CN108204305B - 混合燃烧系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合燃烧系统和方法。具有至少主燃料供给器和辅助燃料供给器的发动机被配置为通过独立地确定用于第一组和第二组汽缸中的每一个的燃料供给模式来操作。因此，一种用于操作发动机的方法包括：利用电子控制器监测发动机操作参数、基于发动机操作参数确定发动机操作点、基于发动机操作点计算第一汽缸分组的第一操作模式、基于发动机操作点计算第二汽缸分组的第二操作模式，并且基于发动机操作点单独地且选择性地针对第一汽缸分组和第二汽缸分组中的每个汽缸选择性地激活每个发动机汽缸中的柴油喷射器、气态燃料喷射器和火花装置中的至少一个。

Description

混合燃烧系统和方法
技术领域
本专利公开总体上涉及内燃机，并且更具体地涉及被配置为以诸如柴油和天然气等一种以上类型的燃料操作的发动机。
背景技术
已知双燃料发动机用于各种应用，诸如发电机组、发动机驱动的压缩机、发动机驱动的泵、机器、非公路卡车等。通常，这样的发动机是静止的并且在现场操作。用轻质燃料(诸如天然气、沼气、液化石油气(LPG)或可能更容易获得且成本有效的其它类型的燃料)取代一定量的重质燃料(诸如柴油)进行的这样的发动机操作使得它们更有效进行操作。
尽管如此，为了实现期望的排放水平，双燃料发动机需要诸如废气再循环(EGR)等排放控制系统以减少氮氧化物(NOx)排放。EGR系统(类似其它排放控制系统)通常是复杂的且昂贵的，但是需要满足排放水平。
发明内容
本公开在一个方面中描述了一种内燃机。内燃机包括形成多个汽缸的至少一个汽缸壳体，该多个汽缸包括第一组汽缸和第二组汽缸，该多个汽缸中的每一个包括主燃料喷射器、辅助燃料喷射器和火花装置。内燃机进一步包括主燃料供应器，其连接至每个主燃料喷射器并且包括主燃料供应传感器，该主燃料供应传感器被配置为提供指示通过该主燃料供应器向该发动机供应主燃料的速率的主燃料供应信号；辅助燃料供应器，其连接至每个辅助燃料喷射器并包括辅助燃料供应传感器，该辅助燃料供应传感器被配置为提供指示通过该辅助燃料供应器向该发动机供应辅助燃料的速率的辅助燃料供应信号；包括速度传感器的输出轴，该速度传感器被配置为测量发动机速度并提供速度信号；以及电子控制器，其与每个主燃料喷射器、每个辅助燃料喷射器和每个火花装置可操作地相关联，该电子控制器被设置为接收该主燃料供应信号和该辅助燃料供应信号以及该速度信号。该电子控制器被编程并且可操作以基于该主燃料供应信号和该辅助燃料供应信号以及该速度信号来独立地确定该第一组汽缸和第二组汽缸中的每一个的燃料供给模式。
另一方面，本公开描述了一种用于操作内燃机的方法。该方法包括利用电子控制器监测发动机操作参数、基于发动机操作参数确定发动机操作点、基于发动机操作点计算第一汽缸分组的第一操作模式、基于发动机操作点计算第二汽缸分组的第二操作模式，并且基于发动机操作点单独地且选择性地针对第一汽缸分组和第二汽缸分组中的每个汽缸选择性地激活每个发动机汽缸中的柴油喷射器、气态燃料喷射器和火花装置中的至少一个。
在又一方面中，本公开描述了一种内燃机，其包括：形成多个汽缸的至少一个汽缸壳体，该多个汽缸包括第一组汽缸和第二组汽缸，该多个汽缸中的每一个包括主燃料喷射器、辅助燃料喷射器和火花装置；包括速度传感器的输出轴，该速度传感器被配置为测量发动机速度并提供速度信号；以及电子控制器，其被编程为和可操作以独立地确定用于第一组汽缸和第二组汽缸中的每一个的燃料供给模式，使得第一组汽缸以第一燃料供给模式操作且第二组汽缸以第二燃料供给模式操作，该第一燃料供给模式和该第二燃料供给模式彼此不同。
附图说明
图1是根据本公开的内燃机的框图。
图2是根据本公开的发动机控制器的框图。
图3是根据本公开的发动机图表的定性集合。
图4是根据本公开的操作内燃机的方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本公开的内燃机100的框图表示。发动机100可用于固定应用，诸如发电机组或压缩机组，并且其还可用于移动应用，诸如非公路卡车、机车等。发动机100具有连接在第一发动机排103和第二发动机排104之间的输出轴102。可以理解，所示配置的发动机100具有V型配置，但是根据本公开的系统和方法也可用于具有不同配置的发动机，诸如直列式发动机。通常，每个排103和104中的两组发动机汽缸可被认为是在任何发动机配置的不同组的发动机汽缸。例如，在具有六个汽缸的直列式发动机中，第一汽缸分组可包括三个汽缸，且第二汽缸分组可包括剩余的三个汽缸。属于不同汽缸分组的汽缸可物理地定位成在发动机上彼此相邻或单独地定位，例如，属于每个分组的不同汽缸沿着汽缸体以交替方式定位。
发动机100可进一步包括与各种发动机和/或发电机系统可操作地相关联的控制器105。所说明实施例中的控制器105包括至发动机100的各种传感器和系统的可操作连接，并且被配置为接收关于其操作参数的信息以及通过连接发送命令至各种致动器和系统。控制器105可为单个控制器，或可包括一个以上的控制器，该控制器被设置为控制该系统的各种功能和/或特征。例如，用于控制发电机组的总体操作和功能的主控制器可与用于控制发动机100的发动机控制器协作地实施。在该实施例中，术语“控制器”意味着包括可与发动机100相关联并且可协作控制发动机100的各种功能和操作的一个、两个或更多个控制器。在一个实施例中，控制器105的功能的一个方面(涉及发动机燃料供给)在图2中概念性地示为出于说明目的而包括各种离散功能。这些功能可在硬件和/或软件中实施，而不考虑所示的离散功能。因此，控制器的各种接口是相对于发动机100的部件来描述的，但是这样的接口不旨在限制连接的部件的类型和数量，也不旨在限制所描述的控制器的数量。
因此，所说明实施例中的控制器105被配置为接收指示发动机100的各种操作参数的信息，并且取决于发动机100的操作点逐个汽缸地控制发动机100的各种操作参数，诸如燃料喷射正时、可允许或期望的燃料替代率等等。发动机100可包括各种部件和系统，诸如图1中为了简单起见而省略的润滑和电气系统。根据本公开，发动机100包括具有形成在其中的一个或多个燃烧汽缸108的汽缸壳体106。如所示，相应的第一汽缸排103和第二汽缸排104中的每一组汽缸包括六个汽缸108，但是可使用以不同配置(诸如直列式配置)布置的任何其它数量的汽缸。
每个汽缸108包括限定燃烧室的可往复运动活塞，该燃烧室可连接至被布置在每个汽缸组或排103和104上的相应进气歧管110和排气歧管112。每个汽缸108包括直喷柴油喷射器126。柴油喷射器126连接至加压柴油燃料源，其经由柴油燃料管线128向每个喷射器126提供燃料。每个喷射器126被配置为响应于在发动机操作期间来自控制器105的适当命令而将预定量的柴油燃料130喷射至每个汽缸108中。例如，控制器105可被配置为从发动机100接收正时信息，其用于确定每个燃烧汽缸108的适当喷射正时。
发动机100进一步包括被设置为将预定量的燃料喷射至进气歧管110中的辅助燃料喷射器114。在所说明实施例中，例如，辅助燃料喷射器114是气体燃料喷射器114，其可操作地连接至气态燃料供应器或贮存器115，该贮存器可为储罐或可替代地是来自现场源的压力调节供应器，诸如来自填埋场的生物气、来自油井的天然气等。气体燃料喷射器114可操作以将预定量的气态或另一种辅助燃料输送至进气歧管110中。所输送的燃料与进入的空气125混合以形成允许经由进气阀122进入汽缸108的空气/燃料混合物。
在操作期间，允许来自进气歧管110的空气/燃料混合物进入每个汽缸108。柴油燃料在发动机操作期间的适当时间和持续时间被喷射至每个汽缸108中，以提供比已经存在于汽缸108中的混合物更丰富的空气/燃料混合物。在汽缸108内压缩这种混合物会引起在其中发现的柴油燃料的自燃，这引发汽缸中所发现的所有可燃燃料的燃烧。这包括柴油燃料以及先前由辅助燃料喷射器114输送至进气歧管中的辅助燃料。
由每个喷射器126提供的柴油燃料的自燃导致在每个汽缸108中以压缩状态存在的空气/燃料混合物的燃烧。每个汽缸108被配置为选择性地从进气歧管110接收空气，其对于自然吸气式发动机可处于或低于大气压，或可替代地在涡轮增压或增压式发动机中处于正表压下。在所说明实施例中，发动机100可进一步包括在进气歧管110与排气歧管112之间以已知配置流体连接的涡轮增压器(未示出)。在本公开中，每个汽缸108由控制器150独立地控制，使得不同比例和类型的流体以及因此不同的燃烧系统可选择性地用于一些汽缸而不可用于其它汽缸。在所说明实施例中，例如，第一组汽缸103中的汽缸可完全以柴油燃料操作，而沿着第二汽缸排104布置的第二组汽缸中的汽缸可以混合柴油/汽油模式操作，或以完全以气态燃料操作汽缸的模式来操作。为此，在每个汽缸108中可使用火花源117，诸如火花塞。在某些实施例中，每个汽缸可进一步包括汽缸压力传感器和/或爆震传感器119，其中的每一个可为与每个相应的汽缸相关联的独立传感器和/或与诸如火花装置117等另一个部件集成的传感器。
在操作期间，来自进气歧管110的空气经由第一进气口116和第二口118提供至每个汽缸108。每个汽缸108的第一进气口116和第二口118可直接连接至进气歧管110的进气增压室容积120，或可替代地是流体地通向进气增压室容积120的组合式进气口(未示出)的分支。第一进气阀122被设置为将汽缸108与第一进气口116流体隔离，且第二进气阀122类似地被设置为将汽缸108与第二进气口118流体隔离。当第一进气阀和第二进气阀122关闭时，诸如在汽缸108中的空气/燃料混合物的燃烧期间，每个相应汽缸108与进气歧管110之间的流体连通被阻断。类似地，第一进气阀和/或第二进气阀122的至少部分打开允许汽缸108与进气增压室容积120流体连通，使得空气125可进入汽缸108。汽缸108中的空气/燃料混合物的燃烧产生动力，其作为转矩传递至输出轴102。与每个汽缸中的燃烧的存在、质量和强度有关的指示和/或信号可通过适当的传感器提供给发动机的电子控制器。
在来自每个喷射器126的燃料与来自每个汽缸108内的第一进气口和第二进气口122的空气燃烧之后剩余的废气被排出并且被收集在排气歧管112中。在所说明实施例中，每个汽缸108可经由两个排气口134流体连接至排气增压室容积132。每个排气口134通过对应的排气阀136与汽缸108流体隔离。所收集的废气138从排气歧管112除去。虽然示出了对应于每个汽缸108的两个排气阀136，但是可使用被设置在每个汽缸108的单个排气口中的单个排气阀。
发动机100包括与本公开相关的各种传感器。更具体地，图1中总体上示出的发动机速度传感器140，与输出轴102相关联并且被配置为测量指示发动机100的转速的参数，例如，以每分钟转数(RPM)为单位，并且向控制器150提供指示RPM的信号。柴油流量传感器142与柴油燃料管线128相关联并且被配置为测量指示在发动机100的操作期间提供给喷射器126的柴油燃料的流量、压力的一个或多个参数和/或其它参数。另外，基于由每个喷射事件提供的已知柴油喷射量的总和，可在电子控制器105内实行对柴油燃料的总燃料流量的确定。替代地，发动机负载的确定可基于从诸如传感器119(图1)等汽缸压力和/或爆震传感器提供的一个或多个信号来实行，该传感器119可提供汽缸内的压力的信号和/或燃烧的速率和正时。在一个替代实施例中，燃料输送确定的基础可基于每个发动机冲程或每个燃料喷射事件并且针对每个汽缸做出而不是整体做出。当使用柴油流量传感器142时，指示被提供给发动机100的柴油燃料的流量的信息或信号直接或间接地传送至控制器105。可使用附加的传感器，诸如被配置为测量进入的气流125的参数的气流、空气压力和/或氧气浓度传感器(未示出)。
用于辅助燃料(在这种情况下为气态燃料)的流量传感器144在辅助燃料流量控制阀148的下游位置处与辅助燃料供应管线146相关联。在辅助燃料是例如如图1中所示的气体的实施例中，控制阀148可与控制器105可操作地相关联，并且被配置为响应于来自电子控制器105的适当信号而计量从贮存器115流至喷射器114的燃料流量。辅助燃料流量传感器144可位于沿着燃料管线146的任意处。在所说明实施例中，燃料流量传感器144位于控制阀148的下游。辅助燃料流量传感器144可为被配置为提供信号至电子控制器105的任何适当类型的数字或模拟输出传感器，该信号指示在发动机操作期间通过相应的喷射器114提供给至少一些发动机汽缸108的气态燃料的质量流量或体积流量。
图2中示出了控制器200的框图。控制器200可为用于控制和监测发动机100(图1)的操作的较大控制方案的一部分。控制器200可进一步与电子控制器105(图1)集成并在其内操作，使得控制器200的输入和输出是存在于电子控制器105内的信号。
控制器200可操作以提供用于相对于将在每个汽缸中实行的燃烧的类型来单独地且独立于其它汽缸操作发动机的每个汽缸的指令。具体地，控制器200针对将被提供给每个汽缸的燃料来确定每个汽缸的期望操作状态，并且适当地命令各个燃料喷射器以及(如果适用的话)每个汽缸中的火花装置，使得每个汽缸可在使用柴油和气态燃料的混合物的混合燃料条件下完全以柴油燃料操作，或单独以气态燃料操作。在使用柴油燃料来完全操作汽缸或柴油燃料与气态燃料混合的情况下，可通过压缩点燃存在于汽缸中的柴油来提供点火。在气态燃料被完全使用的情况下，点火可由火花装置提供。
在所说明实施例中，控制器200至少包括指示发动机速度的RPM输入202，例如诸如由传感器140(图1)提供的信号。控制器200还包括指示第一燃料比204(例如被提供给发动机的柴油燃料比)以及第二燃料比206(例如被提供给发动机的气态燃料比)的输入。总之，第一燃料比204和第二燃料比206表示发动机的总燃料消耗，其指示发动机负载。在替代实施例中，发动机负载的确定可基于汽缸压力和/或爆震。第一燃料比204和第二燃料比206与被RPM输入202一起被提供给模式确定器208，其以发动机速度和负载实时地确定发动机的操作状态。
将RPM输入202被提供给确定器功能210。第一燃料比204和第二燃料比206被提供给归一化器功能212，其对所使用的每种类型的相对燃料量进行加权并且确定发动机的总能量输入214。总能量输入214连同RPM202以及可选地为了简单起见而省略的其它参数一起被提供给确定器功能210。确定器功能210根据发动机速度和负载基于当前操作点来确定模式计算、估计、查找、内插或以其它方式确定期望的发动机汽缸操作。
在所说明实施例中，取决于发动机操作条件，确定器功能确定发动机中有多少发动机汽缸可使用柴油、柴油与气态燃料的混合物，或仅气态燃料来操作。例如，在某些发动机操作条件下，确定器功能可要求一组发动机汽缸以双燃料模式(即，使用气态燃料与用于点火的柴油引燃剂)来操作，且要求第二组汽缸完全以气态燃料操作，同时提供火花用于点火。
在图3中示出了两组汽缸的发动机操作模式的定性图，其中在左侧上示出第一组汽缸的发动机图上使用的燃料，且在右侧上示出第二组汽缸的发动机图上使用的燃料。虽然为了说明目的示出了这些图，但是应当明白的是，它们可以表格形式存在于确定器功能210中。替代地，确定器功能210可被实施为基于模型的算法或任何其它分析方法。如曲线图中所示，在左侧示出的第一发动机图302可用于确定第一组发动机汽缸(例如，如图1中所示的第一汽缸排103中的汽缸108)的操作模式。在右侧示出的第二发动机图304可用于确定第二组发动机汽缸(例如，如图1中所示的第二汽缸排104中的汽缸108)的操作模式。替代地，相同的发动机汽缸可在第一和第二汽缸分组之间动态地切换，即，任何一个发动机汽缸在一个燃烧循环中可以交替方式在第一分组模式下操作，然后在下一个燃烧循环中切换为在第二分组模式下操作。
第一发动机图302和第二发动机图304两者均针对表示发动机速度的水平轴线306以及各自表示发动机负载的各自的垂直轴线308和310而绘制。因此，当关于特定组的发动机操作参数(在发动机速度和发动机负载方面)的信息被提供参数给确定器功能时，该组发动机操作参数将被理解为发动机操作点，该发动机操作点可位于第一发动机图302和第二发动机图304中的每一个图上。发动机操作点的各种区域或集合可因此在第一发动机图302和第二发动机图304中的每一个图中进行限定，其中属于每个区域的发动机操作点具有类似的操作特性，至少在用于不同发动机汽缸分组(在这种情况下，第一和第二发动机汽缸分组)的燃料供给策略方面具有类似的操作特性。
参考图3中所示的发动机图，第一发动机图包括低发动机速度、低发动机负载区域，或第一区域312。第一区域312可在怠速发动机速度与约为最大额定发动机速度的10％的发动机速度之间以及0与10％之间的发动机负载之间延伸。第一区域312包括发动机操作点的集合，在该集合处第一组发动机汽缸中的每一个完全以柴油燃料操作，或被提供给这些汽缸的至少大部分燃料是柴油燃料而不是气态燃料，但是也可提供一些气态燃料。从并置的第一发动机图302和第二发动机图304可中看出，第二组汽缸也可在相应的第一区域318上以相同方式操作。第一发动机图302和第二发动机图304中的第一区域312和318指示发动机在低发动机速度和负载下的操作可在具有柴油燃料的各种发动机操作环境下更加稳定。在发动机操作期间的时间，一组发动机汽缸可在第一发动机图下操作，且第二组发动机汽缸可同时且独立于第一组汽缸在第二发动机图下操作。然而，应当明白的是，发动机汽缸的两个以上发动机组也可在不同的燃烧模式下同时操作。
第一发动机图包括高发动机速度、高发动机负载区域，或第二区域316。第二区域316可在50％与85％的最大额定发动机速度之间的相对较高的发动机速度以及从60％至100％的额定负载的发动机负载之间延伸。第二区域316包括发动机操作点的集合，在该集合处第一组发动机汽缸中的每一个完全以柴油燃料操作，或被提供给这些汽缸的至少大部分燃料是柴油燃料而不是气态燃料，但是也可提供一些气态燃料。从并置的第一发动机图302和第二发动机图304可中看出，第二组汽缸也可在相应的第二区域326上以相同方式操作。第一发动机图302和第二发动机图304中的第二区域316和326指示发动机在高发动机速度和高或额定负载下的操作可在具有柴油燃料的各种发动机操作环境下更加稳定，这是因为与气态燃料相比，每体积的柴油燃料的能量含量相对较高。
其中第一发动机图302和第二发动机图304在第一发动机图302中的第一区域312和第二区316与第二发动机图304中的第一区域318和第二区域326之间的对应区域中不同。在第一发动机图302中，第三区域314占据第一区域312和第二区域316之间的空间。第三区域314包括发动机操作点的集合，在该集合处第一组发动机汽缸中的每一个以双燃料模式操作，其中气态燃料构成了被提供给汽缸的大部分燃料，且提供一定量的柴油用于点火。取决于发动机操作环境因素(诸如高度、温度等)，可在第三区域314的不同区域中调整气态燃料与柴油燃料的相对比。
在第二发动机图304中，第一和第二区域之间的区域可被细分成第四区域320、第五区域322和第六区域324。第四区域320和第六区域324表示第二组发动机汽缸中的每一个以双燃料模式操作的发动机操作点的集合，其中与第三区域314相似，气态燃料构成被提供给汽缸的大部分燃料且提供一定量的柴油燃料以用于点火。在所说明实施例中，第四区域320在最大发动机速度操作范围的10％至20％之间以及在最大发动机负载范围的10％至20％之间延伸。类似地，第六区域324存在于对应的第二区域326附近并且跨越发动机速度和负载的10％至15％的范围。
第五区域322包括第四区域320和第六区域324之间的发动机操作点的集合，并且表示属于第二组发动机汽缸的每个汽缸完全以气态燃料操作且通过火花装置(诸如如图1中所示的火花装置)激活点火时的发动机操作点。可以理解，在第二发动机图304中，第四区域320和第六区域324提供了在第一区域318或第二区域326中以仅柴油模式的操作与在第五区域322中以仅气态燃料模式的操作之间的转换。第一发动机图302和第二发动机图304中所示的任何区域的尺寸和形状可取决于用于给定发动机应用的发动机图的特定形状来调整，并且还可提供改进的排放。
现在返回至图2，确定器功能210提供命令216，其包含关于每个发动机汽缸的期望操作模式的信息。在框图中，各个发动机汽缸在218处被统一表示，并且被编号为1、2等等。在所说明实施例中，表示了n个发动机汽缸。在218内的图上所表示的每个汽缸包括控制模块，该控制模块破译命令信号216并且将适当的命令中继至发动机中的至少三个系统，该命令包括柴油命令220、气体命令222和火花命令224。
取决于针对汽缸操作模式的特定命令，特定控制模块可将柴油命令220提供给柴油喷射器以将柴油提供至对应的汽缸中，该柴油足以在发动机在如图3中所示的第一区域312或第二区域316中操作时以期望负载输出操作汽缸。类似地，特定的控制模块可向柴油喷射器提供柴油命令220，以将柴油燃料提供至处于双燃料操作模式(诸如由如图3中所示的第三区域314、第四区域320和第六区域324所表示的操作模式)的对应汽缸中。
用于每个汽缸的特定控制模块可将气体命令222提供至两个或更多个气态燃料阀或喷射器以向对应的汽缸提供气态燃料，当发动机在存在如上文相对于图3描述的柴油燃料的情况下在第三区域314、第四区域320和第六区域324中操作时或当发动机以单独气态燃料在第五区域322中操作时，该气态燃料足以按照期望负载输出操作汽缸。如前文所讨论，对应的汽缸的操作和单独气态燃料也将促使在适当的时间向该汽缸提供火花命令224以点燃气态燃料并操作汽缸。虽然在图2中标记为1至n的每个控制模块能够、被布置为和被配置为以任何操作模式操作其对应的发动机汽缸，但是构造每个控制模块以使汽缸以特定方式操作的命令通过来自确定器功能210的命令信号216基于当前发动机操作点以及在第一发动机图302和第二发动机图304内确定或预定义的信息而提供。
工业实用性
本公开总体上涉及双燃料内燃机。本文所述的实施例具体涉及单独以天然气、液化石油气(LPG)、生物气或任何其它可燃燃料或与柴油燃料组合地操作的发动机。图4中示出了用于操作内燃机的方法的流程图。该方法包括在402处用控制器监测发动机操作参数。如前所述，发动机操作参数可包括发动机速度和可用于推断发动机负载的燃料消耗指示。可以理解，可使用其它方法来确定发动机负载，诸如与连接至发动机并由发动机驱动的装置或系统有关的参数。例如，在发电机的情况下，发电机的电功率输出可用于确定发动机负载。
在404处，电子控制器使用关于发动机操作参数的信息来确定发动机操作点。发动机操作点的确定可以任何适当的方式实行，包括将发动机速度和负载信息提供给对应于发动机汽缸的特定分组的发动机图，诸如图3中所示的发动机图。基于发动机操作点，控制器基于发动机操作点计算两个或更多个不同的发动机汽缸分组的期望操作模式。在上面讨论的示例性实施例中，存在两个不同的汽缸分组，且控制器计算每个汽缸分组的操作模式。同样如上面所讨论，用于每个分组的汽缸操作模式可包括属于该特定分组的每个汽缸处于第一模式的操作(包括仅以柴油燃料的操作)、第二模式的操作(包括以柴油和气态燃料的操作)和第三模式的操作(包括仅使用火花点燃的气态燃料的操作)。
一旦针对每个发动机汽缸确定了特定操作模式，控制器基于针对每个特定汽缸确定或以其它方式选择的操作模式来选择性地激活每个发动机汽缸中的柴油喷射器、气态燃料喷射器和火花装置中的至少一个。换言之，无论是分组还是单独地，控制器被编程为和被配置为在每个特定发动机循环中在每个单独发动机汽缸中实行的燃料类型和燃烧类型方面独立于其它发动机汽缸操作该特定汽缸。
在不同燃料供给模式下以所述方式操作单独汽缸或汽缸分组是有利的，因为它提供了以不同排放水平操作不同汽缸的能力。例如，仅以气态燃料模式的操作可用于提供少量一氧化二氮排放。当来自发动机中的所有汽缸的排放聚集时，基于不同的发动机汽缸分组的贡献，总发动机排放将低于如果所有发动机汽缸均以相同的燃烧模式操作同时还在给定发动机速度下提供期望发动机负载输出的情况下将产生的对应排放。
将明白的是，前述描述提供所公开系统和技术的示例。然而，预期本公开的其它实施方案可以在细节上不同于前述示例。所有对本公开或其示例的引用旨在提及特定示例在所述点被讨论并且不旨在暗示更一般的对本公开范围的任何限制。关于某些特征的差别和贬低的所有语言旨在指示缺乏对这些特征的偏好，但不是将这些完全排除在本公开范围之外，除非另有指示。
在本文对数值范围的叙述仅仅旨在用作分别提及落入范围内的每个独立值的简略方法，除非在此另外说明，并且每个独立值被包含在说明书中，如同在此分别叙述一样。在本文所描述的所有方法可以任何合适的顺序执行，除非在本文另有说明或者由上下文明显矛盾。

Claims (7)

1.一种内燃发动机，其包括：
形成多个汽缸的至少一个汽缸壳体，所述多个汽缸包括第一组汽缸和第二组汽缸，所述多个汽缸中的每一个包括主燃料喷射器、辅助燃料喷射器和火花装置；
主燃料供应器，其连接至所述主燃料喷射器中的每一个并且包括主燃料供应传感器，所述主燃料供应传感器被配置为提供指示通过所述主燃料供应器向所述发动机供应主燃料的速率的主燃料供应信号；
辅助燃料供应器，其连接至所述辅助燃料喷射器中的每一个并且包括辅助燃料供应传感器，所述辅助燃料供应传感器被配置为提供指示通过所述辅助燃料供应器向所述发动机供应辅助燃料的速率的辅助燃料供应信号；
包括速度传感器的输出轴，所述速度传感器被配置为测量发动机速度并提供速度信号；
电子控制器，其能够操作地与每个所述主燃料喷射器、每个所述辅助燃料喷射器和每个所述火花装置相关联，所述电子控制器被设置为接收所述主燃料供应信号和所述辅助燃料供应信号以及所述速度信号，
其中所述电子控制器被编程为并且能够操作以：
基于所述主燃料供应信号和所述辅助燃料供应信号以及所述速度信号独立地确定用于所述第一组汽缸的第一燃料供给模式和用于所述第二组汽缸的第二燃料供给模式，
其中所述第一燃料供给模式是双燃料操作模式，在所述双燃料操作模式中，所述主燃料喷射器和所述辅助燃料喷射器两者均将其相应量的燃料提供给属于所述第一组汽缸的所述多个汽缸中的每一个中，
其中所述辅助燃料是气态燃料，且其中在所述第二燃料供给模式中，所述多个汽缸中的每一个利用由所述火花装置提供的点火以气态燃料操作。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述电子控制器进一步被配置为独立且选择性地激活用于所述第一组和第二组汽缸中的每一个的所述主燃料喷射器、所述辅助燃料喷射器和所述火花装置中的至少一个，使得有时所述第一组汽缸以所述第一燃料供给模式操作，且所述第二组汽缸以所述第二燃料供给模式操作，所述第一和第二燃料供给模式彼此不同。
3.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述至少一个汽缸壳体被成形为包括第一汽缸排和第二汽缸排的V型配置。
4.根据权利要求3所述的内燃发动机，其中所述第一汽缸分组由沿着所述第一汽缸排布置的汽缸组成，且其中所述第二汽缸分组由沿着所述第二汽缸排布置的汽缸组成。
5.根据权利要求3所述的内燃发动机，其中所述第一汽缸分组包括沿着所述第一和第二汽缸排两者布置的汽缸，且其中所述第二汽缸分组由以与所述第一汽缸分组中的汽缸成交替方式地沿着所述第一和第二汽缸排布置的汽缸组成。
6.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的内燃发动机的方法，包括：
用电子控制器监测发动机操作参数；
基于所述发动机操作参数确定发动机操作点；
基于所述发动机操作点计算第一汽缸分组的第一操作模式；
基于所述发动机操作点计算第二汽缸分组的第二操作模式；以及
基于所述发动机操作点单独且选择地针对所述第一和第二汽缸分组中的每个汽缸选择性地激活每个发动机汽缸中的柴油喷射器、气态燃料喷射器和火花装置中的至少一个，
所述方法进一步包括：
以仅柴油模式、双燃料模式和仅气态燃料模式中的一种模式操作第一组汽缸，在所述双燃料模式中，向所述第一组汽缸中的每一个提供柴油和气态燃料，在所述仅气态燃料模式中，由所述第一组汽缸中的每一个中的所述火花装置提供的火花点燃气态燃料；
以所述仅柴油模式、所述双燃料模式和所述仅气态燃料模式中的一种模式操作第二组汽缸，在所述双燃料模式中，向所述第二组汽缸中的每一个提供柴油和气态燃料，在所述仅气态燃料模式中，由所述第二组汽缸中的每一个中的所述火花装置提供的火花点燃气态燃料，
其中所述第一组和第二组汽缸独立操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其中监测发动机操作参数包括监测发动机速度并确定发动机负载。
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