具有快速打开式气门正时的发动机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机控制系统，更具体地涉及一种具有快速打开式气门正时的发动机控制系统。
【背景技术】
[0002]发动机如柴油发动机和双燃料发动机包括调节空气、燃料和排气进入和离开发动机气缸的端口和气门。一些单向流动扫气式二冲程双燃料发动机的气缸包括通过活塞的移动而打开并允许导入空气和气态燃料的进气口，和用于从气缸除去燃烧后的排气的一个或多个排气门。排气门循环地开闭以控制排气从各气缸的流出。排气门相对于曲轴角的打开/关闭曲线作为气门正时是普遍已知的。气门正时一一包括气门相对于曲轴角的打开程度(例如，升程量)一一可被描绘为升程曲线。
[0003]已知传统排气门正时和升程曲线导致一些双燃料发动机中的窜漏(窜气，blow-by)。窜漏是排气恰好在进气口打开时从气缸经进气口向进气箱的反向流动。当空气从压缩机出口流经进气箱并从各气缸通过时，空气被在窜漏期间从气缸逸出的热排气加热。在一些情况下，这可能形成沿进气箱的大约5-20° F的温差。在一些发动机中，该温差会导致离压缩机最远的气缸中的气态燃料由于较高的温度而提前点燃。在提前点燃期间，气态燃料在液态燃料喷射到燃烧室内之前燃烧。因而，提前点燃会导致发动机低效地运转。
[0004]一些发动机包括构造成根据不同参数来调节柴油发动机的排气门正时的可变气门正时装置。例如，1983年9月9日公开的日本专利文献JP S58-152140( “’ 140文献”)公开了一种根据发动机的运转状况来控制排气门的打开的可变气门正时装置。具体地，该可变气门正时装置包括被致动以改变排气门打开的时间的致动器。
[0005]尽管’ 140文献的可变气门正时装置可允许调节排气门打开的时刻以改变燃烧之后的峰值气缸压力，但它可能不适用于抑制窜漏所引起的气态燃料的提前点燃。特别地，由于’ 140文献的可变气门正时装置不允许具体地在进气门打开的时刻控制气缸压力，所以它依然易于形成允许窜漏的压力差。换言之，即使可通过’ 140文献的装置来调节峰值气缸压力，但窜漏发生(例如，进气口打开)时的气缸压力不受控制。’140文献不包括将会允许这种控制的控制系统和/或排气系统。
[0006]本文所公开的燃料系统针对于克服上述问题中的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。
【发明内容】
[0007]在一个方面，本发明涉及一种运转发动机的方法。该发动机可包括气缸、可滑动地配置在气缸中的活塞以及构造成开闭(打开和关闭)排气口的排气门。该方法可包括将空气和燃料引导到气缸内，并且使空气和燃料燃烧以在TDC位置与BDC位置之间推动/迫压(force)活塞。该方法还可包括根据第一气门正时在活塞移动期间循环地开闭排气门。该方法还可包括接收指示与空气和燃料的提前点燃相关的条件的信号，并且至少基于该信号而选择性地使排气门根据第二气门正时来开闭。此外，在第二气门正时下，排气门可在比第一气门正时下短的时间内从关闭位置移动到最大升程位置。
[0008]在另一方面，本发明涉及一种用于双燃料发动机的控制系统。该双燃料发动机可包括气缸、可滑动地配置在气缸内的活塞和排气门。该控制系统可包括构造成选择性地调节排气门的开闭的可变气门正时装置。该控制系统还可包括构造成产生指示与气缸内的空气和燃料的提前点燃相关的条件的信号的传感器，以及与可变气门正时装置和传感器通信的控制器。该控制器可构造成控制可变气门正时装置以基于所述信号而选择性地启用传统气门正时或快速打开式气门正时。在快速打开式气门正时下，排气门可在比传统气门正时下短的时间内从关闭位置移动到最大升程位置。
[0009]在又一个方面，本发明涉及一种双燃料发动机。该双燃料发动机可包括气缸，该气缸至少部分地限定出燃烧室并且包括与燃烧室流体连接的进气口和排气口。该双燃料发动机还可包括气态燃料喷射器和柴油喷射器，该气态燃料喷射器构造成经进气口将气态燃料沿径向喷射到燃烧室内，该柴油喷射器构造成将柴油沿轴向喷射到燃烧室内。该双燃料发动机还可包括活塞，该活塞可滑动地配置在气缸内并且构造成压缩燃料和空气以引起产生排气的燃烧并且在TDC位置与BDC位置之间移动。该双燃料发动机还可包括排气门，该排气门构造成在活塞处于TDC之前大约9-13°时从关闭位置移动，在活塞处于TDC之后大约63-65°时达到最大升程位置，并且在活塞处于TDC之后大约167-171°时下降回到关闭位置。
【附图说明】
[0010]图1是示例性双燃料发动机的截面图；
[0011]图2是可结合图1的发动机使用的示例性气门操作组件的截面图；
[0012]图3是示出了由图2的气门操作组件执行的示例性操作的曲线图；
[0013]图4是可结合图2的气门操作组件使用的示例性凸轮装置的图示；
[0014]图5是可结合图2的气门操作组件使用的另一示例性凸轮装置的图示。
【具体实施方式】
[0015]图1示出了示例性内燃发动机10。发动机10被示出和描述为二冲程双燃料发动机。然而，应该理解的是，发动机10可以是任何其它类型的内燃发动机，包括柴油发动机或气态燃料发动机。发动机10可包括至少部分地限定出多个气缸16 (仅示出一个)的发动机缸体12，每个气缸都具有相关的气缸盖20。在各发动机气缸16内可配置气缸套18，并且气缸盖20可封闭气缸套18的一端。活塞24可以可滑动地配置在各气缸套18内。
[0016]各气缸套18、气缸盖20和活塞24可共同限定出从安装在发动机10上的燃料系统14接收燃料的燃烧室22。发动机10可包括具有对应的燃烧室22的任何数量的发动机气缸16。在一不例性实施例中，发动机10可以是十六缸发动机，包括两列八个气缸16。燃料系统14可包括用于各气缸16的液态燃料喷射器26 (例如，柴油喷射器)和一个或多个气态燃料喷射器28 (例如，天然气喷射器)。液态燃料喷射器26可至少部分地位于各气缸盖20内，并且构造成沿轴向将液态燃料喷射到各燃烧室22的顶部中。一个或多个气态燃料喷射器28可邻近各气缸套18位于进气箱30内并且构造成沿径向将气态燃料喷射到各燃烧室22内。
[0017]在发动机气缸套18内，活塞24可构造成在下止点(BDC)或者说最下部的位置与上止点(TDC)或者说最上部的位置之间往复运动。特别地，活塞24可以是包括与连杆34枢转连接的活塞头(活塞顶)32的组件，连杆34又可与曲轴36枢转连接。发动机10的曲轴36可以可旋转地配置在发动机缸体12内，并且各活塞24通过连杆34与曲轴36联接成使得各活塞24在气缸套18内的滑动运动引起曲轴36的旋转。类似地，曲轴36的旋转可引起活塞24的滑动运动。当曲轴36旋转约180度时，活塞头32和连杆34可在BDC与TDC之间移动通过一个完整的冲程。为二冲程发动机的发动机10可具有包括做功/排气/进气冲程(TDC至BDC)和进气/压缩冲程(BDC至TDC)的完整循环。
[0018]在上述做功/排气/进气冲程的最后阶段，空气可经由位于气缸套18的侧壁内的一个或多个换气口(例如，进气口)38从进气箱30被吸入燃烧室22内。特别地，随着活塞24在衬套18内向下移动，最终将到达进气口 38不再被活塞24阻塞而是代之以与燃烧室22流体连通的位置。当进气口 38与燃烧室22流体连通并且进气口 38处的空气压力大于燃烧室22内的压力时，空气将经进气口 38进入燃烧室22内。在诸如发动机10之类的双燃料发动机中，气态燃料喷射器28可在进气口 38打开时将气态燃料(例如，甲烷、天然气等)经至少一个进气口 38喷射到燃烧室22内(例如沿径向喷射)。气态燃料可与空气混合而在燃烧室22内形成燃料/空气混合物。
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