[發明專利]用于操作發動機的方法

有效

• 申請號: 201611112418.7
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106855019B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: E·J·斯克塞爾;A·邦克;M·斯圖爾姆;C·里克特
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒發動機有限及兩合公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張魯濱;吳鵬

公開了一種用于操作發動機的方法。發動機包括被配置成將空氣供應給發動機的進氣管道、被配置成將空氣供應給進氣管道的主空氣供應單元和被配置成將空氣選擇性地供應給進氣管道的副空氣供應單元。方法公開了選擇性地控制空氣從副空氣供應單元到進氣管道的供應，使得空燃比在發動機負荷增加期間維持在第一閾值與第二閾值之間。

技術領域

本發明涉及發動機領域。特別地，本發明涉及在發動機負荷增加期間操作燃燒均質空氣燃料混合物的發動機的系統和方法。

背景技術

內燃機在操作期間往往會經歷負荷的突然增加。發動機控制器可在這種瞬時負荷期間增加供應給發動機的燃料量，以保持發動機速度。然而，對于燃燒均質空氣燃料混合物的氣體燃料發動機而言，供應給發動機的燃料的增加速率由供應給燃燒的空氣的增加速率進行限制，并因此由發動機的進氣歧管氣壓的增加速率進行限制。具有渦輪增壓器的發動機可通過控制壓縮機來增加進氣歧管氣壓。然而，壓縮機通常由于增加壓縮機的速度所需的固有時間而花費一定的時間來增加氣壓。這可能導致功率滯后，直到氣流增加到必需的水平。

一種用于快速增加進氣歧管氣壓的途徑是通過使用額外的空氣存儲單元來提供額外的壓縮空氣。這減少了在負荷的突然增加期間增加發動機功率所需的時間。然而，引入發動機中的額外壓縮空氣可引起較貧的空燃比，這可能會導致發動機中出現不點火或不當燃燒的現象。

美國第4,864,991號專利公開了一種用于控制氣體燃料發動機的空氣-氣體比的方法。該方法描述了當發動機負荷突然增加時，增加氣體的供應并減少空氣的供應以獲得富空氣-氣體混合物。

發明內容

根據一個方面，公開了一種用于操作發動機的方法。該發動機包括被配置成將空氣供應給發動機的進氣管道、被配置成將空氣供應給進氣管道的主空氣供應單元和被配置成將空氣選擇性地供應給進氣管道的副空氣供應單元。該方法公開了選擇性地控制空氣從副空氣供應單元到進氣管道的供應，使得空燃比在發動機負荷增加期間維持在第一閾值與第二閾值之間。

根據另一方面，公開了一種發動機。發動機包括被配置成將空氣供應給進氣管道的主空氣供應單元和被配置成將空氣選擇性地供應給進氣管道的副空氣供應單元。發動機進一步包括控制器，其被配置成用于在增加的發動機負荷期間增加燃料供應。控制器被進一步配置成用于選擇性地控制進氣管道中來自副空氣供應單元的空氣供應，使得空燃比在發動機負荷增加期間維持在第一閾值與第二閾值之間。

附圖說明

圖1示出了根據實施例的發動機。

圖2示出了根據實施例的可選發動機。

圖3示出了根據實施例的用于操作發動機的方法。

圖4示出了根據實施例的用于操作可選發動機的方法。

具體實施方式

參照圖1，示出了包括主空氣供應單元102和副空氣供應單元104的發動機100的實施例。發動機100可以是汽油發動機、氣體發動機(在圖1中所示)或雙燃料發動機。氣體發動機可使用天然氣、丙烷氣體、甲烷氣體或任何其它適合用于氣體發動機的氣體燃料。發動機100可以是單缸或多缸發動機。發動機100可通過燃燒均質增壓空氣燃料混合物來進行操作。雖然發動機100可以是燃燒諸如天然氣的氣體發動機，但本發明可應用于任何發動機(其在燃燒室中通過奧托循環來燃燒任何類型的作為基本均質的空氣燃料混合物的燃料)。

如圖1所示，主空氣供應單元102是具有壓縮機106和渦輪機108的渦輪增壓器。壓縮機106由渦輪機108驅動，并將壓縮空氣提供給進氣管道110。渦輪機108由廢氣驅動。在另一實施例中，主空氣供應單元102可以是增壓器.進一步地，可構想的是，主空氣供應單元102可以是任何其它被配置成永久地供應空氣以用于發動機100的操作的空氣源。