Un motor de combustión interna en el cual una cantidad de producción del hollín aumenta gradualmente y en el momento los picos cuando una cantidad de gas inerte en una cámara de combustión se incrementa y en cuál otro aumento de la cantidad de gas inerte en las cámaras de combustión resulta en una temperatura del combustible y del gas circundante en las cámaras de combustión que llega a ser más bajas que una temperatura de la producción del hollín y por lo tanto casi no produce mas hollín,

llámese motor comprendiendo el medio de conmutación para selectivamente conmutando entre una primera combustión donde la cantidad del gas inerte en las cámaras de combustión es mayor que la cantidad de gas inerte donde la cantidad de producción de picos del hollín y casi no se produce hollín y una segunda combustión donde la cantidad de gas inerte en las cámaras de combustión es menor que la cantidad de gas inerte donde la cantidad de producción de picos del hollín, y la sincronización de la inyección siendo retrasada hasta después de punto muerto superior de una carrera de compresión cuando conmutando entre la primera combustión y la segunda combustión

Motor de combustión interna.

Sector técnico

La presente invención describe un motor de combustión interna.

Técnica anterior

En el pasado, en un motor de combustión interna, por ejemplo, un motor diésel, la producción de NOx ha sido suprimida conectando el paso de escape del motor y el paso de admisión del motor por un paso de la recirculación del gas de escape (EGR) para provocar que el gas de escape, es decir, el gas de EGR, recircule en el paso de admisión del motor a través del paso de EGR. En este caso, el gas de EGR tiene un calor específico relativamente alto y por lo tanto puede absorber un gran cantidad de calor, así que la mayor cantidad de gas de EGR, es decir,mayor velocidad de EGR (cantidad del gas de EGR/ (cantidad de gas de EGR + cantidad de aire de admisión), menor la temperatura de combustión en las cámaras de combustión. Cuando cae la temperatura de combustión, la cantidad de NOx producida baja y por lo tanto cuanto mayor la velocidad de EGR, menor la cantidad de NOx producida.

De este modo, en el pasado, fue conocido que mayor velocidad de EGR, puede llegar a menor cantidad NOx producido. Si la velocidad de EGR es creciente, sin embargo, la cantidad de hollín producida, es decir, el humo, empieza agudamente al ascenso cuando la velocidad de EGR pasa a un determinado límite. En este punto, en el pasado, fue creído que si la velocidad de EGR fuera incrementada, el humo aumentara sin límite. Por lo tanto, fue creído que la velocidad de EGR en la cual el humo empieza el ascenso agudamente era el límite máximo permitido de la velocidad de EGR.

Por lo tanto, en el pasado, la velocidad de EGR fue fijada dentro de un intervalo que no excedía el límite máximo permitido. El límite máximo permitido de la velocidad de EGR diferida considerablemente según el tipo del motor y del combustible, pero era a partir del 30 por ciento al 50 por ciento o así. Por consiguiente, en motores diésel convencionales, la velocidad de EGR fue suprimida al 30 por ciento al 50 por ciento en un máximo.

Desde que fue creído en el pasado que había un límite máximo permitido a la velocidad de EGR, en el pasado la velocidad de EGR había sido fijada dentro de un intervalo que no excedía el limite máximo permitido de modo que la cantidad de NOx y de humo producidos podrían llegar a ser tan pequeño como fuera posible. Incluso si la velocidad de EGR se fija en este modo de modo que la cantidad de NOx y de humo producidos llegue a ser tan pequeña como sea posible, sin embargo, hay límites para la reducción de la cantidad de producción de NOx y de humo. En la práctica, por lo tanto, una cantidad considerable de NOx y de humo continúa siendo producido.

En este proceso de estudio de la combustión en motores diésel, sin embargo, fue descubierto que si la velocidad de EGR se hace más grande que el límite máximo permitido, el humo aumenta agudamente según lo explicado arriba, pero hay un pico a la cantidad del humo producido y una vez que este pico ha pasado, si la velocidad de EGR se hace además mayor, el humo comienza agudamente a disminuir y que si la velocidad de EGR se hace por lo menos al 70 por ciento durante el motor que para o si el gas de EGR es forzado a enfriarse y la velocidad de EGR se hace por lo menos al 55 por ciento o así, el humo casi desaparecerá totalmente, es decir, casi no sera producido hollín. Además, fue encontrado que la cantidad de NOx producida en este tiempo era extremadamente pequeña. Otros estudios fueron enganchados mas tarde basado en este descubrimiento para determinar las razones porqué el hollín no fue producido y consecuentemente un nuevo sistema de combustión capaz de reducir simultáneamente el hollín y el NOx mas que nunca antes fue construido. Este nuevo sistema de combustión sera detalladamente explicado más adelante, pero brevemente esta basado en la idea de parar el crecimiento de hidrocarburos en el hollín en una fase intermedia antes de que los hidrocarburos crezcan en el hollín.

Es decir, qué fueron encontradas de experimentos y la investigación repetida era que el crecimiento de hidrocarburos para en una fase intermedia antes de que empiece el hollín del combustible y del gas circundante a la hora de la combustión en las cámaras de combustión es menor que una temperatura determinada y los hidrocarburos crecientes en el hollín de una vez cuando la temperatura del combustible y del gas circundante llega a ser más alta que una temperatura determinada. En este caso, la temperatura del combustible y del gas circundante es afectada grandemente por el calor que absorbe la acción del gas alrededor del combustible a la hora de combustión del combustible. Ajustando la cantidad de calor absorbida por el gas alrededor del combustible de acuerdo con la cantidad de calor generada a la hora de combustión del combustible, es posible el control de la temperatura del combustible y del gas circundante.

Por lo tanto, si la temperatura del combustible y del gas circundante a la hora de la combustión en las cámaras de combustión se suprime a no más que una temperatura en la cual el crecimiento de los hidrocarburos para a mitad de camino, el hollín no se produce más. La temperatura del combustible y del gas circundante a la hora de la combustión en las cámaras de combustión puede ser suprimida a no más que una temperatura en la cual el crecimiento de los hidrocarburos para a mitad de camino ajustando la cantidad de calor absorbida por el gas alrededor del combustible. Por otra parte, los hidrocarburos pararan en mitad de camino del crecimiento antes de que el comienzo del hollín pueda ser fácilmente removidos por el tratamiento post operatorio usando un catalizador de oxidación etc. Éste es el pensamiento básico detrás de este nuevo sistema de combustión. Una solicitud de patente para un motor de combustión interna que usaba este sistema de combustión nuevo ha sido presentada ya por el solicitante (solicitud de patente japonesa No. 9-305850).

En este nuevo sistema de combustión, sin embargo, la velocidad de EGR se debe hacer por lo menos al 55 por ciento. La velocidad de EGR puede ser hecha por lo menos al 55 por ciento cuando la cantidad de aire de la aspiración es relativamente pequeña. Es decir, esta combustión nueva no es posible cuando la cantidad de aire de la aspiración excede un determinado nivel. Por lo tanto, cuando la cantidad de aire de la aspiración excede un determinado nivel, es necesario conmutar la combustión convencionalmente realizada. En este caso, si la velocidad de EGR se baja para conmutar a la combustión convencionalmente realizada, la velocidad de EGR pasara el intervalo de la velocidad de EGR donde la cantidad de humo produjo picos, una gran cantidad de humo será producida.

Si la temporización de la inyección es retrasada hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión bajo este nuevo sistema de combustión, sin embargo, desde la temperatura en las cámaras de combustión baja alrededor cuando se realiza la inyección, la temperatura del combustible y de su gas circundante no será alcanzado tanto a la hora de la combustión. Por lo tanto, en este tiempo, se encuentra que el valor pico de la cantidad de humo producida llega a ser más pequeño. Por lo tanto, si la temporización de la inyección es retrasada hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión cuando la conmutación de esta nueva combustión a la combustión convencionalmente realizada, llega a ser posible para suprimir la cantidad de humo producida a la hora de conmutación.

Además, el documento EP 0 905 361 A2 describe el sistema de control de la combustión para un motor diésel provisto con un sistema de inyección de combustible comprendiendo una unidad de control. La unidad de control controla la sincronización de ignición que generalmente coincida con o es relativamente retardado por la sincronización de la inyección de combustible, regulando un periodo de retraso de ignición para ser mas largo que un periodo de inyección de combustible en una región de operación del motor predeterminada, por ello efectivamente acompañando al así llamado combustión de premezcla a baja temperatura. En particular, la sincronización de la inyección de combustible es retardada a un punto muerto superior del pistón para así incrementar el periodo de retraso de ignición en la velocidad de motor mas baja y a través de un rango de operación del motor en el cual un EGR es hecho en una velocidad de EGR alta.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un motor de combustión interna capaz de suprimir la generación de...

1. Un motor de combustión interna en el cual una cantidad de producción del hollín aumenta gradualmente y en el momento los picos cuando una cantidad de gas inerte en una cámara de combustión se incrementa y en cuál otro aumento de la cantidad de gas inerte en las cámaras de combustión resulta en una temperatura del combustible y del gas circundante en las cámaras de combustión que llega a ser más bajas que una temperatura de la producción del hollín y por lo tanto casi no produce mas hollín, llámese motor comprendiendo el medio de conmutación para selectivamente conmutando entre una primera combustión donde la cantidad del gas inerte en las cámaras de combustión es mayor que la cantidad de gas inerte donde la cantidad de producción de picos del hollín y casi no se produce hollín y una segunda combustión donde la cantidad de gas inerte en las cámaras de combustión es menor que la cantidad de gas inerte donde la cantidad de producción de picos del hollín, y la sincronización de la inyección siendo retrasada hasta después de punto muerto superior de una carrera de compresión cuando conmutando entre la primera combustión y la segunda combustión.

2. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 1, en donde cuando la conmutación entre la primera combustión y la segunda combustión, la relación del aire-combustible se hace pobre o la relación estoicométrica del aire-combustible y la temporización de la inyección es retrasado hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión bajo la primera combustión.

3. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 1, en donde la región de la operación del motor se divide en una primera región de operación del lado de la carga baja y una segunda región de operación del lado carga alta, la primera combustión se realiza en la primera región de la operación, y la segunda combustión se realiza en la segunda región de la operación.

4. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 3, en donde en una región en la primera región de la operación donde la carga es la más alta, la relación del aire-combustible se hace pobre o la relación estoicométrica del aire-combustible y la temporización de la inyección es retrasado hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión.

5. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 4, en donde un dispositivo de la recirculación del gas de escape esta provisto para recircular el gas de escape expulsado de las cámaras de combustión a un paso de admisión del motor, el gas inerte se comprende del gas de escape recirculado, la velocidad de la recirculación del gas de escape se hace mayor que sobre el 55 por ciento en la primera región I de la operación con excepción de la región donde la carga está la más alta, y la velocidad de la recirculación del gas de escape se hace menor que el 55 por ciento en la región donde la carga está la más alta.

6. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 1, en donde un catalizador que tiene una función de la oxidación está dispuesto en el paso de escape del motor.

7. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 6, en donde el catalizador se comprende de por lo menos uno de un catalizador de oxidación, de un catalizador de tres vías, y de un absorbente de NOx.

8. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 1, en donde cuando la conmutación entre la primera combustión y la segunda combustión, la relación del aire-combustible se hace rica y la sincronización de la inyección es retrasada hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión bajo primera combustión.

9. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 8, en donde la región de operación del motor se divide en una primera región de operación del lado de la carga baja y una segunda región de operación del lado de la alta carga, la primera combustión se realiza en la primera región de operación, y la segunda combustión se realiza en la segunda región de operación.

10. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 1, en donde en una región en la primera región de operación donde está la carga es la mas alta, la relación del aire-combustible se hace rica y la sincronización de la inyección es retrasada hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión.

11. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 10, en donde un dispositivo de la recirculación del gas de escape se proporciona para recircular el gas de escape expulsado de las cámaras de combustión en un paso de admisión del motor, el gas inerte se comprende del gas de escape recirculado, la velocidad de la recirculación del gas de escape se hace más que el 55 por ciento en la primera región I de operación con excepción de la región donde está la carga más alta, y la velocidad de la recirculación del gas de escape se hace menor que el 55 por ciento en la región donde está la carga más alta.

12. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 8, en donde un catalizador que tiene una función de la oxidación está dispuesto en el paso de escape del motor.

13. Un motor de combustión interna según lo dispuesto en la reivindicación 1, en donde un absorbente de NOx está dispuesto en el paso de escape del motor, la relación del aire-combustible se hace pobre o la relación estoicométrica del aire-combustible y la sincronización de la inyección es retrasada hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión bajo la primera combustión cuando la conmutación entre la primera combustión y la segunda combustión en el tiempo normal, y la relación del aire-combustible se hace rica y la temporización de la inyección es retrasada hasta después del punto muerto superior de la carrera de compresión bajo la primera combustión cuando conmutación entre la primera combustión y la segunda combustión cuando NOx es para ser soltado del absorbente de NOx.