專利名稱：?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法及發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法及發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地涉及一種用于啟動(dòng)冷 發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有其操作是最佳的某些條件，以及其操作不太佳的某些條件。例如， 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中的燃料在溫度太低時(shí)可能不發(fā)生燃燒。對(duì)該溫度的典型解決方法是例 如通過(guò)進(jìn)氣歧管附近的空氣加熱器或電熱塞加熱空氣供給。期望提供不需要額外的裝備的 加熱空氣的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè) 氣缸設(shè)備，該氣缸設(shè)備包括具有至少一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和至少一個(gè)排氣門(mén)的氣缸；用于將燃料 噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射器；適于在TDC位置和BDC位置之間通過(guò)進(jìn)氣運(yùn)動(dòng)、壓縮運(yùn)動(dòng)、膨 脹運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)在氣缸內(nèi)往復(fù)的活塞；以及用于打開(kāi)和關(guān)閉排氣門(mén)的裝置，該打開(kāi)和關(guān) 閉裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行期間根據(jù)正常燃燒循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉排氣門(mén)。該方法包括使活 塞在TDC位置和BDC位置之間通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)在氣缸內(nèi)往復(fù)，且使排氣門(mén)與在正常燃燒 循環(huán)期間相比關(guān)閉較久，并且當(dāng)排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，在壓縮運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)的至 少一部分內(nèi)使進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸設(shè)備，該氣缸設(shè)備包括氣缸；用于打開(kāi) 和關(guān)閉與氣缸的流動(dòng)連通的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)；適于在TDC位置和BDC位置之間通過(guò)進(jìn)氣運(yùn) 動(dòng)、壓縮運(yùn)動(dòng)、膨脹運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)在氣缸內(nèi)往復(fù)的活塞；適于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料 噴射器；和用于打開(kāi)和關(guān)閉排氣門(mén)的裝置，該打開(kāi)和關(guān)閉裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行期間根 據(jù)正常燃燒循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉排氣門(mén)?？刂破鬟m于控制向氣缸的燃料噴射，以及進(jìn)氣門(mén)和排 氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉，控制器設(shè)置成當(dāng)活塞在TDC位置和BDC位置之間通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)在 氣缸內(nèi)往復(fù)時(shí)，使排氣門(mén)與在正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較久，而且當(dāng)排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)， 在壓縮運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)的至少一部分內(nèi)使進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。


通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明能更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中， 類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件，且在附圖中圖Ia-Im示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行循環(huán)的不同 階段中的氣缸設(shè)備；圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的包括多種氣缸設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)；并且圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的涉及冷啟動(dòng)運(yùn)行的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖Ia-Im示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的發(fā)動(dòng)機(jī)21 (圖2)的氣缸設(shè)備23。盡管本發(fā) 明的各方面適合結(jié)合任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)使用，但是目前設(shè)想本發(fā)明的各方面將特別適合結(jié) 合壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)使用，且除非其他地方另外表明，為了示出描述了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和方法。發(fā)動(dòng)機(jī)21包括至少一個(gè)氣缸設(shè)備23。每個(gè)氣缸設(shè)備23包括氣缸25以及用于打 開(kāi)和關(guān)閉與氣缸的流體連通的進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén)29。氣缸設(shè)備23還可包括活塞31和燃 料噴射器33，活塞31適于在氣缸25中在上死點(diǎn)(TDC)位置(例如圖lb、Id、If、lh、Ij和 11)和下死點(diǎn)(BDC)位置(例如圖la、lC、le、lg、li、lk和Im)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，燃料噴射器 33適于將燃料(從燃料源，未給出)噴射到氣缸內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)21還包括控制器35，例如常規(guī)的電子控制單元，通常包含計(jì)算機(jī)?？刂破?35適于控制燃料噴射進(jìn)入氣缸，并控制進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén)29的打開(kāi)和關(guān)閉，例如通過(guò)可變 氣門(mén)致動(dòng)器(VVA) 37的控制操作或通過(guò)常規(guī)的凸輪和搖臂設(shè)備(未給出)，其中控制器通過(guò) 改變并固定搖臂的位置來(lái)控制打開(kāi)和關(guān)閉?？刂破?5可以進(jìn)一步設(shè)置成(例如通過(guò)編程序)當(dāng)活塞31在氣缸25中通過(guò)多 個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)于TDC和BDC位置之間時(shí)，使排氣門(mén)29保持在關(guān)閉位置，如圖Ia-Ig 所示，上述往復(fù)運(yùn)動(dòng)包括進(jìn)氣運(yùn)動(dòng)、壓縮運(yùn)動(dòng)、膨脹運(yùn)動(dòng)以及排氣運(yùn)動(dòng)?？刂破?5還能設(shè)置 成當(dāng)活塞在TDC和BDC位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將排氣門(mén)29在關(guān)閉位置保持為與排氣門(mén)在 發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行期間相比關(guān)閉較久。這里所使用的“較久”的意思是指燃燒循環(huán)的較久 部分，且不必是在耗費(fèi)時(shí)間意義上的較久。為了討論的目的示出了其中排氣門(mén)29在活塞往 復(fù)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)時(shí)間內(nèi)關(guān)閉的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，但是，應(yīng)理解，與本發(fā)明方面一致，對(duì)于往復(fù) 運(yùn)動(dòng)的一些部分，控制器35可比在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作過(guò)程中打開(kāi)排氣門(mén)少，而是使其在整 個(gè)運(yùn)動(dòng)中保持關(guān)閉。對(duì)排氣門(mén)處于“關(guān)閉”的參考將理解為包括排氣門(mén)在整個(gè)燃燒循環(huán)中 關(guān)閉，以及與在正常燃燒循環(huán)期間相比關(guān)閉較久，除非另外表明。表達(dá)“往復(fù)運(yùn)動(dòng)”預(yù)期指 的是從TDC到BDC到TDC的運(yùn)動(dòng)或者從BDC到TDC到BDC的運(yùn)動(dòng)，而不僅是從TDC到BDC 或從BDC到TDC的運(yùn)動(dòng)?？刂破?5可設(shè)置成以任何合適方式控制活塞31的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，例 如通過(guò)操作常規(guī)的啟動(dòng)器設(shè)備來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)搖臂(未給出)，這則引起活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？刂破?5還可設(shè)置成以不同于正常燃燒期間的時(shí)間長(zhǎng)度、即以較久或較短的持 續(xù)時(shí)間來(lái)控制進(jìn)氣門(mén)27的打開(kāi)和關(guān)閉。但是，當(dāng)排氣門(mén)被關(guān)閉以使任何“空氣彈簧”效果最 小時(shí)，控制器35在壓縮運(yùn)動(dòng)和/或排氣運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)過(guò)程中保持進(jìn)氣門(mén)27打開(kāi)。例 如，控制器35可控制進(jìn)氣門(mén)27保持打開(kāi)較久的時(shí)間，以有利于與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管流動(dòng)連 通?？刂破?5可控制城在活塞的一個(gè)或多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)內(nèi)使進(jìn)氣門(mén)27保持完全打開(kāi)或完全 關(guān)閉。在進(jìn)氣門(mén)27關(guān)閉的每一個(gè)壓縮沖程中，氣缸25中的空氣被壓縮，從而被加熱。在 隨后的進(jìn)氣沖程中，氣缸25中的、已經(jīng)被壓縮和加熱的空氣一般比氣缸外較冷的空氣(如 進(jìn)氣歧管39(圖2)中的空氣)溫度高，且可流出氣缸，從而使氣缸外的空氣(例如進(jìn)氣歧 管中的)變暖。因?yàn)檫M(jìn)氣空氣和氣缸25中壓縮的、加熱的空氣在壓縮沖程過(guò)程中以及在活 塞31的每次往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不通過(guò)關(guān)閉的排氣門(mén)29排出，所以氣缸中的空氣變得更暖?；钊?1在排氣門(mén)29關(guān)閉時(shí)能往復(fù)預(yù)定的次數(shù)，直到預(yù)期氣缸25中的溫度充分高 以便發(fā)生點(diǎn)燃。例如，對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)能在不同的溫度下建立模型，以確定為了使氣缸中的溫度達(dá)到預(yù)期發(fā)生點(diǎn)燃的預(yù)定溫度，活塞31必須在氣缸25中往復(fù)運(yùn)動(dòng)多少次循環(huán)?？?制器35能接收與環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的信號(hào)，且能使排氣門(mén)29保持關(guān)閉，直到氣缸25往復(fù)通過(guò) 預(yù)定次數(shù)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)且預(yù)期氣缸25中的溫度充分高。這樣，啟動(dòng)過(guò)程中的碳?xì)浠衔锱欧?能被減少，因?yàn)榘娜剂喜粫?huì)因低溫而點(diǎn)燃，使得氣缸排放降低。可選地或除氣缸25中溫度升高的模型建立以外，還能提供用于感測(cè)氣缸25中或 氣缸25附近的溫度的溫度傳感器41。溫度傳感器41可包括設(shè)置在氣缸25中的探針，或 者溫度傳感器可設(shè)置在氣缸外面，例如在進(jìn)氣歧管39中。溫度傳感器41當(dāng)然能設(shè)置在氣 缸25和進(jìn)氣歧管39中，或者一些其他合適的位置。溫度傳感器41能將與氣缸25中的溫 度對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)送到控制器35?？刂破?5能設(shè)置成僅在氣缸25中的溫度達(dá)到預(yù)定的溫度 (通常為預(yù)期發(fā)生點(diǎn)燃的溫度)之后控制燃料噴射器33噴射燃料。這樣，啟動(dòng)過(guò)程中的碳 氫化合物排放能被降低，因?yàn)榘娜剂喜粫?huì)因低溫而點(diǎn)燃使得氣缸排放降低。如圖3所示，當(dāng)在步驟101對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提供發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)命令時(shí)，能在步驟103提供另 一溫度傳感器(未給出)來(lái)感測(cè)環(huán)境溫度?？刂破?5能編制程序，以當(dāng)環(huán)境溫度等于或大 于某一預(yù)定的期望溫度時(shí)，根據(jù)步驟105所示的正常啟動(dòng)程序啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，控制器35 也能編制程序，以通過(guò)此處所述的“冷啟動(dòng)”程序始終啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中排氣門(mén)29與在正常 燃燒循環(huán)期間相比關(guān)閉較久，如圖3的虛線所示。發(fā)動(dòng)機(jī)能在圖3的步驟107開(kāi)始冷啟動(dòng)。對(duì)于進(jìn)行燃料噴射有幾種選擇，如通過(guò)步驟109-1、109-2和109_3所示的三種這 樣的選項(xiàng)所示，它們預(yù)期是燃料能被噴射的方式的示例，而不是限制性。在控制器35控制 了排氣門(mén)29的關(guān)閉，使得氣缸中或附近的Tltt大于或等于Twa之后，能在步驟109-1進(jìn)行 燃料噴射?？蛇x擇地，在控制器35控制了排氣門(mén)29的關(guān)閉預(yù)定量的往復(fù)運(yùn)動(dòng)之后，能在步 驟109-2進(jìn)行燃料噴射，數(shù)量N作為可包括一個(gè)或多個(gè)Tif^Pi 或增壓壓力Pifffi的變量的 函數(shù)來(lái)計(jì)算。另一選擇是，當(dāng)控制器35控制了排氣門(mén)29的關(guān)閉時(shí)，例如在曲柄旋轉(zhuǎn)過(guò)程中 第一次(或隨后)往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中或者通過(guò)多次噴射事件，能在某一預(yù)定的時(shí)間下在步驟 109-3進(jìn)行燃料噴射。如圖Ii-Im所示，控制器35能設(shè)置成在保持排氣門(mén)關(guān)閉直到溫度為預(yù)定的溫度或 預(yù)定次數(shù)或循環(huán)(通常為如圖Id-Ig所示噴射燃料之后活塞的至少一次往復(fù)運(yùn)動(dòng))之后， 根據(jù)正常的燃燒循環(huán)來(lái)控制進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén)29的打開(kāi)和關(guān)閉。而且，控制器35能設(shè)置 成根據(jù)與正常操作不同的循環(huán)來(lái)控制進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén)29的打開(kāi)和關(guān)閉。通過(guò)在排氣 門(mén)29關(guān)閉時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞31，噴射的燃料往往會(huì)與空氣預(yù)混合，且相比于如果燃料以噴灑 噴射同時(shí)活塞在TDC或附近且進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)在常規(guī)的燃燒操作中關(guān)閉(如圖11所示)， 能在進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén)關(guān)閉(如圖Ih所示(示出了預(yù)混合燃料的壓縮)和Ii (示出了燃 燒))時(shí)更好地點(diǎn)燃。另外，因?yàn)榛钊?1在氣缸25中通過(guò)一次或多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則氣缸中 混合物的溫度更暖，且混合物一般更適于點(diǎn)燃。應(yīng)理解的是，在有利于燃料和空氣混合的燃料噴射(S卩，圖Ie-Ig所示的運(yùn)動(dòng)能重 復(fù)多次)之后，活塞31能在排氣門(mén)29關(guān)閉時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)多次。還應(yīng)理解的是，燃料噴射能在 活塞的開(kāi)始往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間進(jìn)行，且在燃料噴射之前不需要活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即圖Ia-Ib所 示的運(yùn)動(dòng)能省略)。如果在早先的循環(huán)過(guò)程中在某一點(diǎn)進(jìn)行了燃料噴射，則裝料將點(diǎn)燃并且 比如果無(wú)載的空氣剛被壓縮時(shí)更多地加熱進(jìn)氣歧管39。但是，通過(guò)等待直到氣缸25中的溫 度達(dá)到燃料噴射之前的某一預(yù)定水平，活塞31能在燃燒之前且燃料噴射之后移動(dòng)通過(guò)最小數(shù)量的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這能使噴射燃料從氣缸25進(jìn)入進(jìn)氣歧管的進(jìn)入最小化。如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)21典型地包括多個(gè)氣缸設(shè)備23。每個(gè)氣缸設(shè)備23的氣缸25 典型地適于通過(guò)進(jìn)氣門(mén)27與進(jìn)氣歧管39流動(dòng)連通以及通過(guò)排氣門(mén)29與排氣歧管43流動(dòng) 連通。在進(jìn)氣門(mén)27打開(kāi)且排氣門(mén)29關(guān)閉時(shí)氣缸25中的活塞31的進(jìn)氣沖程過(guò)程中，來(lái)自 氣缸的加熱的空氣往往處于比進(jìn)氣歧管39中的較冷空氣高的壓力，這可導(dǎo)致一些加熱空 氣流入進(jìn)氣歧管并在隨后的進(jìn)氣沖程中吸回到氣缸中之前與來(lái)自其他氣缸的空氣混合。如 果燃料被噴射，則來(lái)自每個(gè)其他氣缸25的空氣和燃料能與來(lái)自每一個(gè)其他氣缸25的空氣 和燃料在進(jìn)氣歧管中混合。這樣，溫度和空氣/燃料混合物在每一個(gè)氣缸25中更均勻，且 往往會(huì)進(jìn)行進(jìn)氣歧管和出口的變暖。而且，因?yàn)榕艢忾T(mén)29在啟動(dòng)操作過(guò)程中關(guān)閉，所以不 會(huì)浪費(fèi)能量來(lái)加熱氣缸設(shè)備23下游的排氣歧管或其他部件。提供了用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)21 (特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè) 氣缸設(shè)備23，氣缸設(shè)備23包括具有至少一個(gè)進(jìn)氣門(mén)27和至少一個(gè)排氣門(mén)29的氣缸25、用 于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的至少一個(gè)燃料噴射器33以及適于在氣缸中在TDC位置和BDC位 置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞31。根據(jù)該方法，在排氣門(mén)29關(guān)閉時(shí)(即，整個(gè)地關(guān)閉或者比在正 常燃燒循環(huán)過(guò)程中長(zhǎng))，活塞31在氣缸25中往復(fù)通過(guò)在TDC位置和BDC位置之間的多個(gè)往 復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本方法的一方面，在活塞的至少一個(gè)初始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不將燃料噴射到 氣缸25中，如圖Ia-Ic所示。之后，燃料被噴射到氣缸25中，如圖Id所示。在噴射燃料之 后，對(duì)于活塞31的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排氣門(mén)29保持關(guān)閉，如圖Ie-Ig所示。當(dāng)進(jìn)氣門(mén)27 和排氣門(mén)29在燃料噴射之后都關(guān)閉時(shí)，如果氣缸25中的溫度充分高且空氣/燃料混合物 的壓縮足夠大，則在活塞31接近達(dá)到TDC位置時(shí)，如圖Ih所示，燃料將進(jìn)行燃燒，如圖Ii 所示。在噴射燃料之后，在維持排氣門(mén)關(guān)閉活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)之后，進(jìn)氣門(mén)27和排 氣門(mén)29能隨后根據(jù)正常燃燒循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉，如圖Ii-Im所示。溫度傳感器41能感測(cè)氣 缸25中的溫度，且如圖Ii-Im所示，能使根據(jù)正常燃燒循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén) 29僅在感測(cè)溫度達(dá)到預(yù)定溫度之后進(jìn)行。根據(jù)本方法的另一方面，溫度傳感器41能感測(cè)氣缸25中的溫度，且如圖Id所示， 能使燃料噴射僅在感測(cè)溫度達(dá)到預(yù)定溫度之后進(jìn)行。在燃料噴射之后立即或者在活塞的一 個(gè)或多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)之后(一般沒(méi)有額外的燃料噴射)，進(jìn)氣門(mén)27能被關(guān)閉，如圖Ih所示，且 如果諸如當(dāng)量比和溫度的條件充分，接近TDC位置，燃料將點(diǎn)燃。隨后，進(jìn)氣門(mén)27和排氣門(mén) 29能根據(jù)正常的燃燒循環(huán)而打開(kāi)和關(guān)閉，或者能在圖3的步驟111從冷啟動(dòng)操作轉(zhuǎn)變到正 常操作，例如在步驟113的正常怠速。該轉(zhuǎn)變可采取任何合適的形式，例如在所選氣缸中切 換到正常的燃燒循環(huán)和燃料噴射，同時(shí)在其他氣缸中繼續(xù)“冷啟動(dòng)”模式；增加時(shí)間長(zhǎng)度，即 當(dāng)最不同于正常燃燒循環(huán)操作時(shí)，排氣門(mén)在正常燃燒循環(huán)過(guò)程中從該條件打開(kāi)；或者在關(guān) 閉或更關(guān)閉操作和正常或更接近正常燃燒循環(huán)操作之間交替。如果在噴射燃料之后排氣門(mén) 29保持關(guān)閉活塞31的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則預(yù)期燃料一般與如果燃料在活塞接近TDC位置 時(shí)簡(jiǎn)單地引入氣缸可能發(fā)生的進(jìn)行更好地混合。除此之外，轉(zhuǎn)變可包括調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)度，進(jìn)氣 門(mén)27相對(duì)于在正常燃燒過(guò)程中的操作打開(kāi)，且可包括保持其完全或部分地關(guān)閉或完全或 部分地打開(kāi)活塞31的一個(gè)或多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而，當(dāng)排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，將控制進(jìn)氣門(mén)27，以便 在壓縮和/或排氣運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)過(guò)程中保持打開(kāi)。
根據(jù)本方法的另一方面，燃料能在活塞31的至少初始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中噴射到 氣缸25內(nèi)，即能省略圖Ia和Ib所示的步驟?；钊?1能隨后在噴射燃料之后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同 時(shí)維持排氣門(mén)29關(guān)閉活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以增加混合物的溫度并更好地混合空氣 和燃料。燃料噴射器33可在曲柄旋轉(zhuǎn)過(guò)程中(例如先前在曲柄旋轉(zhuǎn)過(guò)程中)，在任何期望 的時(shí)刻噴射燃料，單次噴射或多次分開(kāi)的噴射事件，如圖3的步驟109-3所示。當(dāng)氣缸25達(dá) 到預(yù)定溫度，只要?dú)飧字袧M足其他必要的燃燒條件，則當(dāng)活塞31達(dá)到接近TDC的位置時(shí)能 發(fā)生燃料點(diǎn)燃，且能根據(jù)正常的燃燒循環(huán)開(kāi)始進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)29的打開(kāi)和關(guān)閉。可選地， 在當(dāng)活塞接近TDC位置時(shí)燃料燃燒之后，排氣門(mén)29能在活塞的排氣沖程中打開(kāi)，隨后，活塞 能在排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)在TDC和BDC位置之間移動(dòng)通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)能逐漸地 加熱到期望的溫度，同時(shí)氣缸周期性地燃燒。在本申請(qǐng)中，使用的術(shù)語(yǔ)，諸如“包括”是開(kāi)放式的且預(yù)期具有與諸如“包含”的術(shù) 語(yǔ)相同的意思，且不排除其他結(jié)構(gòu)、材料或作用的存在。類似地，盡管使用諸如“能”或“可 以”的術(shù)語(yǔ)預(yù)期是開(kāi)放式的且反映出結(jié)構(gòu)、材料或作用不是必須的，但不使用這樣的術(shù)語(yǔ)不 意圖反映出結(jié)構(gòu)、材料或作用是必須的。就目前認(rèn)為是必須的結(jié)構(gòu)、材料或作用而言，它們 本身是被認(rèn)同的。盡管根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離權(quán)利要求闡 述的本發(fā)明的情況下可以進(jìn)行改變和變化。
權(quán)利要求
一種用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè)氣缸設(shè)備，所述至少一個(gè)氣缸設(shè)備包括氣缸，所述氣缸具有至少一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和至少一個(gè)排氣門(mén)；燃料噴射器，所述燃料噴射器用于將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)；活塞，所述活塞適于通過(guò)進(jìn)氣運(yùn)動(dòng)、壓縮運(yùn)動(dòng)、膨脹運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)來(lái)在所述氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)于TDC位置與BDC位置之間；以及用于打開(kāi)和關(guān)閉所述排氣門(mén)的裝置，所述打開(kāi)和關(guān)閉裝置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行期間根據(jù)正常燃燒循環(huán)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉所述排氣門(mén)；所述方法包括使所述活塞在所述氣缸內(nèi)通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)往復(fù)于所述TDC位置與所述BDC位置之間，且使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比關(guān)閉較久；并且當(dāng)所述排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，所述進(jìn)氣門(mén)在所述壓縮運(yùn)動(dòng)和所述排氣運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)的至少一部分內(nèi)打開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在所述活塞的至少一個(gè)初始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間，不 將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括在所述活塞的至少一個(gè)初始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)之后，將 燃料噴射到所述氣缸內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括在噴射燃料之后，在所述活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)內(nèi)使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較久。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括在噴射燃料之后，在所述活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)內(nèi)使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較久之后，根據(jù)所述正常燃燒 循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉所述進(jìn)氣門(mén)和所述排氣門(mén)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括感測(cè)所述氣缸和進(jìn)氣歧管中的至少一個(gè)內(nèi)的溫 度，并且僅在所感測(cè)的溫度達(dá)到預(yù)定溫度之后、根據(jù)所述正常燃燒循環(huán)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉所述 進(jìn)氣門(mén)和所述排氣門(mén)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括感測(cè)所述氣缸和進(jìn)氣歧管中的至少一個(gè)內(nèi)的溫 度，并且僅在所感測(cè)的溫度達(dá)到預(yù)定溫度之后噴射燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括在噴射燃料之后，在所述活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)內(nèi)保持關(guān)閉所述排氣門(mén)之后，根據(jù)所述正常燃燒循環(huán)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉所述進(jìn)氣門(mén)和所述排 氣門(mén)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括在燃料噴射之后的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間不將 燃料噴射到所述氣缸內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括至少在所述活塞的初始往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間將燃料噴 射到所述氣缸內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括在噴射燃料之后，在所述活塞的至少一個(gè)往復(fù) 運(yùn)動(dòng)內(nèi)使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較久。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括在噴射燃料之后，在所述活塞的至少一個(gè)往復(fù) 運(yùn)動(dòng)內(nèi)使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較久之后，根據(jù)所述正常燃 燒循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉所述進(jìn)氣門(mén)和所述排氣門(mén)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括在燃料噴射之后的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間不將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)，當(dāng)所述活塞接近所 述TDC位置時(shí)點(diǎn)燃燃料，并且在點(diǎn)燃燃料之后，使所述活塞在所述氣缸內(nèi)通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)來(lái)在所述TDC位置與所述BDC位置之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循 環(huán)期間相比關(guān)閉較久。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)，并使所述氣缸通過(guò) 足夠的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，直到所述氣缸中的溫度達(dá)到足以點(diǎn)燃燃料的溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以多個(gè)分開(kāi)的噴射事件將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括使所述活塞在所述氣缸內(nèi)通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái) 在所述TDC位置與所述BDC位置之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且使所述進(jìn)氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán) 期間相比關(guān)閉不同的時(shí)間長(zhǎng)度。
18.—種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸設(shè)備，所述氣缸設(shè)備包括氣缸；進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，所述進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)用于打開(kāi)和關(guān)閉與所述氣缸的流動(dòng)連通；活塞，所述活塞適于在所述氣缸內(nèi)通過(guò)進(jìn)氣運(yùn)動(dòng)、壓縮運(yùn)動(dòng)、膨脹運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)來(lái)往 復(fù)運(yùn)動(dòng)于TDC位置與BDC位置之間；燃料噴射器，所述燃料噴射器適于將燃料噴射到所述氣缸內(nèi)；和用于打開(kāi)和關(guān)閉所述排氣門(mén)的裝置，所述打開(kāi)和關(guān)閉裝置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行期 間、根據(jù)正常燃燒循環(huán)打開(kāi)和關(guān)閉所述排控制器，所述控制器適于控制向所述氣缸的燃料噴射，以及控制所述進(jìn)氣門(mén)和所述排 氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉，所述控制器設(shè)置成當(dāng)所述活塞在所述氣缸內(nèi)通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)而往 復(fù)于所述TDC位置與所述BDC位置之間時(shí)，使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比 保持在關(guān)閉位置較久，且當(dāng)所述排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，所述進(jìn)氣門(mén)在所述壓縮運(yùn)動(dòng)和所述排氣運(yùn) 動(dòng)中的至少一個(gè)的至少一部分內(nèi)打開(kāi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括溫度傳感器，所述溫度傳感器用于感測(cè)所述 氣缸內(nèi)的溫度，并且將對(duì)應(yīng)于所述氣缸內(nèi)的溫度的信號(hào)發(fā)送到所述控制器，其中，所述控制 器設(shè)置成僅在所述氣缸內(nèi)的溫度達(dá)到預(yù)定溫度之后控制所述燃料噴射器噴射燃料。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制器設(shè)置成在噴射燃料之后，在所 述活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)內(nèi)使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較 久之后，根據(jù)所述正常燃燒循環(huán)控制所述進(jìn)氣門(mén)和所述排氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制器設(shè)置成在噴射燃料之后，在所 述活塞的至少一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)內(nèi)使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持關(guān)閉較 久之后，根據(jù)所述正常燃燒循環(huán)控制所述進(jìn)氣門(mén)和所述排氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括多個(gè)氣缸設(shè)備，其中，對(duì)于每個(gè)氣缸設(shè)備，所 述進(jìn)氣門(mén)適于打開(kāi)和關(guān)閉相應(yīng)的氣缸與進(jìn)氣歧管之間的流動(dòng)連通，并且對(duì)于每個(gè)氣缸設(shè) 備，所述控制器設(shè)置成當(dāng)所述活塞在所述氣缸內(nèi)通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)而在所述TDC位置與 所述BDC位置之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使所述排氣門(mén)與在所述正常燃燒循環(huán)期間相比保持在關(guān)閉位置較久。22.權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制器設(shè)置成當(dāng)所
23.權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制器設(shè)置成當(dāng)所述活塞在所述氣缸內(nèi)通 過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)而往復(fù)于所述TDC位置與所述BDC位置之間時(shí)，使所述進(jìn)氣門(mén)與在所述正 常燃燒循環(huán)期間相比在關(guān)閉位置保持不同的時(shí)間長(zhǎng)度。
24.權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
一種用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括使活塞在TDC位置與BDC位置之間通過(guò)多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)在氣缸內(nèi)往復(fù)，且使排氣門(mén)與在正常燃燒循環(huán)期間相比關(guān)閉較久；并且當(dāng)排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，在壓縮運(yùn)動(dòng)和排氣運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)的至少一部分內(nèi)使進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。還公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02D41/06GK101932817SQ200880125881
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者肯斯·I·斯文松 申請(qǐng)人:馬克卡車(chē)公司