多燃料内燃发动机的操作的制作方法

文档序号:8367176
多燃料内燃发动机的操作的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多缸内燃活塞发动机的操作方法和多缸内燃活塞发动机。特别地,本发明涉及用至少两种不同的燃料来操作该发动机。
【背景技术】
[0002]往复式活塞发动机是用于固定式发电厂以及水上船舶中的电力生产的众所周知的动力源。同时,众所周知的是,通过使用气体燃料来操作这种发动机。对于使用气体作为燃料的发电厂,它通常能够以各种品质,更具体的各种热值的气体给发电厂供料。通常,为了保证发动机的可靠运行,对于燃料品质,同样在热值的方面,发动机的操作有一定的要求。
[0003]气体发动机(其在此是指使用气体燃料运行的活塞发动机,特别是作为船用发动机)的安全和可靠使用,对燃料供给系统设置了特定的要求,其中最重要的是,发动机的意外关机在任何情况下都是不能接受的。正因如此,气体发动机作为船用发动机在燃料供给系统中包括备份系统。通常,用作气体发动机中的主燃料的气体燃料与空气混合被供给到发动机的燃烧室中。它是通过注入很少量的燃料而点燃的,这是由于存在一条件而点燃的,由此还点燃气体燃料。在这种情况下,只要涉及该气体燃料被注入,发动机就会根据奥托进程(otto-process)运行。一旦存在一个上述影响发动机操作运行的、上述运行操作的故障,发动机可以设置有基于仅使用液体燃料的备用燃料供给系统。在这种情况下,存在从气体燃料运行到液体燃料运行的转换,并且发动机按狄塞尔过程(diesel process)运行。
[0004]在US 2010170470 Al中,描述了一种用于发动机的燃料输送系统以及其操作方法。该燃料输送系统包括:用于输送第一燃料到发动机汽缸的第一燃料喷嘴;用于输送第二燃料到汽缸的第二燃料喷嘴;设置在第一电势与每个第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴之间的电中继控制系统;设置在第二电势与每个第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴之间的电子驱动器;以及控制模块。该控制模块将被构造成将电中继控制系统在第一位置和第二位置之间切换,以分别选择第一燃料和第二燃料中的一个。电子驱动器由控制模块关闭,以经由第一燃料喷嘴或第二燃料喷嘴中的相应一个来将第一燃料或第二燃料的所选择的一个输送到第一汽缸。在US2010170470中,用于输送第一燃料的燃料喷嘴被一起激活或禁用,用于输送第二燃料的燃料喷嘴被一起激活或禁用。因此,利用这种布置,将仍有一些缺点,特别是在可控性和灵活性方面。
[0005]本发明的一个目的是,提供一种多汽缸内燃发动机的操作方法,通过该方法,发动机的操作在燃料的切换期间更可靠。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于,提供一种操作多汽缸内燃活塞发动机的方法,该发动机包括第一燃料供给系统和第二燃料供给系统,在该方法中,当发动机运行时:通过将燃料引入到发动机来操作发动机,并且通过在发动机的汽缸中的至少一个中燃烧第一燃料来操作该汽缸;在操作期间,从发动机获取控制参数,该控制参数指示在汽缸中的至少一个中使用第一燃料的燃烧过程;对所述控制参数与它们各自的目标值进行比较;以及,在所获取的控制参数中的任何一个和其目标值之间的差异大于预定差异的情况下,停止将第一燃料引入到该汽缸,并且随后开始将第二燃料引入到该汽缸,同时在发动机的其他汽缸中,相同燃料的燃烧继续进行。本发明的特征在于,第二燃料供给系统的操作由两个致动系统控制,并且在执行通过燃烧第一燃料来操作发动机的汽缸中的至少一个的步骤期间,通过将这两个致动系统中的一个保持在正确的控制位置来将第二燃料供给系统保持在备用状态,允许燃料的快速转换。
[0007]根据本发明的实施方式,通过在发动机的所有汽缸中燃烧第一燃料来操作发动机。
[0008]有利的是,第一燃料是气体燃料,并且第二燃料是液体燃料。
[0009]根据本发明的实施方式,第二燃料供给系统的操作由两个致动系统控制,并且该致动系统的主控制单元被主动地保持在与发动机的负载成比例的正确控制位置,而不管是实际的主动燃料系统,并且次控制单元被设定为保持第二燃料系统的操作关闭。
[0010]根据本发明的实施方式,在发动机的至少一个汽缸中的气体燃料的燃烧过程的控制参数被控制并被设定为达到燃烧的预定条件;以及
[0011]在狄塞尔模式下操作发动机之后,实施燃料转换,即,发动机被转换到气体模式,并且气体燃料被引入到并燃烧在该汽缸中,并且该控制参数被用于控制在所述汽缸中的气体燃料的燃烧过程。
[0012]有利的是,在检测到的发生故障的汽缸中执行如下的确定步骤:在所获取的控制参数中的任何一个和其目标值之间的差异大于预定差异的情况下,停止将第一燃料引入到所述汽缸,并且随后进一步开始将第二燃料引入到该汽缸,同时在发动机的其他汽缸中,相同燃料的燃烧继续进行。
[0013]有利地,使用下列控制参数中的任何一个来实施该确定步骤:爆震、不点火、过高汽缸压力、高排气温度、和/或低排气温度。
[0014]根据本发明的实施方式,在该方法中,当通过将燃料引入到发动机来操作所述发动机,并且通过在发动机的汽缸中的至少一个中燃烧第一燃料来操作该汽缸时;在操作期间,从发动机获取控制参数,该控制参数指示在汽缸中的所述至少一个中使用第一燃料的燃烧过程;对控制参数与它们各自的目标值进行比较;以及,在所获取的控制参数中的任何一个和其目标值之间的差异大于预定差异的情况下,停止将第一燃料引入到该汽缸,并且随后开始将第二燃料引入到该汽缸,同时在发动机的其他汽缸中,相同燃料的燃烧继续进行;第二燃料供给系统的操作由两个致动系统控制,并且该致动系统的主控制单元被主动地保持在与发动机的负载成比例的正确控制位置,并且该致动系统的次控制单元被设定成进行选择使所述第二燃料系统的操作状态为打开或关闭。
[0015]本发明的目的还在于,提供一种多缸内燃活塞发动机,该发动机包括第一燃料供给系统、第二燃料供给系统和控制系统,该控制系统被设置成控制发动机的操作,该发动机在第一燃料供给系统和第二燃料供给系统中进一步包括控制单元,该控制单元被设置为可由控制系统控制,并且控制系统被设置成进行如下操作:通过将燃料引入到发动机来操作发动机,使得通过在发动机的汽缸中的至少一个中燃烧第一燃料来操作该汽缸;在操作期间,从发动机获取控制参数,该控制参数指示在汽缸中的所述至少一个中使用第一燃料的燃烧过程;对控制参数与它们各自的目标值进行比较;以及,在所获取的控制参数中的任何一个和其目标值之间的差异大于预定差异的情况下,停止将第一燃料引入到所述汽缸,并且随后开始将第二燃料引入到该汽缸,同时在发动机的其他汽缸中相同燃料的燃烧继续进行。本发明的特征在于,并且在通过第一燃料来操作汽缸中的至少一个期间,控制系统被设置成:通过两个致动系统中的一个来将第二燃料供给系统保持在备用状态,允许燃料的快速转换。
[0016]根据本发明的实施方式,该两个致动系统包括主控制单元和次控制单元,并且控制系统被设置成将次控制单元保持在备用状态。
[0017]有利的是,主控制单元和次控制单元被串联设置在燃料供给系统中。
【附图说明】
[0018]在下文中,本发明将参考所附的实施例和示意性附图进行描述,其中,图1示出了用于内燃活塞发动机的燃料供给系统,其包括根据本发明的实施方式的控制系统。
【具体实施方式】
[0019]图1示意性地描述具有可选数量的汽缸12、12^、12”的内燃发动机10。该发动机设置有两个独立的燃料系统:第一燃料系统20和第二燃料系统30。在本实施方式中,第一燃料系统是
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