气体或双燃料发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体或双燃料内燃发动机，具体涉及一种操作气体或双燃料发动机的系统和方法。
【背景技术】
[0002]预点燃可在内燃发动机的操作过程中发生。预点燃是气体和/或燃料和空气的混合物在发动机的燃烧室中自点燃的过程。预点燃会在高发动机载荷和/或高温度时发生。气体和/或燃料和空气的混合物的预点燃会造成非常高的缸压并会潜在损害发动机。
[0003]美国专利4979481涉及用于具有缸的内燃发动机的控制设备。每个缸设置有独有的燃料喷射阀。每个缸具有用于检测此缸中的失火的失火检测装置。控制设备包括用于停止与失火缸对应的燃料喷射阀的驱动以停止向此失火缸供应燃料的驱动停止装置。该设备进一步在发动机的排气路径中设有空气-燃料比传感器，使得在检测到缸失火时，燃料喷射阀保持经过反馈控制控制。正常点火的缸的打开根据从空气-燃料比传感器输出的空气-燃料比信号控制，使得缸的表观空气-燃料比通过公式L = nLo/ (n-p)给出，其中L是P个缸失火时缸的空气-燃料比的表观值，η是缸的数目，Lo是所有缸正常操作时缸的空气-燃料比，P是失火缸的数目。
【发明内容】
[0004]在本发明的一方面，一种操作具有多个缸的气体或双燃料发动机的方法包括监视气体或双燃料发动机的操作过程中所述多个缸的每个缸的特征。该方法基于监视的所述多个缸的特征检测与所述多个缸的一个或多个缸相关的预点燃条件。该方法减少到具有与其相关的预点燃条件的一个或多个缸的燃料供应。响应于到具有预点燃条件的一个或多个缸的减少燃料供应增加到所述多个缸的剩余缸的燃料供应以维持气体或双燃料发动机的恒定动力输出。该方法基于供应到剩余缸的燃料增加量调节供应到所述多个缸的每个缸的空气量以使空气-燃料比维持在希望范围。
[0005]在本发明的另一方面，提供一种气体或双燃料发动机。该发动机包括多个缸。该发动机还包括与所述多个缸的每个缸相关的燃料进入阀。燃料进入阀能够将燃料供应到所述多个缸的每个缸的燃烧室。此外，发动机包括与所述多个缸的每个缸相关并能够检测气体或双燃料发动机的操作过程中所述多个缸的每个缸的特征的传感器。此外，发动机包括操作地联接到与所述多个缸的每个缸相关的所述传感器和所述燃料进入阀的控制单元。控制单元从传感器接收气体或双燃料发动机的操作过程中所述多个缸的每个缸的至少一个特征。此外，控制单元基于接收到的所述多个缸的每个缸的特征检测与所述多个缸的一个或多个缸相关的预点燃条件。控制单元减少到具有与其相关的预点燃条件的一个或多个缸的燃料供应。控制单元响应于到具有预点燃条件的一个或多个缸的减少燃料供应增加到所述多个缸的剩余缸的燃料供应，以维持气体或双燃料发动机的恒定动力输出。此外，控制单元基于供应到所述剩余缸的燃料增加量调节供应到所述多个缸的每个缸的空气量，以将空气-燃料比维持在希望范围。
[0006]本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图得以清楚。
【附图说明】
[0007]图1示出根据本发明的一种实施方式的示例性发动机的示意表示；
[0008]图2示出根据本发明的一种实施方式的操作图1的发动机的控制系统的示意图；和
[0009]图3示出根据本发明的一种实施方式操作发动机的示例性方法。
【具体实施方式】
[0010]本发明涉及用于操作气体或双燃料发动机的系统和方法。图1示出根据本发明的一种实施方式的发动机100的不意表;根据一种实施方式，发动机100是气体燃料内燃发动机系统。但是，在多种替代实施方式中，发动机100可以是任何类型的内燃发动机，例如双燃料发动机、Otto或压缩点燃内燃发动机。发动机100可利用气体和/或液体燃料以便燃烧。
[0011]发动机100包括发动机缸体102。发动机缸体102包括一组缸104_1、104_2、104-3，…104-n，可互换且总体称为缸104。缸104可由诸如钢、铝基合金等的金属合金制成。可以想到，发动机100可包括任何数目的缸104且缸104可以直列构型、“V”构型或本领域中已知的任何其他构型布置。发动机100可用来为任何机器或其他装置，包括高速路卡车或车辆、非高速路卡车或机器、土方设备、发电机、泵等提供动力。机器可用在各种应用中，例如航天应用、机车应用、海洋应用、发电和其他发动机供能应用。
[0012]发动机100进一步包括燃料箱(未显示)、与缸104相关联的涡轮增压器106和进气歧管108。进气歧管108流体连接到每个缸104的燃烧室202 (如图2所示)并且被构造成将压缩空气引入缸104的燃烧室202中。涡轮增压器106包括压缩机110以经由空气入口 112接收环境空气并将压缩空气经由冷却器114提供给进气歧管108。节流阀116定位在冷却器114下游并被构造成调节冷却器114和进气歧管108之间的空气流。
[0013]此外，排气歧管118连接到每个缸104。在气体燃料在燃烧室202燃烧后，排气经过排气歧管118释放。涡轮增压器106进一步包括被构造成使用排气的热量和压力来驱动压缩机110的涡轮机120。压缩机110经由轴121可转动地连接到涡轮机120并通过由来自排气歧管118的排气造成的涡轮机120的转动运动驱动。
[0014]此外，发动机100可包括废气门系统，其具有经由废气门阀124流体连接到排气歧管118的废气门连接件122。废气门系统可被构造成调节涡轮机120的速度。另外，发动机100可包括具有旁通连接件126的旁通系统，旁通连接件被构造成经由旁通阀128将过量的压缩空气释放到大气。
[0015]图2示出操作图1的发动机的控制系统220的示意图。为了便于解释，图2中只示出了一个缸104。如图2所示，发动机缸体102包括限定燃烧室202的缸104并包括能够在其中往复的活塞204。发动机缸体102进一步包括支承在曲轴箱(未示出)内并经由活塞杆205连接到活塞204的曲轴206。
[0016]发动机100进一步包括与每个缸104相关联的入口阀208。入口阀208被构造成调节进气通道210和缸104的燃烧室202之间的流体流。可以想到，缸104经由进气通道210和入口阀208连接到进气歧管108 (如图1所示)。入口阀208被构造成将压缩进气供应到燃烧室202。
[0017]发动机100进一步包括与每个缸104相关联的排气阀212。排气阀212被构造成调节排气通道214和缸104的燃烧室202之间的流体流。可以想到，缸104经由排气通道214和排气阀212连接到排气歧管118(如图1所示)。虽然图2中示出了仅一个入口阀208和一个排气阀212，但可以理解入口阀208和排气阀212的数目可改变，不偏离要求保护的主题的范围。
[0018]此外，发动机100包括与每个缸104相关联的燃料进入阀216。燃料进入阀216可被构造成将燃料供应到燃烧室202。在示例性实施方式中，燃料进入阀216可以是被构造成将气体燃料供应到燃烧室202或者供应到与每个缸104相关联的进气通道210的进气阀。
[0019]此外，发动机100包括被构造成在希望点燃正时点燃燃烧室202内侧的燃料和空气的混合物的点燃装置218。在示例性实施方式中，点燃装置218是火花塞。替代地，点燃装置218可以是