[發(fā)明專利]在氣體模式下操作活塞發(fā)動機(jī)的方法和活塞發(fā)動機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780070578.6
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN109983213B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·海沃恩
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦錫蘭芬蘭有限公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02D41/40;F02D19/10;F02D35/02;F02D41/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

一種在氣體模式下操作活塞發(fā)動機(jī)(1)的方法包括以下步驟：將氣態(tài)主燃料引入所述發(fā)動機(jī)(1)的氣缸(2)的燃燒室(19)中并且將液體引燃燃料噴射到所述燃燒室(19)中和/或所述氣缸(2)的預(yù)燃室中。至少在就時間而言彼此分開的第一噴射事件和第二噴射事件期間的每個發(fā)動機(jī)周期期間噴射所述引燃燃料，并且基于氣缸壓力測量值來調(diào)節(jié)所述第一噴射事件期間噴射的所述引燃燃料的量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在氣體模式下操作活塞發(fā)動機(jī)的方法。本發(fā)明還涉及活塞發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

活塞發(fā)動機(jī)的氣缸中的燃燒是一種復(fù)雜現(xiàn)象，其受到幾個因素的影響。為了優(yōu)化活塞發(fā)動機(jī)的操作，需要仔細(xì)調(diào)節(jié)諸如燃料噴射量和正時、增壓空氣壓力以及進(jìn)氣閥和排氣閥正時這樣的許多不同參數(shù)。即使操作條件的微小變化也可能使發(fā)動機(jī)的排放或性能急劇變化。一種這樣的變化是發(fā)動機(jī)氣缸中的潤滑油的量。油用于潤滑活塞和發(fā)動機(jī)的各種其他組件。期望的是防止?jié)櫥托孤┑綒飧字?，而完全防止油泄漏到燃燒室中是非常有挑?zhàn)性的。油泄漏到燃燒室中的主要路線是經(jīng)由活塞環(huán)和閥桿。燃燒室中的油可對燃燒的速度和持續(xù)時間產(chǎn)生顯著影響。例如，燃燒室中的油滴增加了熱釋放的速度并且導(dǎo)致峰值氣缸壓力較高，使NOx排放和發(fā)動機(jī)的效率增加并且使所指示的平均有效壓力的變化系數(shù)增大。另一個挑戰(zhàn)是潤滑油的泄漏率不一定是恒定的，但是它可以是周期性的或循環(huán)的，這使得發(fā)動機(jī)操作的優(yōu)化非常困難。

特別是當(dāng)發(fā)動機(jī)在氣體模式下操作時，油泄漏到燃燒室中的影響是顯著的。通常用于活塞發(fā)動機(jī)的氣態(tài)燃料需要火花塞或引燃燃料噴射來觸發(fā)氣態(tài)燃料的燃燒。在使用引燃燃料的情況下，與氣態(tài)燃料的量相比，引燃燃料的量小，但是引燃燃料的噴射正時和持續(xù)時間對燃燒過程有顯著影響。盡管與氣態(tài)燃料的量相比，泄漏的潤滑油的量小，但是與引燃燃料的量相比，潤滑油的量可能是相當(dāng)大的。因此，漏油會引起發(fā)動機(jī)操作中值得注意的變化。例如，如果發(fā)動機(jī)的工作點接近爆震，則泄漏的油會造成或增加爆震。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種使用氣態(tài)燃料作為形成主要能量來源的主燃料并且使用液體燃料作為引起所述主燃料燃燒的引燃燃料在氣體模式下操作活塞發(fā)動機(jī)的改進(jìn)方法。在實施方式中，給出了根據(jù)本發(fā)明的方法的特征化特征。本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進(jìn)的活塞發(fā)動機(jī)，該改進(jìn)的活塞發(fā)動機(jī)包括：氣體供給系統(tǒng)，其用于將氣態(tài)燃料引入所述活塞發(fā)動機(jī)的氣缸中；引燃燃料噴射系統(tǒng)，其用于將液體引燃燃料噴射到所述活塞發(fā)動機(jī)的所述氣缸中，以引起所述氣態(tài)燃料燃燒；以及控制單元，其用于控制所述氣態(tài)燃料的供給和所述引燃燃料的噴射。在另一實施方式中，給出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的特征化特征。

根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟：將主燃料引入發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室中，并且將引燃燃料噴射到燃燒室和/或氣缸的預(yù)燃室中。至少在就時間而言彼此分開的第一噴射事件和第二噴射事件期間噴射引燃燃料，并且基于氣缸壓力測量值來調(diào)節(jié)第一噴射事件的正時。

在根據(jù)本發(fā)明的活塞發(fā)動機(jī)中，控制單元被配置成實現(xiàn)以上定義的方法。

利用根據(jù)本發(fā)明的方法和發(fā)動機(jī)，可通過調(diào)節(jié)噴射到氣缸中的引燃燃料的量來補(bǔ)償存在于燃燒室中的潤滑油的量變化。因此，燃燒持續(xù)時間可保持恒定，并且可避免過高的氣缸峰值壓力和溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一噴射事件在進(jìn)氣沖程或壓縮沖程期間發(fā)生在上死點之前的360度至90度。第一噴射事件可例如發(fā)生在上死點之前的220度至90度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一噴射事件在壓縮沖程期間發(fā)生在上死點之前的180度至90度。第一噴射事件可例如在壓縮沖程期間發(fā)生在上死點之前的180度至140度。早期引燃燃料噴射允許引燃燃料被均勻地分布在燃燒室中，這有助于加速燃燒過程。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第二噴射事件在壓縮沖程期間發(fā)生在上死點之前的40度至0度(例如，上死點之前的20度至0度)。第二噴射事件負(fù)責(zé)點火正時，因此應(yīng)該靠近上死點發(fā)生。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在進(jìn)氣沖程期間將主燃料引入燃燒室中，以形成空氣和燃料的均質(zhì)混合物。