[發明專利]操作內燃活塞發動機的方法、控制系統及內燃活塞發動機

有效

• 申請號: 201580080691.3
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN107690522B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: M·艾勒加格;F·貝克曼;A·卡法爾;K·赫爾曼
• 申請（專利權）人: 瓦錫蘭芬蘭有限公司
• 主分類號: F02D41/04
• 分類號: F02D41/04;F02D41/30;F02D41/40;F02D19/10;F02D41/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

本發明涉及一種操作內燃活塞發動機的方法、控制系統及內燃活塞發動機。在瞬時負載狀態是確定的情況下，利用定時補償值校正基礎定時指示，以產生經校正的定時指示，和/或利用持續時間補償值校正基礎持續時間指示，以產生經校正的持續時間指示，并且通過使用經校正的定時指示和/或經校正的持續時間指示將引燃燃料引入到發動機的燃燒室中來點燃燃燒室中的主燃料。在瞬時負載狀態是非確定的情況下，通過使用基礎定時指示和/或基礎持續時間指示將引燃燃料引入到發動機的燃燒室中來點燃燃燒室中的主燃料。本發明還涉及一種控制系統(100)并且涉及一種設置有所述控制系統的內燃活塞發動機(10)。

技術領域

本發明涉及一種操作內燃活塞發動機的方法。本發明還涉及一種用于控制內燃活塞發動機的操作的控制系統。

本發明還涉及一種包括控制系統的內燃活塞發動機。

背景技術

即使動力產生中的大型發動機通常以某種程度上適度的負載變化來操作，也存在需要非?？焖俚呢撦d變化時的情形。在該情況下，大型發動機被認為是可以生成每氣缸多于150kW動力的這種活塞發動機。

存在特別是與船舶中的發動機有關的問題，在船舶中，快速增大發動機負載的能力是重要的安全特征。通常需要為了為船快速提供轉向功率而可以提供在0％-33％、33％-66％以及66％-100％之間的負載階躍(load step)。如果功率的這種快速增加無法實現，則可能引起不足的操縱能力，并且因此甚至引起危險情形。特別是在發動機直接連接到螺旋槳軸的設施中的另一個問題是發動機當在波濤洶涌的海中操作時將經歷負載的突然變化。

在發動機安裝在產生電力和/或熱功率的發電廠中的情況下，能夠非?？焖俚爻袚撦d并提供穩定的燃燒也變得越來越重要。作為與發電廠發動機的操作有關的一個方面是連接到電網的越來越多的風力發電系統，這也產生更不穩定的電網頻率。為了提高電網頻率的穩定性，制定由電網系統中的各種操作員遵循來以高效、可靠、經濟且安全的方式計劃、開發、維護并操作電力系統的規則、指導方針和/或標準的所謂電網標準已經被使得更嚴格，其中，需要非風力發電廠比之前更大程度地支持電網頻率。

大燃氣發動機有利地操作為使得氣缸中空氣和氣態燃料的混合物具有比對于完全燃燒所需的更多空氣。稀薄燃燒降低峰值溫度，并且因此減少NOX排放。在避免爆震的同時提高效率并達到更高的輸出。稀薄空氣-燃料混合物的燃燒通過將少量的液體引燃燃料(像輕燃料油(LFO))噴射到氣缸中來發起。引燃燃料在傳統柴油過程中點燃，這為點燃發動機的燃燒室中的空氣-氣態燃料混合物提供高能量點火源。

對于發動機負載的大變化，發動機因此變得傾向于氣缸爆震和不點火，這潛在地可能引起負載承受的限制。

WO 2012080568A2公開了一種在瞬時負載變化中操作內燃活塞發動機的方法，該發動機將氣態燃料用作其主燃料，并且將液態燃料用作引燃燃料。方法包括以下步驟：基于指示發動機負載的所述一個或更多個信號確定要被引入到燃燒室中的氣態燃料的量和液態燃料的量的比。在增加指示發動機的負載的一個或更多個信號的情況下，改變所引入氣態燃料的量與所引入液態燃料的量的比。要被引入到燃燒室中的氣態燃料的量和液態燃料的量的比被確定為使得限定指示發動機的負載的一個或更多個信號的時間導數。

特別地，燃氣發動機可能對充氣壓力(charge air pressure)和溫度偏差非常敏感，因此影響引燃燃料噴射時的壓縮溫度和壓力。瞬時操作(像快速裝載和負載階躍)期間的問題是充氣壓力經常在基準值以下，這不期望地影響引燃燃料可燃性，因此產生不良且不穩定的燃燒，甚至產生不點火。

發明內容

本發明的目的是提供一種提供更靈活、安全且可靠的操作且使以上所提及的問題最小化的、操作內燃活塞發動機的方法。

本發明的目的由一種操作內燃活塞發動機的方法來滿足，該內燃活塞發動機使用主燃料和用于點燃主燃料的引燃燃料，方法包括以下步驟：