[發明專利]雙燃料發動機的聲學爆震檢測

有效

• 申請號: 201980044387.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN112352093B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: S·奈爾;J·巴塔
• 申請（專利權）人: 伍德沃德有限公司
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08;F02D35/02;F02D41/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 忻鳴祥

本文件的主題尤其可以實施為一種方法，該方法包括：確定天然氣和柴油的混合物的氣體補充比(GSR)；識別雙燃料發動機的燃燒缸的活塞沖程的開始事件；識別基于GSR從開始事件起偏移的第一觀察期；識別基于GSR的第二觀察期；接收代表在該沖程期間燃燒缸振動的信號；基于該信號識別異常燃燒事件；確定在第一觀察期和第二觀察期中的至少一個期間發生異常燃燒；并且基于確定在第一觀察期和第二觀察期中的至少一個期間發生異常燃燒而導致發動機運行的變化。

優先權聲明

本申請要求2018年4月30日提交的美國專利申請第15/967,150號的優先權，該申請的全部內容通過參考納入本文。

技術領域

本文件涉及發動機控制系統。

背景技術

柴油發動機和汽油發動機兩者在運行期間都可能呈現異常燃燒，這通常稱為發動機爆震或爆燃，常常伴隨有特征性聲音。諸如發動機爆震之類的非受控的破壞性燃燒通常在高頻壓力振蕩之后產生快速壓力升高速率，在這種燃燒中，通常由于尾氣的快速燃燒而在短時間內釋放大量能量。這些強烈的壓力波會在發動機結構部件上施加高應力，并顯著提高熱傳遞率，最終導致發動機破壞。這種非受控的燃燒可能是由于各種原因而發生的，比如不良的燃料質量和特性、燃料－空氣混合物的非同質性、燃燒室中的熱點、沉積物、蒸發潤滑油、未燃燒的氣缸充載氣體中不利的壓力－時間歷史、氣缸或充載的周期性變化、不充分的冷卻等。異常燃燒的預測一般非常困難，并且通常在發動機設計期間解決。

許多類型的燃料可產生不同類型的異常燃燒。在柴油發動機的情形中，由于在壓縮沖程即將結束時將燃料噴射到高度壓縮的空氣中，因此發動機爆震或多或少是無法避免的。因此，柴油發動機設計成承受柴油運行中常見的爆震。在設計成使用柴油的發動機中使用其他燃料會導致異常燃燒和爆震，這是柴油發動機的設計所無法忍受的。

發明內容

總地來說，該文件描述了發動機控制系統。更具體地，該文件描述了用于雙燃料發動機的發動機控制系統，該雙燃料發動機配置成使用柴油燃料和可燃氣體(例如天然氣)的混合物來運行。

在第一方面中，一種用于雙燃料發動機中爆震的聲學檢測的方法，所述方法包括：確定可燃天然氣和柴油燃料的混合物的氣體補充比(氣體置換比)(GSR)；識別所述雙燃料發動機的所選燃燒缸的預定活塞沖程的預定開始事件的發生；識別基于所述GSR從所述預定開始事件的發生起偏移的第一觀察期；識別基于所述GSR從所述預定開始事件的發生起偏移且至少部分地與所述第一觀察期錯開的第二觀察期；接收由振動傳感器提供的代表預定沖程期間所選燃燒缸振動的信號；基于所述信號識別異常燃燒事件；確定在所述第一觀察期和所述第二觀察期中的至少一個期間發生所述異常燃燒事件；以及基于確定在所述第一觀察期和所述第二觀察期中的至少一個期間發生所述異常燃燒事件而導致所述雙燃料發動機運行的變化。

在第二方面中，根據第一方面，所述預定開始事件基于所選燃燒缸的活塞到達上止點或從上止點起的預定偏移量。

在第三方面中，根據第二方面，所述第一觀察期具有從所述預定開始事件起偏移第一預定量的發動機曲柄角度度數的起點以及從所述預定開始事件起偏移第二預定量的發動機曲柄角度度數的終點；并且所述第二觀察期具有從所述預定開始事件起偏移第三預定量的發動機曲柄角度度數的起點以及從所述預定開始事件起偏移第四預定量的發動機曲柄角度度數的終點。

在第四方面中，根據第三方面，所述第一觀察期具有從所述預定開始事件起偏移第一預定量的時間的起點以及從所述預定開始事件起偏移第二預定量的時間的終點；并且所述第二觀察期具有從所述預定開始事件起偏移第三預定量的時間的起點以及從所述預定開始事件起偏移第四預定量的時間的終點。

在第五方面中，根據第一方面至第四方面中的任一方面，所述方法還包括：提供指示可燃天然氣的異常燃燒的第一指示器信號和指示柴油燃料的異常燃燒的第二指示器信號中的至少一個。