CN112814780A - 大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机及操作方法 - Google Patents

大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机及操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机及操作方法，该发动机具有多个气缸(1)和对用于气缸(1)的扫气进行加压的排气驱动的涡轮增压器(5)，气缸具有：排气阀(4)，用于致动排气阀(4)的排气阀致动系统(46)，用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸(1)的燃料输送系统(30)，用于产生表示相关的气缸(1)中的压力的特定气缸的压力信号。该方法包括：基于特定气缸的压力信号以及基于对于所有气缸的公共设定点或者基于各个特定气缸的设定点单独地对气缸的燃料量、燃料进入/喷射开始的时机和/或排气阀关闭的时机进行闭环控制，各个特定气缸的设定点是公共设定点的各个特定气缸的调节。

Description

大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机及操作方法
技术领域
本发明涉及具有十字头并且具有多个气缸的大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机，以及对这种发动机进行操作的方法。
背景技术
具有十字头的大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机通常用于大型船舶的推进系统或用作发电厂的原动机。
这种类型的现代发动机是完全地电子地控制的，即在发动机运行期间，可以通过电子控制系统既对燃料的进入/喷射进行控制又对排气阀的打开和关闭进行控制，以确保发动机在给定的运行条件下最佳地运行。
在出厂前对发动机进行校准，以确保发动机满足所有性能要求，比如说例如功率、燃料效率、排放、噪音/振动水平和可靠性。
因此，在出厂时，发动机发挥最佳性能并满足性能要求。然而，因为发动机、或者至少是发动机的气缸偏离了出厂规格、即需要重新校准，因此随着时间的流逝发生磨损和损耗。
近来，存在大型涡轮增压二冲程压缩点火发动机能够处理替代类型的燃料的需要，替代类型的燃料比如天然气、石油气、甲醇、煤泥、水油混合物、石油焦等。
这些替代燃料中的若干燃料具有降低成本和排放的潜力。
通常使用大型低速单流扫气涡轮增压二冲程内燃发动机来推进大型远洋货轮，因此可靠性至关重要。这些使用替代燃料的发动机的运行仍处于相对较新的发展，并且与使用常规燃料运行时相比，使用气体燃料运行的冗余性处于较低的可靠性水平。在有意使用气体燃料时，双燃料发动机的正常运行时间缩短，从而降低成本。例如，对于气体燃料系统，冗余性较低。如果在一个气缸上检测到故障，则停止向所有气缸的气体燃料供给。在常规的燃料(燃油)模式下，只有受故障影响的气缸被停止。使用常规燃料运行确保了相关性。因此，重要的是能够快速从替代燃料切换为常规燃料，因为使用常规燃料的运行被认为是安全的后退措施。
因此，现有的大型低速二冲程柴油发动机都是双燃料发动机，该双燃料发动机具有用于使用比方说诸如气体燃料之类的替代燃料运行的燃料系统和用于使用比方说诸如燃油之类的常规燃料运行的另一燃料系统，使得发动机可以在仅使用常规燃料的情况下以全功率运行。
在使用替代燃料运行存在问题、比方说例如在使用气体燃料运行时存在气体压力不足的情况下，能够迅速从使用替代燃料运行切换为使用常规燃料运行是必不可少的。为了节省成本和减少排放，能够快速和简便地从常规燃料切换回替代燃料也很重要。
然而，当燃料类型改变时，燃烧过程不再相同，并且发动机必须重新校准以适应使用不同燃料的运行，例如，需要将燃料喷射的时机和时长、排气阀关闭的时机、扫气压力、压缩压力、气缸最大(峰值)压力和平均指示压力的控制调节成所使用的燃料类型。这意味着必须实现新的过程平衡，尤其是因为由典型的气体燃料系统输送的大量气体燃料的特性(热值)会显示出较大的波动。
已知的发动机控制系统无法在没有人为干预的情况下以令人满意的方式执行这种重新校准。已知的控制系统或者花费太长的时间或者精度不足，无法在燃料切换后立即达到发动机的最佳运行条件。
此外，大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机在出厂前已经校准为使得发动机的气缸中的每个气缸中的燃烧过程在发动机的整个运行状态下均根据设计标准来执行。在出厂前，气缸是平衡的(负载平衡的)，即各个气缸的气缸最大(峰值)压力或平均指示压力(负载)是尽可能均匀的。替代性地，代替峰值压力，对于每个气缸的平均指示压力尽可能的保持均匀，以确保尽可能最佳的负载平衡。
然而，在工厂后，随着时间的流逝，磨损和损耗将对发动机和对气缸中的每个气缸产生不同的影响。在使用期间，气缸中的燃烧过程偏离出厂规格，并且气缸平衡劣化。随着时间的流逝，这样的发展导致性能降低和排放增加，而应该在某个时间点通过对控制系统重新校准来抵消这种发展。
用于大型二冲程内燃发动机的已知控制系统需要人工干预来进行这种重新校准。然而，手动干预需要专家技能，因为参数中的一个参数变化、例如排气阀的关闭角度都将影响其他参数范围。通常，发动机操作人员不具备进行涉及人工干预的重新校准所需的技能，并且因此，这种重新校准实际上不会发生。这种缺乏重新校准的后果中的某些后果是增加了燃料消耗和排放。
Rolle S.，Wiesmann A.于2011年在瓦锡兰技术杂志的二冲程发动机的燃烧控制和监控公开了一种具有闭环燃料控制系统的发动机，在该发动机中，为所有气缸提供了公共负载设定点，分别为每个气缸测量气缸压力并相应地调节燃料喷射时机和排气阀关闭。
发明内容
在这种背景下，本申请的目的是提供一种克服或至少减轻上述问题的大型低速涡轮增压二冲程单流扫气内燃发动机以及对这种发动机进行操作的方法。
根据第一方面，该目的是通过提供一种具有十字头的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机来实现的，该发动机包括：
多个气缸，所述气缸具有：
-排气阀，
-排气阀致动系统，该排气阀致动系统用于对排气阀进行致动，
-燃料输送系统，该燃料输送系统用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸，
-压力传感器，该压力传感器用于产生表示相关的气缸中的压力的特定气缸的压力信号，
排气驱动的涡轮增压器，该排气驱动的涡轮增压器对用于气缸的扫气进行加压，
控制器，该控制器接收发动机的如下实际运行状态或配置成确定发动机的如下实际运行状态：
表示要由发动机传递的扭矩的公共扭矩信号，
表示要在气缸中实现的峰值气缸压力的公共峰值压力信号，
表示要在气缸中实现的压缩压力的公共压缩压力信号，
控制器对特定气缸的压力信号进行接收，
其中：
a)控制器被配置成：从特定气缸的压力信号中得出表示由相关的特定气缸传递的扭矩的实际特定气缸的扭矩信号；以及根据公共扭矩信号与实际特定气缸的扭矩信号的偏差来对公共扭矩信号进行调节，以获得特定气缸的扭矩信号；以及根据特定气缸的扭矩信号向相关的特定气缸输送一定量的燃料，
以及
b)控制器配置成：从特定气缸的压力信号得出表示相关的气缸(1)中的峰值压力的实际特定气缸的峰值压力信号，以根据公共峰值压力信号与实际特定气缸的峰值压力信号的偏差来对公共峰值压力信号进行调节，以获得特定气缸的峰值压力信号；以及根据特定气缸的峰值压力信号，确定将所述一定量的燃料输送至相关的特定气缸(1)的开始的时间，
以及
c)控制器被配置成：从特定气缸的压力信号中得出表示相关的气缸中的压缩压力的实际特定气缸的压缩压力信号，以根据公共压缩压力信号与实际特定气缸的压缩压力信号的偏差对公共压缩压力信号进行调节，以获得特定气缸的压缩压力信号；以及根据特定气缸的压缩压力信号来确定相关的特定气缸的排气阀的关闭的时间。
通过按特定于气缸的方式对相应的燃烧过程参数(一个或更多个)进行调节，即在反馈回路中产生特定气缸的扭矩信号、特定气缸的进给压力信号和/或特定气缸的压缩压力信号，可以实现每个气缸严格地按照工厂规范运行，即使在发动机的磨损和损耗或其他因素改变了相关的气缸的运行状态的情况下也是如此。同时，实现了在不考虑整个发动机的气缸的负载平衡或气缸的情况下执行对发动机中的气缸的燃烧过程的控制。这种控制发动机的方式确保了每个气缸均处于最佳运行状态，而无需关心气缸平衡(负载平衡)。
在第一方面的可能实施方案中，发动机是燃料引导的，并且发动机包括至少元件a)。
在第一方面的可能实施方案中，发动机是空气引导的，并且发动机包括至少元件c)。
在第一方面的可能实施方案中，发动机是部分燃料引导的和部分空气引导的，并且发动机包括至少元件a)和元件c)。
在第一方面的可能实施方案中，发动机是双燃料发动机，并且其中，燃料输送系统被配置成处理至少两种不同的燃料，并且气缸各自设置有用于输送第一燃料的至少一个燃料阀和用于输送第二燃料的至少一个燃料阀。
在第一方面的可能实施方案中，发动机在以第一燃料运行时为燃料引导的，而在以第二燃料运行时为空气引导的。
在第一方面的可能实施方案中，控制器对期望的发动机速度进行接收并对经测量的发动机速度进行接收，并且其中，控制器包括调节器，该调节器被配置成根据期望的发动机速度与经测量的发动机速度的偏差来确定燃料指标信号。
在第一方面的可能实施方案中，控制器被配置成通过将燃料指标信号应用于第一预定图来将燃料指标信号转换成公共扭矩信号。
在第一方面的可能实施方案中，控制器包括功率计算模块，该功率计算模块被配置成对指示发动机负载的发动机负载信号进行计算，该功率计算模块优选地对燃料指标信号和经测量的发动机速度进行接收。
在第一方面的可能实施方案中，控制器被配置成：
-通过将发动机负载信号应用于第二预定图来确定公共峰值压力信号，和/或
-通过将发动机负载信号应用于第三预定图来确定公共压缩压力。
在第一方面的可能实施方案中，控制器包括燃料指标信号至分布持续时间模块，该分布持续时间模块被配置成将燃料指标信号转换为公共燃料输送持续时间信号。
在第一方面的可能实施方案中，控制器被配置成根据公共燃料输送持续时间信号与特定气缸的扭矩信号的偏差来对公共燃料输送持续时间信号进行调节，以获得特定气缸的燃料输送持续时间信号。
在第一方面的可能实施方案中，控制器被配置成根据特定气缸的扭矩信号或根据特定气缸的燃料输送持续时间信号来确定特定气缸的喷射分布，并且其中，燃料输送系统通过根据特定气缸的喷射分布来打开一个或更多个燃料阀而将该一定量的燃料输送至相关的特定气缸。
在第一方面的可能实施方案中，燃料输送系统通过根据由控制器确定的一定量的燃料的输送的开始时机来打开一个或更多个燃料阀而开始将该一定量的燃料输送至相关的特定气缸。
在第一方面的可能实施方案中，控制器被配置成：
-在对于其他气缸的调节处于相同方向时，将公共扭矩信号的调节的幅值限制到第一阈值，并且其中，控制器配置成在对于其他气缸的调节处于相反方向时将公共扭矩信号的调节的幅值限制到第二阈值，
和/或
-在对于其他气缸(1)的调节处于相同方向时，将公共峰值压力信号的调节的幅值限制到第一阈值，并且其中，控制器(55)配置成在对于其他气缸(1)的调节处于相反方向时将公共峰值压力信号的调节的幅值限制到第二阈值，
和/或
-当对于其他气缸(1)的调节处于相同方向时，将公共压缩压力信号的调节的幅值限制到第一阈值，并且其中，控制器(55)配置成在对于其他气缸(1)的调节处于相反方向时将公共压缩压力信号的调节的幅值限制到第二阈值。
在第一方面的可能实施方案中，第二阈值低于第一阈值。
在第一方面的可能实施方案中，第一预定图、第二预定图和/或第三预定图优选地是在发动机工厂根据相关的发动机或相同的或相当的发动机的测试而预先设定的，第一预定图、第二预定图和/或第三预定图优选地包括算法和/或表。
在第一方面的可能实施方案中，公共扭矩信号对应于对于所有气缸的平均指示气缸压力，并且其中，特定气缸的扭矩信号对应于对于相关的特定气缸的平均指示气缸压力。
在第一方面的可能实施方案中，控制器包括用于每个气缸的特定气缸的气缸补偿模块，该特定气缸的气缸补偿模块配置成用于对相关的特定气缸的公共扭矩信号、公共峰值压力信号和/或公共压缩压力信号进行补偿。
在第一方面的可能实施方案中，特定气缸的补偿模块是手动控制或自动控制的。
在第一方面的可能实施方案中，控制器被配置成在不考虑气缸平衡的情况下分别地对发动机的气缸进行控制。
在第一方面的可能实施方案中，
控制器配置成根据特定气缸的扭矩与实际特定气缸的扭矩之间的差对误差值连续地进行计算，并且在发动机具有元件a)的情况下，基于成比例的项和积分项施加校正，
控制器配置成根据特定气缸的峰值压力与实际特定气缸的峰值压力之间的差对误差值连续地进行计算，并且在发动机具有元件b)的情况下，基于成比例的项和积分项施加校正，
控制器配置成根据特定气缸的压缩压力与实际特定气缸的压缩压力之间的差对误差值连续地进行计算，并且在发动机具有元件c)的情况下，基于成比例的项和积分项施加校正。
在第一方面的可能实施方案中，燃料输送系统配置成用于将一定量的第一燃料和/或一定量的第二燃料输送至相关的气缸。
根据第二方面，提供了一种对具有十字头的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机进行操作的方法，该发动机包括：
多个气缸，所述气缸具有：
-排气阀，
-排气阀致动系统，该排气阀致动系统用于对排气阀进行致动，
-燃料输送系统，该燃料输送系统用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸，
-压力传感器，该压力传感器用于产生表示相关的气缸中的压力的特定气缸的压力信号，
排气驱动的涡轮增压器，所述排气驱动的涡轮增压器对用于气缸的扫气进行加压，
该方法包括：
根据特定气缸的压力信号和特定气缸的设定点按特定于气缸的方式对气缸的至少一个燃烧过程参数进行闭环控制，特定气缸的设定点是对于所有气缸的公共设定点的特定气缸的补偿。
通过按特定于气缸的方式对相应的燃烧过程参数(一个或更多个)进行调节，即在反馈回路中产生特定气缸的扭矩信号、特定气缸的进给压力信号和/或特定气缸的压缩压力信号，可以实现每个气缸都严格地按照工厂规范运行，即使在发动机的磨损和损耗或其他因素改变了相关的气缸的运行状态的情况下也是如此。同时，实现了对发动机中的气缸的燃烧过程的控制，而无需考虑整个发动机的气缸的负载平衡或气缸。这种控制发动机的方式可确保每个气缸均处于最佳运行状态，而无需关心气缸平衡(负载平衡)。
在第二方面的可能实施方案中，所述至少一个燃烧过程参数包括：
-燃料量，
-燃料喷射开始的时机，和/或
-排气阀关闭的时机。
在第二方面的可能实施方案中，闭环控制而是在不考虑保持气缸平衡的情况下执行的。
在第二方面的可能实施方案中，闭环控制基于成比例的项和积分项施加校正。
在第二方面的可能实施方案中，公共设定点是：
-表示要由发动机传递的扭矩的公共扭矩信号，和/或
-表示要在气缸中实现的峰值气缸压力的公共峰值压力信号，和/或
-表示要在气缸中实现的压缩压力的公共压缩压力信号。
在第二方面的可能实施方案中，闭环控制使用特定气缸的经测量的气缸压力作为参考值。
在第二方面的可能实施方案中，从特定气缸的经测量的气缸压力得出特定气缸的平均指示气缸压力，以及/或者其中，从特定气缸的经测量的气缸压力得出特定气缸的峰值压力，以及/或者其中，从特定气缸的经测量的压力得出特定气缸的压缩压力。
根据第三方面，提供了一种对具有十字头的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机进行操作的方法，该发动机包括：
多个气缸，所述气缸具有：
-排气阀，
-排气阀致动系统，该排气阀致动系统用于对排气阀进行致动，
-燃料输送系统，该燃料输送系统用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸，
-压力传感器，该压力传感器用于产生表示相关的气缸中的压力的特定气缸的压力信号，
排气驱动的涡轮增压器，该排气驱动的涡轮增压器对用于气缸的扫气进行加压，
控制器，该控制器接收发动机的如下实际运行状态或配置成确定发动机的如下实际运行状态：
公共扭矩信号，该公共扭矩信号表示要由发动机传递的扭矩，
公共峰值压力信号，该公共峰值压力信号表示要在气缸中实现的峰值气缸压力，
公共压缩压力信号，该公共压缩压力信号表示要在气缸中实现的压缩压力，
控制器，该控制器对特定气缸的压力信号进行接收，
该方法包括：
从特定气缸的压力信号得出表示由相关的特定气缸传递的扭矩的实际特定气缸的扭矩信号，并根据公共扭矩信号与实际特定气缸的扭矩信号的偏差来对公共扭矩信号进行调节，以获得特定气缸的扭矩信号，
以及根据特定气缸的扭矩信号将一定量的燃料输送至相关的特定气缸，
和/或
b)从特定气缸的压力信号中得出表示相关气缸中的峰值压力的实际特定气缸的峰值压力信号，根据公共峰值压力信号与实际特定气缸的峰值压力信号之间的偏差来调节公共峰值压力信号，以获得特定气缸的峰值压力信号，以及
根据特定气缸的峰值压力信号来确定开始输送所述一定量燃料的时机，
和/或
c)从特定气缸的压力信号得出表示相关的气缸中的压缩压力的实际特定气缸的压缩压力信号，根据公共压缩压力信号与实际特定气缸的压缩压力信号的偏差来调节公共压缩压力信号，以获得特定气缸的压缩压力信号，以及
根据特定气缸的压缩压力信号来确定排气阀关闭的时机。
根据第四方面，提供了一种具有十字头的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机，该发动机包括：
多个气缸，所述气缸具有：
-排气阀，
-排气阀致动系统，所述排气阀致动系统用于对排气阀进行致动，
-燃料输送系统，所述燃料输送系统用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸，
-压力传感器，该压力传感器用于产生表示相关的气缸中的压力的特定气缸的压力信号，
排气驱动的涡轮增压器，该排气驱动的涡轮增压器对用于气缸的扫气进行加压，
控制器，该控制器配置成用于按特定于气缸的方式根据以下项对气缸的一个或更多个燃烧过程参数进行闭环控制：
-特定气缸的压力信号，以及
o对于所有气缸的公共设定点，或
o特定气缸的设定点，特定气缸的设定点是公共设定点的特定气缸的补偿。
根据第五方面，提供了一种具有十字头的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机，该发动机包括：
-多个气缸，所述气缸具有：
排气阀，
排气阀致动系统，该排气阀致动系统用于对排气阀进行致动，
燃料输送系统(30)，该燃料输送系统(30)用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸，
-排气驱动的涡轮增压器，该排气驱动的涡轮增压器对用于气缸的扫气进行加压，
-控制器，该控制器被配置成按特定于气缸的方式对燃烧过程参数(一个或更多个)、燃料量、燃料喷射开始的时机和排气阀关闭的时机中的至少一者进行控制，
控制器(55)被配置成：
根据发动机的运行状态，通过循环地按特定于气缸的方式对燃烧过程参数(一个或更多个)的公共设定点或特定气缸的设定点进行调节而分别对气缸(1)的燃烧过程参数进行控制，
对气缸的燃烧过程参数(一个或更多个)的特定气缸的调节的平均值进行计算，
将燃烧过程参数(一个或更多个)的循环中的特定气缸的调节限制为由所计算出的相关的燃烧过程参数的调节的平均值加上或减去最大预定偏差。
通过提供确保特别是特定气缸的调节不会超出范围的限制器功能，可以确保提供足够的灵活性以适应正常情况下发生的大的调节，同时抑制了由于错误引起的大的调节，从而确保避免损坏或中断操作。
根据第五方面的可能实施方案，控制器被配置成将区间限定为由所计算出的相关的燃烧过程参数的调节的平均值加上或减去最大预定偏差，并且将燃烧过程参数(一个或更多个)的循环中的特定气缸的调节限制成在区间内的调节。
根据第五方面的可能实施方案，该区间是相对于所计算出的相关的燃烧过程参数的调节的平均值具有正向上的第一范围和负向上的第二范围的范围。
根据第五方面的可能实施方案，该区间是燃烧过程参数特定的。
根据第五方面的可能实施方案，正范围具有第一预定幅值，并且其中负范围具有第二预定幅值，第一预定幅值不必与第二预定幅值相同。
根据第五方面的可能实施方案，控制器被配置成针对相关的燃烧过程参数的循环调节的一个循环或多个循环计算气缸的对于燃烧过程参数(一个或更多个)的特定气缸的调节的平均值。
根据第五方面的可能实施方案，燃烧过程参数(一个或更多个)的调节是针对单个循环的调节。
根据第五方面的可能实施方案，所述至少一个燃烧过程参数包括：
-燃料量，
-燃料喷射开始的时机，和/或
-排气阀关闭的时机。
根据第五方面的可能实施方案，用于燃烧过程参数(一个或更多个)的特定气缸的设定点是对于燃烧过程参数(一个或更多个)的公共设定点的补偿。
根据第五方面的可能实施方案，发动机的运行状态为以下各者中的一者或更多者：发动机速度、发动机负载、气缸峰值压力、气缸燃烧压力、气缸平均指示压力、扫气压力燃料类型、环境湿度和环境温度。
根据第六方面，提供了一种对具有十字头的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机进行操作的方法，该发动机包括：
-多个气缸，所述气缸具有：
排气阀，
排气阀致动系统，该排气阀致动系统用于对排气阀进行致动，
燃料输送系统，该燃料输送系统用于将一定量的第一燃料输送至相关的气缸，
-排气驱动的涡轮增压器，该排气驱动的涡轮增压器对用于气缸的扫气进行加压，
该方法包括：
按特定于气缸的方式对燃烧过程参数(一个或更多个)、燃料量、燃料喷射开始的时机和排气阀关闭的时机中的至少一者进行控制，
根据发动机的运行状态，通过循环地按特定于气缸的方式对燃烧过程参数(一个或更多个)的公共设定点或特定气缸的设定点进行调节而分别对气缸(1)的燃烧过程参数(一个或更多个)进行控制，
计算对于燃烧过程参数(一个或更多个)的特定气缸的调节的平均值，
对围绕所计算出的对于燃烧过程参数(一个或更多个)调节的平均值的区间进行确定，以及
将燃烧过程参数(一个或更多个)的循环中的特定气缸的调节限制至由所计算出的相关的燃烧过程参数的调节的平均值加上或减去最大预定偏差。
通过详细描述，根据本公开的燃料阀和发动机的其他目的、特征、优点和特性将变得显而易见。
附图说明
在本说明书的以下详细部分中，将参考附图中所示的示例实施方式来更详细地解释本发明，在附图中：
图1是根据示例实施方式的大型二冲程柴油发动机的正视图，
图2是图1的大型二冲程发动机的侧视图，
图3是根据图1的大型二冲程发动机的示意图，
图4是用于图1的发动机的控制器的实施方式的示意图，以及
图5是用于图1的发动机的控制器的另一实施方式的示意图，以及
图6是用于图1的发动机的控制器的又一实施方式的示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，将参考示例实施方式中的大型二冲程低速涡轮增压内燃(柴油)发动机来描述压缩点火式内燃发动机。图1、图2和图3示出了具有曲轴8和十字头9的大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机。图3示出了具有进气系统和排气系统的大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机。在该示例实施方式中，发动机具有排成一排的六个气缸1。大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机通常具有由发动机框架11承载的排成一排的介于四个与十四个之间的气缸。该发动机可以例如用作远洋轮船的主发动机或者用作用于使发电站中的发电机进行工作的固定式发动机。发动机的总输出可以例如介于1,000KW至110,000kW的范围内。
在该示例实施方式中，发动机是在气缸1的下部区域处具有扫气口18、并且在气缸1的顶部处具有中央排气阀4的二冲程单流扫气型的柴油(压缩点火)发动机或奥托(Otto)(火花点火)发动机。扫气从扫气接收器2被传递至各个气缸1的扫气口18。气缸1中的活塞10对扫气进行压缩，燃料从气缸盖22中的燃料阀50、51被喷射，然后进行燃烧，并产生排气。当排气阀4打开时，排气通过与气缸1相关联的排气管道流动到排气接收器3，并向前通过第一排气管道19到达涡轮增压器5的涡轮6，排气从涡轮6流动通过第二排气管道经由节能器20到达出口21并流动到大气中。涡轮6通过轴对经由进气口12而供给有新鲜空气的压缩机7进行驱动。压缩机7将经加压的扫气输送至扫气管道13，扫气管道13通向扫气接收器2。
管道13中的扫气经过用于对扫气进行冷却的中间冷却器14。在示例实施方式中，扫气以大约200℃离开压缩机，而通过中间冷却器被冷却至介于36℃与80℃之间的温度。
在涡轮增压器5的压缩机7没有为扫气接收器2输送足够的压力时，即在发动机的低负载或部分负载的情况下，经冷却的扫气经由由电动马达17驱动的辅助风机16而通过，辅助风机16对该扫气流进行加压。在较高的发动机负载下，涡轮增压器压缩机7输送足够的经压缩的扫气，然后辅助风机16经由止回阀15而被旁路。
活塞通过活塞杆联接至十字头9。十字头9经由连接杆而连接至曲轴8。曲轴8的旋转速度和位置由传感器40测量。传感器40所测得的发动机速度信号例如经由信号线被发送至控制器55。
每个气缸1设置有排气阀4，并且每个气缸1设置有压力传感器42和两个或更多个燃料阀50。压力传感器42的特定气缸的压力信号被发送至控制器55。
在实施方式中，发动机是双燃料发动机，并且在该实施方式中，两个或更多个燃料阀50专用于第一燃料，而两个或更多个燃料阀50专用于第二燃料。替代性地，两个或更多个燃料阀由两种燃料共用。
燃料阀50由控制器55控制，例如控制器55确定燃料阀何时打开以及燃料阀打开多长时间，并且在实施方式中，控制器55还确定燃料阀50的打开分布。燃料阀50是燃料供给系统30的一部分。用于打开和关闭燃料阀50的信号可以是流体信号或液压信号。在用于打开和关闭燃料阀的信号是诸如液压信号之类的流体信号的实施方式中，控制器55可以将电子信号发送至电子控制阀或泵，而该液压信号从该电子控制阀或泵被发送至燃料阀55。
在实施方式中，燃料供给系统30被配置成能够供给至少两种不同的燃料。在实施方式中，两种燃料中的一种燃料是燃料油、比方说例如燃料油或重质燃料油或甲醇。在实施方式中，两种燃料中的一种燃料是诸如石油气或天然气之类的气体燃料。在实施方式中，气体燃料以气态进入或喷射到气缸中。在另一实施方式中，气体燃料以液态进入或喷射到气缸中。
在实施方式中，发动机是燃料引导的发动机。在燃料引导的或以气体引导的燃烧过程中，待计量的燃料量根据内燃发动机的工作点以及内燃发动机的转速和/或功率的可指定目标值来确定。燃料引导的燃烧过程特别应用在内燃发动机的变速运行期间、在隔离运行的内燃发动机中、在发动机启动期间或当内燃发动机空转时。部署的发动机控制器包括功率控制器和/或速度控制器。专门根据柴油机过程而运行的发动机是燃料引导的发动机，而不管燃料是液体燃料还是气体燃料。通常，燃料在上止点(TDC)之后不久被喷射，并在喷射时立即被点燃。因此，要喷射的燃料量是燃料引导的发动机的主要控制参数。
在实施方式中，发动机是空气引导的发动机。为了避免爆震问题(过早燃烧)或特定的扫气压力、尤其是特定的压缩压力，在空气引导的燃烧过程中，例如根据内燃发动机的工作点和燃料-空气比的可指定的目标值来确定要计量的燃料量。因此，部署的发动机控制装置通常包括压缩压力控制器。专门根据奥托过程运行的发动机是空气引导的发动机，而不管燃料的类型如何。因此，压缩空气压力是空气引导的发动机的主要控制参数。
在实施方式中，发动机是进气口和燃料引导的发动机的组合。这种发动机的示例是以下发动机：在该发动机中，在压缩冲程之前使第一量的燃料进入燃烧室，而在上止点(TDC)附近喷射另外的第二量的燃料。第二量的燃料的喷射开始对燃烧室中的第二量的燃料和第一量的燃料两者的点火。在大型二冲程发动机中，在TDC附近的喷射通常发生在TDC之后不久。在该发动机中，要喷射的燃料量和压缩压力两者都是主要的控制参数，并且每个参数的重要性可取决于发动机负载和转速。
在实施方式中，内燃发动机是双燃料发动机，并且在以第一燃料运行时为燃料引导的，而在以第二燃料运行时为空气引导的。
每个排气阀4设置有排气阀致动器46。在实施方式中，排气阀致动器46是液压致动器，该液压致动器由来自控制器55的电子信号被命令。
气缸1中的燃烧过程中的另外一个燃烧过程参数由控制器55控制。燃烧过程参数例如是燃料量、燃料进入/喷射的开始的时机以及排气阀关闭的时机中的至少一者。燃烧过程参数燃料量与相关气缸1对由发动机传递的扭矩的贡献相关。燃料喷射开始的时机的燃烧过程参数与相关气缸中的峰值压力相关(这尤其适用于根据柴油机原理运行的发动机，而没有那么适用于根据奥托原理运行的发动机，在根据奥托原理运行的发动机中，燃料是进入而不是被喷射)。排气阀关闭的时机的燃烧过程参数与相关气缸1的燃烧压力相关。
图4示出了控制器55的第一实施方式。在实施方式中，控制器55包括发动机控制器和多个气缸控制器。
控制器55例如从驾驶室接收速度设定，即期望的发动机速度。控制器55对来自传感器40的发动机速度信号进行接收，并且控制器55将期望的发动机速度与经测量的发动机速度进行比较以获得速度偏差信号。控制器55包括被馈送有速度偏差信号的调节器。该调节器配置成根据期望的发动机速度与经测量的发动机速度的偏差来确定燃料指标，即调节器配置成根据速度偏差信号来确定燃料指标。燃料指标信号是指示为实现期望的发动机速度而要进入/喷射的燃料量的信号。待喷射的燃料量与要由发动机传递的扭矩的量直接相关。
控制器55包括对于公共扭矩信号模块的指标，该公共扭矩信号模块被配置成通过将燃料指标应用于第一预定图来将燃料指标转换为公共扭矩信号。公共指示扭矩/指标可以被认为与公共平均指示压力成比例。
本文献中的“公共”表示：应用于所有气缸。
第一预定图通过测试、例如在开发和/或制造发动机的工厂的测试台上进行的测试来建立。在实施方式中，第一预定图包括将燃料指标与公共指示的扭矩相关联的表或算法。
气缸控制器与气缸1中的每个气缸相关联。公共扭矩信号被发送至气缸控制器中的每个气缸控制器。
控制器55包括功率计算模块(负载计算)，该功率计算模块被配置成用于计算指示发动机负载的发动机负载信号。在实施方式中，发动机负载信号是相对于最大发动机负载、比如最大连续额定值的实际发动机负载的表示。功率计算模块接收到指标信号和经测量的发动机速度。在实施方式中，负载计算模块将发动机速度乘以燃料指标，并将该结果乘以已经由测试或经验值建立的预定因子，以便得出相对发动机负载，即最大连续额定值的百分比。
控制器55包括发动机运行模式模块，该发动机运行模式模块被配置成通过将发动机负载信号应用于第二预定图来确定公共峰值压力信号，并且该发动机运行模式模块被配置成通过将发动机负载信号应用于第三预定图来确定公共压缩压力。
第二预定图和第三预定图是根据测试、例如在开发和/或制造发动机的工厂的测试台上进行的测试而建立的。在实施方式中，第二预定图包括将峰值压力与发动机负载相关联的表或算法，并且在实施方式中，第三预定图包括将压缩压力与发动机负载相关联的表或算法。第二图和第三图可以考虑诸如环境压力、环境温度和发动机速度之类的许多其他参数，并且可以包括例如摩擦损失之类的补偿。
公共峰值压力信号和公共压缩压力信号被发送至所有气缸控制器。
每个气缸控制器接收来自相关气缸控制器所专用于的气缸1的压力传感器42的特定的经测量的气缸压力。
气缸控制器被配置成根据从相关的气缸1的压力传感器42接收到的特定气缸的压力信号来计算实际特定气缸的最大压力、实际特定气缸的压缩压力和实际特定气缸的平均指示压力。特定气缸的平均指示压力在下文中表示为实际特定气缸的扭矩。
优选地，特定气缸的实际压力值是由例如在5个与50个发动机循环之间、优选地大约10个发动机循环中的多个连续压力测量的算术平均值、特别优选地是中值来确定的。
为了获得更好的信号质量并因此获得更高的控制性能，气缸的特定气缸的压力信号是经过5个至50个发动机循环、优选7个至15个燃烧循环获得的暂时滤波测量的特定气缸的第一压力信号。
因此，实际特定气缸的压力是由相关的气缸1的压力传感器42进行的压力测量的统计评估的结果。
气缸控制器被配置成根据公共扭矩信号与实际特定气缸的扭矩信号的偏差来调节公共扭矩信号以获得特定气缸的扭矩信号。因此，气缸控制器根据特定气缸的扭矩与实际特定气缸的扭矩之间的差连续地(或间歇地)对误差值进行计算，并基于成比例的项和积分项(PI调节器)施加校正，以得出特定气缸的扭矩信号并形成用于相关的特定气缸1的闭环控制。
在实施方式中，控制器55接收公共扭矩的调节、公共峰值压力的调节和/或公共压缩压力的调节。在该实施方式中，控制器55被配置成确定用于所有气缸的公共扭矩的调节的平均值(average for the adjustment)、用于所有气缸的公共峰值压力的调节的平均值或平均数、和/或用于气缸的压缩压力的调节的平均值或平均数。
在该实施方式中，控制器55被配置成允许各个气缸控制器将特定气缸的扭矩、特定气缸的峰值压力和/或特定气缸的压缩压力的最大调节的范围设定在由相应的平均值加上或减去预定量值的调节而限定的区间(window)内。例如，调节区间是将所计算的平均值加上或减去5bar。在该示例中，当对于所有气缸的特定气缸的峰值压力的调节的平均值为正2bar时，各个气缸控制器将被允许在负3bar与正7bar之间对特定气缸的峰值压力调节进行调节。
限制器将最大校正限制至公共扭矩信号。如果对于所有气缸1而言，公共扭矩信号的校正指向相同方向，则限制器允许最大校正达到第一阈值。如果对于所有气缸1而言，公共扭矩信号的校正未指向相同方向，则限制器允许最大校正达到第二阈值，第二阈值低于第一阈值。因此，避免了错误的信号破坏系统的稳定性，并且如果所有的气缸1具有相同的部署，则允许进行更大的校正。
因此，控制器55计算对于所有气缸的扭矩信号的特定气缸的调节的平均值，并且将扭矩信号的循环中的特定气缸的调节限制至由计算出的调节扭矩信号的平均值加上或减去最大预定偏差。
控制器55被配置成将区间限定为由所计算出的扭矩信号的调节的平均值加上或减去最大预定偏差，并且被配置成将扭矩信号循环中的特定气缸的调节限制成在区间内的调节。该区间是相对于所计算出的扭矩信号的调节的平均值具有正向上的第一范围和负向上的第二范围的范围。区间对于扭矩信号和其他燃烧过程参数(压力和燃烧压力)而言是特定的。正范围具有第一预定幅值，并且其中，负范围具有第二预定幅值。这些幅值可以例如在工厂通过测试运行来确定。该区间应当足够大以适应通常将发生的最大调节，但又足够小以排除可能由错误、比方说例如错误的传感器信号而引起的调节。
控制器55配置成针对扭矩信号的循环调节的一个循环或多个循环计算气缸的对于扭矩信号的特定气缸的调节的平均值。在实施方式中，燃烧过程参数(一个或更多个)的调节是针对单个循环的调节。
喷射分布模块将特定气缸的扭矩信号转换成特定气缸的燃料阀分布信号。喷射分布模块通过将特定扭矩信号应用于第四预定图来将特定气缸的扭矩信号与喷射分布相关联。第四图可以包括已经根据测试建立的算法和/或查找表。特定气缸的燃料阀分布信号被发送至相关气缸的燃料阀50，并根据燃料阀50应当打开和关闭的分布，即燃料阀打开持续时间和分布形状来对燃料阀50进行指示。燃料阀50响应于与相关的气缸1相关联的气缸控制器的燃料阀分布信号而将特定气缸的燃料量输送至相关的特定气缸1。
气缸控制器被配置成根据公共峰值压力信号与实际特定气缸的峰值压力信号的偏差来调节公共峰值压力信号，以获得特定气缸的峰值压力信号。因此，气缸控制器根据特定气缸的扭矩与实际特定气缸的压力之间的差连续地(或间歇地)对误差值进行计算，并基于成比例的项和积分项(PI调节器)施加校正，以得出特定气缸的峰值压力信号并形成对于相关的特定气缸1的闭环控制。
以相同的方式，如以上关于扭矩信号所描述的，用于峰值压力信号的限制器将最大校正限制至公共峰值压力信号。如果对于所有气缸1，公共峰值压力信号的校正指向相同方向，则限制器允许最大校正达到第一阈值。如果对于所有气缸1，公共峰值压力信号的校正未指向相同方向，则限制器允许最大校正达到第二阈值，第二阈值低于第一阈值。因此，避免了错误的信号破坏系统的稳定性，并且如果所有的气缸1具有相同的部署，则允许进行更大的校正。
峰值压力模块将特定气缸的峰值压力信号转换为特定气缸的燃料喷射时机信号。至此，峰值压力模块将特定气缸的峰值压力信号应用于第五预定图。第五预定图可以包括使压力与燃料进入/喷射的开始相关联的算法和/或查找表。第五预定图的算法和/或查找表可以通过测试来建立。
特定气缸的燃料喷射时机信号被发送至相关的气缸1的燃料阀50，并且在燃料阀应当开始打开时(即开始燃料进入/喷射的时间(角度))对燃料阀50进行指示。响应于与相关的气缸1相关联的气缸控制器的喷射时机信号，相关的气缸1的燃料阀50开始使特定气缸的燃料量进入/喷射到相关的特定气缸1中。
气缸控制器被配置成根据公共压缩压力信号与实际特定气缸的压缩压力信号的偏差来调节公共压缩压力信号，以获得特定气缸的压缩压力信号。因此，气缸控制器根据特定气缸的压缩信号与实际特定气缸的压缩压力之间的差连续地(或间歇地)对误差值进行计算，并基于成比例的项和积分项(PI调节器)施加校正，以得出特定气缸的压缩压力信号，并形成用于相关的特定气缸1的闭环控制。
以相同的方式，如以上关于扭矩信号和峰值压力信号所描述的，用于压缩压力信号的限制器将最大校正限制至公共压缩压力信号。如果对于所有气缸1，公共压缩压力信号的校正指向相同方向，则限制器允许最大校正达到第一阈值。如果对于所有气缸1，公共压缩压力信号的校正未指向相同方向，则限制器允许最大校正达到第二阈值，第二阈值低于第一阈值。因此，避免了错误的信号破坏系统的稳定性，并且如果所有的气缸1具有相同的部署，则允许进行更大的校正。
压缩压力模块将特定气缸的压缩压力信号转换成特定气缸的排气阀关闭时机信号。至此，压缩压力模块将特定气缸的压缩压力信号应用于第六预定图。第六预定图可以包括使压缩压力与排气阀4的关闭时机相关联的算法和/或查找表。第六预定图的算法和/或查找表可以通过测试来建立。
特定气缸的排气阀关闭时机信号被发送至相关的气缸1的燃料阀50，并且在排气阀4应该关闭时、即关闭排气阀4的时间(角度)，对排气阀致动器46进行指示。响应于与相关的气缸1相关联的气缸控制器的排气阀关闭时机信号，相关的气缸1的排气阀致动器46关闭。
在实施方式中，特定气缸的扭矩信号(平均指示压力)调节、特定气缸的峰值压力调节和特定气缸的燃烧压力调节被发送回到控制器55，并且计算出平均“平均指示压力调节”、平均峰值压力调节和平均燃烧压力调节。该调节是循环地进行的，例如，对于每单个、两个、五个或十个发动机转数进行调节。还循环地计算对于所有气缸的燃烧过程参数的平均值，优选地，以与调节循环相同的循环频率来计算对于所有气缸的燃烧过程参数的平均值。控制器55相对于所计算的相关燃烧过程参数的平均值为相应的燃烧过程参数的特定气缸的调节设定限制。该限制可以呈由所计算的平均值加上或减去最大预定偏差的形式。预定的正偏差可以不同于预定的负偏差。因此，围绕所计算的相关过程参数的平均值形成一区间。预定的正负偏差是过程参数特定的。积分器饱和将是可变的，使得在扭矩、峰值压力和燃烧压力的平均调节较大时允许更大的调节。
气缸控制器配置成单独地控制发动机的气缸1，而无需考虑保持气缸平衡、即不具有气缸平衡。因此，每个气缸1通过以下方式来根据设计规范进行操作：提供对于特定气缸的平均指示压力(扭矩)的特定气缸反馈回路控制、和/或提供对于特定气缸的峰值压力的特定气缸的反馈回路控制、和/或提供对于特定气缸的压缩压力的特定气缸的反馈回路控制。由于所有气缸1将根据设计规范进行操作，因此无需气缸平衡。这对于双燃料发动机在将燃料从一种燃料更换为另一种燃料之后是特别有利的。在常规发动机中，这种燃料更换需要手动重新校准，以使发动机在燃料更换后最佳地运转。使用根据本文献的控制器，在更换燃料后无需进行手动重新校准。在燃料油至S二次燃料(例如气体)的过渡期间尤其是峰值压力和扭矩特别是非常重要的，并且这将通过本控制器自动地确保/调节。
然而，在某些情况下，可能有必要使不同于设计规格的一个或更多个气缸进行工作。例如，在气缸1处于确定存在气缸套磨损(粘附)的显著风险的状态时，气缸套磨损(粘附)有时是由气缸润滑不足引起的。可能有必要减少如下气缸上的负载：该气缸给出正在发生磨损或者如果不减小负载很快将发生磨损的信号。
因此，在图5实施方式中所示的控制器的实施方式中，每个气缸控制器包括用于每个气缸1的特定气缸的气缸补偿模块。在该实施方式中，为了简单起见，与本文中先前描述或示出的对应结构和特征相同或相似的结构和特征由如前使用的相同的附图标记来表示。除了增加了特定气缸的补偿模块之外，控制器55的该实施方式与图4的实施方式基本相同。
特定气缸的补偿模块被配置成用于对相对于相关的特定气缸1而言的公共扭矩信号、公共峰值压力信号和/或公共压缩压力信号进行补偿。例如，补偿可以基于来自传感器的引起气缸控制器或控制器为特定气缸1引入补偿设置的信号而被自动引入或者由人工操作者引入。例如，一个特定气缸内的爆震的检测可以通过传感器进行检测。响应于这种爆震传感器，该特定气缸的压缩压力通过控制器55被降低，以降低燃烧室中的温度，从而降低爆震的风险。因此，将为相关的气缸引入特定气缸的补偿。此外，在实施方式中，控制器55被配置成通过对于要喷射的燃料量的特定气缸补偿的补偿、通过降低燃料量来使空燃比增加。
因此，气缸补偿模块输出特定气缸的扭矩设定点、特定气缸的峰值压力设定点和特定气缸的压缩压力设定点。以与上述图4的实施方式相同的方式，根据相应的实际特定气缸的扭矩、特定气缸的峰值压力和特定气缸的压缩压力之间的差来对特定气缸的设定点进行调节，从而分别得出特定气缸的扭矩、特定气缸的峰值压力和特定气缸的压缩压力。
图6示出了控制器55的另一实施方式。在该实施方式中，为了简单起见，与本文中先前描述或示出的对应结构和特征相同或相似的结构和特征由先前使用的相同的附图标记来表示。除了向分布持续时间模块添加燃料指标之外，控制器55的该实施方式与图5的实施方式基本相同。分布持续时间模块的燃料指标被配置成将燃料指标信号转换为公共分布持续时间信号。
每个气缸控制器都接收公共分布持续时间信号。气缸控制器根据公共燃料输送持续时间信号与特定气缸的扭矩信号之间的偏差来调节公共燃料输送持续时间信号，以获得特定气缸的燃料分布持续时间信号。
公共分布持续时间信号的添加使发动机对于燃料质量的波动更加稳健。特别是气体燃料的性能趋于变化，例如，气体LCV(较低的热值)可以变化高达30％至50％。
在实施方式中，公共扭矩信号对应于所有气缸的平均指示气缸压力，并且其中，特定气缸的扭矩信号对应于相关的特定气缸的平均指示气缸压力。
已经结合本文中的各个实施方式描述了各个方面和实施方案。然而，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，实践要求保护的主题的本领域技术人员可以理解和实现对于所公开的实施方式的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器、控制器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求中使用的附图标记不应当被解释为限制范围。除非另有说明，否则附图(例如阴影线、部件的布置、比例、程度等)旨在与说明书一起被阅读，并且应被视为本公开的全部书面说明的一部分。

Claims (40)

1.一种具有十字头(9)的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机，所述发动机包括：
多个气缸(1)，所述气缸(1)具有：
-排气阀(4)，
-排气阀致动系统(46)，所述排气阀致动系统(46)用于对所述排气阀(4)进行致动，
-燃料输送系统(30)，所述燃料输送系统(30)用于将一定量的第一燃料输送至相关的所述气缸(1)，
-压力传感器(42)，所述压力传感器(42)用于产生特定气缸的压力信号，所述特定气缸的压力信号表示相关的所述气缸(1)中的压力，
排气驱动的涡轮增压器(5)，所述排气驱动的涡轮增压器(5)对用于所述气缸(1)的扫气进行加压，
控制器(55)，所述控制器(55)接收所述发动机的如下实际运行状态，或者所述控制器(55)配置成确定所述发动机的如下实际运行状态：
表示要由所述发动机传递的扭矩的公共扭矩信号，
表示要在所述气缸(1)中实现的峰值气缸压力的公共峰值压力信号，
表示要在所述气缸(1)中实现的压缩压力的公共压缩压力信号，所述控制器(55)对所述特定气缸的压力信号进行接收，
其中：
a)所述控制器(55)配置成：从所述特定气缸的压力信号得出表示由相关的所述特定气缸(1)传递的扭矩的实际特定气缸的扭矩信号；以及根据所述公共扭矩信号与所述实际特定气缸的扭矩信号的偏差来对所述公共扭矩信号进行调节，以获得特定气缸的扭矩信号；以及根据所述特定气缸的扭矩信号向相关的所述特定气缸(1)输送一定量的燃料，
以及
b)所述控制器(55)配置成：从所述特定气缸的压力信号得出表示相关的所述气缸(1)中的峰值压力的实际特定气缸的峰值压力信号；根据所述公共峰值压力信号与所述实际特定气缸的峰值压力信号的偏差来对所述公共峰值压力信号进行调节，以获得特定气缸的峰值压力信号；以及根据所述特定气缸的峰值压力信号，确定开始将所述一定量的燃料输送至相关的所述特定气缸(1)的时间，
以及
c)所述控制器(55)被配置成：从所述特定气缸的压力信号得出表示相关的所述气缸(1)中的压缩压力的实际特定气缸的压缩压力信号；根据所述公共压缩压力信号与所述实际特定气缸的压缩压力信号的偏差对所述公共压缩压力信号进行调节，以获得特定气缸的压缩压力信号；以及根据所述特定气缸的压缩压力信号来确定关闭相关的所述特定气缸的所述排气阀的时间。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机是燃料驱动或者空气驱动的。
3.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机是部分燃料驱动和部分空气驱动的。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的发动机，其中，所述发动机是双燃料发动机，并且其中，所述燃料输送系统(30)配置成处理至少两种不同的燃料，并且所述气缸(1)各自设置有用于输送第一燃料的至少一个燃料阀(50)和用于输送第二燃料的至少一个燃料阀(50)。
5.根据权利要求4所述的发动机，其中，所述发动机在以所述第一燃料运行时为燃料驱动的，而在以所述第二燃料运行时为空气驱动的。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(50)接收期望的发动机速度并且接收经测量的发动机速度，并且其中，所述控制器(55)包括调节器，所述调节器被配置成根据所述期望的发动机速度与所述经测量的发动机速度的偏差来确定燃料指标信号。
7.根据权利要求6所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成通过将所述燃料指标信号应用于第一预定图来将所述燃料指标信号转换成所述公共扭矩信号。
8.根据权利要求6或7所述的发动机，其中，所述控制器(55)包括功率计算模块，所述功率计算模块被配置成对指示发动机负载的发动机负载信号进行计算，所述功率计算模块优选地对所述燃料指标信号和所述经测量的发动机速度进行接收。
9.根据权利要求8所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成：
-通过将所述发动机负载信号应用于第二预定图来确定所述公共峰值压力信号，和/或
-通过将所述发动机负载信号应用于第三预定图来确定所述公共压缩压力。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(55)包括燃料指标信号至分布持续时间模块，所述分布持续时间模块被配置成将所述燃料指标信号转换为公共燃料输送持续时间信号。
11.根据权利要求10所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成根据所述公共燃料输送持续时间信号与所述特定气缸的扭矩信号的偏差来对所述公共燃料输送持续时间信号进行调节，以获得特定气缸的燃料输送持续时间信号。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(55)配置成根据所述特定气缸的扭矩信号或根据所述特定气缸的燃料输送持续时间信号来确定特定气缸的喷射分布，并且其中，所述燃料输送系统(30)通过根据所述特定气缸的喷射分布来打开一个或更多个燃料阀(50)而将所述一定量的燃料输送至相关的所述特定气缸(1)。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的发动机，其中，所述燃料输送系统(30)通过根据由所述控制器(55)确定的所述一定量的燃料的输送的开始时机来打开一个或更多个燃料阀(50)而开始将所述一定量的燃料输送至相关的所述特定气缸(1)。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成：
-在对于其他气缸(1)的调节是处于相同方向时，将所述公共扭矩信号的调节的幅值限制到第一阈值，并且其中，所述控制器(55)配置成在对于其他气缸(1)的调节是处于相反方向时将所述公共扭矩信号的调节的幅值限制到第二阈值，
以及/或者
在对于其他气缸(1)的调节是处于相同方向时，将所述公共峰值压力信号的调节的幅值限制到第一阈值，并且其中，在所述发动机具有元件b)的情况下，所述控制器(55)配置成在对于其他气缸(1)的调节是处于相反方向时将所述公共峰值压力信号的调节的幅值限制到第二阈值，
以及/或者
在对于其他气缸(1)的调节是处于相同方向时，将所述公共压缩压力信号的调节的幅值限制到第一阈值，并且其中，在所述发动机具有元件c)的情况下，所述控制器(55)配置成在对于其他气缸(1)的调节是处于相反方向时将所述公共压缩压力信号的调节的幅值限制到第二阈值。
15.根据权利要求14所述的发动机，其中，所述第二阈值低于所述第一阈值。
16.根据权利要求7至15中的任一项所述的发动机，其中，所述第一预定图、第二预定图和/或第三预定图优选地是在发动机工厂根据相关的所述发动机或相同的或相当的发动机的测试而预先设定的，所述第一预定图、第二预定图和/或第三预定图优选地包括算法和/或表。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的发动机，其中，所述公共扭矩信号对应于对于所有所述气缸的平均指示气缸压力，并且其中，所述特定气缸的扭矩信号对应于相关的所述特定气缸的平均指示气缸压力。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(55)包括用于每个气缸的特定气缸的气缸补偿模块，所述特定气缸的气缸补偿模块被配置成用于对相对于相关的特定气缸而言的所述公共扭矩信号、所述公共峰值压力信号、和/或所述公共压缩压力信号进行补偿。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的发动机，其中，所述特定气缸的补偿模块是手动控制或自动控制的。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成在不考虑气缸平衡的情况下单独地对所述发动机的所述气缸(1)进行控制。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的发动机，其中：
所述控制器(55)配置成根据所述特定气缸的扭矩与所述实际特定气缸的扭矩之间的差对误差值连续地进行计算，并且在所述发动机具有元件a)的情况下基于成比例的项和积分项施加校正，
所述控制器(55)配置成根据所述特定气缸的峰值压力与所述实际特定气缸的峰值压力之间的差对误差值连续地进行计算，并且在所述发动机具有元件b)的情况下基于成比例的项和积分项施加校正，
所述控制器(55)配置成根据所述特定气缸的压缩压力与所述实际特定气缸的压缩压力之间的差对误差值连续地进行计算，并且在所述发动机具有元件c的情况下基于成比例的项和积分项施加校正。
22.根据权利要求1至21中的任一项所述的发动机，其中，所述燃料输送系统(30)配置成用于将一定量的第一燃料和/或一定量的第二燃料输送至相关的所述气缸(1)。
23.一种对具有十字头(9)的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机进行操作的方法，所述发动机包括：
多个气缸(1)，所述气缸(1)具有：
-排气阀(4)，
-排气阀致动系统(46)，所述排气阀致动系统(46)用于对所述排气阀(4)进行致动，
-燃料输送系统(30)，所述燃料输送系统(30)用于将一定量的第一燃料输送至相关的所述气缸(1)，
-压力传感器(42)，所述压力传感器(42)用于产生表示相关的所述气缸(1)中的压力的特定气缸的压力信号，
排气驱动的涡轮增压器(5)，所述排气驱动的涡轮增压器(5)对用于所述气缸(1)的扫气进行加压，
所述方法包括：
根据所述特定气缸的压力信号和特定气缸的设定点按特定于气缸的方式对所述气缸(1)的至少一个燃烧过程参数进行闭环控制，所述特定气缸的设定点是对于所有气缸(1)的公共设定点的特定气缸的补偿。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，至少一个燃烧过程参数包括：
-燃料量，
-燃料喷射开始的时机，和/或
-排气阀关闭的时机。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，所述闭环控制是在不考虑保持气缸平衡的情况下执行的。
26.根据权利要求23至25中的任一项所述的方法，其中，所述闭环控制基于成比例的项和积分项施加校正。
27.根据权利要求22至26中的任一项所述的方法，其中，所述公共设定点是：
-表示要由所述发动机传递的扭矩的公共扭矩信号，和/或
-表示要在所述气缸中实现的峰值气缸压力的公共峰值压力信号，和/或
-表示要在所述气缸中实现的压缩压力的公共压缩压力信号。
28.根据权利要求23至27中的任一项所述的方法，其中，所述闭环控制使用特定气缸的经测量的气缸压力作为参考值。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，从所述特定气缸的经测量的气缸压力得出特定气缸的平均指示气缸压力，以及/或者其中，从所述特定气缸的经测量的气缸压力得出特定气缸的峰值压力，以及/或者其中，从所述特定气缸的测量压力得出特定气缸的压缩压力。
30.一种具有十字头(9)的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机，所述发动机包括：
-多个气缸(1)，所述气缸(1)具有：
排气阀(4)，
排气阀致动系统(46)，所述排气阀致动系统(46)用于对所述排气阀(4)进行致动，以及
燃料输送系统(30)，所述燃料输送系统(30)用于将一定量的第一燃料输送至相关的所述气缸(1)，
-排气驱动的涡轮增压器(5)，所述排气驱动的涡轮增压器(5)对用于所述气缸(1)的扫气进行加压，
-控制器(55)，所述控制器(55)配置成用于对一个或更多个燃烧过程参数、燃料量、燃料喷射开始的时机和排气阀关闭的时机中的至少一者按特定于气缸的方式进行控制，
所述控制器(55)被配置成：
通过循环地按特定于气缸的方式调节对于所述一个或更多个燃烧过程参数的公共设定点或特定气缸的设定点、根据所述发动机的运行状态分别控制所述气缸(1)的所述一个或更多个燃烧过程参数，
所述发动机的特征在于，所述控制器被配置成：
对用于所述气缸的所述一个或更多个燃烧过程参数的特定气缸调节的平均值进行计算，以及
将所述一个或更多个燃烧过程参数的循环中的所述特定气缸的调节限制至由所计算出的相关所述燃烧过程参数的调节的平均值加上或减去最大预定偏差。
31.根据权利要求30所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成将区间限定为由所计算出的相关燃烧过程参数的调节的平均值加上或减去最大预定偏差，并且将所述一个或更多个燃烧过程参数的循环中的所述特定气缸的调节限制成在所述区间内的调节。
32.根据权利要求31所述的发动机，其中，所述区间是相对于所计算出的相关燃烧过程参数的调节的平均值具有正向上的第一范围和负方向上的第二范围的范围。
33.根据权利要求32所述的发动机，其中，所述区间是燃烧过程参数特定的。
34.根据权利要求32或33所述的发动机，其中，所述正范围具有第一预定幅值，并且其中，所述负范围具有第二预定幅值。
35.根据权利要求30至34中的任一项所述的发动机，其中，所述控制器(55)被配置成针对相关的所述燃烧过程参数的所述循环调节的一个循环或多个循环计算所述气缸的对于所述一个或更多个燃烧过程参数的特定气缸的调节的平均值。
36.根据权利要求30至35中的任一项所述的方法，其中，所述一个或更多个燃烧过程参数的调节是针对单个循环的调节。
37.根据权利要求30至36中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个燃烧过程参数包括：
-燃料量，
-燃料喷射开始的时机，和/或
-排气阀关闭的时机。
38.根据权利要求30至37中的任一项所述的方法，其中，用于所述一个或更多个燃烧过程参数的所述特定气缸的设定点是对于所述一个或更多个燃烧过程参数的公共设定点的补偿。
39.根据权利要求30至38中的任一项所述的方法，其中，所述发动机的所述运行状态为以下各者中的一者或更多者：发动机速度、发动机负载、气缸峰值压力、气缸燃烧压力、气缸平均指示压力、扫气压力燃料类型、环境湿度和环境温度。
40.一种对具有十字头(9)的大型低速二冲程单流扫气涡轮增压内燃发动机进行操作的方法，所述发动机包括：
-多个气缸(1)，所述气缸(1)具有：
排气阀(4)，
排气阀致动系统(46)，所述排气阀致动系统(46)用于对所述排气阀(4)进行致动，
燃料输送系统(30)，所述燃料输送系统(30)用于将一定量的第一燃料输送至相关的所述气缸(1)，
-排气驱动的涡轮增压器(5)，所述排气驱动的涡轮增压器(5)对用于所述气缸(1)的扫气进行加压，
所述方法包括：
按特定于气缸的方式对一个或更多个燃烧过程参数、燃料量、燃料喷射开始的时机和排气阀关闭的时机中的至少一者进行控制，
通过循环地按特定于气缸的方式对用于所述一个或更多个燃烧过程参数的公共设定点或特定气缸的设定点进行调节、根据所述发动机的运行状态来分别控制所述气缸(1)的所述一个或更多个燃烧过程参数，所述方法的特征在于，
对用于所述一个或更多个燃烧过程参数的所述特定气缸的调节的平均值进行计算，
对围绕所述一个或更多个燃烧过程参数调节的经计算的所述平均值的区间进行确定，以及
将所述一个或更多个燃烧过程参数的循环中的所述特定气缸的调节限制至由所计算出的相关的所述燃烧过程参数的调节的平均值加上或减去最大预定偏差。
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