用于驱动双燃料内燃机的方法和装置的制造方法_2

文档序号:9650346阅读:来源:国知局
负载要求改变也能实现,且同时尽可能避免过渡排放。
[0026]在特别优选的改进的范围内,既可针对柴油(点火射束)喷射又可针对燃气配给,特定于气缸地进行切换。尤其是对于特定于气缸的燃气配给,已表明进气道模型(比如对于在压缩机之前形成混合物的传统的燃气发动机来说)是没必要的;即使这可能有利于可靠地说明进气道中增压流体的状态参数。
[0027]采用本发明,通过根据权利要求19的用于双燃料内燃机的控制机构来实现涉及装置的目的。
[0028]本发明的方案导致根据权利要求21的也是基于双燃料内燃机的有关装置的目的的实现。内燃机尤其可以具有进气道和带有多个气缸的发动机。特别是在此并未规定特定于气缸的燃气混合,进气道可以基于燃气混合器。对于柴油工作和/或提供点火射束来说,特别是有利地被设计为共轨喷射系统的喷射系统已表明是有利的。
[0029]此外,内燃机优选具有增压机构,其带有增压-热量交换器和用于绕过增压机构的旁通段,其中,增压机构具有压缩机。此外,尤其可以设置进气道的旁通段作为进气系统的一部分,用于绕过增压机构。视双燃料内燃机的尺寸设计而定,特别是基于柴油大型发动机,可以规定优选带废气反馈的单级或双级增压。相应地,压缩机可以是特别是在涡轮增压器范围内的单级或双级压缩机。
[0030]本发明的所述改进及其他有利的改进可由从属权利要求得到,并具体地给出了有利的方案,其用来在改进范围内实现本发明的方案,同时说明了其它优点。
[0031]一种有利的改进基于如下考虑:双燃料内燃机的有利地暂态的工作,特别是在燃气工作和柴油工作之间切换时,尽可能在考虑到进气道中增压混合物的状态压力情况下进行,尤其考虑到对增压混合物即增压空气或燃料混合物的节流的情况下进行。该改进已认识到,为此需要规定切换工作参数,其形式至少为进气道中的增压混合物的状态压力。该改进还认识到,基本上可行的是,借助于进气道中的增压混合物的状态压力,特别是直接在发动机气缸之前的接收器压力,来确定尤其是预定切换区域。已表明,工作方式的切换,即在双燃料内燃机的燃气工作和柴油工作之间或者通常在燃气工作和液态工作之间的切换,按照该改进的设计方案,根据进气道中的增压混合物的状态压力来进行,特别是根据增压压力和/或接收器压力来进行。
[0032]此外在一种优选的改进中规定,至少一个切换工作参数是进气道中的增压混合物的、在发动机气缸之前的状态压力,尤其是增压混合物的状态压力的给定值。必要时也可以采用增压混合物的状态压力的实际值。必要时也可以采用平均的实际值或给定值。在一定情况下,同样已表明有益的是,采用增压混合物的状态压力的虚拟值。在一种特别优选的改进中,该状态压力值可以确定状态压力的、在一定的时段内的最小值,或者按其它方式确定。
[0033]已表明特别有利的是,根据在发动机气缸之前的状态压力来设计切换区域,特别是根据增压压力(在图中为P3)和/或接收器压力(在图中为p5)来设计,相应于特别是其给定值。已表明特别有利的是,根据直接在发动机气缸之前的状态压力来设计切换区域,特别是根据接收器压力、尤其是接收器压力的给定值、特别是接收器压力的最小值进行设计。
[0034]同样已表明有益的是,虚拟地确定状态压力或其它切换工作参数,例如对其予以模拟和/或计算,特别是实时地和/或同时地针对第一和第二工作状态进行确定。在一种改进的特别优选的第一变型中已表明有利的是,第一工作状态是利用柴油的柴油工作。在一种改进的特别优选的第二变型中,第二工作状态特别是在点火射束工作中是利用燃气作为燃料的燃气工作。在柴油工作中的-根据优选的改进因而主要针对小负载-压力计算或其它工作参数计算,特别是在点火射束工作中针对在气缸之前的状态压力的给定压力计算,有利地已经与在柴油工作中的压力计算或其它工作参数计算同步地进行。通过这种方式可以有利地实现,若对于点火射束来说必需的(给定)压力已达到当前(实际压力)(特别是在柴油工作中在未对进气空气节流的情况下),或者达到作为最小值预定的压力(特别是在柴油工作中在节流情况下),从柴油工作切换到点火射束工作或其它燃气工作。类似地,这可以适用于相反的方向。
[0035]已表明有利的是,除了确定形式为进气道、其节流件特别是促动器的状态压力的切换工作参数外,为了影响状态压力,比如还设置了节流阀阀瓣、节流阀或其它节流机构。当前,任何用于减小压力的机构都视为进气道的节流-机构,其除了包括发动机节流件外,有时还包括压缩机-旁通管-节流件。发动机-节流件尤其也可以是阀、阀瓣或节流阀,或者也可以是压缩机的可变涡轮机造型。在完全打开与完全关闭的位置之间的仰角α在此通常用于描述节流位置;也可以组合地使用前述类型的多个节流-机构。尤其可以在上游在接收器容腔之前设置发动机-节流件,和/或在旁通管-段上设置压缩机旁通-节流件。尤其是根据进气道的给定的和/或实际的状态压力,可以对进气道进行节流,特别是用于对发动机和/或旁通-段进行节流。
[0036]有利地在达到最小压力时才在柴油工作中进行可选的节流,以便在柴油工作中没有持久的负载缺点,因为节流通常也带来任意的负载缺点。可选的节流的首要目标因而尤其是增大工作特性曲线族区域,以便在该区域内可以进行点火射束工作。还表明,特别是在柴油工作中在切换过程之前的节流导致比较平滑的切换过程,而没有扭矩突变和/或同时减小HC排放。为此根据一种改进,特别是前述类型的节流-机构在柴油工作中朝向关闭位置移动,这在切换过程之前导致减小状态压力,尤其是当要从柴油工作切换到点火射束工作时。对此,减小接收器压力和/或增压压力已表明是适宜的。通常,在柴油工作中的节流也可以仅仅局限在用于切换至燃气工作的切换过程。原则上也可以减小在压缩机之后的压缩压力(在附图中为ρ2),和/或减小在压缩机之前的进气压力(在附图中为pi)。在优选从柴油工作到点火射束工作的切换过程之后,节流机构有利地承担了对发动机的一部分负荷控制。例如可以在切换过程之后使得节流机构继续打开。
[0037]在另一特别优选的改进中,已表明有利的是,从柴油工作到燃气工作的第一切换点是与从燃气工作到柴油工作的第二切换点不同的另一值。换句话说,可以借助切换点,特别是在规定两个状态压力情况下,根据设计方案,规定用于切换区域的回滞。这导致双燃料内燃机的比较柔和的切换特性,其中以改善的方式避免了扭矩突变。此外尤其已表明有利的是,给在柴油工作(DB)与点火射束工作(ZS)(通常为燃气工作(ZB))之间的切换过程设置回滞。
[0038]从柴油工作到燃气工作的第一切换点有利地以较高的值位于从燃气工作到柴油工作的第二切换点的值之上。已表明,原则上有利的是,从柴油工作到燃气工作的第一切换点在发动机节流情况下特别是通过发动机节流件实施,和/或在进气道节流情况下特别是通过压缩机-旁通管-节流件和/或进气节流件实施。优选为此可以使得直接在上游置于接收器容腔之前的发动机节流件在切换之前朝向关闭位置移动。
[0039]特别是可以至少通过确定进气道的用于切换的状态压力来预定不同的切换点,作为切换区域的极限。有利地已表明,为了表示切换回滞,用于从点火射束工作(ZB)往回切换到柴油工作(DB)的气缸之前的压力应低于在反向切换时的压力。换句话说,为了从柴油工作切换到点火射束工作,可以预定进气道的相比于在从点火射束工作((ZS)(通常为燃气工作(ZB))到柴油工作(DB)的切换时更高的状态压力。
[0040]在该改进的特别优选的具体设计中,已表明有利的是,切换进气道的状态压力的切换工作参数,其条件是,柴油工作的状态压力等于或高于燃气工作的状态压力特别是给定状态压力。有利的条件优选在于,在柴油工作中的状态压力的虚拟地确定的值和/或实际值等于或高于燃气工作的状态压力的虚拟地确定的值和/或给定值。
[0041]特别地,在从柴油工作到点火射束工作的过渡中有利地在超过气缸前的压力给定值时切换工作方式,或者在从点火射束工作到柴油工作的过渡中在低于气缸前的压力给定值时切换工作方式。有利地通过在柴油工作中至少暂时地对气缸前的压力进行节流,可以实现使得用于切换至点火射束工作的切换阈值朝向较低的负载移动。从柴油工作到点火射束工作的工作方式切换,特别是可以当用于点火射束工作的给定压力等于气缸前的当前增压空气压力时进行。
[0042]总之,这些措施分别单独地或者组合地导致工作方式的切换,而没有明显的扭矩突变。有利地表明,由此可以相当好地避免扭矩突变。尤其表明,采用这种措施或类似措施,可以控制和/或调节双燃料内燃机从柴油工作的受节制的实际状态转变为燃气工作的要受控制的给定状态;特别是附加地基于根据该改进规定的用于切换区域的条件。原则上,可以通过规定在状态压力的实际值与给定值之间的差的极限值,来规定用于切换区域的回滞,这优选根据在切换至点火射束工作时点火射束工作的切换方向或者在切换至采用工作时柴油工作的切换方向而定。
[0043]在特别优选的改进中已表明有利的是,在上游给多个气缸在这些气缸之前配设接收器容腔,其例如尤其可以考虑在发动机-节流件之后的弯头容腔或混合段等的容腔。
[0044]特别是已表明有利的是,给双燃料内燃机在进气系统的进气道上设有增压件,特别是该增压件包括增压热量交换器。在一种特别优选的改进中已表明有利的是,给增压热量交换器配设热量交换器容腔,其例如特别是可以考虑在发动机-节流件之前的增压热量交换器容腔或进气道的其它容腔。
[0045]特别有利地,确定在发动机气缸之前的状态压力,优选作为在接收器容腔中的接收器压力。接收器容腔通常系指沿上游方向置于气缸之前的任何容腔,和沿下游方向置于增压件和/或旁通段之后、特别是置于发动机-节流件之后的任何容腔。接收器容腔例如可以是弯头容腔,或者是增压段的其它扩展安装空间的容腔。接收器容腔尤其可以是超过增压段的常见的容腔的容腔;在该改进中已表明,对接收器容腔中的接收器压力的规定对于可靠地控制双燃料内燃机来说特别重要,因为随着接收器容腔尺寸的增大,会牵涉到在燃烧燃气混合物状态下增大的不可靠性。因此,对接收器容腔中的接收器压力的控制消除了在增压段处于静态时存在的无法衡量性。
[0046]已表明有利的是,在通过切换工作参数确定的特别是预定的切换区域,针对发动机的每个气缸都分别单独地在柴油工作与燃气工作之间进行切换。该改进基于如下认识:特别是在气缸的工作循环的开始区域内的切换是有利的;只要对整个发动机的各自切换遵循多个气缸的工作循环的开始区域的顺序过程。尤其可以特定于气缸地从一个工作循环到下一个工作循环地且在每个气缸的相应工作循环开始时依次地(按点火顺序)进行切换。
[0047]切换区域并非必须局限于一维的区域或进气道的状态压
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