3可定位在氣體燃料噴射器38相對(duì)的氣缸16的一側(cè)上的進(jìn)氣口 32處。在這種情況下，傳感器53可以是燃料傳感器，該燃料傳感器配置為檢測已經(jīng)通過相應(yīng)進(jìn)氣口 32離開氣缸16的來自氣體燃料噴射器38的燃料。在兩個(gè)實(shí)施例中，傳感器53可以將關(guān)于空氣流和/或燃料流的信息發(fā)送至控制器55，該控制器55可以將指令中繼到公共流量調(diào)節(jié)器57，從而響應(yīng)地調(diào)整燃料的壓力和/或流速。為了有效地測量目標(biāo)參數(shù)，傳感器53能夠采用不同的形狀和/或放置在不同的位置。還可以設(shè)想，如果需要，也可以被使用監(jiān)測相同和/或不同的參數(shù)的多個(gè)傳感器53。
[0022]還可以設(shè)想，傳感器53可以用于檢測作為性能參數(shù)的高于閾值水平的廢氣組分(例如氮氧化物(NOx)、顆粒物質(zhì)、碳?xì)浠衔?、一氧化碳、二氧化碳，等?的存在。響應(yīng)于傳感器53監(jiān)測到的不期望水平的特定廢氣組分，控制系統(tǒng)可調(diào)整氣體燃料流以減少相關(guān)排放。
[0023]在替代的實(shí)施例中，傳感器53可以代表爆振傳感器，該爆振傳感器可放置在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體12上或附近的任意合適位置以給控制器55提供關(guān)于雙燃料燃燒的信息。例如，爆振傳感器53可以配置為檢測通過燃燒室22內(nèi)的燃料燃燒創(chuàng)造的壓力波的頻率，或以別的方式測量燃燒過程的狀況。如果該狀況滿足某個(gè)閾值，例如測量的頻率在目標(biāo)范圍之外，則可出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)爆振(也就是某種程度的燃料不完全燃燒)。爆振傳感器53可以與控制器55通信并且配置為向控制器55提供指示燃燒過程的信號(hào)。如果調(diào)整被確定是必要的，則控制器55用信號(hào)通知公共噴射器調(diào)節(jié)器57來調(diào)整唯一的噴射的氣體燃料的參數(shù)，直到通過爆振傳感器53測量的狀況處于目標(biāo)范圍之內(nèi)。
[0024]圖2說明了示例性的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)序圖。圖2將在下面的部分中詳細(xì)討論以進(jìn)一步說明所公開的概念。
[0025]工業(yè)實(shí)用性
[0026]燃料系統(tǒng)14可以用于新的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或改裝成現(xiàn)有的單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。為了以更清潔和更劃算的方式利用相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料系統(tǒng)14可以是單燃料系統(tǒng)的替代品?？梢蕴峁┛刂葡到y(tǒng)以幫助確保燃料系統(tǒng)14的有效使用。通過傳感器53的使用，有效的控制是可能的，從而監(jiān)測臨界參數(shù)并通過控制器55向燃料系統(tǒng)14提供反饋。特別地，來自控制系統(tǒng)的反饋可以用于基于運(yùn)行狀況(例如負(fù)載和/或發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速)來調(diào)整氣體燃料噴射。由于液體燃料噴射器36可以按循環(huán)的方式機(jī)械地被驅(qū)動(dòng)，而不需要來自控制系統(tǒng)的任何輸入，這可能是有利的。也就是說，不管環(huán)境因素、老化因素等等的變化，對(duì)于每個(gè)燃燒循環(huán)(也就是，對(duì)于給定的負(fù)載狀況和/或發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速)，液體燃料噴射器36均噴射相同量的液體燃料。
[0027]圖2是與發(fā)動(dòng)機(jī)10和燃料系統(tǒng)14的運(yùn)行有關(guān)的示例性時(shí)序圖100。當(dāng)操作者轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10時(shí)，可以開始發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。燃料可以從燃料貯存器(例如燃料供應(yīng)62)中抽取至每個(gè)氣缸16。在起動(dòng)時(shí)，盡管初始燃燒循環(huán)可能包括兩種燃料，但是發(fā)動(dòng)機(jī)10按照慣例在上死點(diǎn)102附近(在液體噴射起點(diǎn)106和液體噴射終點(diǎn)108之間)依靠唯一的液體燃料噴射運(yùn)行。在起動(dòng)之后，并且隨著活塞24在它的動(dòng)力沖程/排氣沖程/進(jìn)氣沖程上朝下死點(diǎn)104移動(dòng)，排氣口 34可以在點(diǎn)110附近打開。活塞24可以繼續(xù)向下直到活塞冠26在圖2的相應(yīng)點(diǎn)112處開始不覆蓋進(jìn)氣口 32。一旦活塞冠26通過進(jìn)氣口 32的底部，進(jìn)氣口 32可完全打開。然后在進(jìn)氣口 32打開的相應(yīng)點(diǎn)114和116之間的時(shí)間段期間，可以從氣體燃料噴射器38噴射氣體燃料。同樣在這個(gè)時(shí)間段期間，空氣可從氣箱40進(jìn)入氣缸16。當(dāng)活塞24從下死點(diǎn)104向上移動(dòng)時(shí)，活塞冠26將逐漸關(guān)閉進(jìn)氣口 32。進(jìn)氣口 32可以在點(diǎn)118處完全關(guān)閉。所有的氣體燃料噴射可在到達(dá)該點(diǎn)之前發(fā)生。可以預(yù)期的是，將在112和118之間的完整時(shí)間段的大約25%到40%的期間噴射氣體燃料，其中在該完整時(shí)間段進(jìn)氣口 32打開。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)活塞處于它的進(jìn)氣沖程/壓縮沖程時(shí)，僅在該時(shí)間段的后半部分期間出現(xiàn)這一噴射時(shí)間(在114和116之間)。在氣體燃料被噴射且進(jìn)氣口 32被關(guān)閉之后，排氣口 34可以在點(diǎn)120附近關(guān)閉。在到達(dá)上死點(diǎn)102之前，可以在點(diǎn)106處開始液體燃料噴射。當(dāng)活塞24完成它的進(jìn)氣沖程/壓縮沖程時(shí)，噴射的液體燃料可以引起全部燃料混合物的燃燒，從而重新起動(dòng)循環(huán)。
[0028]如果必要的話，可由傳感器53監(jiān)測進(jìn)入或離開氣缸16的空氣和燃料流以允許調(diào)整。例如，如果噴射到進(jìn)氣口 32中的燃料的壓力不足以壓制通過進(jìn)氣口 32進(jìn)入的空氣的壓力，則需要壓力調(diào)整。可以在進(jìn)氣口 32處監(jiān)測空氣壓力，該進(jìn)氣口 32鄰近其中噴射氣體燃料的進(jìn)氣口 32。傳感器53收集的數(shù)據(jù)可以發(fā)送給控制器55并解釋(通過與來自調(diào)節(jié)器57的數(shù)據(jù)或來自氣體燃料噴射器38中的單獨(dú)的傳感器的數(shù)據(jù)比較)以確定燃料壓力調(diào)整是否是必要的以達(dá)到下游燃料噴射和進(jìn)氣之間的預(yù)期壓力差(大約2-4巴)。如果壓力調(diào)整是必要的，控制器55可以發(fā)送指令到公共流量調(diào)節(jié)器57以調(diào)整進(jìn)入氣體燃料噴射器38的燃料流速，使得噴射壓力達(dá)到預(yù)期范圍。還可以預(yù)期，傳感器53可以監(jiān)測其他運(yùn)行狀況，例如溫度、速度、時(shí)序及類似數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)的指令以確保燃料強(qiáng)力流入氣缸。
[0029]例如，傳感器53可以用于檢測燃料離開進(jìn)氣口 32的流動(dòng)性。傳感器53可以定位在與氣體燃料噴射器38相對(duì)的氣缸16的一側(cè)上的進(jìn)氣口 32外部，以檢測已經(jīng)離開氣缸16的燃料。如果檢測到燃料，或如果檢測到的燃料量超過閾值水平，可以經(jīng)公共流量調(diào)節(jié)器57通過控制器55調(diào)整噴射的氣體燃料的壓力。以這種方式使用傳感器53和控制系統(tǒng)可以促成燃料在氣缸16內(nèi)部更大的停留，并因此提高了燃料系統(tǒng)14的效率。
[0030]另一選項(xiàng)可以是利用傳感器53作為爆振傳感器以監(jiān)測燃燒室22內(nèi)的燃料燃燒?？梢酝ㄟ^公共流量調(diào)節(jié)器57增加由氣體燃料噴射器38噴射的氣體燃料的壓力，直到爆振傳感器53檢測到預(yù)示發(fā)動(dòng)機(jī)爆振的由燃料燃燒生成的閾值壓力波頻率。傳感器53可以將信息中繼到控制器55以經(jīng)公共流量調(diào)節(jié)器57減少噴射的氣體燃料的壓力，直到出現(xiàn)燃燒而不爆振。
[0031]在給定的燃燒循環(huán)期間或之后，傳感器53感知到超出預(yù)期范圍的參數(shù)。如果是，傳感器53可以產(chǎn)生指示該參數(shù)的信號(hào)并發(fā)送該信號(hào)至控制器55?？刂破?5可解釋這些信號(hào)并將指令引導(dǎo)到公共流量調(diào)節(jié)器57 (或如果存在的話，在氣體燃料噴射器38內(nèi)的單獨(dú)的流量調(diào)節(jié)器)以調(diào)整參數(shù)(例如壓力、流速、時(shí)序，等等)，使得可以優(yōu)化流動(dòng)以滿足由傳感器53監(jiān)測的預(yù)期范圍。這種類型的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)可以有益于允許燃料系統(tǒng)14和發(fā)動(dòng)機(jī)10有效地運(yùn)行，同時(shí)適應(yīng)運(yùn)行狀況的改變。
[0032]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以對(duì)所公開的發(fā)動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)進(jìn)行各種修改和變型。另外的實(shí)施例從公開的控制系統(tǒng)的說明與實(shí)踐的考慮對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。說明書和示例僅僅是示例性的，真實(shí)范圍由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)內(nèi)容指出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的控制系統(tǒng)，包括: 氣體燃料噴射器(38)，其具有的噴嘴(54)位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸(16)的第一進(jìn)氣口(32)處并且配置為基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和轉(zhuǎn)速中的至少一者將不同量的氣體燃料徑向地噴入所述氣缸； 液體燃料噴射器(36)，其配置為基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和轉(zhuǎn)速中的至少一者將固定量的液體燃料軸向地噴入所述氣缸； 調(diào)節(jié)器(57)，其配置成選擇性地調(diào)節(jié)進(jìn)入所述氣體燃料噴射器的氣體燃料的流量； 至少一個(gè)傳感器(53)，其配置成產(chǎn)生指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)的信號(hào)；以及控制器(55)，其與所述調(diào)節(jié)器和所述至少一個(gè)傳感器連通，且所述控制器配置成基于所述信號(hào)選擇性地使所述調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)氣體燃料的流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述傳感器定位在所述氣缸的第二進(jìn)氣口(32)處。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，所述性能參數(shù)是通過所述第二進(jìn)氣口進(jìn)入氣缸的空氣的壓力。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，所述性能參數(shù)是通過所述第二進(jìn)氣口離開氣缸的氣體燃料的存在。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述性能參數(shù)是高于閾值的廢氣成分的存在。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述性能參數(shù)是由燃料燃燒產(chǎn)生的壓力波的頻率。7.—種用于控制雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的操作的方法，包括: 基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和速度的至少一者通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸(16)的第一進(jìn)氣口(32)徑向地噴射不同量的氣體燃料； 基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和速度的至少一者將固定量的液體燃料軸向地噴入所述氣缸； 感測所述發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)；以及 基于所述性能參數(shù)選擇性地調(diào)節(jié)所噴射的氣體燃料的量。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)節(jié)氣體燃料噴射包括將噴射到所述氣缸內(nèi)的氣體燃料的壓力調(diào)節(jié)至超過進(jìn)入所述氣缸的空氣壓力大約0.5-4巴的壓力。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，噴射所述氣體燃料包括在所述第一進(jìn)氣口打開的大約25-40 %的時(shí)間段內(nèi)噴射所述氣體燃料。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，噴射不同量的氣體燃料包括將氣體燃料引導(dǎo)穿過配置成阻礙氣體燃料流動(dòng)的收縮噴嘴(54)。
【專利摘要】公開一種用于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可具有帶噴嘴(54)的氣體燃料噴射器(38)，該噴嘴位于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸(16)的第一進(jìn)氣口(32)處并且配置為基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和轉(zhuǎn)速中的至少一者將不同量的氣體燃料徑向地噴入氣缸?？刂葡到y(tǒng)還可具有液體燃料噴射器(36)，該液體燃料噴射器配置為基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載和轉(zhuǎn)速中的至少一者將固定量的液體燃料軸向地噴入氣缸。此外，該控制系統(tǒng)可具有調(diào)節(jié)器(57)和至少一個(gè)傳感器(53)，該調(diào)節(jié)器配置成選擇性地調(diào)節(jié)進(jìn)入氣體燃料噴射器的氣體燃料的流量，而該傳感器配置成產(chǎn)生指示發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)的信號(hào)。該控制系統(tǒng)也可以具有與調(diào)節(jié)器和至少一個(gè)傳感器連通的控制器(55)。該控制器可以配置為基于信號(hào)選擇性地使調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)氣體燃料的流量。
【IPC分類】F02D41/30, F02D19/08, F02B75/02, F02D41/00, F02D19/06, F02B25/04
【公開號(hào)】CN104995387
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480005195
【發(fā)明人】S·B·菲弗蘭德, D·班德亞帕德耶, E·J·克萊爾
【申請(qǐng)人】易安迪機(jī)車公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2014年1月23日
【公告號(hào)】DE112014000319T5, US20140209066, WO2014120535A1