CN1151785A - 内燃机控制 - Google Patents

Abstract

一种在发动机部分负荷或转速工作范围内通过采用可从一与发动机工作相联系的源获得的流体压力实现发动机的至少一个工作参数的操纵控制，例如发动机转速或者燃油供给包括燃油供给速率和定时或者点火定时来控制一内燃机工作的方法。所述的流体压力较理想是由其压力相应于发动机转速和/或负荷而变化的一个源或者以一种选定的实现所述控制的方式被应用的基本稳定的一压力源所产生。较理想是，所述的流体压力是由在一两冲程循环的曲轴箱扫气的发动机的曲轴箱内的气体所产生或者从另一种源产生，在所述源中气体的压力以一种已知的波形成周期性，并将压力波的高和/或低的部分选择性地用于控制装置以实现对发动机工作的控制。

Description

内燃机控制

本发明涉及一种内燃机的工作的控制，特别是涉及一种内燃机的速度和/或负荷的控制。

在发动机工作的控制中存在一些控制功能，这些控制功能需要一些零部件的运动以使发动机工作的一种方式变化。目前的一种通常的作法是采用电气或者电子操纵的装置来实现这样的运动，所述的装置通常可以响应于被检测到的工况工作。所述的装置可以直接被所检测到的输入信号所控制或者所述的被检测到的输入信号可以被馈入一个电子控制装置(ECU)，而所述的电子控制装置再控制这类装置。这些已知的作法是有效而精确的，然而通常被使用的电气或电子的装置的制作或购买的费用相当贵并且需要一个很大的电能源。就一些低成本的小容量发动机来说这些成本因数特别有关。

随着降低内燃机的排放的要求的越来越提高，已经认识到除了车用发动机之外对于各种发动机的排放所允许的水平必须引进数种控制，尤其对于小容量发动机例如用于游船的船用发动机和用于摩托车和低座小摩托车的发动机。还有一些趋势是对各种各样形式的固定式的内燃机和采用成本比较低的小容量内燃机的设备例如割草机和链锯的燃油消耗和排放进行限制。

已经证实尤其是在两冲程循环发动机中的排放的最有效的控制是通过将燃油直接喷入发动机燃烧室内而实现的。在具有较大容量发动机的汽车中，设置安装有被编好程序可控制燃烧过程包括燃油调节、燃油喷射和着火的所有情况的一高容量电子控制装置(ECU)的一个高级的发动机控制系统。然而，这样的发动机控制系统的成本太高以致不允许其使用于控制成本比较低的小容量发动机例如小型船用发动机、摩托车和低座小摩托车的发动机和割草机的发动机的工作。

这种小容量发动机在被供给的燃油速率的控制因而排放的控制方面存在着困难的一个工作区域便是在发动机怠速时工作，这是由于此时发动机各气缸所需要的燃油量比较小因而必须要能够予以精确的控制这一事实。先前，实现在怠速时所需要的燃油速率控制要求使用电气装置例如由一个电子控制装置(ECU)控制的线性步进电机。这种装置相对于总的燃油系统成本费用较贵因而不希望予以使用，尽管在为了获得所需要的速度控制的水平的一些应用中是必需要的。另外，已发现长时期使用的步进电机的使用寿命要比在某些场合中所要求的水平低并且其它的一些问题例如振动和可靠性问题常常伴随发生。

因此本发明的目的是提供一种用于控制一种内燃机工作的方法和装置，所述的装置可以有效而可靠地运行和工作成本较低，并且能够装入一个发动机控制系统中。

一种在至少发动机的部分工作范围内控制内燃机的方法，包括控制可从与发动机工作相联系的一个源获得的流体压力，以及用所述的被控制的压力控制至少一个发动机的工作参数。

具体地说，本发明提供了一种使内燃机在至少发动机的部分工作范围内控制内燃机的方法，这种方法包括按照至少一种发动机的工况要求修正可从与发动机工作相联系的一个源获得的一个流体压力，以及用经修正的流体压力源操纵所述的工作参数的控制。

可以通过用流体压力控制的发动机的典型的参数是发动机转速、包括燃油供给速率和燃油定时的燃油供给和着火定时。

较理想是，所述的流体压力是一种由发动机的工作所产生的气体压力。例如，所述的气体压力可以由在两冲程循环的曲轴箱扫气发动机的发动机曲轴箱内的气体产生或者由一种具有两种流体燃料的喷射系统的空气或气体源产生，在所述的喷射系统中通常是用压缩空气、气体来实现燃油的喷射。

或者，可从发动机的进气系统或发动机排气系统获得的气体压力可以被用于提供实现发动机的工作参数控制的能量。如果发动机装有一个压缩机以提供在发动机工作过程中完成特定功能的压缩气体的话，则在所述的压缩机的进气侧或供气侧上的气体的压力就可以被用来实现所述的控制。为了提供一种压缩气体，较合适的是空气，可以设置这样一种压缩机，以借助于上述的具有两种流体燃料的喷射系统实现将燃油供到发动机的各个燃烧室中。

在本发明的一种较佳形式中，提供了一种使内燃机在发动机的至少部分的工作负荷和/或速度范围内运行的方法，这种方法用由发动机工作所产生的气体压力操纵控制至少发动机的一个工作参数的控制装置。

气体压力通常由一个其压力是随发动机转速和/或负荷的变化而改变的供给源所产生。或者，气体压力可以由一个基本稳定的压力源产生并以一种选择的方式使用以操纵一个控制装置来实现在其一个操作机构的各自相对或多个的方向上的变化从而控制至少一个发动机工作参数。

在一种布置中，气体压力以一种已知的波形成周期性并且要保证选择性地使用对控制装置起作用的压力波的高和/或低的部分来实现发动机参数的控制。这样一个周期性的压力源，如上所述，可以从一种曲轴箱扫气的两冲程循环的内燃机的曲轴箱中得到。

在一种特定的形式中，本发明被用来对一种内燃机，特别是一种两冲程循环的内燃机的各气缸的燃油供给进行控制。具体地说，提供了一种控制一内燃机的转速的方法，在这种方法中，至少当发动机是在一个被选定的转速范围内运行时，燃油供给速率是由一燃油控制件的机械运动控制的，所述的方法包括借助于由来源于发动机工作的气体压力所产生的力实现燃油控制件的机械运动，所述的气体压力是响应于发动机转速而变化的。

所述的气体压力所产生的力通常被用来实现燃油控制件、或者一个中间件或者产生所述的燃油控制件运动的一些构件的运动。较理想是，所述的力是通过将气体压力施加于可线性位移并与所述的燃油控制件相联结的一个工作机构，例如一个活塞或者膜片上。燃油供给速率控制的这种形式最好至少在发动机处在怠速或接近怠速时运用。

燃油通常夹带在压缩空气中而被供给发动机，并且同样的气体压力源可以用来实现燃油控制件的运动。

具体地说，提供一种控制一燃油喷射的内燃机的转速的方法，在这种方法中，燃油是夹带在气体中被喷入并且至少当发动机怠速或在一选定的转速范围内运行时，燃油供给速率是由一燃油控制件的机械运动所控制，所述的方法包括借助于响应于所述的气体压力所产生的一个力实现所述的燃油控制件的所述运动。

较理想是，所述的被选定的转速范围是一个包括正常的发动机怠速转速的一个范围，或者可以是工作转速一般存在一被限制变化的另一个转速范围。较理想是，控制用于发动机的供油速率的另一种形式操纵机构是为在发动机处在所选定转速范围之外运行时使用而提供的，并且所述的另一种形式的操作机构可以单独或者与上述的燃油控制件组合地工作。

用于喷射燃油的气体的压力通常是响应于发动机转速(尤其是在怠速运行时)变化而变化的。在一种较理想的形式中，用于喷射燃油的气体被保持在容器中并在发动机的燃烧室经历一压缩冲程时从一个或一个以上的燃烧室供入所述的容器中。这样就可以通过调节相对于该燃烧室的发动机循环的空气从燃烧室供向容器的结束时刻来实现容器中气体压力的变化。通常，该结束时刻越接近在压缩冲程时活塞的上止点位置，则被供给并最终保持在该容器内的气体的压力就越高。

在其燃油是夹带在气体中直接喷入燃烧室中的一些发动机中，气体或空气从燃烧室供给容器可以通过喷油器使它在完成燃油喷射之后保持开启一段时间来实现。当在燃烧室内的压缩压力上升到超过在容器中的压力时，气体就被供入所述的容器从而在其中产生一个总的压力升高。这样，在所述的容器中的气体压力可以通过调节喷油器关闭的定时而改变。然而，在发动机运行时喷油器工作的其它情况也可以影响在容器中的气体的压力。这些其它的因素包括但并不限于下面的因素，这些因素或独立地或共同地产生一种影响：

(1)喷射开始时刻；

(2)喷射持续时间；

(3)喷射的频率；

(4)喷油器阀的行程。

适合于以这种方式使用的气体容器和喷油器阀的一种典型的布置结构在申请人的美国专利第4936279中的一种形式以及申请人的PCT专利申请PCT/AU94/00210中的另一种形式中较详细地予以了揭示并将其中的揭示内容援引于此供参考。

以这种方式在容器中所建立的气体压力可被用来实现所要求的燃油控制件运动。

在本发明的另一种特定的形式中，提供有一种控制一内部或曲轴箱扫气的两冲程循环发动机的转速的方法，在这种方法中，至少当发动机怠速或者是在一选定的转速范围内运行时，供油速率是由燃油控制件的机械运动所控制，所述的方法包括借助于响应于所述的发动机的曲轴箱内的压力所产生的一个力来实现所述的燃油控制件的运动。

借助于一个控制将由曲轴箱内压力所产生的施加于燃油控制件的力的定时和持续时间的换向装置，可对燃油控制件的机械运动加以控制。此外，无论曲轴箱压力的正压力部分还是负压力部分或者它们的组合都可以被用来产生引起燃油控制件运动的力。

或者，实现燃油控制件运动的由气体压力所产生的力可以由发动机的空气进气系统产生。与发动机转速和/或负荷的变化有关的进气系统空气压力的变化性质可被用来直接操纵所述的燃油控制件，或者，进气系统的气体压力可以仅仅被用作对所述的燃油控制件的一个控制压力源。在这后一种的布置结构中，如上所述的一个换向装置可以用于控制压力所产生的供给燃油控制件的力的定时和持续时间。

由上述的源中的任何一个所产生的气体压力通常可以被施加到被设置在一个室内并构成该室一部分的一个可位移的运动件，例如一个活塞或者一膜片上，因此所述的件的位移的大小是由所述的室的一部分内的气体压力所确定的。这个可位移的运动件是直接或间接地与燃油控制件相连接以响应于在所述的室内或其一部分内的气体压力来控制供给发动机的燃油数量。

较理想是，所述的燃油控制件是布置得使气体压力所产生的力的增加导致发动机的供油速率的下降，反之亦然。或者，所述的燃油控制件可以布置得使由气体压力所产生的力的减少导致对发动机的供油速率的增加，反之亦然。

较理想是被保持在所述的室内或者其一部分内的气体数量是与气体压力形成对比地与所要求的供油速率有关地进行选择。设置有合适的阀调节装置以按照所要求的供油速率控制所述的室或其一部分中的气体的供给和释放。

概括地说，在发动机工作的至少一个所选定的范围内控制发动机按被选定的起作用工况例如燃油供给速率的运行，是通过采用一种可获得的(较理想是在正常运行过程中可从发动机获得的)气体压力源间接地实现，因此就并不需要提供一种附加的或者专用的压力源。所述的气体源可以以一种操作控制的简单的开/关方式被应用或者可以在实行控制时调节其应用的压力或持续时间。

另外，在此涉及的有关用于实现发动机控制的压力是指绝对压力因而包括负压(真空度)。

从下面对目前已提出的发动机供油速率控制系统的几种实用的布置的具体说明中就可以较容易地理解本发明。

在这些附图中：

图1是用于控制一内燃机的发动机转速的本发明一实施例的示意图；

图2是安装有可以应用图1的速度控制系统的一个燃油喷射器的一个发动机气缸头的部分剖视图；

图3是一个发动机速度控制器的一个替代实施例的示意图；

图4是一个发动机速度控制器的又一个替代实施例的示意图；

图5是可以应用本发明的一个燃油调节装置的剖视图；以及

图6示出将本发明应用于如图4所示的燃油调节装置的一种方式。

现参照这些附图中的图1，图中示意说明了特别适用于在怠速时控制发动机转速的一个发动机转速控制机构的基本布置。杆1直接联结在压力操纵机构3的膜片2的一端上。杆1的另一端直接或间接地与作为机构一部分的一个件(未图示)相连接，该件根据由杆1的运动所引起的其运动控制供给发动机的燃油供给速率。下面将更详细地说明所述的燃油供给速率控制装置。所述的压力操纵机构3具有一种带有膜片2的传统的膜片形式，该压力操纵机构构成一个压力室5并有一个压力弹簧4，该弹簧作用在膜片2与所述的压力室5相对侧上。

发动机的燃油喷射系统的空气容器7，例如在图2中所示，通过设有一节流孔9的导管8与压力操纵机构3的压力室5直接相连通，以限制在容器7内的气体压力的高频率波动以免影响在压力室5内的气体压力。然而要注意到所述的导管8同样可以与所述的第二压力室6直接相连通。虽然未图示，典型的做法是与连接于导管8的那个压力室相对的压力室(例如在图1中的压力室6)通常与大气相连通以便能够使这个压力室对在另一个压力室(例如在图1中的压力室5)内的压力增减起作用。

喷嘴装置30以一种已知的方式装配在一发动机的气缸头上以将燃油直接喷入发动机的一个气缸的燃烧室内。喷嘴的开闭是用一种具有已知结构的电子控制装置(EPU)以一种已知的方式予以控制以便控制将燃油供给发动机的开始和持续时间的定时。

当所述的喷嘴装置30的喷嘴开启时，空气带有一定量的燃油通过喷嘴从容器7排出以帮助燃油的雾化和传输。在将总的一定量的燃油供给燃烧室之后，喷嘴保持开启另一段时间以便来自燃烧室的气体可以供入容器7以补充其中的气体供给并将气体压力升高到实现下一个燃油供给过程所必需的水平。在申请人的美国专利第4936276及申请人的前述的PCT专利申请PCT/AU94/00210中揭示了用于喷射系统的提供压缩空气的这个构思。在这些说明书的每一篇中所揭示的内容一并援引于此。

在容器7内的气体或空气的名义压力是由在燃烧循环的压缩冲程时喷嘴相对于活塞在燃烧室中的位置的开启而更重要是关闭的定时所确定的。通常，喷嘴在压缩冲程时关闭得越晚，则在容器7中的气体压力越高。因此，如果发动机转速不同于标定转速，例如发动机的标定的怠速转速，则通过改变喷嘴的开启和/或关闭的定时，在容器7中的压力就可以增大或减小。由于在压力室5内的压力的增大或减小的结果，反过来也可以使膜片2将杆1从其当前的位置伸出或者缩进。杆1的运动可以调节对所述的喷射装置30的供油速率(即供给喷射装置的一定量的燃油)以使发动机转速回到预定或所要求的值，如下面所述。

一般，在容器7中的压力对喷嘴的关闭比较敏感，因此控制喷嘴关闭的定时更为有效。然而，喷嘴工作的其它工况在发动机工作时也可以影响在容器7中的气体的压力。因此，这些影响因素独立地或组合地包括但并不限于以下方面：

(1)空气喷射的开始；

(2)空气喷射的持续时间；

(3)空气喷射的频率；

(4)喷射阀的行程。

这样，在一个实施例中，如果发动机转速减小到预定的或者所要求的值以下，则喷嘴可以在气缸压缩冲程中较早地关闭，由此减小在容器7和室5内的主压力因而如图1所看到的那样使杆1向上运动，这可以如下所述那样被用于提高发动机的供油速率。相反，如果发动机转速提高超过预选值，则喷嘴的关闭定时在压缩冲程中可以被调节到迟些，由此提高在空气容器7和室5中的压力因而使杆1向下运动以减小对发动机的供油速率。显然，如果所述的导管8与压力室6连接，则情形相反。发动机供油速率是由燃油调节装置的活塞的行程的交替进行控制的这种方式将在下面进一步予以详细说明。

在导管8中的节流孔9的作用是抑制每次喷嘴开启时可能发生的在容器7内的压力波动的影响。因此，在每次循环中在压力操作机构3内的膜片2就可以不明显地受到在容器7中的压力变化的明显影响，而主要只是响应于在容器7中长时期的压力变化而受到影响。

另一个驱动操作机构3的可变压力源是传统的发动机的节流阀所控制的空气进气通路。正如大家所熟悉的，当发动机运行和在发动机转速提高时负压存在于所述的进气通路中，对于一设定的节流阀位置，在进气通路中的压力是减少的反之亦然。因此，如果所述的导管8(如在图1中所示)与发动机进气通路相连通，作为一种对气体容器7的替代，则一个与速度有关的可变压力源就可以用到与操作机构3的压力室5相对的膜片2一侧的压力室6上。这就是说，由于压力源的低于大气压力的特性因此要求导管8与压力室6而不是压力室5相连通。

在这样一种布置结构中，如果发动机转速提高到一个选定值以上，则在压力室6内的压力将下降(在进气通路中提高真空度)从而使膜片2向下运动，而如果转速下降，则膜片2向上运动。因此，对发动机的供油速率是由杆1的运动控制以将发动机转速保持在一个预定的转速，具体说是保持在一预定的怠速转速上。应认识到在此修改中，弹簧4可以是一个拉簧或者可以替换地布置成设置在带有通向大气的出口的膜片2的另一侧上。

在图2中更详细地示出如图1中所示的喷嘴装置30和空气容器7，其中所述的空气容器7装入一个两冲程循环发动机的气缸头中，在该发动机上还装有两个流体燃料喷射装置30和一个火花塞35。从图2和下面的说明所考虑的一个结构可以明显地看出，一些现有的发动机零部件被用于控制发动机的转速。

两个流体燃料喷射器30具有已知的结构并以一种已知的方式设置在气缸头19的与燃烧室20相连通的一个通路38中。所述的气体容器7部分地作为在气缸头19内的一个空腔和部分以一个可拆卸的盖板17构成。借助于一个通路26气体容器7与所述的通路38相连续地连通。

所述的燃料喷射装置30包括容置在通路38内的一个喷嘴15和由一个电磁线圈48所控制的一个提升阀16。所述的电磁线圈装置48以一种已知的方式周期性地通电以使阀16开启和关闭以将燃料和空气供向燃烧室20。

一个燃油调节装置14通过燃油管14A和针阀18将一定量的燃油供入通路42直接与通路26连通的喉口部中。燃油通入环绕阀16的下端23和杆部22周围的一个环形腔25内，该环形腔25与阀16的头部24的上游侧直接相连通。通路26横向地设置在燃料喷射器30的喷嘴15内并提供在气缸头19的容器7和在燃料喷射装置30内的环形腔25之间的一个连续的自由的连通。

在采用上述的燃油和气体供给的发动机工作时，可以理解到通过在容器7内的针阀18从所述的调节装置14供入到空腔25内的定量的燃油是与阀16的开启分开工作的以通过喷嘴15将被夹带在气体中的燃油从容器7供向发动机燃烧室20。假定一个开始的位置，在此位置上将先前由发动机燃烧室20所容纳的气体充满气体容器7而有关气缸的活塞在发动机压缩冲程时正在向上运动，并且通过调节装置14借助于通路26已经将一定量的燃油供入燃油喷射器30的的腔25内，则当气缸压力基本低于容器7内的压力而阀16在压缩冲程时的一个位置上开启时，该一定量的燃油就可以被夹带在气体中通过喷嘴15而排入发动机燃烧室20内，气体可从容器7通过通路42和26因而通过环形腔25再经开启的喷嘴15流出。

在相当短的时间间隔之后，所有的一定量的燃油就可通过喷嘴15排入燃烧室20中，而在气缸内的活塞的连续向上运动就可在燃烧室20内提供一个合成的升高压力。可以达到这样一个状态，在此状态中在燃烧室20内的压力大于在容器7中的压力并且实现一反方向的气体流动以取代在先前的燃油供给过程中所排出的在容器7中的气体。这种气体的反向流动可使在容器7内的气体压力升高到基本要比在喷嘴15的下一次开启时燃烧室20内的压力高以实现将燃油供入燃烧室20中。所述的再充满的容器7就处于在下一个发动机循环过程中可实现将燃油供向燃烧室20的这样一个状态。

所述的燃油调节装置14可以具有任何已知的结构，而特别适用于这种环境的一种形式的燃油调节装置是在申请人的共同待批的PCT专利申请第PCT/AU92/00561号或者国际专利申请第WO93/00502中所揭示的那种。

如在上面提及的先前说明书中所揭示的那样，对夹带在空气中的燃油供给燃烧室20的定时是通过一个电子控制装置(ECU)以已知的方式实现的，而由于燃油的调节是独立于将燃油供给燃烧室20的，因此供油定时和喷嘴15开启的持续时间就可以在不直接影响每循环供油量的情况下予以改变。因此，本发明使喷嘴15的开启定时和/或开启期的终止改变以便使容器7内的压力变化的做法就可以在不妨碍燃油调节或者燃油喷射工作的情况下予以实施。如前所述，喷油器阀关闭定时的改变可以控制在容器7内的气体压力，以使喷油器阀16相对于发动机的压缩冲程关闭得越晚，则在容器7内的压力就越高。

通常用在一燃油喷射系统控制中的电子控制装置接受各种各样的有关发动机工况的输入信号，一种这样的输入是发动机的转速，因而，在电子控制装置中包括控制发动机怠速或者其它所选定的转速范围的一个程序是一件简单的事情，只要通过控制在容器7中的气体压力来操纵合适的机构例如所述的压力操作机构3因而控制对发动机的供油速率以使发动机转速保持在所要求的水平上就能实现。例如，这可以通过一合适的检查表或图或者通过用一个比例积分微分动作(PID)规则系统所进行的调节来驱动。

现参照图3，图中示意地表示特别可以应用在按曲轴箱扫气原理工作的两冲程循环发动机上的一种替代的形式，其中在曲轴箱中被引入的空气在从曲轴箱传送给燃烧室之前被压缩。这种形式的发动机结构可以通过用在曲轴箱内的空气压力驱动一个机构，尤其在发动机怠速运行过程中以例如在图1中的压力驱动装置3控制发动机转速而使本发明得以实际应用。

如图3所示，杆61以与前面参照图1所说明的同样方式直接地与构成压力操纵装置63的一部分的膜片62相联结。在压力室65中的压力是由阀60控制的，该阀工作可以通过空气管路68a、阀60和空气管路68b使空气从两冲程循环发动机71的曲轴箱70进入压力室65，并通过管路67控制空气从压力室65流向大气或者任何其它适当地方，例如流入发动机71的空气进气系统内，或者最终使在压力室65中的压力保持恒定。这样，对这个特定的实施例来说，阀60的结构制作成一个具有两个开启和一个关闭位置的三位阀，而在两个开启位置的每一个上，阀60可以使空气流向或者流出压力室65。这个控制系统同样可以应用于其它的气体压力源。即在此具体实施例中，正的曲轴箱压力用作一个恒定压力源，但其它的恒定压力源也可适用。

例如，有关图1所说明的容器7可以仅仅用作一个恒定压力源而燃料喷射装置30可不工作以如前述那样改变喷嘴开启时间的结束，但可以如正常情况那样工作。在容器7中的气体压力就可以仅仅用作取代在发动机曲轴箱70中的压力的一个恒定压力源。

或者，在离开发动机71的空气进气系统中的节流阀叶片69的下游所产生的真空度同样可以被用作对正的曲轴箱压力的替代。因此，一个负压或者真空源可以被施加于压力室65。同样，以与正的曲轴箱压力同样的方式负压可以用于提供一个压力源。然而，显然在这后两个实施例中，需要使单向阀72反向并且使弹簧64重新置于压力室65中或者具有一种拉簧的形式。此外，还可以将一个传统的压缩机用作一个气体压力源。

所述的阀60是用一个在一电子控制装置55控制之下的电磁线圈54或者类似的装置操纵。设置在空气供给管路68a中的单向阀72布置成只是大于大气的压力才从曲轴箱70供入管路68a并供向室65。

万一发动机转速提高到超过所需要的转速，则电子控制装置就会驱动阀60以便关闭排气管路67和打开进入管路68b，因此压缩空气就可以从发动机曲轴箱70流入操作机构63的压力室65内由此使膜片62向下偏移而实现对杆61的同样的运动。杆61的这个运动再使对发动机的供油速率减小。相反，如果发动机转速太低，则电子控制装置就操作阀60以使进气管路68b保持关闭并将排气管路67打开，由此使在操作机构63的压力室65内的压力减小，从而膜片62就在弹簧64的作用下向上运动，由此使杆61向上运动因而提高对发动机的供油速率。在发动机转速合适的情况下，管路68b和67都关闭以保持在室65内的目前压力。

如参照图3所说明的发动机燃油控制系统特别适用于控制曲轴箱扫气的两冲程循环发动机的转速，但是它可以与具有其它的压缩空气源的发动机一起使用，所述的压缩空气源例如是一种来自一个压缩机的恒定供给源或者其它的合适的源，例如在图1中的气体容器7或者在一个两冲程循环发动机的曲轴箱内的最大压力。阀60可以布置得选择性地将一压力气体源施加于压力操作机构63的室65，使室65内的气体排向大气，或者将室与压力气体供给源和大气都隔离。在后一个位置上，在压力控制机构63内的膜片62被保持在一个固定的位置上，而该位置也是杆61的位置。阀60的各个位置中的每一个都可以根据相对于发动机的预定或者所要求的工作转速的发动机实际转速例如怠速由电子控制装置选定。

有关图3中所示的实施例，其一种修改是不用控制阀60并在操作机构63的压力室65内设置一个固定直径的放气孔。所述的放气孔尺寸大小要能够提供在压力室65内的与发动机转速成正比的压力变化，这样当发动机转速提高时作用在膜片上的压力就增大，而当发动机转速降低时，作用在膜片上的压力就减小。这样使杆61的运动因而供油速率得到控制从而保持所要求的发动机转速。

还是有关图3中所示的实施例，被供给操作机构63的气体可以来自一个外部源，而不是来自发动机曲轴箱70并且供给源可以通过阀60，例如通过改变阀的开启程度、开启的频率、开启的总的持续时间或者其任何的组合来得到控制。

在本发明应用在一个多气缸的两冲程循环发动机上时，被供给供油速率控制操作机构63的气体可以只来自发动机的多个曲轴箱中的一个或某几个。

现参照图4，图中示出了如图3中所示的发动机控制系统的一种修改形式。两冲程循环曲轴箱扫气的发动机81和操作机构83与在图3中的相应的部件71和63是相同的，因而在下文中不再予以说明。其不同之处在于在图3中的多位阀60被在一个电子控制装置86控制下的一个电磁线圈88驱动的一个单阀元件85所取代。

为了理解本实施例，必需认识到，在一个曲轴箱扫气的两冲程循环发动机中，相对于发动机气缸循环的在曲轴箱中的压力变化，一般的说是不依赖于发动机转速的。主要的不同之处只是在于压力循环的实时频率。还可能具有峰值的最大和最小压力的小变化，然而，这并不明显地影响发动机转速控制装置的工作。因此，在曲轴箱80内的压力可以用作驱动调节对发动机81的供油速率的一个装置例如操作机构83的一个可靠的能源。

电子控制装置86接受表示出所要求的发动机供油速率的合适的输入信号并确定实现那种供油速率所要求的膜片82的位置。电子控制装置86然后使电磁线圈88通电以便在合适的部分的气缸循环过程中打开阀85以将压力施加于压力室87从而使膜片82向对应于所要求的供油速率的位置运动。

如果膜片82如图4中所示那样向下运动，则在发动机81工作循环的高的曲轴箱压力的一段时间过程中阀85被打开。如果膜片82如图4中所示那样向上运动，则在曲轴箱循环的低压力的一段时间过程中阀85被打开，这通常是在曲轴箱压力低于大气压力的场合的一段时间。如果膜片82是保持在一个提供一稳定的供油速率的固定位置上的话，阀85就保持关闭。

本发明的又一个实施例可以利用其产生压力的力，该压力存在于发动机进气系统中，特别是存在于进气系统的节流阀叶片的下游和进气簧片阀的上游。相对于发动机转速和/或负荷变化的这个压力源可以用于控制如在图1中所示3那样的一个操作机构。

通常，在怠速或者低速运行过程中，在进气系统中的节流阀叶片基本是关闭的，因而在所述的簧片阀的上游和节流阀叶片的下游产生一个真空。对于节流阀叶片的一固定位置，这个真空度是相对于发动机转速而变化的，即当发动机转速提高时则真空度越负，反之亦然。因此，可变化的负压就可以用来控制如在图1中所示2那样的一个膜片的运动。

例如，如果要求在一定的转速处怠速，但是发动机的实际转速太高，则在进气系统中的压力就会小于对应于所要求的怠速转速的压力(即：真空度要大于所需要的真空度)。这个压力因此就可以用来通过如在图1中用标号8所示的一导管驱动膜片2，以便对如在图1中标号1所示的一根杆的合适的控制进行操纵从而使发动机的供油速率减小。相反，比所要求的低的一个怠速转速会在进气系统中产生一个较高的压力(即：真空度小于所要求的)，该压力可以用来合适地驱动杆1从而使发动机的供油速率提高。

显然，如图1所示的操纵机构3、压力室5和6以及导管8的特定的布置结构可以布置得使在进气系统中的真空度的增大或减小给发动机经所要求供油速率的控制。

图5示出本发明可以应用的一个燃油调节装置，它在申请人的PCT专利申请第PCT/AU92/00516号中较详细地予以了说明。如在图5中所示的标号是在所述的PCT申请中所用的标号的基础上加上100，但是由在所述的PCT申请中的标号所表示的许多零部件在本说明书中未予以说明，但在上面提及的专利申请中作了适当的说明。PCT专利申请第PCT/AU92/00516的揭示内容一并援引于此。

在图5中所示的机构直接与本发明有关的部分是与调节杆157相连接的活塞151和凸轮159，所述的凸轮与活塞止挡件161共同工作以控制活塞151的行程因而控制调节杆147的行程。具体地说，活塞151响应于在气缸158中的周期性施加的流体压力在气缸158中往复运动。施加的这种流体压力使活塞151和与之相连接的调节杆157向如图5中所示的右方移动，因而此时可以通过输送管155将燃油供给一燃油喷射器(未图示)。可以看到通过改变活塞151的行程从而改变调节杆147的行程，调节杆147的每一个行程所供给的燃油量可以按照发动机的燃油供给要求而变化。

所供给的一定数量的燃油的变化是通过凸轮159在其轴线160上的转动而实现的，所述的凸轮159与活塞止挡件161共同工作，该活塞止挡件控制活塞151在气缸158中的返回位置。这样当活塞止挡件161向着如图5中所示的右方运动时，燃油调节杆147的行程便减小，因而由燃油调节室各行程所供给的燃油量相应地减少。

现参照图6，图中示出凸轮159的具体结构和分别由如图1、3或4所示的杆1、61或41对它进行驱动的情况。凸轮159是与可转动地安装在轴92上的一个套91成整体。驱动销93刚性地固定在轴92上并穿过在所述的套上形成的槽94。螺旋形弹簧95在96处与凸轮159固定而在97处与销93固定。这样，弹簧95通过槽94的朝前端将套91夹抵臂93上。当轴92和臂93按逆时针方向旋转时，也使套91和凸轮159与轴92一起在该方向上运动。所述的轴92响应于发动机的正常转速和负荷控制装置而旋转，以与发动机负荷和转速成比例地控制燃油供给。

臂99刚性地安装在套91上而杆98等同于分别在图1、3或4中所示的杆1、61或41，它响应于在操纵装置3、63、83中的膜片2、62、82的运动而轴向地运动。这样，当发动机处在怠速或者低转速以及操纵机构3、63或83起作用时，杆98向如图6中所示的左方运动就可使臂99、套91和凸轮159一起相对于轴92逆时针旋转以通过升起止挡件161增大燃油调节杆147的行程来增加对发动机的燃油供给。在杆98向着如在图6中所示的右方运动时，弹簧96就可以使臂99、套91和凸轮159顺时针旋转直到槽94的朝前端再靠抵臂93为止。

这样，可以看到如参照图1、3或4所说明的操纵装置3、63、83可以当正常的发动机转速控制机构和与之相连接的轴92固定时用于控制发动机的燃油供给速率。

Claims (32)

1.一种至少在发动机的部分工作范围内控制内燃机的方法，所述的方法包括：控制可从与发动机工作相关联的一个源获得的流体压力，以及应用所述的被控制的压力来控制发动机的至少一个工作参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的流体压力被用于在至少部分的发动机转速或者负荷范围内控制发动机的燃油供给速率。

3.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的流体压力被用于控制在至少部分的发动机转速或者负荷范围内的发动机点火定时。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的流体压力被用于控制对发动机各燃烧室的燃油喷射定时。

5.如权利要求1、2、3或4之任一项所述的方法，其特征在于，所述的流体压力源是一个空气进气系统，空气通过所述的空气进气系统被引入流向发动机的一个或者一个以上的燃烧室内。

6.如权利要求1、2、3或4之任一项所述的方法，其特征在于，所述的发动机是一种曲轴箱扫气的两冲程循环的内燃机，而所述的压力源是所述发动机的至少一个曲轴箱。

7.如权利要求1、2、3或4之任一项所述的方法，其特征在于，所述的发动机包括将夹带在压缩空气中的燃油供给发动机的一个或者多个燃烧室的喷射装置，而所述的流体压力源是被用于实现将燃油供给一个或多个燃烧室的一种压缩气体源。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的发动机具有将燃油直接供给发动机各燃烧室单独的喷射器，而所述的压缩气体源将压缩气体供给各所述的单独喷射器。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述的气体是由一压缩机提供。

10.如权利要求1、2、3或4之任一项所述的方法，其特征在于，所述的发动机具有将压缩空气供给一个燃油喷射器或者布置成将燃油供给发动机的数个喷射器的一个空气压缩机，而所述的方法包括提供来自所述的压缩机的进气侧的所述的流体压力。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可以从发动机工作中获得的所述的流体压力源是一种据此流体的压力可响应于发动机的转速或负荷变化而变化的流体压力源。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，可以从发动机工作中获得的所述的流体压力源是一种据此在发动机每一循环过程中使流体压力在高水平和低水平之间循环以及可将所述的流体压力用来在所述循环的选定部分过程中实现所的控制的流体压力源。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的流体压力源是在所述循环的一段选定的时间时提供流体以实现基本稳定的压力流体供给。

14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述的流体压力是由一曲轴箱扫气的两冲程循环的内燃机的一个曲轴箱提供的。

15.一种至少当发动机在一选定的转速范围内工作时控制一内燃机转速的方法，所述的燃油供给速率是由一燃油控制件的机械运动所控制，所述的方法包括：通过由发动机工作所提供的气体压力所产生的一个力实现燃油控制件的所述的机械运动，所述的气体压力响应于发动机转速而变化。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的被选定的转速范围基本是一种怠速的转速。

17.一种控制一种燃油喷射的内燃机的转速的方法，其中至少当发动机是处在怠速或在一被选定的转速范围内运行时燃油夹带在一种压缩气体中被喷射，燃油供给速率是由所述的燃油控制件的所述的机械运动控制，所述的方法包括通过响应于所述的气体的压力所产生的一个力实现所述的燃油控制件的所述运动。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，当发动机不是处在怠速或者在所选定的转速范围之外运行时，所述的发动机转速不依赖于所述的气体压力而被控制。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，当发动机是在所选定的转速范围之外的一个第二转速范围内工作时，所述的流体压力被用来控制所述的发动机转速。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述的压缩气体源是由发动机工作所供给的。

21.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述的发动机是一种曲轴箱扫气的两冲程循环的内燃机，而所述的流体压力是由在所述的发动机曲轴箱内的气体压力产生的。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述的压缩气体是由所述的发动机驱动的一个压缩机所产生的。

23.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述的压缩气体源接受由在发动机的至少一个燃烧室内的气体经压缩所产生的压缩气体。

24.如权利要求17、18或19所述的方法，其特征在于，所述的夹带有燃油的气体是由发动机的至少一个燃烧室提供。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述气体的压力是通过控制在燃烧室循环过程中从燃烧室供给气体的定时而控制的。

26.在一内燃机中用于控制发动机的至少一个工作参数的控制装置，所述的控制装置可响应于流体压力的改变而工作，以及可以工作以提供驱动所述的控制装置用的所述的流体压力的装置，其特征在于，所述的流体压力可以从与发动机工作相联系的一个源获得。

27.如权利要求26所述的装置组合，其特征在于，所述的控制装置适合于至少在发动机的部分转速或者负荷工作范围内控制发动机的燃油供给速率。

28.如权利要求26所述的装置组合，其特征在于，所述的控制装置适合于至少在发动机的部分转速或者负荷工作范围内控制发动机的点火定时。

29.如权利要求26所述的装置组合，其特征在于，所述的控制装置适合于至少在发动机的部分转速或者负荷工作范围内控制发动机的燃油喷射定时。

30.如权利要求26至29中的任一项所述的装置组合，其特征在于，所述的发动机是一种曲轴箱扫气的两冲程循环发动机，提供所述流体压力的装置是所述的两冲程循环发动机的曲轴箱。

31.如权利要求26至29中的任一项所述的装置组合，其特征在于，所述的发动机具有一个或多个燃烧室，而燃油是夹带在一种压缩气体中被供向各个燃烧室，所述的提供流体压力的装置是提供所述的压缩气体的装置。

32.如权利要求31所述的装置组合，其特征在于，所述的压缩气体是由一个或多个发动机燃烧室供给。

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