[發明專利]預燃室燃料進入閥診斷法

有效

• 申請號: 201610962343.5
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106609708B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 葛新宇
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02D41/22
• 分類號: F02D41/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 冷妮;吳鵬

本發明描述了檢測發動機的汽缸熄火的系統和方法。該系統和方法可包括確定發動機的燃燒室中曲柄角的標準偏差，并確定發動機的燃燒室中峰值壓力的標準偏差。若曲柄角位置的標準偏差大于曲柄角的標準偏差的閾值，或若峰值壓力的標準偏差大于峰值壓力的標準偏差的閾值，可進行發動機汽缸切斷檢查以識別一個或多個熄火汽缸。

技術領域

本發明總體涉及氣體發動機，更具體地說，涉及預燃室燃料進入閥診斷法。

背景技術

在天然氣發動機中，預燃室通常與每個汽缸相關聯。電子控制的燃料進入閥用于向預燃室提供燃料以便于預燃室中混合物的點火。當預燃室燃料進入閥中螺線管被通電時，壓力增大以抵抗彈簧力的作用，并且預燃室燃料進入閥被打開。當螺線管被斷電時，彈簧的組合力和預燃室中混合物所施加的力超出施加在遠離預燃室的側部上的力，預燃室燃料進入閥被關閉。因為高溫和預燃室燃料進入閥受到的振動，預燃室燃料進入閥在短時間的運行后可降級并失去某些功能。在燃料供應管線中的燃燒殘留物和顆粒物質也可增加預燃室燃料進入閥的磨損，這可能引起閥泄漏，因而引起汽缸熄火。

此泄漏是預燃室燃料進入閥的常見問題。預燃室燃料進入閥的泄漏可導致發動機的不平穩運轉以及燃燒燃料的消耗的增加。因為預燃室相對于主燃室體積更小，所以預燃室燃料閥的泄漏可明顯地改變預燃室中的空氣燃料比(AFR)。在預燃室中精確地控制AFR以確保點火，使得當AFR因預燃室燃料進入閥泄漏而偏離期望值時，發動機不能正常啟動，或引起AFR偏離最佳點火范圍，導致發動機熄火。因為發動機可具有更多汽缸和預燃室燃料進入閥，以及多種因素可影響發動機性能，所以在該領域排除氣體發動機熄火故障以找出根本原因非常耗時并且成本很高。為了確定哪個汽缸或閥在正常工作，因為預燃室燃料進入閥的尖端位于預燃室內，或通過直接地測量預燃室或主燃室的溫度(因為燃燒溫度超出2000℃)，直接地測量預燃室燃料進入閥運動是不實際的或消耗成本。

檢測發動機汽缸熄火的系統和方法的一個實例在Andrews等人的美國專利號6,243,641(“’641專利”)中公開。所公開的系統和方法包括單規格類型的壓力傳感器，其位于排氣歧管中以檢測內燃機的所有汽缸的熄火。壓力傳感器檢測排氣歧管壓力并通過模數轉換器將信號提供給微型計算機。數據處理裝置監測來自傳感器的數據所產生的壓力波形以確定是否發生完全熄火或部分熄火。若汽缸發生部分熄火或完全熄火，汽缸的壓力脈沖強度將下降，因此，使得數據處理裝置識別熄火。數據處理裝置可通過計算每個燃燒循環的平均峰值壓力、作為發動機速度和燃料消耗率的函數的壓力閾值、和基于平均峰值壓力與壓力閾值之間的差值的最小壓力值確定熄火。數據處理裝置或者可通過先計算所觀察到的壓力脈沖與平均峰值壓力之間的變異系數，然后將變異系數與壓力閾值比較以確定是否至少已發生部分熄火來確定熄火。然而，來自每個汽缸的脈動排氣流可因排氣閥相位的重疊而互相干擾。當方法應用于具有大汽缸的發動機時，排氣流的干擾可限制’641專利中所公開方法的有效性。

因此，需要改進的預燃室燃料進入閥診斷法。本發明的多個方面可解決這些問題和/或缺點中的一個或多個。

發明內容

在一個方面，本發明描述了一種檢測發動機的汽缸的熄火的方法。該方法可包括確定發動機的燃燒室中峰值壓力的標準偏差，并確定曲柄角位置的標準偏差。在某些方面，該方法可包括確定峰值壓力的標準偏差是否大于峰值壓力的標準偏差的閾值，確定曲柄角位置的標準偏差是否大于曲柄角的標準偏差的閾值；并進行發動機汽缸切斷檢查。