KR101045771B1 - 4 사이클 엔진의 작동 방법 - Google Patents

4 사이클 엔진의 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101045771B1
KR101045771B1 KR1020067012130A KR20067012130A KR101045771B1 KR 101045771 B1 KR101045771 B1 KR 101045771B1 KR 1020067012130 A KR1020067012130 A KR 1020067012130A KR 20067012130 A KR20067012130 A KR 20067012130A KR 101045771 B1 KR101045771 B1 KR 101045771B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
rotation angle
injected
amount
angle range
Prior art date
Application number
KR1020067012130A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060107813A (ko
Inventor
게르노트 뷔르펠
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20060107813A publication Critical patent/KR20060107813A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101045771B1 publication Critical patent/KR101045771B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 피스톤(7)에 의해 제한된 하나 이상의 연소실(9) 내로 연료의 직접 분사하는 스파크 점화 및 내부 연소식 4 사이클-행정 피스톤-내연 기관의 작동 방법에 관한 것으로, 흡입 사이클(An)은 0°내지 180°KW, 압축 사이클(Ve)은 180°내지 360°KW에 있다. 종래 방식으로 제 1 량(1M) 연료는 90°내지 180°KW인 제 1 회전각 범위(1)의 일부 동안, 그리고 제 2 량(2M) 연료는 300°내지 360°KW인 제 2 회전각 범위(2)의 일부 동안, 연소실(9) 내로 분사된다. 본 발명에 따른 방법은, 제 3 량(3M) 연료는 0°내지 50°KW인, 제 3 회전각 범위(3) 동안 연소실(9) 내로 분사되고 및/또는 제 4 량(4M) 연료로서 하나의 작동 공정 동안 필요한 연료의 일부는, 60°내지 120°KW인 제 4 회전각 범위(4) 동안 연소실(9) 내로 분사된다.
Figure 112006042651244-pct00001
4 사이클 엔진, 직접 분사, 연료량의 작동 중 변환, 제 3 회전각 범위, 제 4 회전각 범위

Description

4 사이클 엔진의 작동 방법 {Method for operating a four-cycle engine}
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 4 사이클 엔진에 관한 것이다.
예를 들면 MTZ (Motortechnische Zeitschrift, 엔진기술 잡지) 58호 (1997)의 458-464 페이지 및 592-598 페이지에는, 두 개의 작동 모드를 가진 4 사이클 엔진이 제시되어 있다. 전 부하 범위에서 엔진은 소위 균일 모드로 작동되고, 연료는 종래 방식으로 흡기 사이클의 90°내지 180°KW에서 분사된다. 부분 부하 범위에서 엔진은 소위 층상급기 모드로 작동되고, 연료는 종래의 방식으로 300°내지 360°KW에서 분사된다. °KW는 여기 및 이하에서 크랭크 샤프트의 회전각을 나타낸다.
상기 간행물에 공지된 4 사이클 엔진에서는, 출력, 배기 가스 특성 및 연비가 작동 중의 각각의 작동 상태와 관련하여서 최적화될 수 없는 것이, 특히 단점이다. 연료가 연소실 내로 조량되는 매우 제한된 시간격 또는 회전각 범위에 의해서만, 연료는 고압으로 연소실 내로 분사되어야 한다. 높은 연료 압력을 실현하려면 비용이 많이 든다. 또한, 혼합기 형성이 불충분하며, 이는 불완전 연소, 침적물, 높은 연비, 및 바람직하지 않은 배기 가스 특성을 일으킨다.
이와 달리, 독립 청구항의 특징을 갖는 4 사이클 엔진의 작동을 위한 본 발명에 따른 방법은, 출력, 배기 가스 특성 및 연비가 특히 개선된 내부 혼합기 형성에 의해 개선되는 장점을 갖는다. 연료압력은 강하 될 수 있다.
종속 청구항에서 구현된 조치에 의해 독립 청구항에서 제시된 방법의 바람직한 개선이 가능하다.
연료가 제 3 회전각 범위 내에서 완전히 분사되면, 연비가 감소한다. 왜냐하면, 연료는 더 긴 시간격에 걸쳐 공기와 혼합할 수 있기 때문이다. 더 완전하게 진행되는, 양호하게 미리 혼합된 연소가 이루어진다.
또한, 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료를 제 3 및 제 2 회전각 범위에서 분사하는 것이 바람직하다. 이로써 연료를 연소실 내로 조량하는데 더 많은 시간이 제공된다. 연소 압력은 강하 될 수 있다. 바람직하게는 제 2 량 대 제 3 량의 비율이 작동 중에 변경될 수 있다. 이것은 바람직하게는 노킹 특성에 따라 발생하며, 노킹의 발생시에 비율은 증가 된다. 이로써, 노킹에 의한 엔진 손상 없이, 엔진을 매우 경제적 연비로 작동하고 연료 압력을 낮게 유지하는 것이 가능하다.
또한, 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료를 제 4 및 제 2 회전각 범위에서 분사하는 것이 바람직하다. 이로써 연료를 연소실 내로 조량하는데 더 많은 시간이 제공된다. 연료 압력은 강하 될 수 있다. 바람직하게는 제 2 량 대 제 4 량의 비율이 작동 중에 변경될 수 있다. 이것은 바람직하게는 노킹 특성에 따라 발생하며, 노킹의 발생 시에 비율은 증가 된다. 이로써 노킹에 의한 엔진 손상 없이, 엔진을 매우 경제적 연비로 작동하고 연료 압력을 낮게 유지하는 것이 가능하다.
하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료를 제 3, 제 4, 및 제 2 회전각 범위에서 분사되는 것이 바람직하다. 이로써 연료를 연소실 내로 조량하는데 더 많은 시간이 제공된다. 연료 압력은 더 강하 될 수 있다. 바람직하게는 제 2 량 대 제 3 량의 비율 및 제 2 량 대 제 4 량의 비율이 작동 중에 변경될 수 있다. 이것은 바람직하게는 노킹 특성에 따라 발생하며, 노킹의 발생 시에 상기 비율들 중 하나 이상이 증가 된다. 이로써 노킹에 의한 엔진 손상 없이, 엔진을 매우 경제적 연비로 작동하고 연료 압력을 낮게 유지하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에서 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료가 제 4 및 제 3 회전각 범위에서 연소실 내로 분사된다. 이로써 원료를 연소실 내로 조량하는데 더 많은 시간이 제공된다. 연료 압력은 더 강하 될 수 있다. 바람직하게는 제 3 량 대 제 4 량의 비율이 작동 중에 변경될 수 있다. 이로써 엔진을 매우 경제적 연비로 작동하고 연료 압력을 낮게 유지하는 것이 가능하다.
또한, 분사된 연료가 피스톤 공동부 내로 완전히 분사되도록, 제 3 회전각 범위 및/또는 제 2 회전각 범위를 제한하는 것이 바람직하다. 이로써 액상 연료에 의한 실린더 벽의 웨팅(wetting), 이로 인한 담금질 효과(Quenching effect) 및 실린더 작동면 상의 윤활 막의 세척이 방지된다. 담금질 효과를 억제함으로써 연소 되지 않은 탄화수소의 형성이 방지된다. 또한, 제 3 및/또는 제 2 회전각 범위 동안 피스톤 공동부 내로의 완전한 분사에 의해, 공기와의 혼합 및 후속하는 연소에 매우 부적절하게 관여하는, 파이어 랜드(fire land) 영역 내로 연료의 유입이 방지된다. 이로써 피스톤 공동부 외부의 피스톤 바닥 상에 및 파이어 랜드의 영역 내의 침적물이 방지되고, 탄화수소 방출이 감소 되고, 또한 연비가 낮아진다. 또한, 이로써 파이어 랜드 영역 내에서 남은 가스(tail gas) 영역의 형성이 억제되므로, 파이어 랜드 영역 내에서 연소 압력 충격 후에 가능한 갑작스런 연소(노킹)가 방지된다.
피스톤 공동부 내로 분사의 다른 장점은, 연료-공기 혼합물이 연소실의 중심부로, 또는 점화 플러그의 위치로 더 용이하게 집중될 수 있는 데 있다. 이것은 층상급기 모드에서 특히 바람직하다. 왜냐하면, 이로써 농후 연료-공기 혼합물이 점화 플러그의 가까운 주변에서 쉽게 발생 될 수 있고, 이 혼합물이 점화 후에 주변의 희박 혼합물을 점화하기 때문이다. 또한, 열 손실이 방지될 수 있다. 왜냐하면, 피스톤 공동부가 실린더 벽보다 더 작은 표면을 가지기 때문이다.
바람직하게는 하나의 작동 공정 동안 분사되는 연료 전체가 제 3 회전각 범위 동안만, 또는 제 3 및 제 2 회전각 범위 동안만, 또는 제 4 및 제 2 회전각 범위 동안만, 또는 제 3, 제 4 및 제 2 회전각 범위 동안만, 또는 제 3 및 제 4 회전각 범위 동안만 분사되고, 상기의 회전각 범위의 조합 사이에서 엔진의 작동 중에 하나 이상의 작동 공정 후에 전환될 수 있다. 전환은 바람직하게는 엔진 파라미터, 특히 엔진의 회전수, 부하 상태 및 /또는 엔진 온도 및/또는 연료 압력에 따라 이루어진다.
본 발명의 실시예는 도면에 간단하게 도시되고, 하기의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 하나의 작동 공정의 상이한 작동 사이클이 크랭크 샤프트의 회전 각도 또는 크랭크 샤프트 각도에 할당된 4 사이클 내연 기관의 작동 방식의 개략도.
도 2는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 다이어그램.
도 3은 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 다이어그램.
도 4는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 3 실시예를 도시한 다이어그램.
도 5는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 4 실시예를 도시한 다이어그램.
도 6은 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 5 실시예를 도시한 다이어그램.
하기에 본 발명의 실시예가 기술된다. 동일한 부품과 특징들은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 2 내지 도 6의 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 더 자세히 설명되기 전에, 발명의 보다 나은 이해를 위해 먼저 도 1에 의해 하나의 작동 공정의 상이한 작동 사이클이 크랭크 샤프트(KW)의 회전각도(°KW)에 할당된 4 사이클 엔진의 작동 방식이 대략적으로 설명된다.
도 1에는 4 사이클 엔진의 작동 방식이 설명된 다이어그램이 도시된다. 실시예에서 스파크 점화식의, 연소실(9) 내로 직접 분사식의, 피스톤 공동부(8)를 포함하는 피스톤(7)을 구비한, 4 사이클 엔진은 4 작동 사이클, 즉 흡기 사이클(An), 압축 사이클(Ve), 폭발 사이클(Ar), 및 배기 사이클(Au)을 포함한다. 피스톤 공동부(8)의 용적은 연소실(9)의 구성 부분이다. 상기 흡기 사이클(An)은 0°내지 180°KW의 크랭크 샤프트의 회전각 범위에 배치된다. 상기 압축 사이클(Ve)은 180°내지 360°KW의 회전각 범위에서 이루어진다. 상기 폭발 사이클(Ar)은 360°내지 540°KW에서, 배기 사이클(Au)은 540°내지 720°KW에서 이루어진다. 개별적인 작동 사이클들( An, Ve, Ar, Au)내에서의 과정은 당업자에게 충분히 알려져 있으므로 여기에서 더 자세히 설명되지 않는다. 연료-공기 혼합물의 점화는 바람직하게 예를 들면 연료 분사 밸브(5)에 비교적 가깝게 연소실(9) 내로 돌출한, 점화 플러그(6)에 의해 이루어진다.
종래 방식으로 스파크 점화에 의해 직접 분사하는 4 사이클 엔진에서 연료는, 90°내지 180°KW인 제 1 회전각 범위(1) 동안, 또는 300°내지 360°KW인 제 2 회전각 범위(2) 동안 연소실(9) 내로 분사된다.
공지된 바와 같이, 종래 방식으로 작동되는 직접 분사식 4 사이클 엔진에서는 상기에 2개의 회전각 범위(1, 2) 동안에만 연소실(9) 내로 연료가 분사된다. 직접 분사식 4 사이클 엔진에서, 전 부하 범위에서는 연료가 제 1 회전각 범위(1) 동안에만 연소실(9) 내로 분사된다. 부분 부하의 범위에서는 연료가 제 2 회전각 범위(2) 동안에만 연소실(9) 내로 분사된다. 이것은 당업자에게 알려져 있으므로 여기서 더 이상 설명되지 않는다.
본 발명에 따라, 연료는 두 개의 회전각 범위, 즉 0°내지 50°KW의 제 3 회전각 범위(3) 및/또는 60°내지 120°KW의 제 4 회전각 범위(4) 동안 연소실(9) 내로 조량 또는 분사될 수 있다.
도 2에는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 다이어그램이 도시되고, 여기에서 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료는 제 3 회전각 범위(3)의 적어도 일부 동안 연소실(9) 내로 분사된다. 연료의 분사는, 예를 들면 내부로 개방된, 연료 분사 밸브(5)에 의해 이루어진다. 외부로 개방되고 적어도 60°의 원추 개방 각도를 갖는, 연료 분사 밸브(5)들도 사용될 수 있다. 바람직하게 연료는 예를 들면 적어도 15㎜ 깊이의, 스탬핑된 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사된다. 이때 압축률은 예를 들면 약 70%이다. 바람직하게는 이때 발생 되는 압축 분류가 연소실(9)의 중심을 향하게 되므로, 점화 플러그(6) 및 연료 분사 밸브(5)의 분사측 단부가 집중적으로 환기된다. 압축 분류가 부하와 회전수에 상관없이, 점화 속도 및 혼합물 완전 연소를 촉진한다. 또한, 연료 분사 밸브(5)에 연소 침적물의 형성이 감소 된다. 높은 회전수와 많은 연료 필요시 예를 들면 최고 출력시, 필요한 연료량을 제 3 회전각 범위(3) 내에서 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사할 수 있도록 하기 위해서, 예를 들면 상승된 연료 압력, 예를 들면 200 bar의 압력에 의해서, 단위 시간당 분사되는 연료의 유량이 증가 될 수 있다.
본 발명에 따른 제 1 실시예에 따른 작동은, 바람직하게는 12의 압축 비율을 넘지 않는 4 사이클 엔진에서 사용된다.
도 3에는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 다이어그램이 도시되고, 여기에서 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료는 제 3 회전각 범위(3)의 적어도 일부 및 제 4 회전각 범위(4)의 적어도 일부 동안, 연소실(9) 내로 분사되며, 제 3 회전각 범위(3)에서 제 3 량(3M) 연료가, 그리고 제 4 회전각 범위(4)에서 제 4 량(4M) 연료가 연소실(9) 내로 분사된다. 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량은 상이한 양으로 상기 2 개의 량 3M, 4M으로 나눠질 수 있다. 바람직하게는 필요한 제 3 량(3M) 연료가 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사되도록, 제 3 회전각 범위(3)가 제한될 수 있고 및/또는 연료 압력이 상승 될 수 있다.
도 4에는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 3 실시예를 도시하는 다이어그램이 도시되고, 여기에서 하나의 작동 공정 내에 분사되는 전체 연료가 제 3 회전각 범위(3)의 적어도 일부 및 제 2 회전각 범위(2)의 적어도 일부 동안 연소실(9) 내로 분사되며, 제 3 회전각 범위(3)에서 제 3 량(3M) 연료가, 그리고 제 2 회전각 범위(2)에서 제 2 량(2M) 연료가 연소실(9) 내로 분사된다. 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량은 상이한 양으로 상기 2 개의 량 3M, 2M으로 나눠질 수 있다.
하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량을 2 개의 량 3M 및 2M으로 나누는 것은 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 적어도 하나의 작동 공정 후에 변경될 수 있으며, 2 개의 량(3M, 2M)으로 전체 연료량을 나누는 것은 4 사이클 엔진의 노킹 특성에 의해 정해진다. 예를 들면 노킹의 발생시에는 제 3 량(3M)이 단계적으로 감소 되고, 제 2 량(2M)은 노킹 현상이 노킹 센서에 의해 더 이상 검출될 수 없을 때까지 단계적으로 증가한다. 예를 들면 노킹이 없는 연소시 제 2 량(2M)의 단계적인 증가는 노킹 현상이 나타날 때까지 가능하고, 그 후 제 2 량(2M)은 다시 단계적으로 감소 된다. 제 3 량(3M)은 상응하게 조절되므로, 하나의 작동 공정 동안 필요한 전체 연료 량이 하나의 작동 공정 내에서 변경되지 않는다.
바람직하게는 필요한 제 3 량(3M) 및 필요한 제 2 량(2M) 연료가 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사되도록, 제 3 회전각 범위(3) 및/또는 제 2 회전각 범위(2)가 제한될 수 있고 및/또는 연료 압력이 상승 될 수 있다.
도 5에는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 4 실시예를 도시한 다이어그램이 도시되고, 여기에서 하나의 사이클 내에 분사되는 전체 연료가 제 3 회전각 범위(3)의 적어도 일부, 제 2 회전각 범위(2)의 적어도 일부 및 제 4 회전각 범위(4)의 적어도 일부 동안, 연소실(9) 내로 분사되며, 제 3 회전각 범위(3)에서는 제 3 량(3M) 연료가, 제 2 회전각 범위(2)에서는 제 2 량(2M) 연료가, 그리고 제 4 회전각 범위(4)에서는 제 4 량(4M) 연료가 연소실(9) 내로 분사된다. 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량은 상이한 양으로 상기 2 개의 량 3M, 2M 과 4M으로 나눠질 수 있다. 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량을 3M, 2M 과 4M으로 분할하는 것은 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 적어도 하나의 작동 공정 후에 변경될 수 있으며, 3M, 2M 과 4M으로 전체 연료량를 분할하는 것은 4 사이클 엔진의 노킹 특성 및 유해 물질 방출에 의해 정해진다.
실시예에서 노킹의 발생시 제 3 량(3M)은 단계적으로 감소하게 되고 제 2 량(2M)은 단계적으로 증가하고 및/또는 제 4 량(4M)은 단계적으로 감소하고, 제 2 량(2M)은, 노킹 현상이 노킹 센서에 의해 더 이상 검출될 수 없을 때까지 단계적으로 증가한다. 예를 들면 노킹 없는 연소시 제 3 량(3M)의 단계적인 증가는, 노킹 현상이 나타날 때까지 가능하고, 그 후 제 2 량(2M)은 다시 단계적으로 증가하게 된다. 개별적인 부분량은 상응하게 조절되므로, 하나의 작동 공정 동안 필요한 또는 산출된 전체 연료 량은 하나의 작동 공정 내에서 변경되지 않는다.
바람직하게는 필요한 제 3 량(3M) 및 필요한 제 2 량(2M) 연료가 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사되도록, 제 3 회전각 범위(3) 및/또는 제 2 회전각 범위(2)가 제한될 수 있고 및/또는 연료 압력이 상승 될 수 있다.
도 6에는 4 사이클 내연 기관의 작동의 본 발명에 따른 제 5 실시예를 도시한 다이어그램이 도시되고, 여기에서 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료는 제 4 회전각 범위(4)의 적어도 일부, 제 2 회전각 범위(2)의 적어도 일부 동안 연소실(9) 내로 분사되며, 제 4 회전각 범위(4)에서는 제 4 량(4M) 연료가, 제 2 회전각 범위(2)에서는 제 2 량(2M) 연료가 연소실(9) 내로 분사된다.
하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료 량은 상이한 양으로 상기 2 개의 량 4M, 2M으로 나눠질 수 있다. 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량을 2 개의 4M, 2M으로 분할하는 것은 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 적어도 하나의 작동 공정 후에 변경될 수 있으며, 2 개의 량 4M, 2M으로 전체 연료량을 분할하는 것은 4 사이클 엔진의 노킹 특성에 의해 정해진다. 예를 들면 노킹 발생시 제 4 량(4M)은 단계적으로 감소되고 제 2 량(2M)은, 노킹 현상이 노킹 센서에 의해 더 이상 검출될 수 없을 때까지 단계적으로 증가 된다. 예를 들면 노킹 없는 연소시 제 4 량(4M)의 단계적인 증가는, 노킹 현상이 나타날 때까지 가능하고, 그 후 제 2 량(2M)은 다시 단계적으로 증가 된다. 제 4 량(4M)은 상응하게 조절되므로, 하나의 작동 공정 동안 필요한 전체 연료 량은 하나의 작동 공정 내에서 변경되지 않는다.
바람직하게는 필요한 제 2 량(2M) 연료가 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사되도록, 제 2 회전각 범위(2)가 제한될 수 있고 및/또는 연료 압력이 상승 될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서는, 도 2 내지 도 6의 실시예에 기술된 발명에 따른 작동 방법들 사이의 전환이 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 가능하다. 이것은 예를 들면 엔진 회전수, 부하 상태, 연료 압력 및/또는 엔진 온도 및/또는 유해물질 방출과 같은, 하나 또는 다수의 엔진 파라미터에 따라 바람직하게 이루어진다.
본 발명은 도시된 실시예들에 제한되지 않는다. 실시예들의 특징들은 임의적으로 서로 조합될 수 있다.

Claims (17)

  1. 피스톤(7)에 의해 제한된 하나 이상의 연소실(9) 내로 연료를 직접 분사하는, 스파크 점화 및 내부 연소식 4-사이클-왕복 피스톤-내연 기관의 작동 방법으로서, 상기 피스톤(7)은 크랭크 샤프트(KW)를 구동시키고, 제 1 량(1M) 연료는 90°내지 180°의 상기 크랭크 샤프트(KW)의 제 1 회전각 범위(1) 동안 상기 연소실(9) 내로 분사되거나, 또는 제 2 량(2M) 연료는 300°내지 360°의 상기 크랭크 샤프트(KW)의 제 2 회전각 범위(2) 동안 상기 연소실(9) 내로 분사되고, 흡기 사이클(An)은 0°와 180°에 있고 압축 사이클(Ve)은 180°내지 360°에 있는 4-사이클-왕복 피스톤-내연 기관의 작동 방법에 있어서,
    제 3 량(3M) 연료는, 0°내지 50°의 크랭크 샤프트(KW)의 제 3 회전각 범위(3) 동안 상기 연소실(9) 내로 분사되고,
    제 4 량(4M) 연료로서 하나의 작동 공정 동안 필요한 연료의 일부는, 60°내지 120°의 상기 크랭크 샤프트(KW)의 제 4 회전각 범위(4) 동안 상기 연소실(9) 내로 분사되고, 또는
    제 3 량(3M) 연료는, 0°내지 50°의 크랭크 샤프트(KW)의 제 3 회전각 범위(3) 동안 상기 연소실(9) 내로 분사되고 그리고 제 4 량(4M) 연료로서 하나의 작동 공정 동안 필요한 연료의 일부는, 60°내지 120°의 상기 크랭크 샤프트(KW)의 제 4 회전각 범위(4) 동안 상기 연소실(9) 내로 분사되고,
    제 3 량 대 제 2 량의 비율 및 제 4 량 대 제 2량의 비율이 작동 중에 단계적으로 변경될 수 있고, 노킹의 발생 시에 상기 비율들 중 하나 이상이 증가되고, 제 4 량 대 제 3 량의 비율이 작동 중에 단계적으로 변경됨으로써 연비 및 연료 압력이 낮게 유지되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 하나의 작동 공정 동안 필요한 전체 연료가 상기 제 3 회전각 범위(3)에서 상기 연소실(9) 내로 분사되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 최대로 12로의 압축 비율이 달성되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료는 상기 제 3 회전각 범위(3) 및 상기 제 2 회전각 범위(2)에서 분사되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료량은 상기 제 4 회전각 범위(4) 및 상기 제 2 회전각 범위(2)에서 상기 연소실(9) 내로 분사되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 량(2M) 대 상기 제 3 량(3M) 및 상기 제 4 량(4M)의 비율은 상기 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서, 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료는 상기 제 4 회전각 범위(4) 및 상기 제 3 회전각 범위(3)에서 상기 연소실(9) 내로 분사되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 3 량(3M) 대 상기 제 4 량(4M)의 비율은 상기 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  15. 제 1항 내지 제4항, 제7항, 제11항, 제13항 및 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 회전각 범위(3), 상기 제 2 회적각 범위(2), 또는 상기 제 3 회전각 범위(3) 및 상기 제 2 회전각 범위(2)는, 분사된 연료가 피스톤 공동부(8) 내로 완전히 분사되도록 제한되는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  16. 제 1항 내지 제4항, 제7항, 제11항, 제13항 및 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 4 사이클 내연 기관의 작동 중에 상기 제 3 회전각 범위(3), 상기 제 3 및 상기 제 2 회전각 범위(3, 2), 상기 제 4 및 상기 제 2 회전각 범위(4, 2), 상기 제 3, 상기 제 4, 및 상기 제 2 회전각 범위(3, 4, 2), 그리고 상기 제 3 및 상기 제 4 회전각 범위(3, 4)에서 하나의 작동 공정 동안 분사되는 전체 연료의 분사들 사이의 전환이 하나 이상의 작동 공정 후에 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 전환은 엔진 속도, 부하 상태, 엔진 온도, 연료 압력, 및 배기 가스 중의 카본 블랙 또는 탄화수소 성분 비율을 포함하는 엔진 파라미터 중 하나 이상에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 4 사이클 왕복 피스톤 내연 기관의 작동 방법.
KR1020067012130A 2003-12-19 2004-11-12 4 사이클 엔진의 작동 방법 KR101045771B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10360004.3 2003-12-19
DE10360004A DE10360004A1 (de) 2003-12-19 2003-12-19 Verfahren zum Betrieb eines 4-Taktmotors
PCT/EP2004/052941 WO2005061877A1 (de) 2003-12-19 2004-11-12 Verfahren zum betrieb eines 4-taktmotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060107813A KR20060107813A (ko) 2006-10-16
KR101045771B1 true KR101045771B1 (ko) 2011-07-04

Family

ID=34683624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067012130A KR101045771B1 (ko) 2003-12-19 2004-11-12 4 사이클 엔진의 작동 방법

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1697626B1 (ko)
JP (1) JP2006510853A (ko)
KR (1) KR101045771B1 (ko)
DE (2) DE10360004A1 (ko)
WO (1) WO2005061877A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11159382A (ja) * 1997-09-29 1999-06-15 Mazda Motor Corp 筒内噴射式エンジン
JPH11218047A (ja) * 1997-11-26 1999-08-10 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3189734B2 (ja) * 1996-12-19 2001-07-16 三菱自動車工業株式会社 火花点火式筒内噴射型内燃機関
JP3945040B2 (ja) * 1997-11-26 2007-07-18 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
DE19908729A1 (de) * 1999-03-01 2000-09-07 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE19936201A1 (de) * 1999-07-31 2001-02-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP3920526B2 (ja) * 2000-03-08 2007-05-30 トヨタ自動車株式会社 火花点火式成層燃焼内燃機関
DE10205494A1 (de) * 2002-02-09 2003-08-28 Bosch Gmbh Robert Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
AT6104U1 (de) * 2002-05-07 2003-04-25 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer fremdgezündeten viertakt-brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11159382A (ja) * 1997-09-29 1999-06-15 Mazda Motor Corp 筒内噴射式エンジン
JPH11218047A (ja) * 1997-11-26 1999-08-10 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006510853A (ja) 2006-03-30
DE502004004833D1 (de) 2007-10-11
EP1697626A1 (de) 2006-09-06
WO2005061877A1 (de) 2005-07-07
EP1697626B1 (de) 2007-08-29
DE10360004A1 (de) 2005-07-21
KR20060107813A (ko) 2006-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7104255B2 (en) Method and apparatus for controlling operation of internal combustion engine, and the internal combustion engine
US6182632B1 (en) Compression-ignition type engine
EP1857654B1 (en) Inernal combustion engine
US6957640B1 (en) Strategy for fueling a diesel engine by selective use of fueling maps to provide HCCI+RVT, HCCI+VVT, and CD+RVT combustion modes
CN111164285B (zh) 用于机动车的内燃机
US6539916B2 (en) Fuel injection timing control system for direct injection type internal combustion engine and method for the same
EP1108877A3 (en) Fuel injection apparatus and method for cylinder injection type internal combustion engine
US20060037563A1 (en) Internal combustion engine with auto ignition
US6173691B1 (en) Compression-ignition type engine
CA2589567A1 (en) Strategy for fueling a diesel engine
US11680512B2 (en) Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor car
KR20120058502A (ko) 내연 기관을 작동시키기 위한 방법
KR101807042B1 (ko) 가솔린-디젤 혼합 연소 엔진의 제어 장치 및 방법
US4191136A (en) Combustion chamber of an internal combustion engine
JP4840383B2 (ja) 内燃機関
JPH05118217A (ja) 2燃焼室型内燃機関
US5664541A (en) Diesel engine having auxiliary combustion chamber
KR101045771B1 (ko) 4 사이클 엔진의 작동 방법
KR19990085898A (ko) 직접분사식 가솔린 엔진의 피스톤
JP2008169695A (ja) 内燃機関
KR0184165B1 (ko) 스쿼시피스톤을 갖는 자동차용 직분식 가솔린엔진
JPH0716029Y2 (ja) ディーゼルエンジンの燃焼室
JP2006522270A (ja) 自己発火ガソリン内燃エンジン
KR100230872B1 (ko) 4 사이클 내연기관의 연소실
KR200175585Y1 (ko) 직접 분사실식 엔진의 피스톤

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140624

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150622

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160617

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 8