的变化。在步骤260中，控制器确定是否已检测预燃和/或爆震的阈值水平，并且如果所检测的气体燃料温度降低，那么在步骤270中根据本文所描述的技术中的一个来增加气体燃料对预燃和发动机爆震的抵抗性。熟悉所述技术的人将理解，可并列执行如前所述的步骤中的一些。
[0028]现在论述其他实施方案，其中第一实施方案以及在所有实施方案中的相似零件具有相同参考数字，并且如果先前论述过，那么如果可能的话将不被具体描述。现在参考图3，示出根据第二实施方案的发动机装置10，其中热输送装置55包括通过路径310向热交换器50提供热量的电加热器300。可采用来自加热器300的热量来加热在加热器300与热交换器50之间循环的中间热交换流体，或者可以通过具有低热阻的材料被直接传递到热交换器50。根据图2的算法，控制器80通过命令行320命令加热器300的输出功率。
[0029]现在参考图4，示出根据第三实施方案的发动机装置10，其中热输送装置55包括灼烧来自容器30被输送通过可调整阀410的汽化气体的锅炉400。在其他实施方案中，锅炉400可灼烧来自另一容器的另一燃料类型。循环通过锅炉400和热交换器50的中间热交换流体将热量从锅炉传递到气体燃料。控制器80命令汽化气体到锅炉400的流动速率，从而通过相应地命令阀410来控制由所述锅炉生成的热量的量。
[0030]现在参考图5，示出根据第四实施方案的发动机装置10，其中来自发动机20的冷却剂流经管路60和热交换器50来使气体燃料蒸发。热输送装置55包括控制器80中的用于控制通过热交换器50的瞬时气体燃料流动速率从而控制气体燃料在热交换器内部的驻留时间的算法。气体燃料在热交换器50内部的驻留时间越长，所传递的热量的量就越多并且离开热交换器进入管路100中的气体燃料的温度就越高。在大多数的操作条件期间，栗送装置40并不持续栗送，因为下游需求未处于最大值。在这些情况下，可通过调整栗送装置40在栗送冲程期间的速度来调整瞬时气体燃料流动速率，同时维持整体的平均栗送速度不变从而保持平均气体燃料流动速率不变。通过改变通过热交换器50的瞬时气体燃料流动速率，可调整驻留时间。当栗送装置40包括往复式活塞栗时，可调整冲程长度来改变通过热交换器50的燃料的驻留时间，如同在2013年3月15日提交的标题为“TemperatureControl of a Fluid Discharged from a Heat Exchanger”的申请人的共同未决专利申请所描述的。
[0031]虽然已经示出并描述了本发明的具体元件、实施方案和应用，但应当理解，本发明并不限于所述的具体元件、实施方案和应用，因为在不脱离本公开的范围、尤其是依据前述教导的情况下，本领域的技术人员可以进行修改。例如，尽管已单独论述先前描述的实施方案，可能的是将用于控制气体燃料温度的任何数量的这些先前论述的技术结合到其他单个实施方案中。
【主权项】
1.一种操作内燃机并提高容积效率的方法，所述方法包括: 存储液体状态的气体燃料； 根据发动机操作条件确定所述内燃机上的负荷； 根据所述负荷确定所述气体的降低预燃和爆震可能性的目标温度；以及控制传递到所述气体燃料以将其转换成气体状态和超临界状态中的一个的热量的量，由此所述气体燃料在所述目标温度下被引入所述内燃机中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标温度被确定为具有特定的值加或减预定的公差范围。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内燃机能以可变的压缩比操作，并且所述方法还包括当增加有效压缩比时降低到所述气体燃料的热传递。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述内燃机是具有可变压缩比的二元燃料发动机，并且所述方法还包括当为所述内燃机供给所述气体燃料时增加有效压缩比。5.根据权利要求1所述的方法，其中通过以下方式中的至少一个来调整传递到所述气体燃料的所述热量的量:调整热源与所述气体燃料之间的热交换速率，调整气体燃料流动速率以及调整所述气体燃料在热交换器中的驻留时间。6.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述热传递的量包括调整来自所述发动机的水套的发动机冷却剂的流与所述气体燃料之间的热交换速率从而调整气体燃料温度。7.根据权利要求1所述的方法，其还包括在所述负荷增加时降低气体燃料温度以及在所述负荷降低时增加气体燃料温度。8.根据权利要求1所述的方法，其还包括根据气体燃料温度调整燃料喷射器的工作时间以便修正燃料密度中的变化。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体燃料被引入所述燃烧室的进气阀的上游。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体燃料被直接引入所述燃烧室中。11.根据权利要求10所述的方法，其中在与所述燃烧室相关联的进气阀打开时引入所述气体燃料的至少一部分。12.根据权利要求1所述的方法，其中根据加速器踏板位置、发动机速度、发动机扭矩、歧管空气温度和歧管空气压力中的至少一个确定所述发动机上的所述负荷。13.根据权利要求1所述的方法，其中根据环境温度进一步确定所述目标温度。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体燃料选自包含天然气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢气及其混合物的列表。15.一种用于操作以气体燃料为燃料的发动机的装置，其包括: 容器，其用于存储液体状态的所述气体燃料； 热交换装置，其包括热交换器和热输送装置，所述热交换器将来自所述容器的所述气体燃料转换成气体状态和超临界状态中的一个，所述热输送装置将热量供应到所述热交换器以用于所述转换； 温度传感器，其发射代表所述热交换器的下游的气体燃料温度的信号； 燃料喷射器，其用于将所述气体燃料从所述热交换器引入到所述发动机的气缸中；以及 控制器，其可操作地与所述热输送装置、所述温度传感器以及所述燃料喷射器连接并被编程来: 根据发动机操作条件确定所述发动机上的负荷； 根据所述发动机上的所述负荷确定来自所述热交换装置下游的所述气体燃料的目标温度； 根据由所述温度传感器发射的所述信号确定所述热交换装置的下游的实际气体燃料温度；并且 调整由所述热输送装置输送到所述热交换器的热量的量，使得所述实际气体燃料温度等于所述目标气体燃料温度，以便处于预定的公差范围内。16.根据权利要求15所述的装置，其中所述热输送装置包括将所述发动机的水套与所述热交换装置连接的换向阀，并且所述控制器可操作地与所述换向阀连接以便控制来自所述水套通过所述热交换器的发动机冷却剂流。17.根据权利要求15所述的装置，其中所述热输送装置包括电加热器，并且所述控制器可操作地与所述电加热器连接以便控制所述加热器的功率输出。18.根据权利要求15所述的装置，其中所述热输送装置包括锅炉和位于所述容器中的蒸汽空间与所述锅炉之间的可调整阀，所述控制器可操作地与所述可调整阀连接以便控制从所述蒸汽空间到所述锅炉的汽化气体流。19.根据权利要求15所述的装置，其还包括位于所述容器与所述热交换装置之间的用于将所述气体燃料栗送通过所述热交换装置的栗送装置，所述控制器可操作地与所述栗送装置连接并被编程来操作所述栗送装置以调整气体燃料在所述热交换器中的驻留时间。20.根据权利要求15所述的装置，其中所述燃料喷射器将所述气体燃料引入进气阀的上游。21.根据权利要求15所述的装置，其中所述燃料喷射器将所述气体燃料直接引入所述气缸中。22.根据权利要求21所述的装置，其中所述控制器还被编程来在与所述气缸相关联的进气阀打开时引入所述气体燃料的至少一部分。23.根据权利要求15所述的装置，其中根据加速器踏板位置、发动机速度、发动机扭矩、歧管空气温度和歧管空气压力中的至少一个确定所述发动机上的所述负荷。24.根据权利要求15所述的装置，其中根据环境温度进一步确定所述目标温度。25.根据权利要求15所述的装置，其中所述控制器被编程来根据气体燃料温度按时调整燃料喷射器，使得对于给定的发动机操作条件在能量基础上等量的气体燃料被引入所述气缸中。
【专利摘要】与预混液体燃料发动机相比，预混气体燃料发动机的容积效率降低。一种用于操作内燃机并提高容积效率的改进方法包括：存储液体状态的气体燃料；根据发动机操作条件确定所述内燃机上的负荷；根据所述负荷确定所述气体燃料的降低预燃和爆震可能性的目标温度；以及控制传递到所述气体燃料以将其转换成气体状态和超临界状态中的一个的热量的量，使得所述气体燃料在所述目标温度下被引入所述内燃机中。
【IPC分类】F02D19/06, F02M21/06, F02D19/02, F02D15/00
【公开号】CN105358814
【申请号】CN201480038500
【发明人】F·卡纳法尼
【申请人】西港电力公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年6月30日
【公告号】CA2819966A1, CA2819966C, EP3017173A1, US20160108857, WO2015000075A1