BRPI0816052B1

BRPI0816052B1 - motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha

Info

Publication number: BRPI0816052B1
Application number: BRPI0816052-0A
Authority: BR
Inventors: Yukihiro Nakasaka
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2020-04-14
Also published as: US8392095B2; WO2009061005A1; JP2009115035A; RU2010107214A; CN101796281A; DE112008003291B4; US20110041810A1; DE112008003291T5; JP4428442B2; CN101796281B; BRPI0816052A2; RU2442003C2

Abstract

motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha a presente invenção refere-se a um motor de combustão interna, um mecanismo de relação de compressão variável (a) capaz de mudar uma relação de compressão mecânica, um mecanismo de sincronismo de válvula variável (8) capaz de controlar o sincronismo de fechamento de uma válvula de admissão (7), e um meio de predição para a predição da temperatura do catalisador disposto na passagem de exaustão de motor que são providos. quando é predito que a temperatura do catalisador cairá para menos do que a temperatura de ativação, a relação de expansão real é diminuída, enquanto se mantém a relação de compressão real a mesma ou enquanto se aumenta a relação de compressão real.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA DO TIPO DE IGNIÇÃO POR CENTELHA.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha.

TÉCNICA ANTECEDENTE [002] É conhecido na técnica um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha provido com um sistema capaz de mudar um volume de câmara de combustão, onde, quando uma temperatura de um catalisador disposto dentro de uma passagem de exaustão de motor cai e a atividade será perdida, o volume de câmara de combustão é aumentado para diminuição da relação de compressão real e, desse modo, fazer com que a eficiência de combustão se deteriore e a temperatura de gás de exaustão suba e, assim, suba a temperatura do catalisador (por exemplo, veja a Publicação de Patente Japonesa (B) N^o4-28893).

[003] Contudo, caso se diminua a relação de compressão real para elevação da temperatura do catalisador, haverá o problema de a ignição e a combustão do combustível se deteriorarem, de modo que uma combustão estável não possa mais ser obtida.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [004] Um objetivo da presente invenção é prover um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha capaz de elevar a temperatura do catalisador, enquanto assegura uma boa ignição e uma combustão do combustível.

[005] De acordo com a presente invenção, é provido um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha provido com um mecanismo de relação de compressão variável capaz de mudar uma relação de compressão mecânica, um mecanismo de sincronismo de

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2/28 válvula variável capaz de controlar um sincronismo de fechamento de uma válvula de admissão, uma válvula de estrangulamento disposta em uma passagem de admissão de motor, e um catalisador disposto em uma passagem de exaustão de motor, a relação de compressão mecânica sendo aumentada até uma relação de compressão mecânica máxima, conforme uma carga de motor se tornar mais baixa e o sincronismo de fechamento da válvula de admissão sendo deslocado em uma direção para longe de um ponto morto inferior de admissão, conforme a carga do motor se tornar mais baixa, quando o catalisador for ativado, onde um meio de predição para a predição de uma temperatura do catalisador disposto em uma passagem de exaustão de motor é provido, e quando é predito que a temperatura do catalisador cairá para menos do que uma temperatura de ativação, uma quantidade de deslocamento do sincronismo de fechamento da válvula de admissão em direção ao ponto morto inferior de admissão é tornada maior e uma diminuição no grau de abertura da válvula de estrangulamento é tornada maior, conforme a carga do motor se torna mais baixa para diminuição de uma relação de expansão real, enquanto se mantém a relação de compressão real a mesma ou enquanto se aumenta a relação de compressão real.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006] A FIG. 1 é uma visão geral de um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha.

[007] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva desmontada de um mecanismo de relação de compressão variável.

[008] A FIG. 3 é uma vista em seção transversal lateral do motor de combustão interna ilustrado.

[009] A FIG. 4 é uma visão de um mecanismo de sincronismo de válvula variável.

[0010] A FIG. 5 é uma vista que mostra as quantidades de elevação

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3/28 da válvula de admissão e de uma válvula de exaustão.

[0011] A FIG. 6 é uma vista para explicação da relação de compressão do motor, da relação de compressão real, da relação de expansão e da relação de expansão real.

[0012] A FIG. 7 é uma vista que mostra a relação entre eficiência térmica teórica e relação de expansão.

[0013] A FIG. 8 é uma vista para explicação de um ciclo comum e de um ciclo de relação de expansão superalta.

[0014] A FIG. 9 é uma vista que mostra a mudança na relação de compressão mecânica, etc., de acordo com a carga do motor.

[0015] A FIG. 10 é uma vista que mostra uma mudança na relação de compressão mecânica, etc. de acordo com a carga do motor, a FIG. 11 é uma vista que mostra uma mudança na relação de compressão mecânica, etc. de acordo com a carga do motor, a FIG. 12 é um fluxograma para controle operacional, a FIG. 13 é uma vista que mostra um mapa do sincronismo de fechamento IC da válvula de admissão, etc., a FIG. 14 é uma vista que mostra um mapa do sincronismo de fechamento IC' da válvula de admissão, etc., a FIG. 15 é uma visão geral que mostra uma outra modalidade de um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha, a FIG. 16 é uma vista que mostra um sincronismo de abertura EO da válvula de exaustão, e a FIG. 17 é um fluxograma para controle operacional.

MELHOR MODO PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO [0016] A FIG. 1 mostra uma vista em seção transversal lateral de um motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha.

[0017] Com referência à FIG. 1, 1 indica um cárter, 2 um bloco de cilindro, 3 um cabeçote de cilindro, 4 um pistão, 5 uma câmara de combustão, 6 uma vela disposta no centro superior da câmara de combustão 5, 7 uma válvula de admissão, 8 uma janela de admissão, 9 uma válvula de exaustão, e 10 uma janela de exaustão. A janela de

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4/28 admissão 8 é conectada através de um tubo de ramificação de admissão 11 a um tanque de compensação 12, enquanto cada tubo de ramificação de admissão 11 é provido com um injetor de combustível 13 para injeção de combustível em direção a uma janela de admissão correspondente 8. Nota-se que cada injetor de combustível 13 pode ser disposto em cada câmara de combustão 5 ao invés de ser afixado a cada tubo de ramificação de admissão 11.

[0018] O tanque de compensação 12 é conectado através de um duto de admissão 14 a uma saída do compressor 15a do turbocompressor de exaustão 15, enquanto uma saída do compressor 15a é conectada través de um detector de quantidade de ar de admissão 16 usando-se, por exemplo, um fio incandescente, a um depurador de ar 15. O duto de admissão 14 é provido dentro dele com uma válvula de estrangulamento 19 acionada por um atuador 16 e um detector de quantidade de ar de admissão 18.

[0019] Por outro lado, a janela de exaustão 10 é conectada através de um coletor de exaustão 20 à entrada da turbina de exaustão 15b do turbocompressor de exaustão 15, enquanto uma saída da turbina de exaustão 15b é conectada através de um tubo de exaustão 21, por exemplo, a um conversor catalítico 22 alojando um catalisador de três vias. Um sensor de relação de ar para combustível 23 é disposto no tubo de exaustão 21, e um sensor de temperatura 24 para detecção do catalisador de três vias é disposto à jusante do conversor catalítico 22.

[0020] Por outro lado, na modalidade mostrada na FIG. 1, a parte de conexão do cárter 1 e do bloco de cilindro 2 é provida com um mecanismo de relação de compressão variável A capaz de mudar as posições relativas do cárter 1 e do bloco de cilindro 2 na direção axial de cilindro, de modo a se mudar o volume da câmara de combustão 5, quando o pistão 4 estiver posicionado em um ponto morto superior de compressão, e ainda é provido com um mecanismo de sincronismo de

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5/28 válvula variável B capaz de controlar individualmente o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 e o sincronismo de abertura da válvula de admissão 7, de modo a se mudar o sincronismo de começo da ação de compressão real.

[0021] A unidade de controle eletrônica 30 é compreendida por um computador digital provido com componentes conectados a cada outro através de um barramento bidirecional 31, tal como uma ROM (memória apenas de leitura) 32, uma RAM (memória de acesso randômico) 33, uma CPU (microprocessador) 34, uma porta de entrada 35 e uma porta de saída 36. O sinal de saída do detector de quantidade de ar de admissão 16, o sinal de saída do sensor de relação de ar para combustível 23 e o sinal de saída do sensor de temperatura 24 são introduzidos através de conversores A/D correspondentes 37 para a porta de entrada 35. Ainda, o pedal de acelerador 40 é conectado a um sensor de carga 41 que gera uma voltagem de saída proporcional à quantidade de pressão L do pedal de acelerador 40. A voltagem de saída do sensor de carga 41 é introduzida através de um conversor A/D correspondente 37 para a porta de entrada 35. Ainda, a porta de entrada 35 é conectada a um sensor de ângulo de manivela 42 que gera um pulso de saída em todo momento em que a árvore de manivelas roda, por exemplo, 30°. Por outro lado, a porta de saída 36 é conectada através do circuito de acionamento 38 a uma vela 6, ao injetor de combustível 13, ao atuador de acionamento de válvula de estrangulamento 18, ao mecanismo de relação de compressão variável A e ao mecanismo de sincronismo de válvula variável B.

[0022] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva desmontada do mecanismo de relação de compressão variável A mostrado na FIG. 1, enquanto a FIG. 3 é uma vista em seção transversal lateral do motor de combustão interna ilustrado. Com referência à FIG. 2, no fundo das duas paredes laterais do bloco de cilindro 2, uma pluralidade de partes

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6/28 projetadas 50 separadas de cada outra por uma certa distância é formada. Cada parte projetada 50 é formada com um orifício de inserção de came de seção transversal circular 51. Por outro lado, a superfície de topo do cárter 1 é formada com uma pluralidade de partes projetadas 52 separadas de cada outra por uma certa distância e se adaptando entre as partes projetadas correspondente 50. Estas partes projetadas 52 também são formadas com orifícios de inserção de came de seção transversal circular 53.

[0023] Conforme mostrado na FIG. 2, um par de eixos de came 54, é provido. Cada um dos eixos de came 54, 55 tem cames circulares fixados nele capazes de serem inseridos de forma rotativa nos orifícios de inserção de came 51 em toda outra posição. Estes cames circulares 56 são coaxiais com os eixos geométricos de rotação dos eixos de came 54, 55. Por outro lado, entre os cames circulares 56, conforme mostrado pelo hachurado na FIG. 3, eixos excêntricos estendidos 57 dispostos de forma excêntrica com respeito aos eixos geométricos de rotação dos eixos de came 54, 55. Cada eixo excêntrico tem cames circulares externos 58 afixados de forma rotativa a ele de modo excêntrico. Conforme mostrado na FIG. 2, estes cames circulares são dispostos entre os cames circulares 56. Estes cames circulares 58 são inseridos de forma rotativa nos orifícios de inserção de came correspondentes 53.

[0024] Quando os cames circulares 56 presos aos eixos de came

54, 55 são rodados em direções opostas, conforme mostrado pelas setas de linha contínua na FIG. 3(A) a partir do estado mostrado na FIG. 3(A), os eixos excêntricos 57 se movem em direção ao centro inferior, os centros dos cames circulares 58 se movem para abaixo dos eixos excêntricos 57.

[0025] Conforme será entendido a partir de uma comparação da

FIG. 3(A) e da FIG. 3(B), as posições relativas do cárter 1 e do bloco de

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7/28 cilindro 2 são determinadas pela distância entre os centros dos cames circulares 56 e os centros dos cames circulares 58. Quanto maior a distância entre os centros dos cames circulares 56 e os centros dos cames circulares 58, mais distante o bloco de cilindro 2 está do cárter 1. Se o bloco de cilindro 2 se mover para longe do cárter 1, o volume da câmara de combustão 5, quando o pistão 4 estiver posicionado no ponto morto superior de compressão aumentará; portanto, ao se fazer com que os eixos de came 54, 55 rodem, o volume da câmara de combustão 5 quando o pistão 4 estiver posicionado no ponto morto superior de compressão poderá ser mudado.

[0026] Conforme mostrado na FIG. 2, para se fazer com que os eixos de came 54, 55 rodem em direções opostas, o eixo de um motor de acionamento 59 é provido com um par de engrenagens sem-fim 61, 62 com direções opostas de rosca. As engrenagens 63, 64 se encaixando nestas engrenagens sem-fim 61, 62 são presas às extremidades dos eixos de came 54, 55. Nesta modalidade, o motor de acionamento 59 pode ser acionado para mudança do volume da câmara de combustão 5, quando o pistão 4 estiver posicionado no ponto morto superior de compressão por uma faixa ampla. Nota-se que o mecanismo de relação de compressão variável A mostrado da FIG. 1 à FIG. 3 mostra um exemplo. Qualquer tipo de mecanismo de relação de compressão variável pode ser usado.

[0027] Por outro lado, a FIG. 4 mostra um mecanismo de sincronismo de válvula variável B afixado à extremidade do eixo de came 70 para acionamento da válvula de admissão 7 na FIG. 1. Conforme mostrado na FIG. 4, o mecanismo de sincronismo de válvula variável B é compreendido por um dispositivo de troca de fase de came B1 afixado a uma extremidade do eixo de came 70 e trocando a fase do came do eixo de came 70 e um dispositivo de troca de ângulo de atuação de came B2 disposto entre o eixo de came 70 e o elevador de

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8/28 válvula 24 da válvula de admissão 7 e mudando o ângulo de trabalho dos cames do eixo de came 70 para ângulos de trabalho diferentes para transmissão para a válvula de admissão 7. Nota-se que a FIG. 4 é uma vista em corte lateral e uma vista plana do dispositivo de troca de ângulo de atuação de came B2.

[0028] Em primeiro lugar, explicando o dispositivo de troca de fase de came B1 do mecanismo de sincronismo de válvula variável B, este dispositivo de troca de fase de came B1 é provido com uma polia de sincronismo 71 feita rodar por uma árvore de manivelas de motor através de uma cinta de sincronismo na direção de seta, um alojamento cilíndrico 72 rodando em conjunto com a polia de sincronismo 71, um eixo 73 capaz de rodar em conjunto com um eixo de came 70 e rodar em relação ao alojamento cilíndrico 72, uma pluralidade de divisórias 74 se estendendo a partir de uma circunferência interna do alojamento cilíndrico 72 para uma circunferência externa do eixo 73, e palhetas 75 se estendendo entre as divisórias 74 a partir da circunferência externa do eixo 73 para a circunferência interna do alojamento cilíndrico 72, os dois lados das palhetas 75 formados com câmaras hidráulicas de uso para avanço 76 e câmaras hidráulicas de uso para retardo 77.

[0029] A alimentação de óleo de trabalho para as câmaras hidráulicas 76, 77 é controlada por uma válvula de controle de alimentação de óleo de trabalho 78. Esta válvula de controle de alimentação de óleo de trabalho 78 é provida com janelas hidráulicas

79, 80 conectadas às câmaras hidráulicas 76, 77, uma janela de alimentação 82 para óleo de trabalho descarregado a partir de uma bomba hidráulica 81, um par de janelas de dreno 83, 84 e uma válvula de carretel 85 para controle da conexão e da desconexão das portas 79,

80, 82, 83 e 84.

[0030] Para avanço da fase do came do eixo de came 70, na FIG.

4, a válvula de carretel 85 é feita se mover para baixo, o óleo de trabalho

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9/28 alimentado a partir da janela de alimentação 82 é alimentado através da janela hidráulica 79 para as câmaras hidráulicas para avanço 76, e o óleo de trabalho nas câmaras hidráulicas para retardo 77 é drenado a partir da janela de dreno 84. Neste momento, o eixo 73 é feito rodar em relação ao alojamento cilíndrico 72 na direção de seta X.

[0031] Em oposição a isto, para o retardo da fase do came do eixo de came 70, na FIg. 4, a válvula de carretel 85 é feita se mover para cima, o óleo de trabalho alimentado a partir da janela de alimentação 82 é alimentado através da janela hidráulica 80 para as câmaras hidráulicas para retardo 77, e o óleo de trabalho nas câmaras hidráulicas para avanço 76 é drenado a partir da janela de dreno 83. Neste momento, o eixo 73 é feito rodar em relação ao alojamento cilíndrico 72 na direção oposta às setas X.

[0032] Quando o eixo 73 é feito rodar em relação ao alojamento cilíndrico 72, se a válvula de carretel 85 for retornada para a posição neutra mostrada na FIG. 4, a operação para uma rotação relativa do eixo 73 será terminada, e o eixo 73 será mantido na posição rotativa relativa naquele momento. Portanto, é possível usar o dispositivo de troca de fase de came B1 de modo a se avançar ou retardar a fase do came do eixo de came 70 exatamente pela quantidade desejada. Isto é, o dispositivo de troca de fase de came B1 pode avançar ou atrasar livremente o sincronismo de abertura da válvula de admissão 7.

[0033] Em seguida, explicando o dispositivo de troca de ângulo de atuação de came B2 do mecanismo de sincronismo de válvula variável B, este dispositivo de troca de ângulo de atuação de came B2 é provido com uma haste de controle 90 disposta em paralelo com o eixo de came 70 e feita se mover por um atuador 91 na direção axial, um came intermediário 91 que se encaixa com um came 92 do eixo de came 70 e se adaptando de forma deslizante com uma estria 93 formada na haste de controle 90 e se estendendo na direção axial, e um came

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10/28 oscilante 96 que se encaixa com um elevador de válvula 24 para acionamento da válvula de admissão 7 e que se adapta de forma deslizante com uma estria 95 que se estende em uma espiral formada na haste de controle 90. O came oscilante 96 é formado com um came 97.

[0034] Quando o eixo de came 70 roda, o came 92 faz com que o came intermediário 94 oscile exatamente um ângulo constante em todos os momentos. Neste momento, o came oscilante 96 também é feito oscilar exatamente um ângulo constante. Por outro lado, o came intermediário 94 e o came oscilante 96 são suportados de forma imóvel na direção axial da haste de controle 90; portanto, quando a haste de controle 90 é feita se mover pelo atuador 91 na direção axial, o came oscilante 96 é feito rodar em relação ao came intermediário 94.

[0035] Quando o came 92 do eixo de came 70 começa a se engajar com o came intermediário 94, devido à relação de posição rotativa relativa entre o came intermediário 94 e o came oscilante 96, se o came 97 do came oscilante 96 começar a se encaixar com o elevador de válvula 24, conforme mostrado na FIG. 5(B), o tempo de abertura e a elevação da válvula de admissão 7 se tornarão máximos. Em oposição a isto, quando o atuador 91 é usado para fazer o came oscilante 96 rodar em relação ao came intermediário 94 na direção de seta Y da FIG. 4, o came 92 do eixo de came 70 se engaja com o came intermediário 94; então, após um tempo, o came 97 do came oscilante 96 se engaja com o elevador de válvula 24. Neste caso, conforme mostrado por b na FIG. 5(B), o tempo de abertura e a quantidade de elevação da válvula de admissão 7 se tornam menores do que a.

[0036] Quando o came oscilante 96 é feito rodar em relação ao came intermediário 94 na direção de seta Y da FIG. 4, conforme mostrado por c na FIG. 5(B), o tempo de operação e a quantidade de elevação da válvula de admissão 7 se tornam ainda menores. Isto é,

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11/28 pelo uso do atuador 91 para mudança da posição de rotação relativa do came intermediário 94 e do came oscilante 96, o tempo de abertura da válvula de admissão 7 pode ser livremente mudado. Contudo, neste caso, a quantidade de elevação da válvula de admissão 7 se torna menor quanto mais curto fo r o tempo de abertura da válvula de admissão 7.

[0037] O dispositivo de troca de fase de came B1 pode ser usado para se mudar livremente o sincronismo de abertura da válvula de admissão 7 e o dispositivo de troca de ângulo de atuação de came B2 pode ser usado para se mudar livremente o tempo de abertura da válvula de admissão 7 desta forma, de modo que ambos o dispositivo de troca de fase de came B1 e o dispositivo de troca de ângulo de atuação de came B2, isto é, o mecanismo de sincronismo de válvula variável B, possam ser usados para se mudar livremente o sincronismo de abertura e o tempo de abertura da válvula de admissão 7, isto é, o sincronismo de abertura e o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7.

[0038] Nota-se que o mecanismo de sincronismo de válvula variável

B mostrado na FIG. 1 e na FIG. 1 é um exemplo. Também é possível usar vários outros tipos de mecanismos de sincronismo de válvula variável além do exemplo mostrado na FIG. 1 e na FIG. 4.

[0039] Em seguida, o significado dos termos usados no presente pedido será explicado com referência à FIG. 6. Nota-se que as FIGURAS 6(A), (B), (C) e (D) mostram para fins de exemplo um motor com um volume das câmaras de combustão de 50 ml e um volume de curso do pistão de 500 ml. Nestas FIGURAS 6(A), (B) (C) e (D), o volume de câmara de combustão mostra o volume da câmara de combustão quando o pistão estiver no ponto morto superior de compressão.

[0040] A FIG. 6(A) explica a relação de compressão mecânica. A

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12/28 relação de compressão mecânica é um valor determinado mecanicamente a partir do volume de curso do pistão e do volume de câmara de combustão no momento de um curso de compressão. Esta relação de compressão mecânica é expressa por (volume de câmara de combustão + volume de curso) / volume de câmara de combustão. No exemplo mostrado na FIg. 6(A), esta relação de compressão mecânica se torna (50 ml + 500 ml) / 50 ml = 11.

[0041] A FIG. 6(B) explica a relação de compressão real. Esta relação de compressão real é um valor determinado a partir do volume de curso real do pistão a partir de quando a ação de compressão é realmente começada até quando o pistão atinge o ponto morto superior e o volume de câmara de combustão. Esta relação de compressão real é expressa por (volume de câmara de combustão + volume de curso real) / volume de câmara de combustão. Isto é, conforme mostrado na FIG. 6(B), mesmo se o pistão começar a subir no curso de compressão, nenhuma ação de compressão é realizada enquanto a válvula de admissão estiver aberta. A ação de compressão real é começada após a válvula de admissão se fechar. Portanto, a relação de compressão real é expressa como se segue, usando-se o volume de curso real. No exemplo mostrado na FIG. 6(B), a relação de compressão real se torna (50 ml + 450 ml) / 50 ml = 10.

[0042] A FIG. 6(C) expressa a relação de expansão. A relação de expansão é um valor determinado a partir do volume de curso do pistão no momento de um curso de expansão e o volume de câmara de combustão. Esta relação de expansão é expressa pelo (volume de câmara de combustão + volume de curso) / volume de câmara de combustão. No exemplo mostrado na FIG. 6(C), esta relação de expansão se torna (50 ml + 500 ml) / 50 ml = 11.

[0043] A FIG. 6(D) explica a relação de compressão real. Esta relação de compressão real é o valor determinado a partir do volume de

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13/28 câmara de combustão e do volume de curso de exaustão real a partir de quando a ação de expansão é começada até quando a ação de expansão realmente termina, isto é, até quando a válvula de exaustão 9 se abre. Esta relação de expansão real é expressa como (volume de câmara de combustão + volume de curso de exaustão real) / volume de câmara de combustão. No exemplo mostrado na FIG. 6(D), a relação de expansão real se torna (50 ml + 450 ml) / 50 ml = 10.

[0044] Em seguida, o ciclo de relação de expansão superalta usado na presente invenção será explicado com referência à FIG. 7 e à FIG. 8. Nota-se que a FIG. 7 mostra a relação entre a eficiência térmica teórica e a relação de expansão, enquanto a FIG. 8 mostra uma comparação entre o ciclo comum e um ciclo de relação de expansão superalta usado seletivamente de acordo com a carga na presente invenção.

[0045] A FIG. 8(A) mostra o ciclo comum quando a válvula de admissão se fecha próxima do ponto morto inferior e a ação de compressão pelo pistão é começada a partir do ponto morto inferior substancialmente de compressão. No exemplo mostrado nesta FIG. 8(A), também, da mesma forma que nos exemplos mostrados nas FIGURAS 6(A), (B), (C) e (D), o volume de câmara de combustão é feito de 50 ml, e o volume de curso do pistão é feito de 500 ml. Conforme será entendido a partir da FIG. 8(A), em um ciclo comum, a relação de compressão mecânica é de (50 ml + 500 ml) / 50 ml = 11, a relação de compressão real é de em torno de 11, e a relação de expansão e a relação de expansão real também se tornam (50 ml + 500 ml) / 50 ml =

11. Isto é, em um motor de combustão interna comum, a relação de compressão mecânica e a relação de compressão real e a relação de expansão e a relação de expansão real se tornam substancialmente iguais.

[0046] A linha contínua na FIG. 7 mostra a mudança na eficiência

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14/28 térmica teórica no caso em que a relação de compressão real e a relação de expansão real são substancialmente iguais, isto é, em um ciclo comum. Neste caso, é aprendido que quanto maior a relação de expansão real, isto é, quanto mais alta a relação de compressão real, mais alta a eficiência térmica teórica. Portanto, em um ciclo comum, para a elevação da eficiência térmica teórica, a relação de compressão real deve ser tornada mais alta. Contudo, devido às restrições quanto à ocorrência de detonação no momento de operação de carga alta do motor, a relação de compressão real pode ser elevada apenas mesmo no máximo para em torno de 12; assim sendo, em um ciclo comum, a eficiência térmica teórica não pode ser tornada suficientemente alta.

[0047] Por outro lado, sob esta situação, os inventores estritamente diferenciaram entre relação de compressão mecânica e relação de compressão real e estudaram a eficiência térmica teórica e, como resultado, descobriram que na eficiência térmica teórica, a relação de expansão real é dominante, e a eficiência térmica teórica não é afetada muito de alguma forma pela relação de compressão real. Isto é, caso se eleve a relação de compressão real, a força explosiva subirá, mas a compressão requererá uma energia grande, de modo conforme, mesmo caso se suba a relação de compressão real, a eficiência térmica teórica não subirá muito de alguma forma.

[0048] Em oposição a isto, caso se aumente a relação de expansão real, quanto mais longo o período durante o qual uma força atua fazendo pressão para baixo no pistão no momento do curso de expansão, mais longo o tempo em que o pistão proporciona uma força de rotação à árvore de manivelas. Portanto, quanto maior for tornada a relação de expansão real, mais alta a eficiência térmica teórica se tornará. A linha interrompida ε = 10 na FIG. 7 mostra a eficiência térmica teórica no caso de fixação da relação de compressão real em 10 e elevando-se a relação de expansão real naquele estado. Desta forma, é aprendido que

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15/28 a quantidade de elevação da eficiência térmica teórica quando se eleva a relação de expansão real no estado em que a relação de compressão real é mantida em um valor baixo e a quantidade de elevação da eficiência térmica teórica no caso em que a relação de compressão real é aumentada juntamente com a relação de expansão real conforme mostrado pela linha contínua da FIG. 7 não diferirá tanto assim.

[0049] Se a relação de compressão real for mantida em um valor baixo desta forma, uma detonação não ocorrerá; portanto, caso se eleve a relação de expansão real no estado em que a relação de compressão real é mantida em um valor baixo, a ocorrência de detonação pode ser impedida e a eficiência térmica teórica pode ser grandemente elevada. A FIG. 8(B) mostra um exemplo do caso quando se usa o mecanismo de relação de compressão variável A e o mecanismo de sincronismo de válvula variável B para manutenção da relação de compressão real em um valor baixo e para elevação da relação de expansão real.

[0050] Com referência à FIG. 8(B), neste exemplo, o mecanismo de relação de compressão variável A é usado para diminuição do volume de câmara de combustão de 50 ml para 20 ml. Por outro lado, o mecanismo de sincronismo de válvula variável B é usado para atraso do sincronismo de fechamento da válvula de admissão, até o volume de curso real do pistão mudar de 500 ml para 200 ml. Como resultado, neste exemplo, a relação de compressão real se torna (20 ml + 200 ml) / 20 ml = 11.

[0051] Por outro lado, a FIG. 8(B) mostra o caso em que a válvula de exaustão 9 se abre próximo do ponto morto inferior e o caso em que a válvula de exaustão 9 se abre quando o volume de curso é de 450 ml. Quando a válvula de exaustão 9 se abre próximo do ponto morto inferior, a relação de expansão real se torna (20 ml + 500 ml) / 20 ml = 26, enquanto quando a válvula de exaustão 9 se abre quando o volume de curso é de 450 ml, a relação de expansão real se torna (20 ml + 450 ml)

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16/28 / 20 ml = 23,5. No ciclo usual mostrado na FIG. 8(A), conforme explicado acima, a relação de compressão real é de em torno de 11 e a relação de expansão real é de 11. Se comparado com este caso, no caso mostrado na FIG. 8(B), é aprendido que apenas a relação de expansão real é elevada para 26 ou 23,5. Isto é denominado o ciclo de relação de expansão superalta.

[0052] Em um motor de combustão interna, falando geralmente, quanto menor a carga do motor, pior a eficiência térmica; portanto, para melhoria da eficiência térmica no momento de operação do motor, isto é, para melhoria do consumo de combustível, torna-se necessário melhorar a eficiência térmica no momento de operação de carga baixa do motor. Por outro lado, no ciclo de relação de expansão superalta mostrado na FIG. 8(B), o volume de curso real do pistão no momento do curso de compressão é tornado menor, de modo que a quantidade de ar de admissão a qual pode ser succionada para a câmara de combustão 5 se torna menor; portanto, este ciclo de relação de expansão superalta pode ser empregado apenas quando a carga do motor for relativamente baixa. Portanto, na presente invenção, quando a carga do motor é relativamente baixa, o ciclo de relação de expansão superalta mostrado na FIG. 8(B) é regulado, enquanto no momento de operação de carga alta do motor, o ciclo comum mostrado na FIG. 8(A) é regulado.

[0053] Em seguida, o controle operacional como um todo, quando o catalisador de três vias é suficientemente ativado, será explicado, com referência à FIG. 9.

[0054] A FIG. 9 mostra as mudanças na relação de compressão mecânica, na relação de expansão real, no sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7, na relação de compressão real, na quantidade de ar de admissão, no grau de abertura da válvula de estrangulamento 17, e na perda de bombeamento juntamente com a

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17/28 carga do motor sob uma certa velocidade do motor. Nota-se que, na modalidade de acordo com a presente invenção, costumeiramente a relação de ar para combustível média da câmara de combustão 5 é controlada por retorno para a relação de ar para combustível estequiométrica, com base no sinal de saída do sensor de relação de ar para combustível 23, de modo que um catalisador de três vias no conversor catalítico 22 possa simultaneamente reduzir o HC não queimado, o CO, e o NOx no gás de exaustão.

[0055] Agora, conforme explicado acima, no momento de operação de carga alta do motor, o ciclo usual mostrado na FIG. 8(A) é executado. Portanto, conforme mostrado na FIG. 9, neste momento, uma vez que a relação de compressão mecânica é tornada baixa, a relação de expansão real se torna baixa. Conforme mostrado pela linha contínua na FIG. 9, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é avançado. Ainda, neste momento, a quantidade de ar de admissão é grande. Neste momento, o grau de abertura da válvula de estrangulamento 17 é mantido plenamente aberto ou plenamente aberto de modo substancial, de modo que uma perda de bombeamento se torne nula.

[0056] Por outro lado, conforme mostrado pela linha contínua na

FIG. 9, quando a carga do motor se torna mais baixa, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é retardado, de modo a se reduzir a quantidade de ar de admissão juntamente com aquilo. Ainda, nesse momento, a relação de compressão mecânica é aumentada conforme a carga do motor se torna mais baixa, conforme mostrado na FIG. 9, de modo que a relação de compressão real seja mantida substancialmente constante. Portanto, a relação de expansão também é aumentada conforme a carga do motor se tornar mais baixa. Nota-se que, neste momento, também, a válvula de estrangulamento 19 é mantida no estado plenamente aberto ou no estado plenamente aberto de forma

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18/28 substancial. Portanto, a quantidade de ar de admissão alimentada para a câmara de combustão 5 é controlada pela mudança no sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7, sem se basear na válvula de estrangulamento 19. Neste momento, também, a perda de bombeamento se torna zero.

[0057] Desta forma, quando a carga do motor se torna mais baixa a partir do estado de operação de carga alta, a taxa de compressão mecânica é feita aumentar juntamente com a redução na quantidade de ar de admissão sob uma relação de compressão real substancialmente constante. Isto é, o volume da câmara de combustão 5 quando o pistão 4 atinge o ponto morto superior de compressão é reduzido proporcionalmente à redução na quantidade de ar de admissão. Portanto, o volume da câmara de combustão 5 quando o pistão 4 atinge o ponto morto superior de compressão muda em proporção com a quantidade de ar de admissão. Nota-se que a relação de ar para combustível na câmara de combustão 5 neste momento se torna a relação de ar para combustível estequiométrica, de modo que o volume da câmara de combustão 5 quando o pistão 4 atingir o ponto morto superior de compressão mude em proporção com a quantidade de combustível.

[0058] Se a carga do motor se tornar ainda mais baixa, a relação de compressão mecânica será feita aumentar adicionalmente. Quando a carga do motor cai para a carga média Li mais próxima da carga baixa, a relação de compressão mecânica atinge a relação de compressão mecânica limite que constitui o limite estrutural da câmara de combustão 5. Quando a relação de compressão mecânica atinge a relação de compressão mecânica limite, na região de uma carga mais baixa do que a carga de motor Li, onde a relação de compressão mecânica atinge a relação de compressão mecânica limite, a relação de compressão mecânica é mantida na relação de compressão mecânica limite.

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Portanto, no momento de operação de carga média de motor de lado de carga baixa e no momento de operação de carga baixa de motor, a relação de compressão mecânica se torna máxima e a relação de expansão real também se torna máxima. Em outras palavras, no momento de operação de carga média de lado de motor, a relação de compressão mecânica é tornada máxima, de modo que a relação de expansão máxima seja obtida.

[0059] Por outro lado, na modalidade mostrada na FIG. 9, mesmo quando a carga do motor se torna mais baixa do que Li, conforme mostrado pela linha contínua na FIG. 9, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é retardado, conforme a carga do motor se torna mais baixa. Quando a carga no motor cai para L2, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 se torna o sincronismo de fechamento de limite, onde a quantidade de ar de admissão alimentada para a câmara de combustão 5 pode ser controlada. Quando o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 atinge o sincronismo de fechamento de limite, na região de uma carga mais baixa do que a carga de motor L2, quando o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 atinge o sincronismo de fechamento de limite, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é mantido no sincronismo de fechamento de limite.

[0060] Quando o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é mantido no sincronismo de fechamento de limite, a quantidade de ar de admissão não mais pode ser controlada pela mudança do sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7. Na modalidade mostrada na FIG. 9, neste momento, isto é, na região de uma carga mais baixa do que a carga de motor L2, quando o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 atinge o sincronismo de fechamento de limite, a quantidade de ar de admissão alimentada para a câmara de combustão 5 é controlada pela válvula de estrangulamento

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19. Contudo, se a quantidade de ar de admissão for controlada pela válvula de estrangulamento 19, a perda de bombeamento aumentará, conforme mostrado na FIG. 9.

[0061] Por outro lado, conforme mostrado na FIG. 9, no lado de operação de carga alta, onde a carga do motor é mais alta do que Li , a relação de compressão real é mantida substancialmente a mesma que a relação de compressão real para a mesma velocidade do motor. Em oposição a isto, quando a carga do motor é menor do que L2, isto é, quando uma relação de compressão mecânica é mantida em uma relação de compressão mecânica limite, a relação de compressão real é determinada pelo sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7. Se o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 for retardado como na carga de motor entre L1 e L2, a relação de compressão real cairá. Se o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 for mantido no sincronismo de fechamento de limite como na carga de motor mais baixa do que L2, a relação de compressão real será mantida constante.

[0062] Por outro lado, conforme mostrado pela linha tracejada na

FIG. 9, é possível controlar a quantidade de ar de admissão sem consideração da válvula de estrangulamento 19 pelo avanço do sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7, conforme a carga do motor se tornar mais baixa. Portanto, expressando isto de modo que o caso mostrado pela linha contínua na FIG. 9 e o caso mostrado pela linha tracejada sejam cobertos, na modalidade da presente invenção, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é feito se deslocar conforme a carga do motor se tornar mais baixa na direção para longe do ponto morto inferior de admissão BDC, até o sincronismo de fechamento de limite L2 permitir o controle da quantidade de ar de admissão alimentada para a câmara de combustão.

[0063] Agora, quando a temperatura do catalisador de três vias no

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21/28 conversor catalítico 22 cai e se torna menor do que a temperatura de ativação, o gás de exaustão não é mais purificado; portanto, o catalisador de três vias tem que ser mantido na temperatura de ativação ou mais. Por outro lado, conforme será entendido a partir da FIG. 7, quando a relação de expansão real cai, a eficiência térmica teórica cai e a temperatura do gás de exaustão se torna mais alta. Portanto, na presente invenção, quando é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação, a relação de expansão real será diminuída e, desse modo, a temperatura do gás de exaustão será elevada para manutenção da temperatura do catalisador de três vias na temperatura de ativação ou mais.

[0064] Nesse sentido, se a relação de compressão real terminar caindo quando se diminui a relação de compressão real, a ignição e a combustão do combustível terminarão se deteriorando. Portanto, na presente invenção, neste momento, a relação de expansão real é diminuída, enquanto se mantém a relação de compressão real a mesma ou enquanto se aumenta a relação de compressão real.

[0065] A FIG. 10 mostra uma modalidade que diminui a relação de compressão mecânica e, desse modo, que diminui a relação de expansão real, quando é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação. Nota-se que, na FIG. 10, a linha contínua mostra a linha contínua na FIG. 9, isto é, os valores quando o catalisador de três vias é ativado. Na FIG. 10, a linha tracejada mostra os valores no caso de elevação da temperatura do catalisador de três vias.

[0066] Conforme será entendido a partir da FIG. 10, nesta modalidade, quando o catalisador de três vias deve ter a temperatura elevada, a relação de compressão mecânica é diminuída para o valor mostrado pela linha contínua para o valor mostrado pela linha tracejada. Neste momento, a relação de expansão real do valor mostrado pela

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22/28 linha contínua para o valor mostrado pela linha tracejada. Por outro lado, nesta modalidade, neste momento, a relação de compressão real é elevada a partir do valor mostrado pela linha contínua para o valor mostrado pela linha tracejada. Para esta finalidade, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é feito se deslocar da linha contínua para a linha tracejada em uma direção que se aproxima da válvula de estrangulamento 19 é feito menor a partir da linha contínua para a linha tracejada.

[0067] A FIG. 11 mostra uma outra modalidade que diminui a relação de compressão mecânica para diminuição da relação de expansão, quando for predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação. Nota-se que, na FIG. 11, a linha contínua mostra a linha contínua na FIG. 9, isto é, mostra os valores no caso em que o catalisador de três vias é ativado. Na FIG. 11, a linha tracejada mostra os valores no caso de elevação da temperatura do catalisador de três vias.

[0068] Nesta modalidade, também, quando se eleva a temperatura do catalisador de três vias, a relação de compressão mecânica é diminuída do valor mostrado pela linha contínua para o valor mostrado pela linha tracejada. Neste momento, a relação de expansão real é diminuída do valor mostrado pela linha contínua para o valor mostrado pela linha tracejada. Ainda, nesta modalidade também, a relação de compressão real é elevada a partir do valor mostrado pela linha contínua para o valor mostrado pela linha tracejada. Para esta finalidade, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 é feito se deslocar da linha contínua para a linha tracejada em uma direção que se aproxima do ponto morto inferior de admissão, e o grau de abertura da válvula de estrangulamento 19 é tornado menor a partir da linha contínua para a linha tracejada.

[0069] Nesta modalidade, diferentemente da modalidade mostrada

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23/28 na FIG. 10, a relação de compressão mecânica é diminuída para elevação da temperatura do catalisador de três vias apenas quando a carga do motor for menor do que uma carga predeterminada L0. Ainda, neste caso, quanto menor a carga do motor, maior a quantidade de redução da relação de compressão mecânica é tornada. Isto é, quando a carga do motor é mais alta do que L0, acredita-se que a temperatura do catalisador de três vias nunca se tornará menor do que a temperatura de ativação. Portanto, nesta modalidade, quando a carga do motor é mais alta do que L0, não haverá uma ação de elevação de temperatura do catalisador de três vias, independentemente da temperatura do catalisador de três vias.

[0070] Por outro lado, na região em que a carga do motor é mais baixa do que L0, se a carga do motor se tornar menor, a temperatura do gás de exaustão se tornará mais baixa e a quantidade de gás de exaustão se tornará menor. Portanto, quando é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação, para manutenção da temperatura do catalisador de três vias na temperatura de ativação, quanto mais baixa se tornar a carga do motor, mais a temperatura de gás de exaustão terá que ser elevada. Portanto, nesta modalidade, quando é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação, quanto menor a carga do motor, maior a quantidade de redução da relação de compressão mecânica que é feita e, desse modo, quanto menor a carga do motor, maior a quantidade de redução da relação de expansão real que é feita.

[0071] A FIG. 12 mostra uma rotina de controle operacional capaz de ser aplicada a qualquer uma das modalidades mostradas na FIG. 10 e na FIG. 11. Caso se referindo à FIG. 12, primeiramente, na etapa 100, a temperatura TC do catalisador de três vias é estimada a partir do sinal de saída do sensor de temperatura 24. Em seguida, na etapa 101, é

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24/28 julgado se a temperatura TC do catalisador de três vias se torna mais baixa do que uma temperatura To na qual é predito que a temperatura TC do catalisador de três vias cai para menos do que a temperatura de ativação, por exemplo, uma temperatura T0 apenas ligeiramente mais alta do que a temperatura na qual o catalisador de três vias se torna ativado. Quando TC > To, isto é, quando o catalisador de três vias é suficientemente ativado, a rotina prossegue para a etapa 102, onde o controle operacional mostrado na FIG. 9 é realizado.

[0072] Isto é, na etapa 102, a relação de compressão real alvo CP é calculada. Em seguida, na etapa 103, o sincronismo de fechamento IC da válvula de admissão 7 é calculado a partir do mapa mostrado na FIG. 13(A). Isto é, o sincronismo de fechamento IC da válvula de admissão 7 requerido para alimentação da quantidade de ar de admissão requerida para a câmara de combustão 5 é armazenado como uma função da carga do motor L e da velocidade do motor N na forma do mapa, conforme mostrado na FIG. 13(A) de antemão na ROM 32. O sincronismo de fechamento IC da válvula de admissão 7 é calculado a partir do mapa.

[0073] Em seguida, na etapa 104, a relação de compressão mecânica CR é calculada. Em seguida, na etapa 105, o grau de abertura da válvula de estrangulamento 17 é calculado. O grau de abertura Θ desta válvula de estrangulamento 17 é armazenado como uma função da carga do motor L e da velocidade do motor N na forma de um mapa, conforme mostrado na FIG. 13(B), de antemão na ROM 32. Em seguida, na etapa 110, o mecanismo de relação de compressão variável A é controlado de modo que a relação de compressão mecânica se torne a relação de compressão mecânica CR, o mecanismo de sincronismo de válvula variável B é controlado de modo que o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 se torne o sincronismo de fechamento IC, e a válvula de estrangulamento 17 é controlada de modo

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25/28 que o grau de abertura da válvula de estrangulamento 17 se torne o grau de abertura Θ.

[0074] Em oposição a isto, quando é julgado na etapa 101 que TC < To, isto é, quando é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação, a rotina prossegue para a etapa 106, onde o controle de operação é comutado para o controle de operação mostrado pela linha tracejada da FIg. 10. Nota-se que, na modalidade mostrada na FIG. 11, quando a carga do motor é mais baixa do que Lo e TC < To, a rotina prossegue para a etapa 106, onde o controle operacional é comutado para o controle operacional mostrado pela linha tracejada da FIG. 11.

[0075] Isto é, primeiramente, na etapa 106, a relação de compressão real alvo CP' é calculada. Em seguida, na etapa 107, o sincronismo de fechamento IC' da válvula de admissão 7 é calculado a partir do mapa mostrado na FIG. 14(A). Isto é, neste caso também, o sincronismo de fechamento IC' da válvula de admissão 7 requerido para a alimentação da quantidade de ar de admissão que é requerida quando a relação de ar para combustível é pobre para a câmara de combustão 5 é armazenada como uma função da carga de motor L e da velocidade de motor N na forma do mapa conforme mostrado na FIG. 14(A) de antemão na ROM 32. O sincronismo de fechamento IC' da válvula de admissão 7 é calculado a partir do mapa.

[0076] Em seguida, na etapa 108, a relação de compressão mecânica CR' é calculada. Em seguida, na etapa 109, o grau de abertura da válvula de estrangulamento 19 é calculado. O grau de abertura Θ' da válvula de estrangulamento 19 também é armazenado como uma função da carga do motor L e da velocidade do motor N na forma de um mapa, conforme mostrado na FIG. 14(B) de antemão na ROM 32. Em seguida, na etapa 110, o mecanismo de relação de compressão variável A é controlado de modo que a relação de

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26/28 compressão mecânica se torne a relação de compressão mecânica CR', o mecanismo de sincronismo de válvula variável B é controlado de modo que o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 se torne o sincronismo de fechamento IC', e a válvula de estrangulamento 19 é controlada de modo que o grau de abertura da válvula de estrangulamento 19 se torne o grau de abertura θ'. Nota-se que, neste momento, o sincronismo de ignição também pode ser retardado, de modo a se elevar mais a temperatura do gás de exaustão.

[0077] A FIG. 15 a FIG. 17 mostram ainda uma outra modalidade.

Nesta modalidade, conforme mostrado na FIG. 15, um mecanismo de sincronismo de válvula variável B' de uma estrutura similar ao mecanismo de sincronismo de válvula variável B provido na válvula de admissão 7 também é provido na válvula de exaustão 9. Portanto, este mecanismo de sincronismo de válvula variável B' pode contro lar o sincronismo de fechamento da válvula de exaustão 9 e pode controlar individualmente o sincronismo de abertura da válvula de exaustão 9.

[0078] Nesta modalidade, quando é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação, sem causar uma redução na relação de compressão mecânica, conforme mostrado na FIG. 16, o sincronismo de abertura EO da válvula de exaustão 9 é avançado a partir do EOo usual para EOi e, desse modo, a relação de expansão real é diminuída.

[0079] A FIG. 17 mostra a rotina operacional. Com referência à FIG.

17, primeiramente, na etapa 200, a temperatura TC do catalisador de três vias é estimada a partir do sinal de saída do sensor de temperatura 24. Em seguida, na etapa 201, é julgado se a temperatura TC do catalisador de três vias se torna mais baixa do que a temperatura T0 na qual é predito que a temperatura TC do catalisador de três vias cai para menos do que a temperatura de ativação. Quando TC > To, isto é, quando o catalisador de três vias é suficientemente ativado, a rotina

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27/28 prossegue para a etapa 202, onde o sincronismo de abertura EO da válvula de exaustão 9 é tornando o sincronismo de abertura usual EO0 mostrado na FIG. 16. Em seguida, a rotina prossegue para a etapa 204. [0080] Em oposição a isto, quando é julgado na etapa 201 que TC < T0, isto é, é predito que a temperatura do catalisador de três vias cairá para menos do que a temperatura de ativação, a rotina prossegue para a etapa 203, onde o sincronismo de abertura EO da válvula de exaustão 9 é avançado para EO1 mostrado na FIG. 16. Neste momento, para se elevar mais a temperatura do gás de exaustão, o sincronismo de ignição pode ser retardado. Em seguida, a rotina prossegue para a etapa 204. [0081] A partir da etapa 204, o controle operacional mostrado na

FIG. 9 é realizado. Isto é, na etapa 204, a relação de compressão real alvo CP é calculada. Em seguida, na etapa 205, o sincronismo de fechamento IC da válvula de admissão 7 é calculado a partir do mapa mostrado na FIG. 13(A). Em seguida, na etapa 206, a relação de compressão mecânica CR é calculada. Em seguida, na etapa 207, o grau de abertura Θ da válvula de estrangulamento 19 é calculado a partir do mapa conforme mostrado na FIG. 13(B). Em seguida, na etapa 208, o mecanismo de relação de compressão variável A é controlado de modo que a relação de compressão mecânica se torne a relação de compressão mecânica CR, o mecanismo de sincronismo de válvula variável B é controlado de modo que o sincronismo de fechamento da válvula de admissão 7 se torne o sincronismo de fechamento IC, o mecanismo de sincronismo de válvula variável B' é controlado de modo que o sincronismo de abertura EO da válvula de exaustão 9 se torne o sincronismo de abertura EO0 ou EO1, e a válvula de estrangulamento 19 é controlada de modo que o grau de abertura da válvula de estrangulamento 19 se torne o grau de abertura Θ.

[0082] Nota-se que, conforme explicado acima, no ciclo de relação de expansão superalta mostrado na FIG. 8(B), a relação de expansão

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28/28 real é tornada 26 ou 23.5. Quanto mais alta esta relação de expansão real, melhor, mas, conforme será entendido a partir da FIG. 7, uma eficiência térmica teórica consideravelmente alta pode ser obtida de 20 ou mais com respeito à relação de compressão real de limite inferior usável de forma prática ε = 5. Portanto, na presente invenção, o mecanismo de relação de compressão variável A é formado de modo que a relação de expansão se torne de 20 ou mais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha, caracterizado pelo faro de que é provido com um mecanismo de relação de compressão variável (A) capaz de mudar uma relação de compressão mecânica, um mecanismo de sincronismo de válvula variável (B) capaz de controlar um sincronismo de fechamento de uma válvula de admissão (7), uma válvula de estrangulamento (19) disposta em uma passagem de admissão de motor, e um catalisador (22) disposto em uma passagem de exaustão de motor, processador (34); e uma memória (32, 33), a memória (32, 33) armazenando instruções que quando executadas fazem com que o processador (34):

aumente a relação de compressão mecânica até uma relação de compressão mecânica máxima, conforme uma carga de motor se tornar mais baixa e desloque o sincronismo de fechamento da válvula de admissão (7) em uma direção para longe de um ponto morto inferior de admissão, conforme a carga do motor se tornar mais baixa, quando o catalisador (22) for ativado, em que quando é predito que uma temperatura do catalisador (22) cairá para menos do que uma temperatura de ativação, quando comparada com um caso em que o catalisador (22) é ativado, a relação de compressão mecânica é diminuída, o sincronismo de fechamento da válvula de admissão (7) é deslocado em direção ao ponto morto inferior de admissão e o grau de abertura da válvula de estrangulamento (19) é diminuído a medida que a carga do motor se torna mais baixa para diminuição de uma relação de expansão real, enquanto se mantém a relação de compressão real a mesma ou enquanto se aumenta a relação de compressão real.
2. Motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando é predito que a temperatura do catalisador (22) cairá para

Petição 870190052987, de 11/06/2019, pág. 33/38

2/2 menos do que a temperatura de ativação, o sincronismo de ignição é retardado.
3. Motor de combustão interna do tipo de ignição por centelha, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a relação de expansão no momento da relação de compressão mecânica máxima é de 20 ou mais.