用于内燃机的控制方法_2

文档序号:9503272阅读:来源:国知局
缸盖或覆盖气缸9的单独的气缸盖内。
[0032]32.气态燃料系统6包括与气态燃料管道42连接的气态燃料源36。气态燃料源36构成用于在GFM下供给燃烧用的气态燃料的气态燃料进料装置。例如,气态燃料源36包括气阀单元和容纳例如处于加压状态的天然气的气态燃料罐。
[0033]33.气阀单元构造成允许、阻止和控制从气态燃料罐到气态燃料管道42中的流动。该气阀单元可包括气态燃料控制阀、气态燃料切断阀和通气阀。
[0034]34.气态燃料管道42与被分割成多个气态燃料通道56的气态燃料歧管54流体连接。每个气态燃料通道56都与多个流入通道28中的一个流体连接。为了将气态燃料计量供给到各个流入通道28中,在各气态燃料通道56中安装有气态燃料进气阀58。在一些实施例中,内燃机100可包括多于一个的气态燃料歧管54。
[0035]35.每个气态燃料进气阀58都构造成允许或阻止气态燃料在GFM下流入各个流入通道28中以与来自进气系统4的进气混合。因而,产生位于各气态燃料进气阀58下游的气缸专用混合区。例如,气态燃料进气阀58可以是螺线管致动的盘状阀,其中弹簧保持可移动盘的下表面靠在静止的盘或板的上表面上,这两个表面构造成在气态燃料进气阀58的关闭状态下提供密封关系。每个气态燃料进气阀58都可安装在覆盖至少一个气缸9的气缸盖上。
[0036]36.吹扫气体系统7 (图1中用点划线框表示)包括串联连接的吹扫气罐60、吹扫气体控制阀62和吹扫气体切断阀64。吹扫气罐60构成用于使用吹扫气体如处于加压状态的氮气冲洗气态燃料管道42、气态燃料歧管54等的吹扫气源。
[0037]37.吹扫气体系统7可在不同位置与气态燃料系统6流体连接。例如,在图1中,在气态燃料歧管54的近侧配置有第一连接部66。在气态燃料源36的近侧配置有第二连接部70。第一切断阀68和第二切断阀72可以分别阻止或允许吹扫气体流经第一连接部66和第二连接部70。在气态燃料源36的气阀单元中可一体形成有另外的连接部。
[0038]38.如上所述,图1示出了 DF内燃机以及气态燃料发动机。在DF内燃机中,液态燃料系统8包括与液态燃料管道43连接的液态燃料罐40。液态燃料罐40可包括用于储存第一液态燃料例如重燃料油(HFO)的第一液态燃料罐和用于储存第二液态燃料例如柴油的第二液态燃料罐。液态燃料罐40构成用于在LFM下供给燃烧用的液态燃料的液态燃料源。此外,液态燃料罐40可构成用于在GFM下供给点火用燃料的液态燃料源。
[0039]39.液态燃料管道43与被分割成多个液态燃料流入通道48的液态燃料歧管46流体连接。为了将液态燃料计量供给到气缸9的燃烧室中,在每个液态燃料流入通道48中都安装有燃料喷射系统50。
[0040]40.在诸如火花点火式气态燃料内燃系统的气态燃料内燃机中,燃料喷射系统50与气态燃料源36 (用虚线49表示)而不是液态燃料罐40流体连接。在此实施例中,燃料喷射系统50可包括用于提供火花点火的先导火焰91 (参看图3)以点燃气态燃料和空气的混合物的预燃室。
[0041]41.分别参照图2和图3更详细地描述用于DF的燃料喷射系统50和气态燃料内燃机的示例性实施例。
[0042]42.如图1所示,内燃机100还可包括一个或多个爆震传感器77。爆震传感器77可安装在气缸9上并且构造成生成与气缸9的爆震水平对应的信号。爆震传感器77可替代地安装在内燃机100的气缸盖或进气歧管26上。另外或替代地,爆震传感器77可构造成生成与内燃机100的爆震水平对应的信号。结合图2进一步描述爆震传感器。
[0043]43.为了控制内燃机100的运转,设置了控制单元76。控制单元76构成发动机的控制系统的一部分。控制单元76构造成经由读取连接线101接收爆震传感器77的爆震数据。控制单元76还可构造成经由控制连接线102来控制内燃机100的各种构件,例如废气门阀552,经由控制连接线103来控制放气阀442,经由控制连接线104来控制气态燃料进气阀58,经由控制连接线106来控制燃料喷射系统50。控制单元76还可构造成经由另外的控制线来控制吹扫气体系统7的阀。替代地,第二控制单元(未示出)可构造成控制内燃机100的运转。将参照图2和3中提供对控制系统和位于控制单元76与发动机的其它构件如燃料喷射系统50之间的附加控制线的进一步描述。
[0044]44.控制单元76还可与图1中未示出的其它传感器如针对每个单独的气缸或针对多个气缸设置的发动机负荷传感器、发动机转速传感器、温度传感器、NOx传感器或燃料与空气比传感器连接。控制单元76还可与用于向操作人员发出指示发动机的故障等的警告的操作人员面板(未示出)连接。
[0045]45.图2示出了 DF内燃机200的气缸9,该内燃机是图1的内燃机100的一个示例性实施例。已经结合图1描述的元件具有相同的附图标记,例如发动机缸体2、控制单元76、爆震传感器77和气缸9。
[0046]46.气缸9提供用于燃烧气态燃料和空气的混合物的至少一个燃烧室10、活塞84和经由活塞杆82与活塞84驱动连接的曲轴80。活塞84构造成在气缸9内往复运动。
[0047]47.气缸9经由流入通道28与进气歧管26连接并经由流出通道35 (参看图1)与排气歧管34连接。进气门16配置在流入通道28中,而排气门18配置在流出通道35中。气态燃料进气阀58可以向气缸9的燃烧室10供给气态燃料。
[0048]48.图2用虚线框进一步示出了燃料喷射系统50。当DF内燃机200在LFM下运转时,燃料喷射系统50用来将液态燃料喷射到燃烧室10中,液态燃料是唯一的能量来源。当DF内燃机200在GFM下运转时,燃料喷射系统50可用来将液态燃料的先导量喷射到燃烧室10中以点燃气态燃料和空气的混合物。在GFM下,燃料喷射系统50因此可用作气态燃料点火系统。
[0049]49.在图2中,诸如气态燃料点火系统的一个示例性实施例基于主液态燃料喷射器38,该主液态燃料喷射器用于在LFM下喷射大量液态燃料并在GFM下将液态燃料的先导量喷射到燃烧室10中以点燃气态燃料和空气的混合物。在例如用于重负荷DF内燃机的其它实施例中,气态燃料点火系统可包括用于在GFM下将液态燃料的先导量喷射到燃烧室10中的单独的点火液态燃料喷射器39。
[0050]50.如图2中示例性地示出的,气缸9还包括用于检测燃烧室10内的压力变动的爆震传感器77。一般而言,爆震传感器77可以是技术人员已知的任何类型的爆震传感器。例如,爆震传感器77可另外或替代地构造成检测指示发动机爆震的变动,例如在进气歧管26和/或发动机缸体2内传播的声波,或燃烧室10内的温度变动。
[0051]51.爆震传感器77可检测这些变动并生成与检测到的爆震的强度对应的信号,例如电压信号。
[0052]52.DF内燃机200还包括控制系统,该控制系统包括控制单元76。控制单元76经由控制连接线108与主燃料喷射器38连接,并且在重负荷DF内燃机的情况下还经由单独的控制连接线(未示出)与点火用液态燃料喷射器39连接。
[0053]53.图3示出了作为图1的内燃机100的另一示例性实施例的气态燃料内燃机300的气缸9。已经结合图1和2描述的元件具有相同的附图标记。气态燃料内燃机300与图2的DF内燃机200相似,在下文中描述的构件除外。
[0054]54.燃料喷射系统50包括预燃室90。预燃室构造成在燃烧室10的外部接收气态燃料和空气的预混物。气态燃料和空气的预混物例如通过火花塞点燃,以提供分配到燃烧室10中的先导火焰91。先导火焰91用来点燃燃烧室10中的气态燃料和空气的混合物。控制单元76经由控制连接线110与预燃室90连接。替代地,燃料喷射系统50可以是用于经由放电来点燃气态燃料和空气的混合物的火花塞。
[0055]55.一般而言,如结合图1至图3公开的发动机的控制单元76可以是包括用于尤其控制DF内燃机200的各种构件的运转的装置的单个微处理器或多个微处理器。控制单元76可以是能够控制与DF内燃机200和/或其相关构件相关联的许多功能的普通发动机控制单元(ECU)。控制单元76可包括运行应用所需的所有构件,例如存储器、二次存储装置和诸如中央处理单元或本领域中已知的用于控制DF内燃机200及其构件的
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