CN104141556B - 气体燃料发动机内的稀释剂或次级燃料的直接喷射 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了气体燃料发动机内的稀释剂或次级燃料的直接喷射。发动机系统包括第一气体燃料源，其耦接至一个或多个发动机汽缸，其中第一气体燃料位于该第一气体燃料源中，以及具有转化催化剂位于其中的排气再循环系统即EGR系统，该转化催化剂将天然气转化成具有较宽AFR操作范围的气体。因此，发动机可以在AFR下操作，即该AFR可以在仅天然气燃烧期间可以获得的AFR外，从而允许较冷的发动机操作。
Description
背景技术
已研制出可替代燃料以缓解常规燃料的价格上涨并用于降低排气排放。例如，已经认识到天然气是有吸引力的可替代燃料。对于汽车应用，天然气可以被压缩并且作为气体在高压下被存储在汽缸中。不同发动机系统可以使用CNG燃料，其利用适合于CNG燃料的特定物理和化学性质的不同发动机技术和喷射技术。例如，单燃料发动机系统可以被配置成用CNG操作，而多燃料发动机系统可以被配置成用CNG以及一种或多种其他燃料(诸如汽油或汽油混合物液体燃料)操作。发动机控制系统基于发动机工况可以在不同操作模式下操作此种多燃料系统。
然而，CNG发动机，尤其是已转换成用CNG运行的发动机可能遇到多种操作问题。与汽油和其他传统燃料相比，CNG具有微小可燃性和狭窄富极限。因此，当以高负荷运行CNG发动机时，在完全燃烧吸入至燃烧汽缸的燃料或空气之前，到达发动机的温度极限。由于不完全燃烧燃烧汽缸中的容纳物，发动机爆震的可能性增大。此外，CNG的燃烧产生了少于等效汽油发动机的烟尘。这降低了发动机气门的自然润滑，从而可能导致气门衰退和退化。
在峰值操作下，富运行汽油发动机可以操作高达40％富，以减轻过热。相比之下，NG发动机在峰值状况下操作约10％富。因此，发明人研制出降低天然气发动机中的空气-燃料比(AFR)的方法，以便提供在汽油发动机内所呈现的一些气门保护。
为了对抗过热问题，通过节流阀调节气流或贫运行，可以限制空气充气，但这些解决方案可以限制发动机的最大输出功率。比功率可以通过增加发动机尺寸而增加，但这并非对所有的平台或转换都是可能的。将水或其它控制流体喷射至燃烧室可以降低温度和预防发动机爆震，但还可以降低燃料混合物的可燃性。
CNG发动机因多种原因还经历了增加的气门磨损。天然气具有比汽油更高的比热，因此在较高的温度下燃烧。天然气还具有比汽油发动机明显要小的烃浓度。因此，发明人研制出增加天然气发动机中的可操作AFR富度的方法，以便提供一些在汽油发动机内所呈现的气门保护。
发明内容
本文发明人已认识到，通过将具有较高AFR富操作限制的一些次级燃料量喷射至燃烧室或气体燃料源，可以至少部分地解决上述问题，发动机可操作的AFR可以增加。因为在蒸发过程中吸收了热量，所以添加的液体燃料还引入较高的潜冷(latent cooling)。液体燃料还可以充当稀释剂，以在燃烧过程中降低火焰温度。更富的AFR还允许在贫燃烧天然气发动机中不可用的更为提前的点火正时，与此同时具有较低的热生成，从而有利于降低发动机爆震倾向。另外，使用具有较高烃浓度的次级燃料源允许增加碳烟产生，所述碳烟既充当气门润滑剂、微型焊接，还充当了热障，因此减轻了气门衰退。使用蒸汽转化，CNG可以被转化以在一些实施例中提供如CO和H2的次级燃料。
本发明人还认识到，例如通过用于涡轮增压发动机的方法可以至少部分地解决上述问题，其包括：在高负载状况期间，响应于升高的发动机温度，在进气道喷射第一数量的第一气体燃料后，在第一正时直接喷射第二数量的第二液体或气体燃料，该第一正时是期望空燃比(AFR)的函数。以此方式，主要由第一气体燃料加燃料的发动机的发动机功率可以被最大化，同时控制最大燃烧温度和最大燃烧压力以及缓解发动机爆震。
在另一个示例中，一种用于涡轮增压发动机的方法可以包括：在高负载状况期间，响应于升高的发动机温度，在进气道喷射第一气体燃料后，在燃烧火花点火之后但在第一气体燃料的燃烧期间的正时直接喷射第二液体燃料。以此方式，不管第二液体燃料的可燃性，在火花点火和上止点中心事件之间所喷射的第二液体燃料可以降低燃烧温度和压力。此外，不管第二液体燃料的可燃性，在火花点火后并紧随上止点中心事件所喷射的第二液体燃料还可以降低排气温度。因为在液体燃料的蒸发过程中吸收了热量，所以液体燃料还引入了较高的潜冷。发明人还发现，一些液体燃料(相比天然气)的高烃浓度增加了碳烟产生，该碳烟充当气门润滑剂、微型焊接以及减轻气门衰退的热障。
在另一个示例中，一种用于涡轮增压发动机的方法包括：在高负荷状况期间，响应于发动机爆震，在进气道喷射第一气体燃料后，直接喷射第二燃料同时维持火花正时。以此方式，主要通过气体燃料加燃料的发动机内的发动机爆震可以通过在燃烧事件的同时喷射第二液体燃料来缓解，并且不会响应于发动机爆震而反复提前和延迟火花正时。
本文进一步公开了用于将次级燃料提供至发动机的系统。例如，实施例可以使用EGR系统内的转化催化剂，以提供具有较高AFR富度操作极限的气体次级燃料源的进气。其他实施例可以使用额外液体燃料或气体燃料箱，以将次级燃料提供至进气系统。当单独或结合附图时，本发明的以上优势以及其他优势和特征将在以下具体实施方式中显而易见。
应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围仅由随附在具体实施例之后的权利要求确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1概括地描述了内燃发动机汽缸的示例性实施例。
图2概括地描述了多汽缸发动机的示例性实施例。
图3描述了根据本公开用于操作包括进气道燃料喷射系统和次级直接喷射系统在内的内燃发动机的示例性高水平流程图。
图4描述了根据发动机工况用于操作进气道燃料喷射系统和次级直接喷射系统的示例性流程图。
图5是根据本公开用于车辆操作和进气道燃料喷射系统和次级直接喷射系统的操作的示例性时间轴的图解表示。
图6描述了根据储备流体的可燃性用于操作进气道燃料喷射系统和次级直接喷射系统的示例性流程图。
图7是根据本公开用于车辆操作和进气道燃料喷射系统和次级直接喷射系统的操作的示例性时间轴的图解表示。
图8描述了用于调整次级喷射速率的示例性流程图。
图9描述了使用次级喷射调整AFR的示例性流程图。
图10概括地描述了使用蒸汽转化的天然气浓缩系统的示例性实施例。
图11描述了用于喷射额外的气体燃料源的示例性流程图。
图12概括地描述了内燃发动机的汽缸的示例性实施例。
具体实施方式
以下描述涉及用于解决气体燃料发动机(诸如图1和图2概括地图示的发动机)内的过热和发动机爆震的系统和方法。系统可以包括耦接至进气道燃料喷射器的气体燃料箱和耦接至直接燃料喷射器的容器的次级燃料箱。控制器可以被编程以通过控制程序(诸如图3、图4、图6和图8所描述的程序)来控制燃料喷射的速率和正时。如图5和图7所描述的，燃料喷射正时可以经设定与发动机汽缸的燃烧循环期间的事件一致。图10示出具有EGR和转化装置的发动机系统的示例性实施例。根据本公开可以使用转化装置以提供次级气体燃料源。图11示出用于系统的控制程序(诸如图10中所描述的)。此外，如图12中概括地描述，直接燃料喷射可以经控制被偏置成将燃料喷射至易于爆震的发动机汽缸区域。
图1描述了内燃发动机10的燃烧室或者汽缸的示例性实施例。通过包括控制器12的控制系统和通过来自车辆操作员130经输入装置132的输入可以至少部分地控制发动机10。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(即燃烧室)14可以包括具有活塞138设置在其中的燃烧室壁136。活塞138可以被耦接至曲轴140以便活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经变速器系统耦接至客车的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以经飞轮耦接至曲轴140以实现发动机10的起动操作。
汽缸14可以经一系列进气通道142、144、146接收进气空气。进气通道146还可以与发动机10的其他汽缸连通(除汽缸14外)。在一些实施例中，一个或多个进气通道可以包括增压压力装置(诸如涡轮增压器或者机械增压器)。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174经由轴180至少部分地由排气涡轮176提供动力，其中增压装置被配置成涡轮增压器。然而，在其他示例中，诸如其中发动机10具有机械增压器的示例中，可以选择性地消除排气涡轮176，其中压缩机174可以通过来自马达或者发动机的机械输入提供动力。可以沿发动机的进气通道提供包括节流板164的节流阀162，用于改变提供至发动机汽缸的进气空气的流动速率和/或压力。例如，如图1所示，节流阀162可以被设置在压缩机174下游或者可替代地被设置在压缩机174的上游。
排气通道148可以从除汽缸14以外的发动机10的其他汽缸接收排气。排气传感器128被示为耦接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以是用于提供排气AFR指示的任何适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或者EGO(如图所示)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC、或者CO传感器。排放控制装置178可以是三元转换器(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个汽缸均可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被示为包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)均可以包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
可以经由致动器152的控制器12控制进气门150。类似地，可以通过控制器12经致动器154控制排气门156。在一些状况期间，控制器12可以改变提供至致动器152和致动器154的信号，从而控制各个进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由对应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电子气门致动类型或者凸轮致动类型或其组合。可以同时控制进气门和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或者固定凸轮正时中任意的可能。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门运行。例如，汽缸14可替代地包括经电动气门致动控制的进气门，以及经由凸轮致动控制的排气门，所述凸轮致动包括CPS和/或VCT。在其他实施例中，可以通过公共气门致动器或者致动系统，或者可变气门正时致动器或者致动系统控制进气门和排气门。
汽缸14能够有压缩比，该压缩比为活塞138处于下止点与上止点时的容积比。常规地，压缩比在9：1到10：1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以被增加。这可以发生在例如使用较高辛烷值燃料或者具有较高蒸发潜焓的燃料时。如果使用直接喷射，压缩比还可以增加，这是由于其对发动机爆震的影响。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。在选择的运行模式下，点火系统190能够响应于来自控制器12的点火提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞192，例如在发动机10可以通过自动点火或者在一些柴油机中的情况下通过燃料喷射开始燃烧的情况。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置成带有向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限定性示例，汽缸14被示为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166被示为直接耦接至汽缸14，用于以与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-I的脉冲宽度成比例地向其直接喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器166向燃烧汽缸14中提供被称作直接喷射(下文称作“DI”)的燃料喷射。虽然图1示出喷射器166为侧向喷射器，但是它还可以位于活塞的顶部，诸如火花塞192位置的附近。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的低挥发性，此种位置可以增加混合和燃烧。可选地，喷射器可以位于进气门的顶部和附近以增加混合。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵、燃料轨道、以及驱动器168的高压燃料系统172被传送至燃料喷射器166。可替代地，燃料在低压处可以通过单级燃料泵传送，在这种情况下压缩冲程期间的直接燃料喷射的正时比使用高压燃料系统时受到更多限制。此外，虽然未示出，但燃料箱可以具有将信号提供至控制器12的压力变换器。
燃料喷射器170被示为布置在进气通道146中，而不是在汽缸14内，其被配置为向汽缸14上游的进气道中提供被称作进气道喷射(下文被称作“PFI”)的燃料喷射。燃料喷射器170能够以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可以通过燃料系统172被传送至燃料喷射器170。
在汽缸的单循环过程中，燃料可以通过两种喷射器被传送至汽缸。例如，每个喷射器可以传送在汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，如下文所述，从每个喷射器传送的燃料的分布和/或相对量可以随着工况改变。总喷射燃料在喷射器166和170之间的相对分配可以被称作第一喷射比例。例如，经由(进气道)喷射器170喷射较大量的燃料用于燃烧事件可以是进气道喷射比直接喷射的较高第一比例的示例，而经由(直接)喷射器166喷射较大量的燃料用于燃烧事件可以是进气道喷射比直接喷射的较低第一比列的示例。注意，这些仅是不同喷射比例的示例，并且可以使用各种其他喷射比例。此外，应理解进气道喷射的燃料可以在打开进气门事件、关闭进气门事件(例如，基本在进气冲程之前，例如在排气冲程过程中)，以及同时在打开和关闭进气门操作期间被传送。相似地，直接喷射的燃料可以例如在进气冲程期间以及部分在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间和部分在压缩冲程期间被传送。因此，直接喷射的燃料可以作为单一喷射或者多次喷射被传送。这些可以包括压缩冲程过程中的多次喷射、进气冲程过程中的多次喷射、或者压缩冲程过程中的一些直接喷射以及进气冲程过程中的一些直接喷射的组合。当执行多次直接喷射时，总的直接喷射的燃料在进气冲程(直接)喷射和压缩冲程(直接)喷射之间的相对分配可以被称为是第二喷射比例。例如，喷射较大量的直接喷射燃料用于进气冲程过程中的燃烧事件可以是进气冲程直接喷射的较高第二比例的示例，而喷射较大量的燃料用于压缩冲程中的燃烧事件可以是进气冲程直接喷射的较低第二比列的示例。注意，这些仅是不同喷射比例的示例，并且可以使用各种其他喷射比例。
如此，即使对于单个燃烧事件，喷射的燃料可以从进气道和直接喷射器在不同正时喷射。此外，对于单个燃烧事件，每次循环可以执行所传递燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程、或者任何适当的组合期间执行多次喷射。
如上所述，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸。类似地，每个汽缸可以类似地包括其自身一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等等。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特征。这些特征包括大小上的不同，例如，一个喷射器可以具有比其他喷射器更大的喷射孔。其他不同包括但不限于，不同的喷射角度、不同的操作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷射特征、不同的位置等。此外，依据喷射器170和166间的喷射燃料的分配率，可以实现不同的效率。
燃料系统172可以包括一个燃料箱或多个燃料箱。在燃料系统172包括多个燃料箱的实施例中，燃料箱可以保存具有相同燃料质量的燃料或可以保存具有不同燃料质量的燃料(诸如不同燃料成分)。这些不同可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料混合物和/或其组合等。在一个示例中，具有不同醇含量的燃料能够包括汽油、乙醇、甲醇、或者醇类混合液，例如E85(大约85％乙醇和15％汽油)或M85(大约85％甲醇和15％汽油)。其他含醇燃料可以是醇和水的混合物、醇、水以及汽油等的混合物。在一些示例中，燃料系统172可以包括保存液体燃料(诸如汽油)的燃料箱，以及还包括保存气体燃料(诸如CNG)的燃料箱。燃料喷射器166和170可以被配置成从相同燃料箱、不同燃料箱、多个相同燃料箱或一组重叠的燃料箱喷射燃料。
在图1中控制器12被示为微型计算机，包括微处理器(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质，在该特定示例中被示为只读存储器(ROM)110、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114以及数据总线。控制器12可以接受来自被耦接至发动机10的传感器的不同信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(MAF)的测量值；来自被耦接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT)；来自被耦接至曲轴140的霍尔效应传感器(或者其他类型)120的表面点火感测信号(PIP)；来自节流阀位置传感器的节流阀位置(TP)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。可以通过控制器12从信号PIP产生发动机转速信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用于提供进气歧管中的真空或者压力指示。
存储媒介只读存储器110可以编有计算机可读数据，该数据表示通过处理器106可执行的用于实施以下所述方法以及可预期但没有具体列举的其他方法的指令。图3示出可以由控制器执行的示例性程序。
图2示出根据本公开的多汽缸发动机的概括图解。如图1所示，内燃发动机10包括耦接至进气通道144和排气通道148的汽缸14。进气通道144可以包括节流阀162。排气通道148可以包括排放控制装置178。
汽缸14可以被配置为汽缸盖201的一部分。在图2中，示出的汽缸盖201具有直列式配置的4汽缸。在一些示例中，汽缸盖201可以具有更多或更少的汽缸，例如六汽缸。在一些示例中，汽缸可以被布置成V型配置或其他合适的配置。
汽缸盖201被示为耦接至燃料系统172。汽缸14被示为耦接至燃料喷射器166和170。尽管仅有一个汽缸被示为耦接至燃料喷射器，但是应理解汽缸盖201内所包括的所有汽缸14还可以耦接至一个或多个燃料喷射器。在该示例性实施例中，燃料喷射器166被示为直接燃料喷射器，并且燃料喷射器170被示为进气道燃料喷射器。每个燃料喷射器可以被配置成响应于来自控制器12的命令在发动机循环内的特定时间点传送特定数量的燃料。一种或两种燃料喷射器可以在每个燃烧循环期间用于将可燃烧燃料传送至汽缸14。可以根据发动机工况控制燃料喷射的正时和数量。参考图3-图9，以下将进一步讨论燃料喷射的正时和数量控制。
燃料喷射器170被示为耦接至燃料导轨206。燃料导轨206可以耦接至燃料管路221。燃料管路221可以耦接至燃料箱240。燃料泵241可以耦接至燃料箱240和燃料管路221。燃料导轨206可以包括多个传感器，其包括温度传感器和压力传感器。类似地，燃料导轨221和燃料箱240可以包括多个传感器，其包括温度传感器和压力传感器。燃料箱240可以还包括加油端口。
在一些实施例中，燃料箱240可以含有气体燃料，例如CNG、甲烷、LPG、氢气等。在燃料箱240含有气体燃料的实施例中，燃料箱阀可以耦接至燃料泵241上游的燃料管路221。管路阀可以耦接至燃料箱阀上游的燃料管路221。压力调节器可以耦接至管路阀上游的燃料管路221。燃料管路221还可以耦接至凝聚式过滤器并且可以还包括燃料导轨206上游的减压阀。
燃料喷射器166被示为耦接至燃料导轨205。燃料导轨205可以耦接至燃料管路220。燃料管路220可以耦接至燃料箱250。燃料泵251可以耦接至燃料箱250和燃料管路220。燃料导轨205可以包括多个传感器，包括温度传感器和压力传感器。类似地，燃料导轨220和燃料箱250可以包括多个传感器，包括温度传感器和压力传感器。燃料箱250可以还包括加油端口。在一些实施例中，燃料箱250可以含有液体燃料，例如汽油、柴油、乙醇、E85等。在燃料箱250含有液体燃料并且燃料箱240含有气体燃料的实施例中，燃料导轨205可以被配置成高压燃料导轨，并且燃料导轨206可以被配置成低压燃料导轨。
还示出燃料喷射器166耦接至供应管路235。供应管路235可以耦接至容器260。容器260可以包括泵261。在一些实施例中，可以用吸气器替换泵261。供应管路235被示为直接耦接至喷射器166，但可以耦接至燃料导轨205或单独的加压室。供应管路235可以耦接至单独喷射器，其可以被配置成直接喷射器或进气道喷射器。
在一些实施例中，容器260可以是雨刮器流体箱、散热器冷却液箱或其他液体保存箱。在这些示例中，容器260可以经额外的泵或吸气器耦接至额外的供应管路。容器260可以含有例如乙醇、甲醇、乙醇/水或甲醇/水溶液、液体EGR、汽油等流体或可以含有例如H2、CO、气体EGR等气体。在容器260含有流体的实施例中，流体可以具有多种不同质量，包括但不限制于包括不同醇含量、不同水含量、不同辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料混合物、不同水含量、不同可燃极限和/或其中的组合等。在容器260含有气体的实施例中，燃料箱阀可以耦接至燃料泵261上游的供应管路235。管路阀可以耦接至燃料箱阀上游的燃料管路235。压力调节器可以耦接至管路阀上游的燃料管路235。燃料管路235还可以耦接至凝聚式过滤器并且可以还包括减压阀。燃料管路235可以耦接至与控制器连通的一个或多个压力传感器和/或温度传感器。
次级燃料或稀释剂的直接喷射的正时和流率可以经协调与燃烧顺序期间出现的事件相一致。此外，可以根据发动机工况或根据次级燃料或稀释剂成分测定次级燃料或稀释剂的直接喷射的正时和流率。此外，根据次级燃料或稀释剂的直接喷射的正时和流率可以调整火花正时和增压压力。
图3示出根据本公开的方法300的流程图。可以通过控制器12实施方法300。方法300可以通过测定发动机工况开始于305处。发动机工况可以被测量、估计或推断，并且可以包括不同的车辆状况，例如车辆速度，以及不同的发动机工况，例如发动机转速、发动机温度、排气温度、增压压力水平、MAP、MAF、扭矩要求、马力需求等。测定发动机工况可以包括测定发动机是否在高负荷状况下操作。此处，与大于阈值下限的负荷相比，高负荷状况可以被定义为大于阈值上限的负荷，例如大于最大负荷的75％。
在310处，该方法可以包括测定发动机是否以气体燃料模式操作。对于仅靠CNG或另一种气体燃料的车辆，车辆可以被假设为以气体燃料模式操作，例如在第一气体燃料下操作，其中第一气体燃料是一个或多个CNG和甲烷。对于双燃料、多燃料或混合动力发动机，该方法可以包括测定气体燃料使用的当前速率。如果发动机不是以气体燃料模式操作，则方法300可以前进至312。在312处，方法300可以包括维持当前喷射轮廓。然后，可以结束方法300。如果发动机以气体燃料模式操作，或如果气体燃料使用高于阈值，则方法300可以前进至315。
在315处，方法300可以包括测量或估计燃料箱内残留的气体燃料的质量和数量。可以使用耦接至含有气体燃料的燃料箱或燃料管路的压力传感器测量燃料数量。气体燃料质量可以包括辛烷值、可燃性、纯度等，并且可以通过一个或多个车载传感器进行测量、基于所测量的发动机工况进行估计、在加油事件时进行推断或测定或通过其他方法进行评估。
在320处，方法300可以包括根据上述状况、测量和估计设定气体燃料喷射轮廓。燃料喷射轮廓可以包括所喷射的燃料数量并且可以包括相对于发动机燃烧循环的燃料喷射正时。参考图4-图8，下文进一步讨论了示例性燃料喷射轮廓。进而，可以通过控制器执行燃料喷射轮廓，该控制器将信号传送至燃料喷射器，以及通过调节泵或吸气器还调整了燃料导轨或燃料管路内的气体燃料的压力。燃料喷射轮廓可以是期望的AFR的函数。例如，所喷射的燃料数量可以被增加，以便通过富运行增加最大功率，或被降低，以便通过贫运行使燃料燃烧效率最大化。
在325处，方法300可以包括测量或估计次级喷入物的质量和数量。如上所述，并参考图2，次级喷入物可以是包含在燃料箱内的次级燃料源。例如，在双燃料车辆中，次级喷入物可以是汽油。第二液体燃料可以是甲醇溶液和乙醇溶液中的一种或多种。在一些实施例中，次级喷入物可以是包含在容器内的稀释剂。例如，次级喷入物可以是包含在雨刮器流体箱内的甲醇溶液或雨刮器流体。在一些示例中，存在可用的多种次级喷入物，例如汽油和甲醇溶液。在该示例中，可以估计所有可能的次级喷入物。可替换地，如果次级喷入物具有截然不同的性能，则依据发动机工况和期望的次级喷射的效果，可以估计一种或多种次级喷入物的数量和质量。
在330处，方法300可以包括根据上述状况、测量和估计设定次级喷射轮廓。次级喷射轮廓可以包括所喷射的燃料和/或稀释剂的数量以及可以包括相对于发动机燃烧循环以及相对于初次燃料喷射正时的次级喷射正时。参考图4-图8，下文进一步讨论了示例性次级喷射轮廓。进而，可以通过控制器执行次级喷射轮廓，该控制器将信号传送至燃料喷射器并且还通过调节泵或吸气器调整燃料导轨、燃料管路或传送管路内的燃料或稀释剂的压力。例如，可以喷射稀释剂以增加进入燃烧室的气体充入的密度，或降低排出汽缸的排气的温度。可以喷射稀释剂以改变燃烧室内的AFR。例如，所喷射的第一数量的第一气体燃料可以产生具有大体上按化学计量的AFR的发动机操作，所喷射的第二数量的第二液体燃料可以将AFR降低至大体上富的AFR。在另一示例中，所喷射的第一数量的第一气体燃料可以允许具有大体上贫AFR的发动机操作，而所喷射的第二数量的第二液体燃料可以将AFR降低至大体上按化学计量的AFR。
在335处，方法300可以包括根据发动机状况和气体燃料和次级喷入物的喷射轮廓调整火花正时和增压压力。这可以包括提前或延迟火花正时和增加或降低增压压力。火花正时调整和增压压力设定可以由控制器实施，并且可以实施查询映射图，从而为当前设定的工况选择最佳火花正时和增压压力。
燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以借助于查询映射图实施，在该映射图中，期望的发动机性能质量映射至喷射轮廓和火花正时轮廓，并且根据可获得的燃料和次级喷入物的质量和数量。燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以按顺序并根据彼此而测定或者例如可以通过查询映射图而同时测定。例如，可以根据增压压力测定次级喷射轮廓。燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以通过反馈回路被反复设定并且可以还根据车辆速度、发动机负荷、或其他发动机工况被连续更新。
图4示出根据本公开的方法400的流程图。可以通过控制器12实行方法400。方法400可以作为另一方法，例如方法300的子程序被实施。尤其是，可以在包括次级喷入物容器的气体燃料、双燃料、或多燃料车辆内(例如图2所示系统)实施方法400。方法400可以作为缓解发动机爆震的程序、使比功率最大化的程序、或者其他控制发动机点火循环的程序的一部分来执行。本文将参考包括增压涡轮CNG发动机和水、甲醇溶液和乙醇溶液的容器的车辆描述方法400，但应理解在不背离本公开范围的情况下可以在其他车辆内实施该方法。
方法400可以通过测定发动机工况开始于405。发动机工况可以被测量、估计或推断，并且可以包括不同的车辆状况，例如车辆速度，以及不同的发动机工况，例如发动机转速、发动机温度、排气温度、增压压力水平、MAP、MAF、扭矩要求、马力需求等。在410处，方法400可以包括测定当前是否检测到发动机爆震，或者工况是否预见到出现发动机爆震(除非改变一个或多个发动机参数)。例如，可以通过爆震传感器检测发动机爆震。在一些示例中，可以根据汽缸压力、汽缸温度、发动机工况、燃料质量等预见发动机爆震。
如果未检测或预见到发动机爆震，则方法400可以前进至415。在415处，方法400可以包括测定当前扭矩要求或当前马力要求是否大于阈值。阈值可以是预定的数值，或者可以根据当前发动机工况计算。在一些示例中，可能预测或预见扭矩或马力要求增加，例如，车载GPS可以感测接近倾斜，其将描绘出增加的扭矩或马力以维持当前车辆速度。
如果当前扭矩和马力要求少于阈值，则方法400可以前进至420，在420处，该方法可以包括维持当前喷射轮廓。当已维持当前喷射轮廓时，该方法400可以结束。
如果当前扭矩和/或马力要求大于阈值，则方法400可以前进至425。在425处，方法400可以包括测定期望的AFR。例如，增加扭矩要求可以指示AFR从当前AFR下降并偏向富燃比。在430处，方法400可以包括设定进气道燃料喷射轮廓。进气道燃料喷射轮廓可以包括将由进气道喷射至进气歧管的气体燃料的正时和数量。
在435处，方法400可以包括设定次级喷射轮廓，从而使比功率最大化。例如，通过在进气道喷射气体燃料后以及在火花点火前直接喷射大量次级喷入物，可以使比功率最大化。图5示出示例性喷射轮廓。
图5示出进气道燃料喷射的示例性正时曲线图和相对于发动机燃烧循环的次级喷射轮廓。曲线510代表了经历四冲程发动机循环的一个汽缸的活塞位置，该发动机循环包括进气、压缩、动力以及点火冲程。曲线图可以被认为是无限循环。再该示例中，排气气门在时间点t7打开，在时间点t12关闭。进气气门在时间t1打开，在时间t3关闭。火花点火出现在时间t5。火花点火被示为出现在活塞到达上止点(TDC)之前几度处，但可以根据发动机工况提前或延迟。
如以上参考图4所述，正时曲线图501被示为用于设定喷射轮廓，从而使比功率最大化。正时曲线图501包括喷射轮廓A和喷射轮廓B。喷射轮廓A是进气道喷射CNG的进气道喷射轮廓。喷射轮廓B是直接喷射例如水或甲醇溶液的次级喷入物的直接喷射轮廓。方块520代表CNG的进气道喷射。在该示例中，CNG的进气道喷射在进气冲程期间的时间点(t0)处开始，但在进气气门打开的t1之前。方块525代表了甲醇溶液的直接喷射。在该示例中，甲醇溶液的直接喷射出现在压缩冲程期间的时间点(t4)处，但在火花点火后。以此方式，CNG可以是按化学计量或富AFR的进气道喷射。以此方式，火花点火前的甲醇溶液喷射可以降低有效AFR并允许仅富于CNG的燃烧。CNG/甲醇溶液的富燃可以允许发动机的比功率最大化，以响应于扭矩或马力的增加的要求。
本文中，在按化学计量法(或按化学计量)AFR操作发动机可以指大体上按化学计量一段时间的AFR。例如，发动机可以在化学计量比的5％内操作并被认为是按化学计量的，或者AFR可以在按化学计量的AFR的5％内上下振荡并且为了本公开的目的而被认为是按化学计量的。
以富AFR操作发动机可以指如上所述富于按化学计量的AFR的AFR。发动机可以在两富AFR之间振荡一段时间，并只要未偏离贫AFR就被认为是按大体上富AFR操作。
类似地，以贫AFR操作发动机可以指如上所述贫于按化学计量的AFR的AFR。发动机可以在两贫AFR之间振荡一段时间，并只要未偏离至富AFR就被认为是按大体上贫AFR操作。
现在转向图4，如果在410处检测或预见到发动机爆震，则方法400可以前进至450。在450处，方法400可以包括测定当前扭矩要求或当前马力要求是否大于阈值。如上所述，阈值可以是预定的数值，或者可以根据当前发动机工况计算。在一些示例中，有可能预测或预见扭矩或马力要求增加。
如果测定当前扭矩和/或马力要求大于阈值，则方法400可以前进至455。在455处，方法400可以包括测定期望的AFR。例如，如果发动机正在爆震或将要爆震，并且需要低扭矩要求，则可以需要贫AFR。在460处，方法400可以包括设定进气道燃料喷射轮廓。进气道燃料喷射轮廓可以包括将由进气道喷射至进气歧管的气体燃料的正时和数量。
在465处，方法400可以包括设定次级喷射轮廓，以实现按化学计量的AFR。例如，在点火后以及在动力冲程期间可以喷射甲醇溶液，以降低汽缸内的AFR。
图5中通过正时曲线图示出上述状况的示例性喷射轮廓。正时曲线图502包括喷射轮廓C和喷射轮廓D。喷射轮廓C是进气道喷射CNG的进气道喷射轮廓。喷射轮廓D是直接喷射例如水或甲醇溶液的次级喷入物的直接喷射轮廓。方块530代表CNG的进气道喷射。在该示例中，CNG的进气道喷射开始于进气冲程期间的时间点(t0)处，但在进气气门打开的时间t1之前。在该示例中，方块530代表了将导致贫燃烧AFR的CNG数量。方块535代表了甲醇溶液的直接喷射。在该示例中，甲醇溶液的直接喷射出现在动力冲程期间的时间点(t6)处，但在火花正时后。以此方式，CNG可以是按贫AFR的进气道喷射，以避免发动机爆震，甲醇溶液可以被直接喷射，从而在燃烧期间控制大体上按化学计量的AFR。
现在转向图4，在450处，如果测定当前扭矩和/或马力要求大于阈值，则方法400可以前进至475。在475处，方法400可以包括测定期望的AFR。例如，如果发动机正在爆震或将要爆震，并且需要高扭矩要求，则可以需要富AFR。在480处，方法400可以包括设定进气道燃料喷射轮廓。进气道燃料喷射轮廓可以包括将由进气道喷射至进气歧管的气体燃料的正时和数量。
在485处，方法400可以包括设定次级喷射轮廓，从而降低燃烧温度。例如，在点火后以及在排气冲程期间可以喷射甲醇溶液，以降低排出汽缸的排气温度。
图5中通过正时曲线图503示出上述状况的示例性喷射轮廓。正时曲线图503包括喷射轮廓E和喷射轮廓F。喷射轮廓E是进气道喷射CNG的进气道喷射轮廓。喷射轮廓F是直接喷射例如水或甲醇溶液的次级喷入物的直接喷射轮廓。方块540代表CNG的进气道喷射。在该示例中，CNG的进气道喷射开始于进气冲程期间的时间点(t0)处，但在进气气门打开的时间t1之前。在该示例中，方块540代表了将导致按化学计量或富燃AFR的CNG的数量。方块545代表了甲醇溶液的直接喷射。在该示例中，甲醇溶液的直接喷射出现在排气冲程期间的时间点(t4)处，但在排气气门打开之前。以此方式，CNG可以按化学计量或富AFR的进气道喷射，以使发动机动力最大化，以及甲醇溶液可以被直接喷射以冷却燃烧汽缸的温度，并在排出燃烧汽缸时伴随排气，从而缓解了发动机爆震。在一些示例中，甲烷溶液的直接喷射可以与排气气门的打开重叠，或可以在排气气门打开后开始。在发动机循环期间可以出现甲烷溶液的多次直接喷射。例如，第一喷射可以出现在时间点t4处，接着第二喷射出现在时间点t7处。以此方式，可以使特定发动机功率最大化同时维持发动机温度低于阈值且同时缓解发动机爆震。
转向图4，当已设定进气道喷射轮廓和次级喷射轮廓时，方法400可以前进至490。在490处，方法400可以包括调整火花正时和/或调整增压压力。
进气道喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以借助于查询映射图实施，其中在映射图中期望的发动机性能质量映射至喷射轮廓和火花正时轮廓，并且可以根据获得的燃料和次级喷入物的质量和数量。燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以按顺序并根据彼此而测定或者例如可以通过查询映射图而同时测定。例如，可以根据增压压力测定次级喷射轮廓。燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以通过反馈回路被反复设定，并且可以还根据车辆速度、发动机负荷、期望的AFR、发动机爆震或其他发动机工况被连续更新。
图6示出根据本公开的方法600的流程图。可以通过控制器12实行方法600。方法600可以作为另一方法，例如方法300的子程序被实施。尤其是，可以在包括次级喷入物容器的气体燃料、双燃料、或多燃料车辆内实施方法600(例如图2所示系统)。方法600可以作为缓解发动机爆震的程序、使比功率最大化的程序、或者其他控制发动机点火循环的程序的一部分来执行。本文将参考包括增压涡轮CNG发动机和可以保存具有不同性能的多种次级喷入物的容器的车辆描述方法600，但应理解在不背离该公开范围的情况下可以在其他车辆内实施该方法。
方法600可以通过测定发动机工况开始于610。发动机工况可以被测量、估计或推断，并且可以包括不同的车辆状况，例如车辆速度，以及不同的发动机工况，例如发动机转速、发动机温度、排气温度、增压压力水平、MAP、MAF、扭矩要求、马力需求等。
在620处，方法600可以包括测定发动机温度是否大于阈值。阈值可以是预定的温度，或者可以根据发动机工况测定。在一些实施例中，排气温度(除发动机温度之外或者替代发动机温度)可以与阈值比较。如果发动机温度低于阈值，则方法600可以移至630。在630处，方法600可以包括维持当前喷射轮廓。当已维持当前喷射轮廓时，该方法600可以结束。
如果发动机温度高于阈值，则方法600可以前进至640。在640处，方法600可以包括测量或估计储备流体的质量。如上所述并参考图2和图3，次级喷入物可以是包含在燃料箱内的次级燃料源。例如，在双燃料车辆中，次级喷入物可以是汽油。在另一示例中，次级喷入物可以是包含在容器内的稀释剂。例如，次级喷入物可以是包含在雨刮器流体箱内的甲醇溶液。在一些示例中，存在多种可用的次级喷入物，例如汽油和甲醇溶液。在该示例中，可以估计所有可能的次级喷入物。可替换地，如果次级喷入物具有截然不同的性能，则依据发动机工况和期望的次级喷射的效果，可以估计一种或多种次级喷入物的数量和质量。
在650处，方法600可以包括比较储备流体的可燃性与阈值。如果储备流体具有低于阈值的可燃性，则方法600可以前进至660。在660处，方法600可以包括调整喷射轮廓，从而在10％的燃烧时间喷射一些储备流体。也就是，可以在火花点火后的预定时间喷射具有低可燃性的次级喷入物。
如果储备流体具有高于阈值的可燃性，则方法600可以前进至670。在670处，方法600可以包括调整喷射轮廓，从而在火花点火前喷射一些储备流体。也就是，可以在火花点火前的预定时间喷射具有高可燃性的次级喷入物。
当已根据次级喷入物可燃性调整喷射轮廓时，方法600可以前进至680。在680处，方法600可以包括调整火花点火和/或调整增压压力。
次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以借助于查询映射图实施，其中在映射图中期望的发动机性能质量映射至喷射轮廓和火花正时轮廓，并且可以根据可获得的燃料和次级喷入物的质量和数量。燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以按顺序并根据彼此而测定或者例如可以通过查询映射图而同时测定。次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以通过反馈回路被反复设定，并且可以还根据车辆速度、发动机负荷、期望的AFR、发动机爆震或其他发动机工况被连续更新。
例如，可以根据增压压力调整次级喷射正时。对于具有相对低可燃性的次级喷入物，火花点火后的次级喷射正时可以与增压压力成反比。也就是，在高增压压力时，正时可以经调整比低增压压力要更接近火花点火，其中喷射正时可以进一步来自火花点火。
图7示出进气道燃料喷射的示例性正时曲线700和相对于发动机燃烧循环的次级喷射轮廓。曲线710代表了经历四冲程发动机循环的一个汽缸的活塞位置，该发动机循环包括进气、压缩、动力以及点火冲程。曲线图可以被认为是无限循环。再该示例中，排气气门在时间点t7打开，在时间点t12关闭。进气气门在时间t1打开，在时间t3关闭。火花点火出现在时间t5。火花点火被示为出现在活塞到达上止点(TDC)之前几度处，但可以根据发动机工况提前或延迟。
如以上参考图6所述，喷射曲线图701被示为用于设定具有低可燃性的次级喷入物的喷射轮廓。正时曲线图701包括喷射轮廓A和喷射轮廓B。喷射轮廓A是进气道喷射CNG的进气道喷射轮廓。喷射轮廓B是用于直接喷射例如水或甲醇溶液的具有低可燃性的次级喷入物的直接喷射轮廓。方块720代表CNG的进气道喷射。在该示例中，CNG的进气道喷射开始于进气冲程期间的时间点(t0)处，但在进气气门打开的时间t1之前。方块725代表了甲醇溶液的直接喷射。在该示例中，甲醇溶液的直接喷射出现在动力冲程期间的时间点(t6)处，但在火花点火正时后并且在10％燃烧时间之后。以此方式，火花点火后的甲醇溶液喷射可以降低有效AFR并允许富于仅CNG的燃烧。通过在时间t5处喷射甲醇溶液，甲醇溶液的不良可燃性并不影响火焰中心的建立。甚至可以增加通过燃烧事件所做的膨胀功，并且可以增加排气温度。在一些实例中，喷射正时可以与液体燃料或稀释剂可燃性降低成比例的延迟，同时喷射时间点在火焰中心形成之后。甲醇溶液的喷射正时可以出现在火花点火和TDC之间。以此方式，响应于增加的扭矩或马达要求，CNG/甲醇溶液的富燃可以允许发动机的比功率最大化，同时通过降低最大燃烧温度还缓解了发动机爆震。
如以上参考图6所述，喷射曲线图702被示为用于设定具有高可燃性的次级喷入物的喷射轮廓。正时曲线图702包括喷射轮廓C和喷射轮廓D。喷射轮廓C是进气道喷射CNG的进气道喷射轮廓。喷射轮廓D是用于直接喷射例如H2、CO或汽油的具有高可燃性的次级喷入物的直接喷射轮廓。方块730代表CNG的进气道喷射。在该示例中，CNG的进气道喷射开始于进气冲程期间的时间点(t0)处，但在进气气门打开的时间t1之前。方块735代表汽油的直接喷射。在该示例中，汽油的直接喷射出现在压缩冲程期间的时间点(t4)处，但在火花点火之前。以此方式，火花点火前的汽油喷射可以降低有效AFR并允许富于仅CNG燃烧。响应于增加的扭矩或马达要求，CNG/汽油的富燃可以允许发动机的比功率最大化，同时通过降低最大燃烧温度还缓解了发动机爆震。
图8示出根据本公开的方法400的流程图。可以通过控制器12实行方法800。方法800可以作为另一方法，例如方法300的子程序被实施。尤其是，可以在包括次级喷入物容器的气体燃料、双燃料、或多燃料车辆(例如图2所示系统)内实施方法800。方法800可以作为缓解发动机爆震的程序、使比功率最大化的程序、或者其他控制发动机点火循环的程序的一部分来执行。本文将参考包括增压涡轮CNG发动机和容纳甲醇溶液或乙醇溶液的容器的车辆描述方法800，但应理解在不背离本公开范围的情况下可以在其他车辆内实施该方法。
方法800可以通过测定发动机工况开始于805。发动机工况可以被测量、估计或推断，并且可以包括不同的车辆状况，例如车辆速度，以及不同的发动机工况，例如发动机转速、发动机温度、排气温度、增压压力水平、MAP、MAF、扭矩要求、马力需求等。
在810处，方法800可以包括测量或估计储备箱内所容纳的次级喷入物的醇量。例如，醇百分比可以根据蒸汽压力和储备箱内的流体体积测量，或者基于诸如雨刮器流体的商品质量而估计。
在815处，方法800可以包括根据次级喷入物的醇类百分比测定AFR值，该AFR值可以通过次级喷入物的喷射获得。该数值可以被称为AFR_添加_能力。次级喷入物可以用于允许富于仅DNG的AFR燃烧。可以根据次级喷入物的醇类百分比，测定CNG+喷入物的燃烧轮廓和最大AFR。例如，100％甲醇具有非常宽的AFR窗口，而20％甲醇具有较窄AFR窗口。
在820处，方法800可以包括测量汽缸内的气门温度。这可以包括测量气门或气门座温度、或基于发动机状况估计气门温度，例如排气温度。可以测量或估计进气气门、排气气门、或两者的气门温度。可以为多个汽缸发动机的每个气门测量或估计气门温度或为作为整体的发动机测量或估计气门温度。
在825处，方法800可以包括测定在820处所测量或所估计的气门温度是否大于阈值。阈值可以是预定的数值，或可以根据当前发动机工况计算。如果气门温度不高于阈值，则方法800可以前进至830。在830处，方法800可以包括维持最小储备喷射速率。最小储备喷射速率可以是储备流体质量函数，例如储备流体的醇类百分比。最小储备喷射速率可以被设定为在燃烧循环期间能够产生最小烟尘数量的最小速率，以便用作排气门润滑剂。
如果气门温度高于阈值，则方法800可以前进至840。在840处，方法800可以包括根据气门温度测定期望的冷却温度。期望的冷却温度在本文中可以被称为冷却_温度_期望，并且可以是根据当前发动机工况，将气门温度维持在低于阈值温度的一定期望值的温度。
在845处，方法800可以包括测定期望的AFR。期望的AFR在本文中可以被称为是AFR_期望，并且可以是AFR_添加_能力、冷却_温度_期望、以及其他发动机工况的函数。AFR_期望可以被设定为能够实现富燃和较低燃烧温度的AFR。
在850处，方法800可以包括根据发动机工况测定实现AFR_期望所期望的次级喷射速率。次级喷射速率在本文中可以被称为质量_速率_流体_期望，并且可以是储备流体的醇类百分比、AFR_添加_能力、冷却_温度_期望、发动机转速、发动机负荷、以及其他发动机工况的函数。
在855处，方法800可以包括调整储备喷射速率，以便喷射速率是质量_速率_流体_期望的函数。可以无限地调整、或经命令调整喷射速率，直到气门温度已降至阈值以下。
当已根据次级喷入物可燃性调整喷射轮廓时，方法800可以前进至860。在860处，方法800可以包括调整火花点火和/或调整增压压力。
储备喷射轮廓、火花正时和增压压力可以借助于查询映射图实施，其中在映射图中期望的发动机性能质量映射至喷射轮廓和火花正时轮廓，并且可以根据可获得的燃料和次级喷入物的质量和数量。燃料喷射轮廓、次级喷射轮廓、火花正时和增压压力可以按顺序并根据彼此而测定或者例如可以通过查询映射图而同时测定。例如，可以根据增压压力测定次级喷射轮廓。储备喷射轮廓、火花正时和增压压力可以通过反馈回路被反复设定，并且可以还根据车辆速度、发动机负荷、期望的AFR、发动机爆震或其他发动机工况被连续更新。
图9示出根据本公开的方法900的流程图。可以通过控制器12实行方法900。方法900可以作为另一方法，例如方法300的子程序被实施。尤其是，可以在包括次级喷入物的容器的气体燃料、双燃料、或多燃料车辆(例如图2所示系统)内实施方法900。方法900可以作为缓解气门衰退的程序的一部分来执行。
气门磨损和气门座衰退是一段时间和操作后的发动机气门退化。高温和气门的重复打开和关闭可以使气门和气门座之间的接口退化，从而导致不正确的气门座设置。气门磨损在经历了从排气中吸收最高热的排气门处最明显。
在天然气发动机中，气门磨损因天然气与液态烃燃料相比比热较高而增加。CNG发动机还经历了相对完全的燃烧，造成较低的烟尘产生速率，从而提供排气门润滑、热绝缘或微型焊接。天然气发动机内减少的烃含量和燃烧的完全度还有助于减少保护性烟尘产生。
经改造适于天然气操作的发动机特别易于受到气门磨损，因为其未被设计成支承CNG操作的增加的温度。现已存在的润滑方法还不足以用于CNG操作。另外，部分燃烧烃可以形成烟尘以隔绝和润滑发动机气门和气门座。因此，当液体燃料被用作次级喷入物时，组合了该实施例的保护性利益。
本文将参考包括增压涡轮CNG发动机和容纳甲醇溶液或乙醇溶液的容器的车辆描述方法900，但应理解在不背离该公开范围的情况下可以在其他车辆内实施该方法。方法900可以通过测定发动机工况开始于862。发动机工况可以被测量、估计或推断，并且可以包括不同的车辆状况，例如车辆速度，以及不同的发动机工况，例如发动机转速、发动机温度、排气温度、增压压力水平、MAP、MAF、扭矩要求、马力需求等。工况可以还包括当前AFR和当前喷入至发动机的CNG比次级喷入物(气体_分流)的数值。还可以测定喷射至发动机汽缸的空气质量，且其将被称为空气_质量。
在864处，方法900可以包括测量或估计发动机气门温度。气门温度(气门_温度)可以使用位于或接近气门的温度传感器直接测得。还可以从其他工况，例如发动机系统内的另一部分，例如排气系统的发动机负荷、速度、或温度传感器输出推断出。
在866处，期望的AFR可以基于当前气门温度来测定。可以测定AFR以保存期望操作范围内的气门温度。该范围可以对应于促使气门衰退或发动机爆震的发动机温度。
在其他实施例中，如果气门温度不高于阈值，则(未示出)该方法可以在864后终止。因此，当气门温度处于或接近过热阈值时，可以添加次级喷入物。
在868处，可以测定期望的AFR是否高于阈值。该阈值可以对应于在最后一次重复该方法中所测定的期望AFR。也就是，如果期望的AFR富度增加，则满足阈值，如果期望的AFR富度保持相同或降低，则不满足阈值。阈值可以还对应于仅经天然气或经天然气和当前正在喷射的次级喷入物的比所获得的AFR。如果通过当前天然气比可获得的次级喷入物无法获得期望的AFR，则满足阈值。当前AFR可以是862处所测量的工况之一。
在870处，如果满足阈值，则气体_分流比可以增加，如果不满足阈值，则气体_分流比降低。注意该方法900可以在发动机操作期间或发动机操作开始时开始，并且可以在整个发动机操作期间循环。方法900的第一次迭代可以使用预定的气体_分流数值，以便当该方法到达870和872时，气体_分流可以从该预定的气体_分流数值处增加或降低。预定的数值可以是零。另外，在步骤870之前可以通过控制系统测定该预定的数值，且该预定的数值可以是866处所建立的期望AFR的函数。
在874处，可以测定次级喷入物的质量。次级喷入物可以是气体。待被喷射的质量可以与870或872处所测定的气体_分流比，以及862处所测定的空气_质量成比例，并且待被喷射的质量可以与期望的AFR富度成反比。在876处，可以测定待被喷射至发动机的CNG量。这可以与气体分流比和空气_质量成比例，并且可以与期望的AFR成反比。然后，可以重复方法900。
次级喷入物可以用于允许富于仅DNG的AFR燃烧。可以根据次级喷入物的醇百分比，测定CNG+喷入物的燃烧轮廓和最大AFR。例如，100％甲醇具有非常宽的AFR窗口，而20％甲醇具有较窄AFR窗口。较富的AFR和因此较冷的发动机操作可以有助于减轻气门磨损。
在一些实施例中，发动机可以具有天然气箱和汽油箱。在改造后的发动机中，经设计使得发动机在天然气状况下耐用，汽油箱和传送系统可以适于将汽油喷射至改造后的发动机。在实施例中，可以响应于工况和负荷要求，以及发动机气门温度测定期望的AFR。基于通过控制系统所获得的信息(诸如发动机负荷和速度)可以直接测量或测定发动机气门温度。在一些实施例中，AFR可以是气门温度，而不是期望的扭矩、发动机转速、或发动机负荷的函数。通过协调天然气、汽油、以及喷射至汽缸的空气，可以实现AFR。在一些实施例中，协调后的AFR通过使传送至给定AFR的发动机的汽油量最小，可以使燃料效率最大化。其他实施例可以使用可替代的天然气比汽油比，从而例如，实现提高的烟尘产生或减少的发动机爆震。
可以响应于气门和/或气门座温度测定期望的AFR。气门温度可以以是发动机负荷和速度的函数或可以通过发动机或排气系统内的一个或多个传感器测量。
图10示出根据本公开的多汽缸发动机的概括图。在该实施例中，次级喷入物可以包括高度易燃燃料源，例如一氧化碳和/或氢。内燃发动机10包括耦接至进气通道144和双排气通道148和149的汽缸14。进气通道144可以包括节流阀162。排气通道148可以包括排放控制装置178。
汽缸14可以被配置为汽缸盖201的一部分。在图10中，汽缸盖201被示为两排各有4汽缸。两排汽缸沿着两汽缸盖组按V形配置布置。在一些示例中，汽缸盖201可以具有较多或较少汽缸，例如六汽缸。在一些示例中，汽缸可以被布置成直线或另一合适配置的。
汽缸盖201耦接至燃料系统。汽缸14被示为耦接至燃料喷射器166。在该示例性实施例中，燃料喷射器166被描述为直接燃料喷射器。每个燃料喷射器可以被配置成响应于来自控制器12的命令，在发动机循环内的特定时间点传送特定数量的燃料。燃料喷射器可以在每个燃烧循环期间用于将可燃烧燃料传送至汽缸14。可以根据先前所述的发动机工况控制燃料喷射的正时和数量。
燃料喷射器166可以耦接至可耦接至燃料管路的燃料导轨。燃料管路可以耦接至燃料箱。在一些实施例中，燃料箱可以包含气体燃料，例如CNG、甲醇、LPG、氢气等。
进气通道144可以具有位于其中的空气过滤器161。节流阀162可以控制空气流至发动机的流速。进气通道可以分成两个不同通道，并且可以耦接至节流阀162和/或可以各自具有位于其中的节流阀。
每个进气通道可以耦接至可以压缩进气空气的压缩机。每个压缩机可以从位于排气通道148内的涡轮机147接收功率。一些实施例可以具有一个进气通道和从一个或多个涡轮机接收功率的一个或多个压缩机。
额外的节流阀可以位于压缩机123下游以控制冷凝空气流入发动机。进气通道144的一个或多个分支可以耦接至增压空气冷却器(CAC)。在其他实施例中，每个分支可以具有各自的增压空气冷却器。进气通道的分支可以会聚于CAC上游或其可以被设置在CAC的单独入口处。可替代地，每个分支可以具有各自不同的CAC。
增压空气冷却器可以经一个或多个通道耦接至发动机的进气歧管以用于传送至汽缸14。气门129可以耦接于汽缸之间以控制气流流入发动机。可以通过使用任何上述方法操作汽缸14。
排气可以经耦接至汽缸和排气歧管的排气门排出汽缸14。在所示的双组汽缸配置中，第一行汽缸可以耦接至排气歧管的第一侧，第二行汽缸可以耦接至排气歧管149的第二侧。排气歧管149的第一侧和第二侧可以分开或可以在排气歧管149的下游处分支。
排气歧管149的第一侧可以耦接至转化器通道131。传感器122可以位于排气通道内并可以通过控制器连通温度、压力、一氧化碳、湿度、氧等。传感器122可以还通过控制器测定穿过发动机的空气质量。涡轮机147可以耦接至转化器通道131。涡轮机147可以为发动机涡轮增压器的压缩机123提供功率。气门135可以控制排气流入至涡轮机。
涡轮机147的下游，排气通道可以分成两个或更多路径。第一路径可以耦接至排放控制装置178，例如可以直接或间接耦接至消音器或排气管的催化剂。第二分支可以耦接至转化催化剂179。转化催化剂179可以具有适于经喷射管181的CNG喷射的入口。喷射管181可以耦接至含有一些CNG的箱中，该箱与将CNG提供至发动机以便燃烧的箱可以相同或不同。该箱还可以耦接至具有位于其中的不同烃类燃料的箱。该箱还可以耦接至将CNG提供至发动机10的燃料导轨。也就是，喷射管181可以将转化催化剂179耦接至为发动机10提供燃料的第一气体燃料源。除了将气体燃料提供至转化催化剂179，喷射管179可以作为替代选择将转化催化剂179耦接至可以或不可以被提供的第三气体燃料源。
转化催化剂179可以经气门183耦接至EGR冷却器185，所述气门可以通过控制系统致动，从而允许一些转化排气经EGR冷却器185进入进气系统。位于转化器通道内的一个或多个传感器122可以与控制系统耦接。转化器通道131可以设置在进气通道144上。这是低压实施例，其中转化器通道耦接至涡轮机147下游的排气通道并被设置至压缩机上游的进气通道144。
在可替代的高压实施例中，转化器通道可以耦接至涡轮机上游和/或压缩机下游的排气通道。在另一实施例中，转化器通道可以体现为进气道喷射器或直接喷射器。在这些实施例中，转化器通道可以经喷射阀直接耦接至发动机10或汽缸14。
应注意，该系统可以结合任何上述方法和所公开的系统使用。排出转化催化剂179的转化排气应被理解成次级喷入物和/或次级燃料源。因此，在示例中，转化通道131可以被理解成含有气体燃料的燃料箱的实施例。因此，可以通过程序方法300或900控制转化排气的喷射。
低压EGR系统133可以经第二排气通道148耦接至排气歧管149的第二侧。排气通道148可以包括气门135，以计量进入涡轮机147的排气量。涡轮机147可以耦接压缩机123并由其提供动力。EGR路径可以从排放控制装置178上游的排气通道分支，其中排放控制装置178可以耦接至消音器或排气管。EGR系统133可以还耦接至EGR冷却器和一个或多个气门，从而控制EGR流入进气系统。EGR系统可以耦接至压缩机123上游的进气系统。在高压EGR系统内，EGR系统133可以耦接至涡轮机147上游或下游以及压缩机123上游或下游的排气通道。排气通道和/或EGR系统可以包括与控制系统连通的一个或多个传感器，该控制系统可以测量湿度、温度、压力、一氧化碳、氧等。
其他实施例可以不包括EGR系统。又一实施例可以将转化通道131直接耦接至EGR路径，使得从将以其他方式经EGR再循环的排气量中获取可以被转至转化通道的排气。在另一个系统中，转化通道可以具有耦接至排气通道的进口和耦接至EGR系统的出口。出口可以位于EGR冷却器的上游。
次级喷入物的直接喷射的正时和流率可以经协调与燃烧顺序期间出现的事件相一致。注意次级喷入物可以是稀释剂或次级燃料。此外，可以根据发动机工况或根据次级喷入物的成分测定次级喷入物的直接喷射的正时和流率。此外，根据次级喷入物的直接喷射的正时和流率可以调整火花正时和增压压力。
转化催化剂179可以体现为蒸汽转化催化剂。一些有利实施例可以使用碳化钙催化剂。高温时，蒸汽转化催化剂可以催化甲烷(CH4)和蒸汽(H2O)转化成一氧化碳和气体氢。两者的AFR范围和烟尘产生均高于甲烷。当甲烷富含CO和H2时，AFR富度操作极限可以增加。以此方式允许更富和更冷却的燃烧。这种高度可燃混合物可以被称为合成气且在700-1100℃(1300-2000F)之间的温度时可以形成于蒸汽转化催化剂内。
可以经通常富含水蒸气的热排气来提供蒸汽。可以使用水或清洗液喷射额外蒸汽，以增加蒸汽产生。可以经CNG提供甲烷，以用于CNG发动机内的发动机操作。
蒸汽转化催化剂179可以包括单块衬底或位于其中的高表面积支撑板。可以在含有金属氧化物的反应涂层内涂覆衬底或支撑板。从而，经过转化催化剂179的CNG和EGR气体可以开始与金属氧化物涂层接触。金属氧化物可以包括过渡金属氧化物，例如氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锰、钼、氧化铬、氧化钒、氧化钛、氧化铁、氧化钴、氧化钨、氧化锆、氧化铝、氧化铈、氧化镨或氧化钕。在一些实施例中，衬底或板可以还包括贵金属，例如高度分散在衬底或支撑板上的铂、钯、铑、钌、金或银。在一些有利实施例中，转化催化剂可以是碳化钙催化剂。
排气可以维持在有利于提高蒸汽转化的给定富度或H2/CO百分比。再循环至转化通道的排气可以维持接近10％富或处于化学计量。再循环至转化路径的排气还可以维持在12％的H2/CO浓度。发动机在转化状况期间可以在空气充入丰富的水平下操作，以提供具有期望富度的排气。此外，允许排气进入至转化系统的气门可以在排气处于富或H2/CO范围内时打开。这可以通过一个或多个氧气、一氧化碳、湿度或温度传感器测定。
此外，排气可以在发动机在温度范围内操作时经过转化系统。这可以由发动机或排气歧管内的温度传感器测定。将转化通道耦接至排气通道的气门可以在发动机处于预定温度阈值最小值时打开。该最小值可以是排气系统内的700℃和转化通道内的400℃。此外，温度传感器可以位于转化通道内。转化通道可以在温度达到温度阈值最大值时从排气系统分离。这可以是转化通道内、发动机内、或排气歧管内的最大值。该最大值可以是排气系统内的1100℃和转化通道内的700℃。
图11示出根据本公开的方法1000的流程图。可以通过控制器12实行方法1000。方法1000可以作为另一方法，例如方法300的子程序被实施。尤其是，可以在包括次级喷入物的容器，例如图2所示系统的气体燃料、双燃料、或多燃料车辆内实施方法1000。方法1000可以作为缓解气门衰退或发动机爆震的程序的一部分来执行。
方法1000还可以在例如图10所描绘的发动机系统内被实施。此外，方法1000可以用于通过添加次级燃料源增加AFR操作极限的任何系统上，其中根据例如CNG的第一气体燃料源的量形成次级燃料源。兼容系统的非限制性示例可以包括以此方式的转化器装置，即该装置经包括一个或多个额外反应物或催化剂的反应，将CNG转化成次级喷入物。例如，方法1000可以控制喷入至EGR系统内的蒸汽转化催化剂的CNG的量，该EGR系统中具有一些EGR。蒸汽转化催化剂可以还包括一些金属氧化物。以下描述可以涉及包括将CNG喷射用作第一气体燃料源的转化催化剂的系统。CNG可以与一些EGR气体反应形成次级喷入物。更具体地，CNG可以包括甲烷，EGR可以含有一些H2O，且次级喷入物可以是被称为合成气的H2和CO的组合。通过以下等式可以描述该反应：C H4+H2O->CO+3H2
方法1000可以通过测定发动机工况开始。在880处，发动机工况可以被测量、估计或推断，并且可以包括不同的车辆状况，例如车辆速度，以及不同的发动机工况，例如发动机转速、发动机温度、排气温度、增压压力水平、MAP、MAF、扭矩要求、马力需求等。工况可以还包括当前AFR和当前喷入至发动机的次级燃料/喷入物的量。可以还包括被喷射至次级燃料源(即，转化催化剂)(CNG_质量)的当前CNG量、由次级燃料(AFR_形式_H2CO)提供的额外AFR量、以及喷射至进气系统的当前次级_燃料_至_EGR百分比。
在882处，方法1000可以包括测量或估计发动机气门温度。气门温度(气门_温度)可以使用位于或接近气门的温度传感器直接测得。还可以从其他工况，例如发动机负荷、速度、或发动机系统内的另一部分，例如排气系统的温度传感器输出推断出。
在884处，期望的AFR可以基于当前气门温度来测定。可以测定AFR以保存期望操作范围内的发动机或气门温度。例如，该范围可以对应于促使气门衰退或发动机爆震的发动机温度。
在其他实施例中(未示出)，如果气门或发动机温度不高于阈值，则该方法可以在882后终止。因此，当系统处于或接近过热阈值时可以添加次级燃料。
在886处，测定了因添加次级喷入物而期望的额外AFR量。例如，次级喷入物还可以指燃料并且可以包括H2和CO。应注意为了公开的目的，次级燃料和次级喷入物可以指相同物质和/或可以交换使用。因添加次级喷入物期望的额外AFR量可以是当前AFR减去期望的AFR。注意可以使用次级喷入物的量来获得当前AFR，因此，当前AFR未必指仅从CNG燃烧所获得的AFR量。
然后，来自H2和CO的期望的额外AFR可以与阈值比较。如果发现来自H2和CO的AFR高于阈值，则可以增加H2和CO每再循环至进气口的EGR质量的百分比。也就是，如果当前AFR高于期望的AFR，则发动机按贫于期望的运行，从而可以增加H2和CO百分比以便富操作。可替代地，如果当前AFR小于期望的AFR，则发动机按比期望的富来运行，并且可以减少传送至发动机的H2和CO百分比。在一些实施例中，阈值可以因此为零。
在一些实施例中，如果来自H2和CO的AFR低于阈值，则H2和CO的百分比可以减少至零，使得无CNG喷射至转化器。此方式可以是有利的，以便在气门冷却或发动机爆震减轻不必要时，以最大效率来操作。
又一实施例中，经次级喷入物期望的额外AFR可以根据当前AFR和期望AFR来计算，并且不从属于阈值或期望的主管额外AFR。次级喷入物每EGR质量的百分比可以类似地根据期望的额外AFR来计算；因此，可以不增加或减少来自主管数值，而是替代地，独立地根据方法100的每个迭代来计算。
在894处可以测定传送至转化装置的CNG质量，从而实现890或892处所测定的H2和CO百分比。喷射至转化器的CNG质量可以是所测定的H2和CO百分比、被传送至进气系统的EGR质量、发动机转速、以及发动负荷的函数。由转化装置所产生的H2和CO质量依据喷射至转化装置的CNG质量。在896处，894处所测定的CNG质量可以喷射至转化装置。可以在发动机操作期间重复该过程。传送至转化器的CNG可以是第一气体燃料源，其还将CNG提供至发动机以便燃烧。在可替代实施例中，CNG可以是第三气体燃料源，其目的是为了向转换催化剂提供第三气体燃料源。
图12示出根据本公开的燃烧汽缸14的概括图。如上所述并参考图1和图2，汽缸14包括燃烧室壁136、冷却套筒118、进气门150，其被设置在汽缸14和进气通道144之间、排气门156，其被设置在汽缸14和排气歧管149之间、活塞，其可以耦接至曲轴140、以及火花塞192。在该示例中，示出的汽缸14耦接至直接燃料喷射器166和直接次级喷射器966。汽缸14还可以耦接至进气道燃料喷射器170(未示出)。
汽缸14的燃烧室可以由虚线分成两个区域，端部区域901和内部区域902。端部区域901可以包括最可能成为燃烧端部区域的燃烧室区域，因此燃烧室区域最可能经历发动机爆震。直接次级喷射器966可以被配置成将稀释剂喷射至最可能成为燃烧端部区域的燃烧室区域。以此方式，次级喷入物可以有效地瞄准汽缸中最可能出现爆震的部分。
直接次级喷射器966可以被配置成根据活塞位置燃烧循环喷射流体，例如，在燃烧结束时喷射。作为与直接喷射器166所喷射的细小雾化的液滴的比较，喷射器966可以喷射大的液滴。以此方式，排出喷射器966的喷射流可以进一步渗透至汽缸14的端部区域901，其中端部区域901被放置在燃烧室的下部，低于区域902。在一些实施例中，喷射器966可以是径向瞄准的喷射器。直接喷射器166可以被配置成将燃料喷射至内部区域902。直接喷射一些液体燃料可以包括响应于燃烧端部区域的预定位置，在不同正时喷射液体燃料。另外，喷射液体可以包括响应于燃烧的端部区域的预定位置，通过径向瞄准喷射器将液体燃料喷射至汽缸的不同位置。以此方式，可以建立成层的燃料类型充入。
应明白，本文所公开的配置和方法实质上是示例性的，并且这些具体的实施例不应被视作具有限制意义，因为各种变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。本公开的主题包括多种系统和配置以及在此公开的其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
随附的权利要求特别指出了被认为是新颖和非显而易见的某些组合以及子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或者其等价物。这种权利要求应该被理解为包括一个或多于一个这种元件的结合，既不必要也不排除两个或多于两个这种元件。所公开的这些特征、功能、元件和/或特性的其他组合以及子组合可以通过当前权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。不管是否比原权利要求的范围更宽、更窄、等同或者不同，这种权利要求均被视为包括在本公开的主题内。
Claims (19)
1.一种发动机系统，其包括：
第一气体燃料源，其耦接至一个或多个发动机汽缸，其中第一气体燃料位于所述第一气体燃料源中，
第一排气再循环系统即第一EGR系统，其包含将第一排气通道耦接至第一进气通道的第一EGR通道，所述第一EGR通道包含布置在其内部的转化催化剂，所述第一排气通道耦接至第一汽缸组；
第二EGR系统，包含将第二排气通道耦接至第二进气通道的第二EGR通道，所述第二排气通道耦接至第二汽缸组，其中所述第二EGR通道在其内部不包含转化催化剂；以及
天然气进口，其将天然气源耦接至所述第一EGR系统，其中天然气位于所述天然气源中。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述天然气进口将所述天然气源耦接至所述转化催化剂或所述转化催化剂上游的所述第一EGR系统内的位置。
3.根据权利要求2所述的发动机系统，其中所述转化催化剂是蒸汽转化催化剂并且包括具有反应涂层的板或衬底。
4.根据权利要求3所述的发动机系统，其中所述反应涂层包括金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锰、钼、氧化铬、氧化钒、氧化钛、氧化铁、氧化钴、氧化钨、氧化锆、氧化铝、氧化铈、氧化镨、氧化钕或另一种过渡金属氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的发动机系统，其中所述板或衬底包括铂、钯、铑、钌、金、银或另一种贵金属中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述发动机系统是涡轮增压的，并且所述第一EGR系统是低压EGR系统。
7.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一气体燃料是CNG和甲烷中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一气体燃料源包括所述天然气源，并且所述第一气体燃料包括所述天然气。
9.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述天然气源包括甲烷。
10.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一进气通道耦接至第一压缩机，所述第一压缩机耦接至第一涡轮机，所述第一涡轮机耦接至所述第一排气通道；并且其中所述第二进气通道耦接至第二压缩机，所述第二压缩机耦接至第二涡轮机，所述第二涡轮机耦接至所述第二排气通道。
11.一种用于操作发动机系统的方法,包括：
进气道喷射第一量的第一气体燃料到发动机进气通道内；
确定发动机汽缸的排气门的温度；以及
将第二量的第一气体燃料喷射至包括在其内部布置的转化催化剂的第一EGR系统，所述第二量是期望AFR的函数,所述期望的AFR基于所述发动机排气门的所述温度。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括转化转化催化剂内的第一气体燃料以形成次级气体燃料。
13.根据权利要求12所述的方法,还包括将第一气体燃料源内的甲烷和水转化成第二气体燃料源内的氢气和一氧化碳。
14.根据权利要求12所述的方法,还包括根据当前AFR和额外AFR确定期望的AFR，其中额外AFR可以从喷射次级气体燃料至进气系统中得到。
15.根据权利要求11所述的方法,还包括当排气温度在阈值最小值和最大值之间时，将排气系统流体地耦接至转化催化剂。
16.根据权利要求11所述的方法,还包括当AFR低于富阈值时，增加喷射至EGR系统的第二量的第一气体燃料；以及当AFR高于富阈值时，减少喷射至EGR系统的第二量的第一气体燃料。
17.一种用于操作发动机系统的方法，包括：
喷射第一量的第一气体燃料；
确定期望的AFR，该AFR经第一量的第一气体燃料获得，并且额外的期望的AFR来自于次级喷入物；
响应于来自次级喷入物的额外的期望的AFR确定EGR系统内期望的次级喷入物的百分比；以及
响应于期望的次级喷入物百分比，喷射第三量的第三气体燃料源。
18.根据权利要求17所述的方法,包括经位于EGR系统内的转化催化剂将第三气体燃料源和EGR气体转化成次级喷入物。
19.根据权利要求17所述的方法,包括将次级喷入物喷射至发动机系统的进气系统。
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Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104919163B (zh) * | 2013-01-08 | 2017-08-25 | 沃尔沃卡车集团 | 用于确定燃料质量的方法和装置以及具备该装置的车辆 |
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| EP2930336A1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | Repsol, S.A. | LPG direct injection engine |
| DE102014011618B4 (de) * | 2014-08-01 | 2016-11-10 | Audi Ag | Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
| US10233809B2 (en) * | 2014-09-16 | 2019-03-19 | Southwest Research Institute | Apparatus and methods for exhaust gas recirculation for an internal combustion engine powered by a hydrocarbon fuel |
| DE102015001495A1 (de) * | 2015-02-05 | 2016-08-11 | Man Diesel & Turbo Se | Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben |
| US10125726B2 (en) | 2015-02-25 | 2018-11-13 | Southwest Research Institute | Apparatus and methods for exhaust gas recirculation for an internal combustion engine utilizing at least two hydrocarbon fuels |
| US9797349B2 (en) | 2015-05-21 | 2017-10-24 | Southwest Research Institute | Combined steam reformation reactions and water gas shift reactions for on-board hydrogen production in an internal combustion engine |
| EP3332107A1 (en) * | 2015-08-06 | 2018-06-13 | General Electric Company | System and method for engine control |
| US9657692B2 (en) | 2015-09-11 | 2017-05-23 | Southwest Research Institute | Internal combustion engine utilizing two independent flow paths to a dedicated exhaust gas recirculation cylinder |
| JP6304189B2 (ja) * | 2015-10-15 | 2018-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの燃料噴射制御装置 |
| RU174008U1 (ru) * | 2016-04-11 | 2017-09-25 | Евгений Валерьевич Жуков | Газодизельная энергетическая установка |
| US9874193B2 (en) | 2016-06-16 | 2018-01-23 | Southwest Research Institute | Dedicated exhaust gas recirculation engine fueling control |
| US10054036B2 (en) * | 2016-12-19 | 2018-08-21 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and system for water injection control |
| US10495035B2 (en) | 2017-02-07 | 2019-12-03 | Southwest Research Institute | Dedicated exhaust gas recirculation configuration for reduced EGR and fresh air backflow |
| US10337374B2 (en) * | 2017-03-15 | 2019-07-02 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for an aftertreatment catalyst |
| JP6789907B2 (ja) * | 2017-09-21 | 2020-11-25 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | 内燃機関 |
| US11136933B1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-05 | Ford Global Technologies, Llc | Split lambda fueling operation systems and methods |
| AT523775B1 (de) * | 2020-04-22 | 2022-11-15 | Avl List Gmbh | Verfahren und Regelungsanordnung zur Regelung eines gasbetriebenen Verbrennungsmotors |
| EP4001628A1 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-25 | Volvo Truck Corporation | A method for controlling injection in a combustion engine |
| EP4001611B1 (en) | 2020-11-17 | 2023-06-07 | Volvo Truck Corporation | A piston arrangement for a clean combustion engine |
| CN114542341B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-04-05 | 江苏方霖动力科技有限公司 | 一种发动机燃油喷油系统及喷油方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6508209B1 (en) * | 2000-04-03 | 2003-01-21 | R. Kirk Collier, Jr. | Reformed natural gas for powering an internal combustion engine |
| CN1460149A (zh) * | 2000-02-11 | 2003-12-03 | 韦斯特波特研究公司 | 用于内燃机中气态燃料的引入及控制燃烧的方法和装置 |
| US7207323B1 (en) * | 2006-01-06 | 2007-04-24 | Utilization Technology Development, Nfp | Catalytic core reactor for thermochemical heat recovery |
| CN101313136A (zh) * | 2005-11-18 | 2008-11-26 | 西港能源有限公司 | 直接喷射式内燃机及制造和操作该内燃机的方法 |
| CN101173626B (zh) * | 2006-10-30 | 2011-09-07 | 福特环球技术公司 | 一种运转多行程内燃发动机的方法 |
| CN102906398A (zh) * | 2010-04-08 | 2013-01-30 | 福特环球技术公司 | 用于改进瞬态发动机运行的方法 |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3498767A (en) | 1967-08-07 | 1970-03-03 | Air Reduction | Method of and apparatus for generating acetylene |
| DE3270379D1 (en) | 1981-08-19 | 1986-05-15 | Pennwalt Corp | Cold forming lubricants and process |
| JPH04234542A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃エンジンの空燃比制御方法 |
| JPH05263698A (ja) | 1992-03-18 | 1993-10-12 | Toyota Motor Corp | 燃料噴射内燃機関の燃料圧力制御装置 |
| US5546908A (en) | 1994-01-07 | 1996-08-20 | Stokes; Richard A. | Plural fuel system for internal combustion engine |
| EP0783623A4 (en) | 1994-09-12 | 1997-11-19 | Entherm Inc | WATER INJECTION ENGINE IN CYLINDER |
| DE60028599T2 (de) | 1999-09-01 | 2007-05-16 | The Associated Octel Co. Ltd., Ellesmere Port | Brennstoffzusatz zur ventilsitzrückschlagverhinderung |
| IT1316306B1 (it) | 2000-01-27 | 2003-04-10 | Landi Renzo Spa | Regolatore di pressione a due stadi per alimentare un motore a scoppio con carburante gassoso a pressione costante |
| JP4178731B2 (ja) | 2000-08-10 | 2008-11-12 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置 |
| US6505600B1 (en) | 2000-11-06 | 2003-01-14 | Bombardier Motor Corporation Of America | Direct injection two stroke engine combustion mapping |
| FR2817913B1 (fr) | 2000-12-11 | 2003-04-11 | Inst Francais Du Petrole | Methode de gestion d'un moteur a combustion interne fonctionnant en mono ou en bicarburation avec injection directe d'essence et moteur a combustion interne fonctionnant selon une telle methode |
| JP2003161178A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御方法 |
| JP2004196646A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-07-15 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料改質装置 |
| JP4082180B2 (ja) | 2002-11-07 | 2008-04-30 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置 |
| JP4033163B2 (ja) * | 2004-04-12 | 2008-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 水素利用内燃機関 |
| JP2005337100A (ja) | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Toshiba Kyaria Kk | 流体機械 |
| US7314033B2 (en) | 2004-11-18 | 2008-01-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Fuel management system for variable ethanol octane enhancement of gasoline engines |
| US7398763B2 (en) | 2005-11-09 | 2008-07-15 | Caterpillar Inc. | Multi-source fuel system for variable pressure injection |
| US8166953B2 (en) | 2006-02-06 | 2012-05-01 | Orbital Australia Pty Limited | Fuel injection apparatus |
| US7497191B2 (en) | 2006-02-06 | 2009-03-03 | Eden Innovations Ltd. | System and method for producing, dispensing, using and monitoring a hydrogen enriched fuel |
| JP4449956B2 (ja) | 2006-08-04 | 2010-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JP4418480B2 (ja) | 2007-04-24 | 2010-02-17 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の燃料制御装置 |
| US20080295501A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Weidong Gong | Stoichiometric engine system utilizing reformed exhaust gas |
| US20090075156A1 (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Velocys Inc. | Porous Electrolessly Deposited Coatings |
| US20100121559A1 (en) | 2008-11-04 | 2010-05-13 | Leslie Bromberg | Water Based Systems for Direct Injection Knock Prevention in Spark Ignition Engines |
| GB0901903D0 (en) | 2009-02-05 | 2009-03-11 | T Baden Hardstaff Ltd | A fuel injection system |
| US20100206260A1 (en) | 2009-02-18 | 2010-08-19 | Chevron Oronite Company Llc | Method for preventing exhaust valve seat recession |
| US8327687B2 (en) | 2010-01-19 | 2012-12-11 | Southwest Research Institute | Evaluation of non-fuel components on engine knock performance |
| JP2012237217A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Denso Corp | 内燃機関の燃料改質制御装置 |
| JP2012255358A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Denso Corp | 内燃機関の燃料改質システムの故障診断装置 |
| EP2642096B1 (en) * | 2012-01-30 | 2016-10-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
| US8903630B2 (en) | 2012-02-08 | 2014-12-02 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
| US8919325B2 (en) | 2012-02-08 | 2014-12-30 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
| US9464584B2 (en) * | 2013-01-16 | 2016-10-11 | Southwest Research Institute | Ignition and knock tolerance in internal combustion engine by controlling EGR composition |
| JP2014145299A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Honda Motor Co Ltd | 排気還流装置 |
-
2013
- 2013-05-07 US US13/889,103 patent/US9453465B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-04-28 RU RU2014117147/06U patent/RU153202U1/ru active
- 2014-05-07 CN CN201410190877.1A patent/CN104141556B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1460149A (zh) * | 2000-02-11 | 2003-12-03 | 韦斯特波特研究公司 | 用于内燃机中气态燃料的引入及控制燃烧的方法和装置 |
| US6508209B1 (en) * | 2000-04-03 | 2003-01-21 | R. Kirk Collier, Jr. | Reformed natural gas for powering an internal combustion engine |
| CN101313136A (zh) * | 2005-11-18 | 2008-11-26 | 西港能源有限公司 | 直接喷射式内燃机及制造和操作该内燃机的方法 |
| US7207323B1 (en) * | 2006-01-06 | 2007-04-24 | Utilization Technology Development, Nfp | Catalytic core reactor for thermochemical heat recovery |
| CN101173626B (zh) * | 2006-10-30 | 2011-09-07 | 福特环球技术公司 | 一种运转多行程内燃发动机的方法 |
| CN102906398A (zh) * | 2010-04-08 | 2013-01-30 | 福特环球技术公司 | 用于改进瞬态发动机运行的方法 |
Also Published As
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