跳转点火燃料喷射系统和方法_4

文档序号:9221326阅读:来源:国知局
阀之后,将至少一些主燃料递送到一个燃烧室内,由此用于递送所述至少一些主燃料的正时被选定,以防止过早点燃;通过燃料喷射系统将所述至少一些主燃料和引燃燃料递送到燃烧室内;独立于用于递送所述至少一些主燃料的正时来控制用于递送引燃燃料的正时;以及,将该引燃燃料与该主燃料分开地喷射到燃烧室内。
[0042]仍参照图5,在用于跳转点火发动机系统的方法M中,选择多个燃烧室中被指定用于跳转点火的至少一个燃烧室还包括遵循一个预定的逐循环跳转点火样式,所述预定的逐循环跳转点火样式减少了谐波频率振动在发动机系统中的形成。该主燃料包括一种气态燃料,诸如天然气。该引燃燃料包括柴油燃料。该给定的持续时间包括一个切换时期,该切换时期具有充足的时间以便于检测和选择用于在下一个循环期间跳转点火的至少一个燃烧室。与未以跳转点火操作时的相同的发动机系统相比,该发动机系统在预定的低负载状态下使用引燃燃料与总燃料量的、以能量为基准所测量的一个较低比率能操作。对于使用引燃燃料来点燃主燃料的一些发动机,当发动机负载减少到一个预定水平以下时,主燃料的量减小至零,在该预定水平时最小的引燃燃料量提供所有必需的能量来递送被命令的负载。通过使用所公开的跳转点火操作模式,仅用引燃燃料为发动机供给燃料的时间的量减少,因为跳转点火操作模式扩大了低操作负载下的操作范围,在低操作负载下主燃料提供用于递送发动机负载所需要的至少一些能量。在优选实施方案中,通过使用跳转点火操作模式,整体引燃燃料消耗可以被减少,使得引燃燃料包括约5%的或更少的以能量为基准所测量的总燃料供给。主燃料包括约95%的或更多的以能量为基准所测量的总整体燃料供给。在某些预定负载状态下,当引燃燃料是发动机系统所消耗的唯一燃料时,该发动机系统仍能以一种模式能操作,但是与不使用跳转点火操作模式的相同的发动机相比,这些状态的范围减小。
[0043]参照图6,此流程图例示了根据本公开内容的一实施方案的制造跳转点火燃料喷射发动机系统S的方法Mfab。该方法Mfab包括:提供有多个燃烧室50和一个燃料喷射系统的发动机系统100,该发动机系统用主燃料和引燃燃料能操作,如块8001中指示的;以及,提供与该燃料喷射系统电连通的反馈和控制系统,如由块8002指示的。反馈和控制系统200适于:检测发动机系统100是否经历一个与跳转点火喷射模式相关联的预定的低负载状态;当检测到该预定的低负载时,确定和选择多个燃烧室50中被指定用于在下一个循环期间跳转点火的至少一个燃烧室50 ;跳转点火所选定的至少一个燃烧室50达一个给定的持续时间;确定该发动机系统100在该给定的持续时间内是否继续经历该低负载状态;以及,如果继续经历该低负载状态,则重复确定和选择多个燃烧室50中的至少一个燃烧室50在下一个循环期间跳转点火,且如果并未继续经历该低负载状态,使所述多个燃烧室50返回到正常喷射模式,由此使引燃燃料替代因子增大,且由此使整体引燃燃料消耗减少。
[0044]仍参照图6,在方法Mfab中,反馈和控制系统200还适于:在关闭进气阀41 (诸如,相关联的进气阀)之后,将至少一些主燃料递送到燃烧室50内,由此用于递送所述至少一些主燃料的正时被选定,以防止过早点燃;通过燃料喷射系统(诸如,集成的引燃燃料和主燃料喷射器70)将所述至少一些主燃料和引燃燃料递送到燃烧室50内;独立于用于递送所述至少一些主燃料的正时来控制用于递送引燃燃料的正时;将引燃燃料与主燃料分开地喷射到燃烧室50内;以及当选择多个燃烧室50中被指定用于跳转点火的至少一个燃烧室50时,遵循一个预定的逐循环跳转点火样式,所述预定的逐循环跳转点火样式减少谐波频率振动在发动机系统100中的形成。
[0045]仍参照图6,在方法Mfab中,主燃料可包括一种气态燃料,诸如天然气。该引燃燃料可以包括柴油燃料。该给定的持续时间包括一个切换时期,该切换时期具有充足的时间以便于检测和选择用于在下一个循环期间跳转点火的至少一个燃烧室。与未以跳转点火操作时的相同的发动机系统相比,该发动机系统在预定低负载状态下使用引燃燃料与总燃料量的以能量为基准所测量的一个较低比率能操作。该引燃燃料可以包括约5%的或更少的以能量为基准所测量的总燃料供给。该主燃料可以包括约95%的或更多的以能量为基准所测量的总燃料供给。在某些预定负载状态下,当引燃燃料是发动机系统所消耗的唯一燃料时,该发动机系统可以以一种模式操作,其中与不具有跳转点火操作模式的另外等同的发动机相比,这些状态的范围减少。
[0046]在所有实施方案中,燃料喷射系统包括用于喷射引燃燃料和主燃料的燃料喷射组件。在一些实施方案中,此燃料喷射组件具有一个主体,该主体包括用于将所述两种燃料直接喷射到发动机的燃烧室内的喷嘴。在优选实施方案中,燃料喷射组件包括两个分开的且独立能操作的燃料喷射阀,一个燃料喷射阀用于引燃燃料而一个燃料喷射阀用于主燃料。这两个燃料喷射阀可以是在燃料喷射组件的相同的主体(如图3中所描绘的)内同心的或平行的(并排的)。当存在两个分开的燃料喷射阀时,由于这两种燃料的不同的质量密度,优选地,存在两组孔口,所以通过所述孔口的流动面积可以被做成为适应每种燃料的期望的流动速率。在其他实施方案中,如果发动机具有充足的空间来安装两个分开的燃料喷射阀,则燃料喷射组件可以包括两个分开的燃料喷射阀,每个燃料喷射阀被安置在其自身的主体内(如图1中所示)。在又一实施方案中,燃料喷射组件可以包括将两种燃料之一喷射到预燃室内的至少一个燃料喷射阀。在所有实施方案中,与双燃料发动机(在双燃料发动机的情况下,燃料中的一种被喷射到进气空气中,然后与进气空气一起穿过发动机进气阀进入燃烧室)中不同,对于本发明的主题的燃料喷射组件,在发动机进气阀被关闭之后,通过燃料喷射组件可以将引燃燃料和主燃料直接喷射到燃烧室内或经过一个预燃室间接地喷射到燃烧室内。在此公开内容中,所述两种燃料通过这样的燃料喷射组件的喷射需要使所述燃料上升到足以克服后循环气缸内压力的喷射压力,该后循环气缸内压力高于进气空气歧管和进气端口内的空气压力。这样的高压直接喷射发动机系统的优点包括减少发动机爆震的趋势、使能较高的压缩比率、以及燃料不取代进气空气。因此,高压直接喷射被限定成使用燃料喷射组件(诸如,本文中所描述的实施方案)的系统。
[0047]本文中详细示出和描述的信息充分能够获得本公开内容的上述目标,本公开内容的目前的优选实施方案因此代表由本公开内容广泛设想的主题。本公开内容的范围完全包含可以对本领域技术人员变得明了的其他实施方案,且因此将仅通过所附权利要求书限制,其中除非明确声明,以单数方式对一个元件进行的任何引用并不意指意味着“有且仅有一个”而是意味着“一个或多个”。上述优选实施方案和由本领域普通技术人员认为的附加实施方案的元件的结构等同物和功能等同物据此明确通过引用而被纳入且意在由本权利要求书包含。
[0048]另外,不要求一种系统或一种方法解决由本公开内容力图解决的每个和每一个问题,因为其将被包含在本权利要求书中。此外,不管权利要求书中是否明确记载了该元件、部件或方法步骤,本公开内容中没有元件、部件或方法步骤意在被贡献于公众。然而,在不偏离所附权利要求书中阐述的本公开内容的精神和范围的前提下,可以对形态、材料、工件和制造材料细节做出本领域普通技术人员明了的多种形式改变和改型,所述多种形式改变和改型也由本公开内容包含。
【主权项】
1.一种跳转点火发动机系统的方法,所述发动机系统具有多个燃烧室和一个燃料喷射系统,且所述发动机系统用一种主燃料和一种引燃燃料能操作,所述方法包括: 检测所述发动机系统是否正经历一个预定的低负载状态,所述预定的低负载状态用于应用一个跳转点火喷射模式; 当所述预定的低负载状态被检测到时,确定和选择所述多个燃烧室中被指定用于在下一个循环期间跳转点火的至少一个燃烧室; 跳转点火所选定的至少一个燃烧室达一个给定的持续时间; 确定所述发动机系统在所述给定的持续时间期间是否继续经历所述低负载状态;且如果继续经历所述低负载状态,则重复确定和选择所述多个燃烧室中的至少一个燃烧室以在所述下一个循环期间跳转点火,以及 如果并未继续经历所述低负载状态,则使所述多个燃烧室返回到一个正常喷射模式, 从而使引燃燃料替代因子增大;以及 从而使整体引燃燃料消耗减少。2.根据权利要求1所述的方法,还包括在关闭一个相关联的进气阀之后将至少一些所述主燃料递送到所述燃烧室内,由此用于递送所述至少一些所述主燃料的正时被选定以防止过早点燃。3.根据权利要求2所述的方法,还包括经由一个预燃室将所述至少一些所述主燃料递送到所述燃烧室内。4.根据权利要求2所述的方法,还包括通过一个燃料喷射组件的一个主体将所述至少一些所述主燃料和所述引燃燃料递送到所述燃烧室内。5.根据权利要求2所述的方法,还包括独立于用于递送所述至少一些所述主燃料的所述正时来控制用于递送所述引燃燃料的正时。6.根据权利要求4所述的方法,还包括将所述引燃燃料与所述主燃料分开地喷射到所述燃烧室内。7.根据权利要求1所述的方法,其中所述选择所述多个燃烧室中被指定用于跳转点火的至少一个燃烧室还包括遵循一个预定的逐循环跳转点火样式,所述预定的逐循环跳转点火样式减少了在所述发动机系统内的发动机噪声和不期望的振动的形成。8.根据权利要求1所述的方法,其中所述主燃料包括一种气态燃料。9.根据权利要求8所述的方法,其中所述气态燃料包括天然气。10.根据权利要求1所述的方法,其中所述引燃燃料包括柴油燃料。11.根据权利要求1所述的方法,其中所述给定的持续时间包括一个切换时期,该切换时期具有充足的时间以便于检测和选择用于在下一个循环期间跳转点火的所述至少一个燃烧室。12.根据权利要求1所述的方法,其中与不以跳转点火操作时的相同的发动机系统相比,所述发动机系统在所述预定的低负载状态下使用所述引燃燃料与总燃料量的以能量为基准所测量的一个较低比率能操作。13.根据权利要求1所述的方
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