CN105569858A - 起动燃气发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于起动具有不只一个工作缸的燃气发动机的方法，其中，工作缸以按缸选择的方式供有燃料气体，且起动气体量被供应至工作缸，起动气体以按缸选择的方式被供应到至少一个工作缸。

Description

起动燃气发动机的方法
本发明涉及用于起动具有不只一个工作缸的燃气发动机的方法，其中，根据权利要求1的前序部分，工作缸以按缸选择的方式被供有燃料气体，且起动气体量供给至工作缸。
燃气发动机是内燃机，为了其运行，使用气态燃料而非液态燃料，气体燃料可例如以天然气、木气、填埋气体或氢气的形式存在，该清单并非最终的。燃气发动机常常以静止的方式被操作－尤其是作为组合的热电设备中的热力发动机或者作为船舶的驱动器。
借助于可归于本申请人的DE102009016461A1，已获知了根据性能气体注入方法(PGI)运行的燃气发动机，关于它，为了点燃气体混合物，高压下的燃料气体混合物被注入到相应的工作缸的预燃室，且定位布置在预燃室中的例如呈辉光体形式的点火源，可点燃的气体混合物在该点火源上被点燃。火焰前锋然后可扩散越过预燃室中的通道而进入主燃烧室，在主燃烧室中，例如存在稀薄气体混合物。
此处所提到的点火是关于已经在运行的燃气发动机的气体混合物的点火。仍然静止的燃气发动机－其机轴还没有旋转－必须通过起动程序而进入运行。
为了起动燃气发动机，可燃混合物必须存在于工作缸的燃烧室中，以便可能在工作缸中点火，以及因此起动燃气发动机。已经证明，这样的可点燃的气体混合物通常在第一个点火过程期间并不会突然烧起来，因此经由工作缸的排气控制机构进入排气管道，且可点燃的气体混合物因此积聚在排气管道中。如果接着发生工作缸的点火，热的排气会离开而进入排气管道，且存在这样的风险：排气管道中的可点燃的气体混合物自燃而压力有大的升高。
对于居中地预混的燃气发动机，燃料气体混合到燃气发动机的全部进气量中，且这样产生的全部气体混合物都是可点燃的，因此可大量地进入排气管道中，此时在起动过程期间，其不在单独的工作缸中被点燃。
即便是对于在燃气发动机的已经运转的运行中为单独的工作缸进行的燃料气体缸选择供应，起动燃气发动机所需的燃料气体量也是居中地释放的，即所有工作缸同时被分配了对单独的工作缸点火所需要的起动气体量，这会导致对于其中并非所有的工作缸具有同等有利的点火性质的燃气发动机而言，可点燃的混合物积聚在排气管道中，且因此构成大的爆炸危害。通过在起动过程期间监测燃气发动机的点火过程以及监测排气管道中的气体成分，该危害可得以减小，但是已经证明该系统仍然具有改进的潜力。
由此出发，本发明基于产生用于起动燃气发动机的方法的目的，利用该方法，可避免在燃气发动机的排气管道中出现可点燃的气体混合物。
为了解决该目的而产生的方法包括权利要求1中所述的特征。后续的权利要求中描述了其有利的构造。
本发明产生了一种用于起动具有不只一个工作缸的燃气发动机的方法，其中，工作缸以按缸选择的方式被供有燃料气体，且起动气体量被供给工作缸，其特征在于，起动气体以按缸选择的方式被供给至少一个工作缸。
换言之，这就意味着根据本发明的起动方法特别适用于可在燃气发动机的运转运行期间以按缸选择的方式被供有燃料气体的燃气发动机，其中，与之前的起动方法相比，起动气体量不再同时对所有工作缸居中地释放以及所有工作缸都同时被供有起动气体，而是在至少一个工作缸中起动燃烧过程所需要的起动气体量以按缸选择的方式供给至工作缸。因此多缸燃气发动机的一工作缸可被供有起动气体量，而在首先所述的工作缸被供有起动气体的同时另一个工作缸尚未被供有起动气体。这就导致即便是当选定的工作缸中的起动气体量未能点火，且经由排气控制机构进入排气管道，在排气管道中也不存在可点燃的气体混合物，因为通过其它的工作缸，燃烧空气被泵送到排气管道中，且因此气体混合物被稀释至其不再可点燃的程度。因此已有效地排除了排气管道中的气体混合物的自燃的危害。
按照根据本发明的方法的进一步发展，提供了：至少两个工作缸以按缸选择的方式被供有预定量的起动气体。因此，选定的工作缸可例如依据(asafunctionof)特定燃气发动机的运行期间的经验值而被供有不同的量的起动气体。燃气发动机具有这样的倾向：单独的工作缸比其它工作缸更迅速地起动，或者为了起动，需要不同于燃气发动机的其它工作缸的起动气体量，且利用根据本发明的方法，可将相应的燃气发动机的这样的具体特性考虑在内。
因此，各个工作缸可被供有特定的起动气体量，该量适应其用于安全初始点火的起动性质，且可靠地避免了可点燃的气体混合物排入到燃气发动机的排气管道中。
按照根据本发明的方法的有利的另外的发展，提供了：仅仅在探测到在至少一个工作缸中有完成的点火时，起动气体才被供给到至少一个另外的工作缸。这就意味着，换言之，特别地仅仅当在至少一个工作缸或者在需要在不只一个工作缸中点火以便起动的燃气发动机中，所需数量的缸中的点火已发生时，起动气体量才供给至另外的工作缸，可对该起动气体量进行计量，从而大大地减小所关注的工作缸中的不点火的可能性。
根据本发明的方法的特征在于，按缸选择的起动气体量确定为使得在燃气发动机的排气管道中，不存在可点燃的混合物。因此，在起动过程期间没有被点火的、进入排气管道的工作缸的气体混合物的危害性点火不能发生。当在多缸燃气发动机的情况中，在起动过程期间，点火已经在多个工作缸中发生，且证实只有特定的工作缸不希望点火时，供给该工作缸的起动气体量可例如步进地升高，直至点火也在该工作缸中开始。因此经由未点火的工作缸进入排气管道的气体量可以按缸选择的方式进行控制，目的在于没有可点燃的气体混合物积聚在排气管道中。
根据本发明的进一步发展，还提供了：要被供有起动气体的工作缸是依据工作缸的起动意愿和/或该工作缸相对于至少一个另外的工作缸的旋转位置角和/或燃气发动机的排气管道中的工作缸排气出口位置来按发动机具体确定的。
因此，起动气体对单独的工作缸的按缸选择供应的次序可例如依据以下内容按发动机具体确定：在之前的起动尝试期间工作缸是否证实不愿点火，从而该工作缸特别地仅仅在燃气发动机的其它工作缸已经被启动来点火时才被供有起动气体，且因此，不愿点火的工作缸中的成功的点火过程的可能性显著升高。
这样，还可实现依据上述参数将起动气体顺序地释放到单独的工作缸，这导致起动过程期间的燃气发动机的转矩曲线的温和增大，因此，可避免不合乎需要的转矩幅度。
根据本发明的有利的进一步发展，还提供了：将被供有起动气体的工作缸的次序是以这样的方式按发动机具体确定的：燃气发动机的曲柄传动不被激励到固有振动。曲柄传动的扭转特性还可受根据本发明的起动方法的影响。将被一个接一个供有起动气体的工作缸的次序选定为使得一方面产生了尽可能平坦的转矩曲线，且另一方面避免了机轴的运转期间的有害的扭转振动。
根据本发明的另外的进一步发展，还提供了：在燃气发动机的起动次序中止之后的将被供有起动气体的工作缸的次序被改变成偏离选定的次序的第二次序，且起动过程以该第二次序重复。当由于燃气发动机的环境条件，诸如例如温度和空气湿度或者其它具体的影响参数，燃气发动机的起动证实未成功，或者依据这样的变化的参数，工作缸被供有起动气体的不同的次序是有利的时，这样的程序可能是有利的。
以上已经阐明了只有在之前被供有起动气体的工作缸中已经探测到成功的点火过程时，选定的工作缸才被供有按缸特定的起动气体量。根据本发明的进一步发展，例如通过探测工作缸的排气端口中的温度升高和/或通过探测工作缸中的压力升高，来进行工作缸的完成的点火的探测。
为了确定完成的点火，可例如使用工作缸的震性传感器，从而为了执行根据本发明的方法，不必将额外的传感器系统应用于燃气发动机。
因此根据本发明的方法的特征在于，燃气发动机的点火并不会在同时对所有缸有均一的起动气体释放的情况下发生，而是点火气体顺序地供给具体地选定的缸，即供给一个或者多个工作缸，而起动气体对起动次序中随后的缸的释放仅仅在已经被释放的缸次序的成功点火探测之后才发生。
因此，来自工作缸、被释放以用于点火的气体与来自尚未被供有起动气体的工作缸的气体的混合物在排气管道中获得，即纯燃烧空气，或者来自已经点火的工作缸的排气。同时被释放来点火的工作缸的数量可选择成使得由于不成功点火的情况下排气管道中的工作缸起动气体与纯燃烧空气和/或来自已经点火的工作缸的排气的混合，不存在可点燃的气体混合物。
为了探测在单独的工作缸中是否已经开始点火，也可采用例如震性传感器形式的现有的传感器，从而根据本发明的方法可以节省成本地实现。代替压力探测传感器或者除了压力探测传感器之外，也可采用用于探测工作缸中的温度的传感器，以确定相应的工作缸中的起动过程是否成功。
确定工作缸的点火次序还可例如包括曲柄传动的扭转特性。一个接一个被供有起动气体的工作缸的次序这样选择，即，使得一方面产生尽可能平坦的转矩曲线，且另一方面，曲柄传动的扭转振动保持处于可允许的范围中。多个交替的次序也可被确定为能够可选地用于起动燃气发动机的点火次序。

Claims (10)

1.一种用于起动具有不只一个工作缸的燃气发动机的方法，其中，所述工作缸以按缸选择的方式被供应有燃料气体，且起动气体量被供给至所述工作缸，其特征在于，起动气体以按缸选择的方式供给到至少一个工作缸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少两个工作缸以按缸选择的方式被供有预定量的起动气体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仅仅在探测到至少一个工作缸中的完成的点火之后，起动气体才供给到至少一个另外的工作缸。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，起动气体量确定为使得在所述燃气发动机的排气管道中不存在可点燃的混合物。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将被供有起动气体的工作缸根据工作缸的起动意愿和/或该工作缸相对于至少一个另外的工作缸的旋转位置角和/或所述燃气发动机的排气管道中的工作缸排气出口的位置来按发动机具体确定。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将被供有起动气体的工作缸的次序是按发动机具体确定的，以便产生幅度的量小于预定幅度量的转矩曲线。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，将被供有起动气体的工作缸的次序以如下方式按发动机具体确定：所述燃气发动机的曲柄传动不会被激励到固有振动。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在中止所述燃气发动机的起动次序之后的将被供有起动气体的工作缸的次序被改变成偏离该次序的第二次序，且起动过程利用所述第二次序重复。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，探测工作缸的完成的点火通过探测所述工作缸的排气端口中的温度升高和/或通过确定所述工作缸中的压力升高来执行。
10.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，工作缸的至少一个震性传感器用于确定所述压力升高。
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