利用专用废气再循环的多燃料流系统和方法_3

文档序号:9422191阅读:来源:国知局
制器200电连接的呈直接喷射器316a形式的第二喷射器。第二燃料栗108利用第二燃料管线112连接至直接喷射器316a。除了通过端口喷射器114a从第一燃料源102提供第一燃料流外,第二燃料栗108可操作来通过直接喷射器316a以由控制器200确定的量从第二燃料源104提供第二燃料流,以实现来自专用汽缸30a的所需功率和排气输出。
[0039]在图4所示的系统20的另一实施方案中,示出了系统400,其中类似的部件用本文先前使用的相同参考数字来指定。在系统400中,汽缸30a-30f中的每一个包括直接喷射器,如与图4的所示汽缸30a-30d中的每一个相关联的直接喷射器414a-414d。直接喷射器414a-414d与控制器200电连接。第一燃料栗106利用第一燃料管线110连接至直接喷射器414a-414d中的每一个端口。第一燃料栗106可操作用来通过直接喷射器414a_414d中的每一个以由控制器200确定的量从第一燃料源102向汽缸30a-30d中的每一个提供第一燃料流,以实现来自非专用汽缸30b-30d的所需排气输出。专用EGR汽缸30a包括与控制器200电连接的呈端口喷射器416a形式的第二喷射器。第二燃料栗108利用第二燃料管线112连接至端口喷射器416a。除了通过直接喷射器414a从第一燃料源102提供第一燃料流外,第二燃料栗108可操作来通过端口喷射器416a以由控制器200确定的量从第二燃料源104提供第二燃料流,以实现来自专用汽缸30a的所需功率和排气输出。
[0040]在图5所示的系统20的另一实施方案中,示出了与系统400类似的系统500,并且所述系统中类似的部件用本文先前使用的相同参考数字来指定。在系统500中,专用EGR汽缸30a包括与控制器200电连接的第二直接喷射器516a。第二燃料栗108利用第二燃料管线112连接至直接喷射器516a。除了通过直接喷射器414a从第一燃料源102提供第一燃料流外,第二燃料栗108可操作来通过直接喷射器516a由控制器200确定的量从第二燃料源104提供第二燃料流,以实现来自专用汽缸30a的所需功率和排气输出。在这个实施方案中,直接喷射器414a可被安装在每一个汽缸30a的中心,并且直接喷射器516a可被侧向地安装在每一个专用汽缸30a上。或者,直接喷射器414a可被侧向地安装,并且直接喷射器516a可被安装在中心。
[0041]本文公开的各种实施方案预期用于第一燃料源102的各种燃料,包括但不限于汽油、如E85的汽油和乙醇混合物以及天然气。第二燃料源104可包括但不限于汽油、天然气、甲烷以及氨源。如本文所用的,氨源包括氨的任何来源,包括包含氨源的水性混合物,例如尿素和水、柴油机废液或氨替代品。除了以下关于图6所讨论的之外,第一燃料源与第二燃料源不同。
[0042]在图6所示的系统20的另一实施方案中,示出了系统600,其中与系统20类似的部件用本文先前使用的相同参考数字来指定。系统600包括具有单个燃料源704的燃料系统700,所述燃料源具有与控制器200电连接的燃料栗706。燃料源704存储燃料,所述燃料利用燃料栗706递送至汽缸30a-30d。替代地,可对第一燃料源加压并且燃料栗不需要提供第一燃料流。在所示的实施方案中,燃料栗706利用第一燃料管线708连接至第一喷射器714,所述第一喷射器位于涡轮增压器系统46的压缩机50的入口处。
[0043]燃料栗706还利用第二燃料管线710与专用汽缸30a中的每一个处的第二喷射器716连接。在另一替代实施方案中,可对燃料源加压以在没有燃料栗的情况下提供第二燃料流。在另一实施方案中,燃料栗706仅提供用于第二燃料流,并且第一燃料流由加压燃料源提供。第二喷射器716可以是如图所示的端口喷射器,如由716’所指示的直接喷射器。控制阀712可被提供在燃料管线710中和/或连接至控制器200的燃料系统700中的一个或多个其他位置处。或者,可提供第二燃料栗并利用单独的燃料管线将所述第二燃料栗连接至第二喷射器716。控制阀712、燃料栗706和/或喷射器714、716可操作来调节去往所有汽缸30a_30f并去往专用汽缸30a的第一燃料流的量,以提供所需功率和排气输出。在一个实施方案中,单个燃料源704是天然气,并且喷射器714、716是天然气喷射器。
[0044]在图6的实施方案中,燃料源向第一和第二燃料流提供相同的燃料源,并且第一燃料流可被熏烟或汽化。使用这类燃料加注系统的现有发动机可被转换来通过在专用汽缸30a上的端口喷射器或直接喷射器提供专用废气循环。适合用于这类型转换的这种发动机的一个实例是使用天然气作为用于第一和第二燃料流的燃料源的发动机。
[0045]在本文公开的系统的某些实施方案中,控制器200被构造来执行某些操作以控制发动机操作,并且利用燃料加注系统100、700对汽缸30a-30f进行燃料加注,以提供来自非专用汽缸30b-30f和专用汽缸30a的所需排气输出。在某些实施方案中,控制器200形成处理子系统的一部分,所述处理子系统包括具有存储器、处理以及通信硬件的一个或多个计算设备。控制器200可以是单个设备或分散设备,并且控制器200的功能可由硬件或软件来执行。控制器200可包括或部分包括在发动机控制器(未示出)之内,或者与所述发动机控制器完全分离。控制器200在本文公开的系统中始终与任何传感器或致动器通信,包括通过直接通信、通过数据链路通信和/或通过与向控制器200提供传感器信息和/或驱动器信息的其他控制器或处理子系统的部分通信。
[0046]本文描述的某些操作包括用于解译一个或多个参数的操作。如本文所用的,解译包括通过本领域中已知的任何方法接收值,包括至少接收来自数据链路或网络通信的值、接收指示值的电子信号(例如,电压、频率、电流或PWM信号)、接收指示值的软件参数、读取来自非暂态计算机可读存储介质上的存储器位置的值、通过本领域中已知的任何方式接收作为运行时间参数的值,和/或接收可借以计算解译参数的值,和/或引用被解译成参数值的默认值。
[0047]以下的示意流程描述提供执行程序的说明性实施方案,所述程序用于提供对与去往专用EGR汽缸30 (a)的多燃料流组合的专用EGR系统的组成反馈控制,所述用EGR系统如提供有燃料系统100或燃料系统700。如本文所用的,多燃料流系统是燃料加注系统,其中汽缸30a-30f中的每一个接收第一燃料流,并且专用汽缸30a接收另外的第二燃料流。所示的操作应被理解为仅是示例性的,并且操作可加以组合或划分,并且增加或去除,以及整体或部分地重新排序,除非本文中明确规定为与此相反。所示的某些操作可由执行非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品的计算机来实现,其中所述计算机程序产品包括指令,所述指令引起计算机执行操作中的一个或多个,或向其他设备发出命令来执行操作中的一个或多个。
[0048]在图7中,公开了用于操作具有专用EGR系统21和燃料加注系统100、700的发动机30的流程图的一个实施方案。程序800,例如在起动发动机30时开始于802处。在操作804处,确定发动机30的操作条件,包括提供至所述发动机的燃料加注和由此产生的排气。发动机30的操作条件可指示例如冷起动条件、预热条件、高负载条件或其他条件,其中汽缸30a-30f的燃料加注可被控制来提供所需操作结果,如污染物的减轻排放或在一段时间内满足某些性能需求。在操作806处,使用这些操作条件,尤其是例如燃料类型、发动机速度、发动机负载等的因素来确定从至少一个燃料源向汽缸30a-30f中的每一个的燃料加注速率,从而在来自非专用汽缸30b-30f的排气输出中获得约为I的λ值。λ值为I表示在去往汽缸30a-30f的进气充量流中用于完全燃烧燃料的空气与燃料的理想化学计量比率。
[0049]程序800在操作808处继续进行,其中用于专用EGR汽缸30a的所需排气输出策略被选择。因为专用汽缸30a在操作806处从用于对所有汽缸30a-30f进行燃料加注的相同或不同燃料源接收第二燃料流,所以专用EGR系统21中的排气输出可被操控来通过提供特性至由所有汽缸30a-30f接收的专用EGR流中的排气而实现所需操作结果。例如,程序800的一个输出策略包括在条件810下确定是否将去往专用EGR汽缸30 (a)的总燃料流在第一燃料流与第二燃料流之间进行均匀地分流。如果均匀分流不是所需的,那么程序800在条件812下继续进行,其中确定专用EGR汽缸30(a)中的爆震条件的控制是否应该被用来确定第二燃料流。如果条件810或条件812是肯定的,那么程序800在操作816处继续进行,其中确定去往专用EGR汽缸30a的第二燃料流的燃料加注速率以满足所需操作结果。
[0050]如果条件810和条件812是否定的,程序800在操作814处继续进行,其中基于操作条件确定来自专用EGR汽缸30a的排气输出的λ值。在一个实施方案中,在操作814处,将专用汽缸30a的λ值设定成小于1,以向专用汽缸30a提供充足燃料加注条件,从而增加再循环废气中氢气和CO的有益存在。程序800在操作816处继续进行,确定实现目标λ值的第二燃料流,并且相应地对专用EGR汽缸30a进行燃料加注。在程序800的其他实施方案中,条件810和812中的一个或多个被省略,并且第二燃料流仅由待实现的目标λ值来确定。当例如发动机操作终止时,程序800在操作818处结束。
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