从热交换器排放的流体的温度控制的制作方法_4

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替流动,从而使得活塞312返 回图6中图解的位置。可以使活塞310和312在图6和图8中图解的位置之间往复运动。 液压活塞312在部分冲程期间行进的长度是Lhpsl,其小于完整吸入冲程和排放冲程的长度 Lhld。在另一个实施方案中,可以通过使活塞310和312在图7和图8中图解的位置之间 往复运动而使栗301执行部分冲程,并且液压活塞312在这个部分冲程期间行进的长度是 Lhps2,其小于完整吸入冲程和排放冲程的长度Lhld。在又一个实施方案中,可以通过使活塞 312在汽缸332内的任何两个位置之间往复运动而使栗301执行部分冲程。图8中的部分 冲程长度LhpsJPL_2对于本实施例是任意的,并且活塞312在汽缸头620与350之间的任 何部分冲程都是可能的。部分冲程期间允许进入汽缸332的液压流体的体积决定了部分冲 程之后活塞310和312的位置,这个体积依据包括下面至少一项在内的发动机操作条件而 变:热交换器140下游的气体燃料温度、发动机冷却液温度、发动机冷却液温度与气体燃料 温度(热交换器140上游或下游)之间的温差,以及气体燃料从栗301的排放流速。当发 动机冷却液温度增加时,汽化气体燃料的温度也增加。气体燃料从栗301的排放流速随下 面至少一项而变:管道190中的气体燃料压力、栗301的预测或实际效率,以及活塞310的 速度(它依据液压流体到栗301的流速而变)。
[0048] 现在参照图9,图中示出了根据第三实施方案的气体燃料供应系统700,第三实施 方案类似于图1的实施方案,并且相似的部分用相似的元件符号表示,并且可能不予详细 说明,甚至根本不予说明。热交换器141包括电加热器(未示出),用于发热使从栗吸装置 130接收的液化的气体燃料汽化。控制器150经由线路710控制电加热器发出的热量,并且 这个热量可以与发动机110的速度变化无关地增加或减少。温度传感器720向控制器150 发射信号,这些信号代表热交换器内部的热交换区域的温度,例如代表电加热器的温度。有 利的是在本实施方案中执行前面关于栗吸装置130说明的部分冲程的技术,因为从电加热 器发出的热无法立即增加,或者可能不期望增加电加热器的耗能。在一些应用中,有利的是 将热交换器141中的电加热器与在热交换器140中利用发动机冷却液组合成单个热交换装 置。
[0049] 现在参照图10,图中示出了根据第四实施方案的气体燃料供应系统800,第四实 施方案类似于图1的实施方案,并且相似的部分用相似的元件符号表示,并且可能不予详 细说明,甚至根本不予说明。热交换器142包括锅炉(未示出),所述锅炉燃烧下面中的至 少一个:经由管道830从储存容器120接收的沸腾气体,以及从储存容器120接收的液化 的气体燃料以便发热使液化的气体燃料汽化。控制器150经由线路810控制锅炉发出的热 量,并且这个热量可以与发动机110的速度变化无关地增加或减少。温度传感器820向控 制器150发射信号,这些信号代表热交换器内部的热交换区域的温度,例如代表锅炉产生 的温度。有利的是在本实施方案中执行前面关于栗吸装置130说明的部分冲程技术,因为 从锅炉发出的热无法立即增加,或者可能不期望增加锅炉的沸腾气体消耗。在一些应用中, 有利的是将热交换器142中的锅炉与在热交换器140中利用发动机冷却液组合成单个热交 换装置。
[0050] 现在参照图11,图解用于通过操作栗吸装置130来控制热交换器140、141和142 下游的气体燃料温度的第一实施方案中的算法900。在步骤910中,监测与热交换器下游的 气体燃料温度相关的温度。所述相关温度可以是热交换器下游的实际气体燃料温度、发动 机冷却液温度、热交换器141内部因电加热器引起的热交换区域的高侧温度、热交换器142 内部因锅炉引起的热交换区域的高侧温度,或气体燃料温度与这些其它温度之间的温差。 热交换器内部的高侧温度是指在热交换区域边界用来使气体燃料汽化的相应热源的温度。 低侧温度对应于通过热交换器的气体燃料的最低温度。发动机冷却液温度与热交换器140 下游的气体燃料温度直接相关,因为当发动机冷却液温度增加时,气体燃料温度增加。因热 交换器141中的电加热器或热交换器142中的锅炉引起的热交换区域的高侧温度也与气体 燃料温度直接相关。在步骤920中,比较监测到的温度和预定最小值TM。在步骤930中,当 监测到的温度大于预定最小值Tmin时,命令栗吸装置130对于装置130的每一排放冲程栗 吸第一量的气体燃料,使其通过热交换器140、141和142。在步骤940中,当监测到的温度 小于或等于预定最小值Tmin时,命令栗吸装置130对于装置130的每一排放冲程栗吸第二 量的气体燃料,使其通过热交换器140、141和142。依据与热交换器下游的下游气体燃料温 度相关的温度和热交换器下游的气体燃料压力中的至少一项确定第二量。第二量小于第一 量,从而使得气体燃料在热交换器140、141和142的热交换区域中的平均停留时间增加,因 而增加热交换器下游的气体燃料温度。可以在开环模式或闭环模式中利用算法900。在开 环模式中,基于监测与热交换器下游的气体燃料温度相关的温度来控制栗吸装置130。在闭 环模式中,算法900可以通过驱动监测到的温度与预定最小值Tmin之间的误差信号来控制 与下游温度相关的温度。
[0051] 现在参照图12,图解第二实施方案中用于通过操作栗吸装置130来控制热交换器 140、141和142下游的气体燃料温度的算法950。算法950图解控制热交换器下游的气体 燃料温度的第一闭环技术。测量热交换器下游的气体燃料的实际温度Ta。在步骤960中, 通过从热交换器下游的气体燃料的期望温度Td减去实际温度TA来确定温度误差TE。栗吸 量控件970接收温度误差Te,并且控制栗吸装置130的操作,其控制方式是通过在Te大于 零时减少每一循环的栗吸量并在Te小于零时增加每一循环的栗吸量。栗吸量控件970依 据至少温度误差Te确定栗吸量,并且可以进一步利用热交换器140、141和142下游的气体 燃料压力和前面说明的其它参数。
[0052] 现在参照图13,图解第三实施方案中用于通过操作栗吸装置130来控制热交换器 140、141和142下游的气体燃料温度的算法1000。算法1000利用控制热交换器下游的气 体燃料温度的第二闭环技术,其中选择针对每一冲程要栗吸的目标气体燃料量,并且针对 每一冲程栗吸的实际气体量递增,直到达到目标量为止。虽然是针对栗吸装置130包括往 复活塞型栗说明算法1000,但是在其它实施方案中有类似的技术。在步骤1010中,选择初 始冲程长度作为当前预定冲程长度。当发动机110冷启动时,所选择的初始冲程长度小于 最大冲程长度,因为发动机冷却液温度较低,并且栗吸大量气体燃料可能会导致热交换器 下游的气体燃料温度降低到预定最小值Tmin以下,这可能导致用作热交换器中的热交换流 体的发动机冷却液冻结。在步骤1020中,确定栗吸装置130的每次冲程时有待位移的目标 气体燃料量。在优选实施方案中,依据发动机冷却液温度和热交换器140、141和142下游 的气体燃料的压力来选择目标量。在其它实施方案中,可以利用其它发动机操作条件和温 度来选择目标量,诸如上文相对于图11的实施方案说明的相关温度之一。在步骤1030中, 命令栗吸装置130在当前预定冲程长度中执行冲程。在步骤1040中,比较上文关于图11的 实施方案说明的监测到的温度与预定最小值Tmin。当监测到的温度低于预定最小值Tmin时, 在步骤1050中,缩短当前预定冲程长度,并且控制返回步骤1020。当在步骤1030中栗吸 的气体燃料的质量和热交换器中的温度梯度足够大,使得监测到的温度降低到预定最小值 Tmin以下时,会发生上述情况。当前预定冲程长度的减小量可以用多种方式选择,诸如通过 预定量和预定因素之一。通过降低当前预定冲程长度,每一冲程栗吸的气体燃料质量降低, 因而气体燃料在热交换器内的停留时间增加,并且气体燃料在从热交换器出来时的温度也 增加。在本文中的所有实施方案中,当监测到的温度低于预定最小值Tmin时,可以说栗吸装 置130是在第二模式中操作,否则栗吸装置是在第一模式中操作。返步回骤1040,当监测到 的温度高于预定最小值Tmin时,控制前进到步骤1060,在这个步骤中,确定是否已经冲程了 目标气体燃料量。气体燃料的实际冲程(位移)量可以根据下面的等式4确定,其中dm表 示位移质量,V表示位移质量所进入的栗吸装置下游的体积,dP和dT表示分别在热交换器 下游的气体燃料压力
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