用于驱动双燃料内燃机的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9650346阅读:来源:国知局
力的一个单独的点,更确切地说,而是可以具有变化的和/或固定的切换点的特性曲线族。变化的和固定的切换工作参数例如是其给定值,其能够可变地选择,然后固定地设定好。
[0048]例如,切换区域的变化的和/或固定的切换点可以通过变化的和/或固定的切换工作参数来确定,其包括至少一个状态压力,或者有利地特别是为了形成回滞区域而包括状态压力区域。其它切换工作参数可以有利地选自工作参数组,该参数组具有:发动机转速、最大的燃烧空气比、在点火射束工作中的总燃料物质的液化燃料特别是柴油燃料份额、在柴油工作中进气道的、至少需要的或者有益的状态压力、特别是接收器容腔中的接收器压力。
[0049]基本上已表明,可以测量多个所述切换工作参数,特别是测量进气道中增压混合物的状态压力。在一种改进中,状态压力也可以用作复杂地形成的状态压力参数的基础;这例如可以是形式为给定状态压力的第一状态压力,和/或形式为实际状态压力的第二状态压力。
[0050]状态压力参数尤其可以是第一和第二状态压力的组合,必要时也在考虑到进气道的或进气系统的其它状态压力的情况下形成,例如是接收器压力与增压压力(在附图中为p5和p3)的组合。
[0051]切换工作参数尤其可以基于进气道的第一与第二状态压力的差、特别是相同状态压力的给定值与实际值的差、和/或在节流-机构之前和之后的状态压力的差来形成。例如可以将在发动机-节流件之前和之后的状态压力、特别是接收器压力和增压压力(在附图中为P5和p3)的差考虑作为第一和第二状态压力。例如可以将在压缩机-旁通管-节流件之前和之后的状态压力、特别是进气压力和增压压力(在附图中为pl和P3)的差考虑作为第一和第二状态压力。利用如此形成的或类似地复杂地形成的状态参数,可以显著地改善控制机构的控制品质。也可以灵活地设计控制机构,其方式例如为,通过给定值与实际值的第一和第二状态压力的差来规定用于切换区域的回滞。
[0052]在此背景下尤其也已表明特别有利的是,状态压力虚拟地确定,例如予以模拟和/或计算。为此可以基于增压系统的合适的包括进气道的计算模型。在一种特别优选的改进中已表明,该技术模型应包括至少两个计算体积,其占据了增压段的最大的体积区域。这尤其涉及到接收器容腔的、例如发动机上的弯头的计算体积,和/或涉及增压热量交换器的计算体积。在考虑到这种比较大的体积情况下,可以考虑在接收器容腔和/或增压热量交换器容腔中的动态地且在静止区域产生的燃气混合物状态。
[0053]在一种改进的特别优选的第一变型中已表明有利的是,第一工作状态是仅仅使用柴油的纯柴油工作。特别是可以在针对第一工作状态而设置的控制模式下通过指配给纯柴油工作的特性曲线族布置来求得第一工作状态的虚拟地确定的工作参数。这尤其涉及到特别是在接收器容腔中的虚拟地确定的状态压力(P5)比如给定状态压力或实际状态压力。这有时也涉及到虚拟地确定的其它工作参数比如温度和膨胀体积(例如接收器容腔中的指配给接收器压力p5的温度T5)。这有时也涉及到在增压热量交换器容腔中的相应参数(例如在增压热量交换器容腔V3中的指配给增压压力p3的温度T3)。
[0054]在一种改进的特别优选的第二变型中,第二工作状态是利用燃气作为燃料的纯燃气工作。特别地,纯燃气工作也是采用柴油方法的点火射束工作,其在外部形成用于柴油点火射束的燃气混合物。就实际工作状态而言,优选可以求得第二工作状态的虚拟地确定的工作参数,即予以模拟和/或计算。优选地在针对第二工作状态而设置的控制模式下,通过指配给纯燃气工作的特性曲线族布置来求得工作参数。尤其可以针对纯燃气工作求得接收器容腔的和/或增压热量交换器容腔的燃气状态(p5、T5、V5或p3、T3、V3)。
[0055]前述第一和/或第二变型可以无需(有时繁琐地或不可能地或也许不可靠地)测量工作参数,特别是在进气道特别是接收器容腔和/或增压热量交换器容腔中的状态压力。附加于或替代于测量值,也可以实现根据实际情况来求得并使用工作参数特别是状态压力的给定值和/或实际值。
[0056]在一种特别优选的改进中规定,除了双燃料内燃机的实际运行外,还并行地和/或实时地、虚拟地确定、特别是计算和/或基于进气道的计算模型来模拟燃气工作和柴油工作。这具有如下优点:特别是在切换区域中,并行地实时地提供在柴油工作中以及在纯燃气工作中的工作参数特别是状态压力,并对其相互比较。这样就可以有利地设计在燃气工作与柴油工作之间的切换点,即从柴油工作切换到燃气工作,和/或从燃气工作切换到柴油工作,尤其是同时避免过度排放,且避免扭矩突变。并并行地和/或实时地在任何情况下都确定燃气工作和柴油工作的重要的状态参数比如至少一个状态压力,这种改进的设计方案导致基于虚拟的确定而比较良好地了解工作状态,因而可以比较好地规定有利的切换点。
[0057]特别是已表明,在前述改进中谈论到的、带有接收器容腔的和/或增压热量交换器的计算体积的计算模型,可以有利地用于实现可靠地预判双燃料内燃机的在纯柴油工作或纯燃气工作中的虚拟的工作状态。
[0058]尤其已表明有利的是,所述工作状态,包括第一工作状态的至少一个特别是虚拟地确定的第一工作参数,和/或第二工作状态包括第二工作状态的至少一个特别是虚拟地确定的第二工作参数。第一和/或第二工作参数尤其是进气道的状态压力,特别是直接在发动机气缸之前的状态压力,尤其是在发动机接收器容腔中的接收器压力。有利地并行地和/或实时地提供第一和第二工作参数、特别是第一和第二工作状态的第一和第二状态压力。
[0059]优选采用前述改进可以实现对进气道的状态压力的切换工作参数予以切换,其方式为,燃气混合物的燃烧空气比例(这里为λ_燃气值)低于阈值,例如低于2.5,特别是低于2.0。这具有如下优点:即使在切换区域中也能避免过度的HC排放。
[0060]下面参照附图阐述本发明的实施例。这些附图未必尺寸精准地反映出所述实施例,确切地说,用于介绍性用途的这些附图以示意性的和/或略微扭曲的形式绘出。对于针对可由附图直接看到的教导的补充,参见相关的现有技术。在此要考虑到,可以对实施方式的形式和细节予以多种多样的改型和变型,而不偏离本发明的普遍构思。在说明书、附图以及权利要求书中公开的发明特征无论是单独地还是任意组合地,都对本发明的改进很重要。此外,在说明书、附图和/或权利要求书中公开的至少两个特征的全部组合都落入本发明的范围内。本发明的普遍构思并不局限于在后面示出和介绍的优选实施方式的具体形式和细节,或者并不局限于某个主题方案,其相比于在权利要求书中要求保护的主题受到限制。在给出的测量范围中,位于所述界限内的值也应作为极限值公开,且可任意地使用和要求权利保护。
[0061]本发明的其它优点、特征和细节可由对优选实施方式的后续说明以及参照附图得至IJ;具体地,在这些附图中:
[0062]具体地,在这些附图中:
[0063]图1示意性地示出一种双燃料内燃机,其带有进气道和增压热量交换器以及发动机和共轨喷射系统,进气道带有涡轮增压器形式的增压件,增压热量交换器带有热量交换器容腔,发动机带有多个气缸和用于燃烧燃气BG的特定于气缸的燃气配给件,其中,这些气缸与接收器容腔连接,其中,可以通过旁通段绕过增压件-双燃料内燃机是燃气-柴油-内燃机,且可在纯柴油工作中以及在混合式工作中或者在纯燃气工作中作为点火射束工作在喷射柴油形式的点火混合物情况下工作;
[0064]图2为针对发动机转速和发动机扭矩示意性地绘出的柴油工作(DB)和燃气工作(ZB)特别是点火射束工作(ZS)的示意性地绘出的工作状态区域的曲线图,其中,在当前,点火射束工作针对处于1.5...2之间范围内的λ -燃气值进行,柴油工作针对处于3...7之间范围内的λ-柴油值进行;括号内的值相应于替代的工作方式(即,在上面的区域内,柴油代替燃气,在下面的区域内,燃气代替柴油);
[0065]图3在视图(Α)中在柴油工作和燃气工作特别是点火射束工作之间的转变情况下示出在用于控制的模块200框架内可实现的示意性的条件询问,(DB、ZB) = (0、1),其中,已表明有利的是,对柴油工作予以节流,以便于是引入切换过程,和
[0066]-在视图(B)中示出从燃气工作特别是点火射束工作到柴油工作的过渡的优选条件,和
[0067]-在视图(C)中示出用于回滞的通常的条件,其也有利于从燃气工作特别是点火射束工作到柴油工作的转变;
[0068]图4在上面示出作为给定值的发动机扭矩Md_给定关于时间的暂态过程以及相关的用于接收器容腔81的在柴油工作(DB)中的接收器压力p5,
[0069]-在视图㈧中示出发动机未节流的情况,和
[0070]-在视图⑶中示出在发动机扭矩的过渡区域t内发动机节流的情况;已表明,在接收器压力下降情况下,与发动机未节流时相比,在发动机节流时负载过渡会在更早的时间点进行;
[0071]图5为用于柴油工作的调节器的调节器部分300的结构的示意图;
[0072]图6为用于燃气工作特别是点火射束工作的调节器的调节器部分400的结构的示意图;
[0073]图7示出用于燃气工作特别是点火射束工作(A)的调节器的调节器部分400的模块420,(A)以及用于从燃气工作特别是点火射束工作到柴油工作的过渡的调节器结构的可行方案,用于借助压缩机-旁通管和/或涡轮机-旁通管(VBP、TBP)和相应的旁通管-阀瓣位置a VBP或节流阀阀瓣位置a DK进行节流过程。
[0074]图1不出一种也称为双燃料内燃机100的多燃料内燃机,其带有发动机10、喷射系统20以及进气系统,该进气系统带有分支的进气道30。在该进气道上特别是为了形成增压而设置有涡轮增压器50和增压热量交换器60以及旁通管70,增压热量交换器在此形式为增压空气冷却器。
[0075]当前,发动机被设计成带有多个即16个气缸的V型发动机,其在Α侧带有8个气缸Ai,i = 1...8,且在B侧带有8个气缸Bi,i = 1...8 ;所示的这种气缸布置方式和所述气缸数量在当前仅仅是示例性的。特别是对于大型发动机应用来说,也适宜给发动机设有10个、12个、20个、24个或28个气缸,或者设有其他数量的气缸。发动机设有用于燃烧燃气BG的特定于气缸的燃气配给机构40。
[0076]喷射系统20在当前是带有共轨21的共轨系统,从该共轨中分支出用于发动机10的每个气缸A1、Bi,i = 1...8的多个喷射管路22-这些喷射管路各带有喷射器23和置于该喷射器之前的单蓄存器24。喷射系统20被设计用来配给液态燃料比如柴油,或者也配给另一种液化的或液态的燃料,以
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