при сравнительно высокой концентрации РОГ. Поле регулирования воздушно-топливного отношения в ПРОГ цилиндре способ 500 переходит к шагу 546.

На шаге 546 способа 500 увеличивают запаздывание момента зажигания в ПРОГ цилиндре. Благодаря увеличению запаздывания момента зажигания, осуществляют задержку воспламенения в ПРОГ цилиндре, так чтобы окисление топливно-воздушной смеси в цилиндре в цикле горения происходило позднее, и тем самым снижалась механическая работа, производимая цилиндром ПРОГ, и увеличивалась температура отработавших газов. Более высокая температура отработавших газов дает возможность дополнительно открыть дроссель двигателя, не увеличивая при этом крутящий момент двигателя, поскольку разогретые РОГ вытесняют из цилиндров двигателя дополнительный воздух. Вследствие этого может быть уменьшена работа по выполнению двигателем насосной функции, и может быть увеличен к.п.д. двигателя. Момент зажигания в не ПРОГ цилиндрах могут поддерживать на базовом уровне. Поле регулирования момента зажигания способ 500 переходи к шагу 548.

На шаге 548 способа 500 сдвигают момент открытия выпускного клапана в сторону опережения и/или уменьшает перекрытие впускного и выпускного клапанов ПРОГ цилиндра. Благодаря открытию выпускного клапана в более ранний момент времени, работа расширения, совершаемая отработавшими газами, будет меньше, что тем самым позволит отработавшим газам выходить из ПРОГ цилиндра при более высокой температуре. Уменьшение перекрытия впускного и выпускного клапанов уменьшает внутреннюю РОГ в ПРОГ цилиндре и увеличивает температуру отработавших газов за счет снижения разбавления заряда цилиндра. После регулирования момента открытия выпускного клапана и/или перекрытия клапанов способ 500 завершает свою работу.

Таким образом, воздушно-топливные отношения в ПРОГ цилиндре и в не ПРОГ цилиндрах, могут быть отрегулированы, чтобы увеличить температуру газа РОГ в целях увеличения к.п.д. двигателя и снижения токсичных выбросов. Кроме того, для увеличения температуры РОГ могут быть отрегулированы моменты срабатывания клапанов и момент зажигания. Также, регулирование моментов срабатывания клапанов не ПРОГ цилиндров, в целях поддержания температуры отработавших газов и сохранения параметров горения в указанных цилиндрах, может не производиться, когда осуществляют регулирование моментов срабатывания клапанов ПРОГ цилиндра в целях увеличения температуры газа РОГ. Кроме того, количество воздуха в ПРОГ цилиндре может быть увеличено, когда момент зажигания в ПРОГ цилиндре сдвинут в сторону запаздывания, чтобы сохранить крутящий момент, создаваемый цилиндром ПРОГ.

Таким образом, способ, представленный на фиг. 5, реализует способ для двигателя, содержащий: рециркуляцию отработавших газов только из предназначенного для РОГ цилиндра в заборник цилиндров двигателя; увеличение температуры РОГ в ПРОГ цилиндре путем увеличения воздушно-топливного отношения в ПРОГ цилиндре в ответ на конденсацию в охладителе РОГ; и уменьшение воздушно-топливного отношения в остальных цилиндрах двигателя (т.е. не ПРОГ цилиндрах) в ответ на конденсацию в охладителе РОГ. Указанный способ дополнительно содержит сдвиг в сторону опережения момента открытия выпускного клапана ПРОГ цилиндра без сдвига в сторону опережения момента открытия выпускных клапанов остальных цилиндров двигателя. Способ также содержит уменьшение перекрытия открытого состояния впускного и выпускного клапанов ПРОГ цилиндра без уменьшения перекрытия открытого состояния впускного и выпускного клапанов остальных цилиндров двигателя.

Согласно некоторым примерам, способ отличается тем, что из ПРОГ цилиндра передачу отработавших газов к указанным цилиндрам осуществляют выше по потоку от компрессором. Способ отличается тем, что из ПРОГ цилиндра передачу отработавших газов к остальным цилиндрам осуществляют ниже по потоку от компрессора. Способ также отличается тем, что состав топливно-воздушной смеси ПРОГ цилиндра обедняют путем увеличения воздушно-топливного отношения ПРОГ цилиндра, при этом воздушно-топливное отношение остальных цилиндров двигателя (т.е. не ПРОГ цилиндров) смещают в сторону обогащения путем уменьшения воздушно-топливного отношения остальных цилиндров двигателя.

Способ, представленный на фиг. 5, также реализует способ для двигателя, содержащий: рециркуляцию отработавших газов только из определенной подгруппы цилиндров двигателя в заборник цилиндров двигателя; увеличение температуры газа РОГ вначале, путем задания запаздывания момента зажигания, а затем путем регулирования моментов срабатывания клапанов в первом режиме; и увеличение температуры газа РОГ вначале путем увеличения воздушно-топливного отношения в указанной подгруппе цилиндров двигателя, а затем путем регулирования моментов срабатывания клапанов в указанной подгруппе цилиндров двигателя во втором режиме, причем второй режим отличается от первого режима. Способ отличается тем, что первый режим используют во время запуска двигателя, когда двигатель не полностью прогрет. Способ отличается тем, что второй режим используют во время очистки конденсата из охладителя РОГ.

Согласно некоторым примерам, способ отличается тем, что регулирование моментов срабатывания клапанов включает в себя сдвиг в сторону опережения момента открытия выпускного клапана. Способ также отличается тем, что регулирование моментов срабатывания клапанов включает в себя увеличение перекрытия впускного и выпускного клапанов. Способ дополнительно содержит уменьшение воздушно-топливного отношения остальных цилиндров при работе во втором режиме. Способ отличается тем, что воздушно-топливное отношение остальных цилиндров двигателя является стехиометрическим. Способ отличается тем, что указанную подгруппу цилиндров двигателя задействуют при стехиометрическом воздушно-топливном отношении.

Для специалистов в данной области должно быть понятно, что способ, показанный на фиг. 5, может представлять один или более способов обработки, которые инициируются событием, прерыванием, являются многозадачными, многопотоковыми, и т.п. Как таковые, различные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, но можно выполнять и параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для реализации отличительных признаков и преимуществ рассмотренных вариантов осуществления, но приведен в целях упрощения описания. Хотя это и не сформулировано в явной форме, но специалистам в данной области должно быть понятно, что одно или более из изображенных действий или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять код, записываемый в постоянное запоминающее устройство считываемой среды хранения данных компьютера в системе управления двигателем.

На этом описание изобретения завершается. Из описания для специалистов в данной области должно быть понятно, что в рамках идеи и объема настоящего изобретения в него могут быть внесены многочисленные изменения и сделаны модификации. Например, настоящее изобретение может быть эффективно применено в двигателях со схемами цилиндров I3, I4, I5, V6, V8, V10 и V12, работающих на природном газе, бензине, дизельном топливе или иных видах топлива.

Изобретение относится к системе и способам для увеличения температуры газа рециркуляции отработавших газов (РОГ) для двигателя, который содержит по меньшей мере один предназначенный для РОГ цилиндр. Предназначенный для РОГ цилиндр может снабжать отработавшими газами цилиндры двигателя, при этом указанные отработавшие газы не содержат отработавших газов из цилиндров иных, нежели предназначенный для РОГ цилиндр. Предназначенный для РОГ цилиндр может дать двигателю возможность работать при повышенных уровнях разбавления РОГ. Техническим результатом является повышение КПД двигателя при малых нагрузках и уменьшение токсичных выбросов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ для двигателя, содержащий:

рециркуляцию отработавших газов (РОГ) только из предназначенного для РОГ (ПРОГ) цилиндра в заборник цилиндров двигателя;

увеличение температуры РОГ в ПРОГ цилиндре путем увеличения воздушно-топливного отношения в ПРОГ цилиндре в ответ на конденсацию в охладителе РОГ; и

работа остальных цилиндров двигателя с воздушно-топливным отношением, приблизительно равным стехиометрическому отношению, в ответ на конденсацию в охладителе РОГ.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит сдвиг в сторону опережения момента открытия выпускного клапана ПРОГ цилиндра без сдвига в сторону опережения момента открытия выпускных клапанов остальных цилиндров двигателя.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержит уменьшение перекрытия открытого состояния впускного и выпускного клапанов ПРОГ цилиндра без уменьшения перекрытия открытого состояния впускного и выпускного клапанов остальных цилиндров двигателя.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ПРОГ цилиндр обеспечивает подачу отработавших газов к цилиндрам выше по потоку от дросселя и компрессора.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ПРОГ цилиндр обеспечивает подачу отработавших газов к цилиндрам ниже по потоку от компрессора.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздушно-топливное отношение в ПРОГ цилиндре сдвигают в сторону обеднения посредством увеличения воздушно-топливного отношения в ПРОГ цилиндре, при этом воздушно-топливное отношение в остальных цилиндрах двигателя поддерживают приблизительно равным стехиометрическому отношению.

7. Способ для двигателя, содержащий:

рециркуляцию отработавших газов (РОГ) только из определенной подгруппы цилиндров двигателя в заборник цилиндров двигателя;

увеличение температуры газа РОГ вначале путем задания запаздывания момента зажигания, а затем путем регулирования моментов срабатывания клапанов в течение первого режима; и

увеличение температуры газа РОГ вначале путем увеличения воздушно-топливного отношения в указанной подгруппе цилиндров двигателя, а затем путем регулирования моментов срабатывания клапанов в указанной подгруппе цилиндров двигателя в течение второго режима, причем второй режим отличается от первого режима.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что первый режим используют во время запуска двигателя, когда двигатель не полностью прогрет.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что второй режим используют во время очистки конденсата из охладителя РОГ.

10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что регулирование моментов срабатывания клапанов включает в себя сдвиг в сторону опережения момента открытия выпускного клапана.

11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что регулирование моментов срабатывания клапанов включает в себя увеличение перекрытия впускного и выпускного клапанов.

12. Способ по п. 7, отличающийся тем, что дополнительно содержит уменьшение воздушно-топливного отношения остальных цилиндров двигателя при работе во втором режиме.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что воздушно-топливное отношение остальных цилиндров двигателя является стехиометрическим.

14. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанная подгруппа цилиндров двигателя работает при стехиометрическом воздушно-топливном отношении.

15. Автомобильная система, содержащая:

двигатель,

первое устройство регулировки фаз газораспределения, связанное с двигателем и выполненное с возможностью управления клапанами первого цилиндра;

второе устройство регулировки фаз газораспределения, связанное с двигателем и выполненное с возможностью управления клапанами второго цилиндра;

канал, связывающий по текучей среде выпускную сторону первого цилиндра с воздухозаборником двигателя, при этом указанный канал не связывает по текучей среде выпускные стороны других цилиндров двигателя с воздухозаборником; и

контроллер, содержащий записанные в постоянное запоминающее устройство инструкции для перехода от горения в первом цилиндре богатой топливно-воздушной смеси к горению в первом цилиндре менее богатой топливно-воздушной смеси в ответ на запрос увеличения температуры газа РОГ.

16. Автомобильная система по п. 15, отличающаяся тем, что также содержит дополнительные инструкции для поддержания во втором цилиндре стехиометрического воздушно-топливного отношения.

17. Автомобильная система по п. 15, отличающаяся тем, что дополнительно содержит выпускной канал, ведущий из второго цилиндра в атмосферу, причем указанный выпускной канал не связан по текучей среде с первым цилиндром.

18. Автомобильная система по п. 15, отличающаяся тем, что указанный канал входит в воздухозаборник выше по потоку от дросселя и компрессора.

19. Автомобильная система по п. 15, отличающаяся тем, что дополнительно содержит охладитель РОГ и дополнительные инструкции для увеличения температуры отработавших газов, выходящих из первого цилиндра, но не содержит дополнительных инструкций для увеличения температуры отработавших газов, выходящих из второго цилиндра.

20. Автомобильная система по п. 19, отличающаяся тем, что дополнительно содержит инструкции для перепуска отработавших газов из первого цилиндра в обход охладителя РОГ.