CN116724166A - 用于运行内燃机的方法和内燃机 - Google Patents

用于运行内燃机的方法和内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN116724166A
CN116724166A CN202280010610.2A CN202280010610A CN116724166A CN 116724166 A CN116724166 A CN 116724166A CN 202280010610 A CN202280010610 A CN 202280010610A CN 116724166 A CN116724166 A CN 116724166A
Authority
CN
China
Prior art keywords
injector
fuel
combustion chamber
operating
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280010610.2A
Other languages
English (en)
Inventor
F·诺伊贝尔
A·恩斯特
S·希库拉
H·诺瓦克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Woodward Rollen Co ltd
Original Assignee
Woodward Rollen Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Woodward Rollen Co ltd filed Critical Woodward Rollen Co ltd
Publication of CN116724166A publication Critical patent/CN116724166A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0605—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure or temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0694—Injectors operating with a plurality of fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/10—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机(1)的方法，所述内燃机具有至少一个燃烧室(3)以及与燃烧室(3)相关联的用于将第一气体燃料引入到燃烧室(3)中的喷射器(5)，其中为了运行喷射器(5)使用第二液体燃料，其中在内燃机(1)的启动运行中，在至少一个工作循环中在避免经由喷射器(5)引入燃烧室(3)中的燃料完全燃烧的情况下操控喷射器(5)。

Description

用于运行内燃机的方法和内燃机
技术领域
本发明涉及一种用于运行内燃机的方法以及一种设计为借助这种方法运行的内燃机。
背景技术
借助这种方法运行的内燃机具有至少一个燃烧室和与燃烧室相关联的喷射器，所述喷射器设计用于：将第一气体燃料引入到燃烧室中。将第二液体燃料用于运行喷射器，例如作为操控喷射器的控制油或作为用于密封喷射器的隔离油。如果喷射器构成为双物质喷射器并且设计用于除了第一气体燃料之外还将用于使第一气体燃料点燃的引燃燃料引入到燃烧室中，则——附加地或为替代于其作为控制油和/或隔离油的用途——将第二液体燃料用作引燃燃料。
在此存在以下问题：即由于不同的错误情景会造成燃烧室中第二液体燃料的质量份额增加，例如由于不期望的控制油和/或隔离油泄漏或由于喷射器功能的结构类型所决定的或磨损所决定的损坏。与第一气体燃料相比，第二液体燃料通常具有更高的热值。于是，由于不期望地增加能量输入，会预期到对内燃机造成机械损坏。特别是在内燃机停止后调试喷射器时，增加量的第二液体燃料的这种不期望地进入燃烧室的风险增加。
发明内容
本发明所基于的目的是：创建一种用于运行内燃机的方法以及一种内燃机，其中所提到的缺点至少在较小程度上出现或者被避免。
该目的通过以下方式来实现，即提供本技术教导、特别是独立权利要求以及在从属权利要求和说明书中公开的实施方式的教导。
该目的尤其通过以下方式实现：在内燃机的启动运行中，在至少一个工作循环中在避免经由喷射器引入到燃烧室中的燃料的完全燃烧的情况下操纵喷射器。有利地，因此首先尤其在内燃机停止期间将积聚在喷射器中的第二液体燃料排出到燃烧室中，而其没有燃烧，或者至少在所述第二液体燃料没有完全燃烧的情况下排出到燃烧室中。以该方式，尤其在内燃机启动运行中避免了不允许地高的最终燃烧压力，使得还降低、优选地防止了构件损坏的风险。通过以根据本发明的方式操纵喷射器，所述喷射器尤其一定程度被自由喷射。这尤其意味着：在内燃机投入运行和/或燃烧室中开始正常燃烧之前消除了第二液体燃料的不期望的泄漏量。
将燃料在此理解为可燃物质或可燃物质混合物。可燃物质混合物包括至少一种可燃物质。
气态燃料特别是在正常条件下、即特别是在25℃和1013毫巴下为气态的可燃物质或可燃物质混合物。第一气态燃料优选具有如下至少一种物质或由如下物质构成，所述物质选自：甲烷、丙烷和氢气。在优选的设计方案中，第一气体燃料是天然气，特别是液化天然气(Liquefied Natural Gas-LNG)或压缩天然气(Compressed Natural Gas-CNG)、生物气、沼气、垃圾填埋气体、化学工业的工艺气体、钢铁、采矿或冶金工业的工艺气体或排气、原料伴生气、火炬气、贫气体或特殊气体。
将液体燃料尤其理解为在正常条件下、特别是在25℃和1013毫巴下为液体的可燃物质或可燃物质混合物。第二液体燃料优选是点火油，特别是柴油或二甲醚。尤其柴油可以容易地用作用于喷射器的控制油和/或隔离油。
第一气体燃料优选用作用于运行内燃机的主燃料。这尤其意味着：每个工作循环引入到燃烧室中的总化学能量的主要份额经由第一气体燃料引入，优选大于80％、优选大于90％、优选大于95％、优选大于97％的每个工作循环引入燃烧室中的化学能量经由第一气体燃料引入。优选地，还可行的是：每个工作循环引入燃烧室的化学能量的100％以第一气体燃料的形式经由喷射器引入。在该情况下，第二液体燃料优选地仅用作用于喷射器运行的控制油和/或隔离油。
优选地可以使用第二液体燃料作为(特别是仅作为)用于操纵喷射器的控制油。
替代地或附加地，第二液体燃料用作(特别是仅用作)用于喷射器的隔离油。
替代地或附加地，第二液体燃料作为(特别是仅作为)引燃燃料引入到燃烧室中。在此，优选地可以将第二液体燃料经由单独的第二喷射器引入到燃烧室中。但是，在特别优选的设计方案中，第二液体燃料作为引燃燃料经由与第一气体燃料相同的喷射器引入到燃烧室中。在该情况下，喷射器优选地构成为双物质喷射器。
喷射器优选地具有至少局部彼此流体分离的燃料回路，特别是控制油回路和隔离油回路，所述控制油回路和隔离油回路可以设置于不同的燃料压力，其中各个燃料回路中的压力构建单独地且尤其时间上依次地进行。特别地，用于第一气体燃料的燃料路径优选地在喷射器内与控制油回路和/或隔离油回路流体分开，并且第一气体燃料的燃料压力能够在时间上且对于要达到的压力值独立于控制油压力和/或隔离油压力来构建。
操纵喷射器尤其意味着：操纵(尤其是导通)喷射器以引入燃料，特别是引入第一气体燃料。以该方式，以不期望的方式存在的第二液体燃料可以随第一气体燃料同时排出到燃烧室中。优选地可以附加地操纵构成为双物质喷射器的喷射器，以便也将第二液体燃料作为引燃燃料引入到燃烧室中。
喷射器在避免经由喷射器引入燃烧室中的燃料完全燃烧的情况下被操作尤其意味着：进行操纵，使得在燃烧室中不发生燃烧，或者进行操纵，使得引入燃烧室中的燃料仅部分燃烧。在任何情况下，都将操纵进行为使得引入燃烧室中的燃料不完全燃烧。
在启动运行中，内燃机优选地通过启动器、特别是电启动马达牵引。替代地或附加地，内燃机可以由压缩气体驱动，例如由压缩空气驱动，或者以其他方式在避免在至少一个燃烧室中完全燃烧的情况下驱动。特别地，在启动运行中，对于转动内燃机所需的功率不是或至少不是基本上通过在至少一个燃烧室中的燃烧来提供。
在启动运行中操纵喷射器的至少一个工作循环优选是其中在调试内燃机时完全操纵喷射器的第一工作循环。因此，喷射器有利地同样在其第一操纵时被自由喷射。
在内燃机的启动运行结束之后，喷射器优选地在用于正常运行内燃机的正常模式中被操纵。
启动运行优选地在至少2个直至最多20个工作循环之后结束。特别地，在至少2个至最多20个工作循环之后，喷射器不再在启动运行中被操纵，而是在用于正常运行内燃机的正常模式中被操纵。
根据本发明的一个改进形式提出：在启动运行中在至少一个工作循环内，在工作循环内的操纵时间点操纵喷射器，在所述操纵时间点，在燃烧室中不存在第二液体燃料的点火条件。以该方式，有利地完全防止引入燃烧室中的燃料的燃烧，特别是因为如果不存在用于第二液体燃料的点火条件，则第一气体燃料通常也无法被点燃。
替代地，在启动运行中在至少一个工作循环内，在工作循环内的操纵时间点操纵喷射器，在所述操纵时间点，确保经由喷射器引入的燃料至多部分转化。以该方式，有利地确保引入燃烧室中的燃料仅部分燃烧，而决不完全燃烧。燃料至多部分转化尤其意味着：引入的燃料没有完全转化。燃料被转化尤其意味着：燃料被燃烧。
将操纵时间点在此尤其理解为工作循环内的相对时间点。于是根据内燃机的当前转速，所述操纵时间点可以表示为工作循环内的所确定的参考时间点之后的时间或工作循环内的所确定的参考事件之后的时间。操纵时间点优选地作为以°KW为单位的曲轴角度给出。如果内燃机构成为二冲程发动机，则在此一个工作循环通常从0°KW延伸至360°KW；如果内燃机构成为四冲程发动机，则一个工作循环通常从0°KW延伸至720°KW，即其包括曲轴的两个整转。操纵时间点优选是喷射时间点或喷入时间点，特别是通常也称为“注射开始”(BOI)或喷射开始的时间点。
根据本发明的一个改进形式，在启动运行中，在多个工作循环中在避免经由喷射器引入到燃烧室中的燃料的完全燃烧的情况下操纵喷射器。特别地，喷射器在启动运行中优选地在多个工作循环中在各工作循环内的操纵时间点被操纵，在该操纵时间点在燃烧室中不存在第二燃料的点火条件，或者还确保：经由喷射器引入的燃料最多被部分转化。如果在多个工作循环中这样操纵喷射器，则所述喷射器有利地被尤其有效地自由喷射，使得以高的安全性避免通过不允许地高的最终燃烧压力使内燃机上过度负荷。
多个工作循环特别优选地是直接彼此相随的工作循环。特别地，所述工作循环优选是其中在调试内燃机之后喷射器被完全操纵的第一工作循环。
在启动运行中，喷射器优选地在至少2至最多20个工作循环中在避免经由喷射器引入到燃烧室中的燃料的完全燃烧的情况下被操纵。特别地，启动运行优选地保持至少2个且至多20个工作循环。
替代地或附加地，喷射器还可以在启动运行中在至少一个工作循环中被多次操纵。特别地，可以在单个工作循环中以时钟方式操纵喷射器。以该方式，喷射器也可以被非常有效地自由喷射。
根据本发明的一个改进形式提出，在启动运行中，喷射器在阀重叠阶段期间被操纵。这具有的优点是：一方面在阀重叠阶段期间肯定不存在第二燃料的点火条件，其中另一方面在阀重叠阶段期间通常存在从燃烧室向外的强烈的流动，所述流动将未燃烧的燃料可靠地运送出燃烧室，使得可以很可靠地避免燃烧室的不允许地高的负载。阀重叠阶段尤其是工作循环内的时间或曲轴角跨度，在所述时间或曲轴角跨度中与燃烧室相关联的用于将新鲜质量、特别是燃烧空气引入燃烧室的入口阀和与燃烧室相关联的出口阀被打开，所述出口阀设计用于使排气从燃烧室离开。特别地，阀重叠阶段优选地是包括在燃烧室中能往复移动地位移的活塞的上止点的曲轴角度范围，其中所述上止点与工作循环的进气冲程相关联；也就是说，工作循环的进气冲程连接于所述上止点。所述上止点以下称为进气OT。阀重叠阶段优选地从进气OT之前的至少50°KW延伸至进气OT之后的至多50°KW，优选地从进气OT之前的至少45°KW延伸至进气OT之后的至多45°KW，优选地从进气OT之前的至少40°KW延伸至进气OT之后的至多40°KW，在特别优选的设计方案中，从进气OT之前的至少46°KW延伸至进气OT之后的至多43°KW。
替代地，优选地提出：在启动运行中，在在燃烧室中能往复移动地位移的活塞的与膨胀冲程相关联的上止点之后操纵喷射器。特别地，膨胀冲程连接于所述上止点。所述上止点以下称为膨胀OT。膨胀冲程尤其是工作循环的做功冲程。如果在膨胀OT之后足够晚地将燃料引入到燃烧室中，则确保引入到燃烧室中的燃料至少不完全、即最多部分地被转化。必要时，甚至可以完全避免燃烧。
在优选的设计方案中，在启动运行中，喷射器在膨胀OT后至少15°KW至至多50°KW、优选在膨胀OT后至少20°KW至至多40°KW、优选在膨胀OT后至少25°KW至至多35°KW的区间中、优选在膨胀OT后30°KW被操纵。
根据本发明的一个改进形式提出：根据关于第二液体燃料的经由喷射器最大引入的燃料量的预测来选择操纵时间点，在所述操纵时间点在启动运行中在膨胀OT后操纵喷射器。以该方式，可以将操纵时间点匹配于第二液体燃料对内燃机造成的可预期的危害。特别地，关于最多经由用于第一气体燃料的燃料路径引入到燃烧室中的第二液体燃料来创建预测。因此，基于：特定泄漏量的第二液体燃料渗入第一气体燃料的燃料路径中，并且然后在操纵喷射器时与所述第一气体燃料一起排放到燃烧室中。所述燃料量可以从台架测试中获知，或者可以根据喷射器的结构类型和/或磨损来估计。
燃料量在此尤其理解为燃料质量。
特别地，操纵时间点根据第二燃料的预测的最大引入的燃料量与燃烧室的预定的最大机械负荷的比来选择。特别地，可以通过所述考虑因素确定：多少份额的第二液体燃料仍可以无危害地在燃烧室中燃烧，而不造成损坏，并且可以相应地选择操纵时间点。以该方式，于是有利地避免将过度大量的未燃烧的燃料排放到内燃机的环境中。
优选地，首先创建关于第二燃料的最大引入的燃料量的预测，从中又创建关于燃烧压力值、尤其关于随时间的燃烧压力走向或燃烧压力最大值的预测。然后，将所述燃烧压力值与描述燃烧室最大机械负荷的最大允许的燃烧压力值比较，尤其与最大允许的随时间的燃烧压力走向或最大允许的燃烧压力最大值比较。然后根据所述比较，以适当的方式选择操纵时间点，使得不到达最大允许的燃烧压力值，其中优选地在考虑中设定：尽可能大量的第二燃料仍在燃烧室内燃烧进而不得以未燃烧的方式泄放到内燃机的环境中。
根据本发明的一个改进形式提出：喷射器在启动运行中仅在达到或超过预定的极限转速之后才被操纵。以该方式，尤其可以有利地确保：引入燃烧室中的燃料有效地经由出口阀从燃烧室中向外运出。特别地，当启动器达到作为预设的极限转速的启动器转速时，在所述启动器的开始运行阶段之后才启动喷射器的操纵。
根据本发明的一个改进形式提出：当用于喷射器的燃料供给系统中的压力达到或超过第一燃料的第一燃料压力极限值，和第二燃料的第二燃料压力极限值，才操纵喷射器。以该方式，有利地确保：不期望地存在的第二液体燃料、特别是泄漏量的第二液体燃料被安全地排出。
优选地，监控燃料供应系统中的压力构建，特别是第一燃料和/或第二燃料的压力构建。特别地，优选地监控压力随时间发展。特别地，对于不同燃料、特别是对于不同燃料回路的压力优选地以预定顺序构建。优选地监控该顺序。优选地，仅当压力构建识别为正常时，尤其当压力构建根据特定的标准尤其在预定的极限内走向时，才操控喷射器。
特别地，优选地首先构建隔离油压力，随后构建控制油压力，并且最后构建用于第一气体燃料的燃料路径中的压力。
根据本发明的一个改进形式提出：在喷射器的预定数量的操纵之后、尤其是在预定数量的其中进行操纵喷射器操纵的工作循环之后，逐步向前转移在启动运行中操纵喷射器的操纵时间点，直至识别到在燃烧室中的燃烧。特别地，操纵时间点优选地始于其在膨胀OT之后的预定位置逐步地向前转移。在此，操纵时间点“向前”转移尤其意味着：操纵时间点始于其瞬时位置向更移近膨胀OT转移，即尤其减小距膨胀OT的曲轴角间距。由此逐步地提高在操纵时间点存在于燃烧室中的压力，直至在燃烧室中存在第二液体燃料的点火条件。如果是这种情况，则点燃第二液体燃料，其中通过所述第二液体燃料也又点燃第一气体燃料。在燃烧室中发生燃烧。
优选地，燃烧室配置有压力传感器，通过该压力传感器检测燃烧室内的燃烧室压力。特别地，燃烧室压力优选地被记录为时间的函数。特别地，优选地记录随时间变化的燃烧室压力曲线或燃烧压力曲线。燃烧室中的燃烧可以基于燃烧室压力、特别是燃烧室压力随时间的变化来推断。特别地，可以基于燃烧室压力、特别是基于燃烧压力随时间的变化来识别燃烧。
优选地，将压力传感器与燃烧室相关联，经由所述压力传感器检测燃烧室中的燃烧室压力。特别地，优选随时间检测燃烧室压力。根据燃烧室压力、尤其燃烧室压力随时间的走向，可以推断出燃烧室中的燃烧。特别地，可以根据燃烧室压力、尤其根据燃烧压力随时间的走向来识别燃烧。
优选地，还在内燃机的常规运行或正常运行中监控燃烧室压力。以特别优选的方式，在内燃机正常运行中，根据喷射器的瞬时操控参数来监控燃烧室压力随时间走向的与喷射器总运行持续时间相关的发展。根据所确定的极限值、例如燃烧室压力随时间走向的绝对值、燃烧室压力随时间走向的方差等，于是必要时也可以在正常运行中向后调节操纵时间点，以便保护燃烧室。因此，例如为了实现紧急运转功能(跛行回家模式)的内燃机紧急运行是可行的，其中有利地避免了对内燃机的损坏。所述紧急运行可以有利地与加强性措施相结合，例如经由对内燃机运行者可访问的显示装置进行可视化。
根据本发明的一个改进形式提出：当在操纵时间点逐步向前转移期间或之后识别到燃烧室中的燃烧时，将操纵时间点设定于起始运行值。在此，起始运行值是操纵时间点的值，所述操作时间点适合于实际起动、开动或启动内燃机，即特别是始于启动器转速直至怠速转速或额定转速的内燃机加速度，其中在此所需的功率通过在至少一个燃烧室中燃烧来提供。特别地，在所述时间点，启动器机械地与内燃机分离和/或停用。
在达到怠速转速或额定转速之后，操纵时间点优选地设置在持续运行值。所述持续运行值适合于内燃机的正常或常规运行。在此，持续运行值尤其根据内燃机的当前的运行点来变化。
在此提出的方法和从中得出的保护功能可以容易地经由相应要编程的函数以用于控制内燃机的控制软件来实施。不需要其他用于保护离开的燃气和/或冷却液体的安全措施。该方法优选地集成到内燃机的启动流程中。可以在没有其他的保护功能和尤其在没有损害正常运行的情况下保护内燃机。
该目的还通过创建一种内燃机来实现，所述内燃机具有至少一个燃烧室以及与燃烧室相关联的喷射器，所述喷射器设计用于将第一气体燃料引入到燃烧室中。此外，喷射器设计用于将第二液体燃料用于运行喷射器，尤其用作为控制油、用作为隔离油和/或用作为引燃燃料。内燃机还具有控制设备，所述控制设备与喷射器有效连接并且设计用于：在内燃机的启动运行中，在至少一个工作循环中在避免经由喷射器引入燃烧室中的燃料完全燃烧的情况下操纵喷射器。特别地，控制设备设计用于执行根据本发明的方法或根据之前描述的实施方式之一的方法。关于内燃机，尤其得到已经在上文中关于方法解释的优点。
内燃机优选构成为往复活塞机。在此，活塞可以在燃烧室中能往复移动地位移。
优选地，将入口阀与燃烧室相关联，经由所述入口阀可以将新鲜质量、特别是燃烧空气引入燃烧室中。还将出口阀与燃烧室相关联，经由所述出口阀可以使排气从燃烧室离开。
优选地，将压力传感器与燃烧室相关联，所述压力传感器设计和设置用于检测燃烧室内的燃烧室压力。压力传感器尤其与控制设备有效连接。控制设备优选设计用于：检测燃烧室中的随时间的燃烧室压力走向。
内燃机优选具有启动器、特别是电启动马达。所述启动器设计用于在启动运行中牵引内燃机。
在优选的设计方案中，喷射器构成为双物质喷射器。
一方面对方法的描述和另一方面对内燃机的描述应当理解为彼此互补。关于方法明确或隐含地解释的内燃机特征优选是内燃机的优选实施例的单独或彼此组合的特征。关于内燃机明确地或隐含地解释的方法步骤优选地是该方法的优选的实施方式的单独的或者彼此组合的步骤。优选地，该方法的特征在于至少一个如下方法步骤：所述方法步骤取决于根据本发明的内燃机的至少一个特征或该内燃机的一个实施例的至少一个特征。优选地，该内燃机的特征在于至少一个如下特征：所述特征取决于根据本发明的方法的至少一个方法步骤或该方法的优选实施方式的至少一个方法步骤。
附图说明
下面根据附图更详细地解释本发明。在此示出：
图1示出内燃机的一个实施例的示意图，和
图2示出用于运行内燃机的方法的一个实施方式的流程图类型的示意图。
具体实施方式
图1示出内燃机1的一个实施例的示意图。所述内燃机具有至少一个燃烧室3，优选地具有多个燃烧室3。将喷射器5与燃烧室3相关联，所述喷射器设计用于：将第一气体燃料引入到燃烧室3中。喷射器5还设计用于将第二液体燃料用于其运行，特别是用作为控制油、用作为隔离油和/或用作为引燃燃料。
在优选的设计方案中，内燃机1设计用于双物质运行，其中第一气体燃料作为主燃料引入到燃烧室3中，其中第一气体燃料通过将点火量的作为引燃燃料的第二液体燃料引入燃烧室3来点燃。在此，引燃燃料可经由附加的、单独的喷射器，但是或者经由喷射器5引入到燃烧室3中。在优选的设计方案中，第二液体燃料同样经由喷射器5引入到燃烧室3中。喷射器5优选地被构成为双物质喷射器。
内燃机1还具有控制设备7，所述控制单元与喷射器5有效连接并且设计用于：在内燃机1的启动运行中，在至少一个工作循环中在避免经由喷射器5引入到燃烧室3中的燃料的完全燃烧的情况下操纵喷射器5。以该方式可以将不期望存在的量的第二液体燃料排放到燃烧室3中，而不会担心由于燃烧室3中的过大量的第二液体燃料而因过高的燃烧最终压力而损坏所述燃烧室或以其他方式损害内燃机1的部件。
特别地，控制设备7设计用于：在启动运行中在至少一个工作循环中在该工作循环内的操纵时间点操纵喷射器5，在所述操纵时间点在燃烧室3中不存在第二燃料的点火条件，或者在所述操纵时间点还确保经由喷射器5引入的燃料至多部分转化。
特别地，控制设备7优选地设计用于：在启动运行中在多个工作循环中在避免经由喷射器5引入到燃烧室3中的燃料完全燃烧的情况下操纵喷射器5。
在燃烧室3中优选地以可往复移动的方式转移活塞9。内燃机1优选构成为往复活塞发动机。
优选地将用于将新鲜物料引入燃烧室3中的入口阀11与燃烧室3相关联。此外，优选将用于排气从燃烧室3离开的出口阀13与燃烧室3相关联。
控制设备7优选地设计用于：在启动运行中在入口阀11和出口阀13的阀重叠阶段期间操纵喷射器5，特别是从活塞9的进气OT之前的50°KW直至进气OT之后的50°KW，优选地从进气OT之前的45°KW至进气OT之后的45°KW，优选地从进气OT之前的40°KW至进气OT之后的40°KW，优选地从进气OT之前的46°KW至进气OT之后的43°KW。
控制设备7优选地设计用于：在启动运行中，在活塞9的与膨胀冲程相关联的上止点、即膨胀OT之后操纵喷射器5，尤其在膨胀OT后至少15°KW至至多50°KW，优选在膨胀OT后至少20°KW至至多40°KW，优选在膨胀OT后至少25°KW至至多35°KW，优选在膨胀OT后30°KW。
控制设备7优选地设计用于：根据关于第二液体燃料的经由喷射器5最大引入的燃料量的预测(尤其是相对于燃烧室3的预定最大机械负荷)来选择操纵时间点，在所述操纵时间点在启动运行中在膨胀OT之后操纵喷射器5。
将压力传感器15与燃烧室3相关联，所述压力传感器设置和设计用于：检测燃烧室3中的燃烧室压力。控制设备7与压力传感器15有效连接并且优选地设计用于：借助压力传感器15检测燃烧室3中的燃烧室压力的随时间的燃烧室压力走向。控制设备7优选地设计用于：根据检测到的随时间的燃烧室压力走向来识别燃烧室3中的燃烧。
内燃机1具有启动器17、尤其是电启动马达，所述启动器设计用于在启动运行中牵引内燃机1。为此，启动器17优选地能够与内燃机1的曲轴19机械地有效连接，尤其可驱动有效连接，优选被驱动有效连接。在优选的设计方案中，启动器17在启动运行结束之后或在启动运行结束时可以与曲轴19机械地分离和/或停用。
图2示出用于运行内燃机1的方法的一个实施方式的示意图。
在此，该方法在第一步骤S1中启动。在该时间点，内燃机1处于静止，其转速n为0。
在第二步骤S2中，启动器17——在图2中也称为起动器——被开动。在第三步骤S3中检查：内燃机1的转速是否已经达到或超过预定初始转速，优选150rpm。此外，在步骤S3中检查：控制设备7(简称为ECU)是否准备好。如果所述条件之一不满足，则执行第三步骤S3，直到两个条件都得到满足。
该方法然后在第四步骤S4中通过以下方式延续：优选地以预定顺序进行第一气体燃料和第二液体燃料的压力构建。特别地，优选首先构建隔离油压力，然后构建控制油压力，并且最后构建第一气体燃料(也简称为燃气)的压力。
在第五步骤S5中，监控压力构建，特别是关于压力构建的随时间走向进行监控——其中优选地评估压力构建是否进行得太慢——，优选地还关于压力构建的顺序进行监控。在第六步骤S6中检查压力构建是否正常。如果发现压力构建正常，则输出正常信号SIG。
正常信号SIG优选地仅当图1中示意性地示出并用附图标记21表示的燃料供应系统中的燃料压力对于用于第一气体燃料的喷射器5已经达到或超过第一燃料压力极限值并且对于第二液体燃料达到或超过第二燃料压力极限值时才发出。燃料供应系统21特别用于提供燃料，特别是用于提供控制油、隔离油和燃气。
相反，如果——再次参考图2——在第六步骤S6中的压力构建被评估为不正常，则在第七步骤S7中停止压力构建。在第八步骤S8中，进行压力释放。在第九步骤S9中，进行启动参数的适配，例如在压力构建时在各个燃料回路之间设置更长的时间间距，并且该方法然后在第四步骤S4中以新的压力构建延续。
在第十步骤S10中，检查是否存在正常信号SIG，即压力建立是否正常，并且检查内燃机1的转速是否已经达到或超过预定的极限转速，特别是启动器转速，特别是180U/min。
只有当两个条件都满足时，该方法才在第十一步骤S11中延续。否则，重复第十步骤S10中的检查，直到两个条件都得到满足。
在第十一步骤S11中，然后在至少一个工作循环中、优选地在多个工作循环中、优选地以时钟控制的方式在避免经由喷射器5引入到燃烧室3中的燃料的完全燃烧的情况下操纵喷射器5，即尤其对喷射器进行自由喷射。在此，优选地，在膨胀OT之后30°KW将燃料引入到燃烧室3中。
在喷射器5的预定数量的操纵和/或预定数量的其中相应地已经操纵喷射器5的工作循环之后，然后在第十二步骤S12中逐步地将操纵时间点向前转移。同时，在第十三步骤S13中通过控制设备7检查是否已经识别到燃烧室3中的燃烧。特别地，进行第十二步骤S12中的前移，直到在第十三步骤S13中识别到燃烧。如果是这种情况，则在第十四步骤S14中将操纵时间点设定于起动运行值，并且在第十五步骤S15中启动或开动内燃机1。
优选地，在内燃机1达到怠速转速或额定转速之后，将喷射器5的操纵时间点设置于持续运行值。所述持续运行值可以根据内燃机1的当前运行点而变化。

Claims (10)

1.一种用于运行内燃机(1)的方法，所述内燃机具有至少一个燃烧室(3)和与所述燃烧室(3)相关联的用于将第一气体燃料引入到所述燃烧室(3)中的喷射器(5)，其中为了运行喷射器(5)使用第二液体燃料，其中
-在所述内燃机(1)的启动运行中，在至少一个工作循环中在避免经由所述喷射器(5)引入到所述燃烧室(3)中的燃料的完全燃烧的情况下操纵所述喷射器(5)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述启动运行中在所述至少一个工作循环内的操纵时间点操纵所述喷射器(5)，在所述操纵时间点，
a)在所述燃烧室(3)中不存在所述第二燃料的点火条件，或者
b)确保经由所述喷射器(5)引入的所述燃料至多部分转化。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述启动运行中，在多个工作循环中在避免经由所述喷射器(5)引入到所述燃烧室(3)中的燃料的完全燃烧的情况下操纵所述喷射器(5)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述启动运行中，
a)在阀重叠阶段期间，或
b)在在所述燃烧室(3)中能往复移动地位移的活塞(9)的与膨胀冲程相关联的上止点之后，尤其在所述上止点之后至少15°KW至最大50°KW，
操纵所述喷射器(5)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据关于所述第二燃料的经由所述喷射器(5)最大引入的燃料量的预测来选择操纵时间点，在所述操纵时间点在所述启动运行中在所述上止点之后操纵所述喷射器(5)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述启动运行中，仅在达到或超过预定的极限转速之后操纵所述喷射器(5)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述启动运行中，当用于所述喷射器(5)的燃料供给系统(21)中的压力达到或超过
a)所述第一燃料的第一燃料压力极限值，和
b)所述第二燃料的第二燃料压力极限值
时，才操纵所述喷射器(5)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述喷射器(5)的预定数量的操纵之后逐步向前转移在所述启动运行中操纵所述喷射器(5)的操纵时间点，直至识别到在所述燃烧室(5)中的燃烧。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当在所述操纵时间点逐步向前转移期间或之后识别到所述燃烧室(3)中的燃烧时，将所述操纵时间点设定于起始运行值。
10.一种内燃机(1)，具有至少一个燃烧室(3)，其中将用于将第一气体燃料引入到所述燃烧室(3)中的喷射器(5)与所述燃烧室(3)相关联，其中所述喷射器(5)设计用于将第二液体燃料用于运行所述喷射器(5)，并且其中所述内燃机(1)具有控制设备(7)，所述控制设备与所述喷射器(5)有效连接并且设计用于：在所述内燃机(1)的启动运行中，在至少一个工作循环中在避免经由所述喷射器(5)引入所述燃烧室(3)中的燃料完全燃烧的情况下操纵所述喷射器(5)，其中所述控制设备尤其设计用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
CN202280010610.2A 2021-01-19 2022-01-19 用于运行内燃机的方法和内燃机 Pending CN116724166A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021200464.4 2021-01-19
DE102021200464.4A DE102021200464B4 (de) 2021-01-19 2021-01-19 Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
PCT/EP2022/051083 WO2022157171A1 (de) 2021-01-19 2022-01-19 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116724166A true CN116724166A (zh) 2023-09-08

Family

ID=80225738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280010610.2A Pending CN116724166A (zh) 2021-01-19 2022-01-19 用于运行内燃机的方法和内燃机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240084744A1 (zh)
EP (1) EP4281660A1 (zh)
CN (1) CN116724166A (zh)
DE (1) DE102021200464B4 (zh)
WO (1) WO2022157171A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6073862A (en) * 1998-09-16 2000-06-13 Westport Research Inc. Gaseous and liquid fuel injector
US8820295B2 (en) * 2011-09-30 2014-09-02 Caterpillar Inc. Single actuator fuel injector for dual fuels
US9422899B2 (en) * 2011-10-24 2016-08-23 Caterpillar Inc. Dual fuel injector with hydraulic lock seal and liquid leak purge strategy
US9382857B2 (en) * 2013-12-18 2016-07-05 Ford Global Technologies, Llc Post fuel injection of gaseous fuel to reduce exhaust emissions
CA2842729C (en) * 2014-02-11 2015-09-01 Westport Power Inc. Starting a gaseous and pilot fuelled engine
DE102018203542A1 (de) 2018-03-08 2019-09-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Diagnose einer Einspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102018208865A1 (de) 2018-06-06 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffinjektors
US11674464B2 (en) * 2021-07-28 2023-06-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for engine cold-start

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021200464B4 (de) 2022-09-15
US20240084744A1 (en) 2024-03-14
EP4281660A1 (de) 2023-11-29
DE102021200464A1 (de) 2022-07-21
WO2022157171A1 (de) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2695233C2 (ru) Способ и система выборочного отключения цилиндров (варианты)
KR101931840B1 (ko) 2 행정 내연 엔진, 2 행정 내연 엔진의 작동 방법 및 2 행정 엔진의 전환 방법
DK2652293T3 (en) METHOD OF OPERATING A Piston Incinerator in Transient Load Change, a Control System to Operate the Function of an Internal Combustion Engine, and a Piston Engine
RU2707236C2 (ru) Способ (варианты) для устранения последствий течи инжектора транспортного средства
CN110462187B (zh) 用于发动机跳过点火的方法和系统
US8037864B2 (en) Diesel engine
KR102328097B1 (ko) 시동 공기 시스템을 갖는 내연 엔진
KR102206923B1 (ko) 이중 연료 엔진의 기체 연료 모드의 종료 방법
JP2013007320A (ja) 低速２サイクルガスエンジン
CN110088448B (zh) 操作气体燃料内燃发动机的方法
JP2002004899A (ja) デュアルフューエルエンジン
EP3502445B1 (en) Method for starting a gaseous fuel combustion engine
CN104204507B (zh) 带增压器的内燃机的控制装置
EP3394411B1 (en) Method for operating piston engine and piston engine
CN116724166A (zh) 用于运行内燃机的方法和内燃机
EP2984322B1 (en) Method of operating an electric power generator set and an electric power generator set
EP3409929B1 (en) Gas engine drive system and method of controlling gas engine
JP6690921B2 (ja) ガスエンジンを起動するための方法
US8297258B2 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
JP6116251B2 (ja) ガスエンジンの排気装置
EP3282111B1 (en) Method for starting a gaseous fuel combustion engine
GB2468872A (en) Method of Operating a Compression Ignition Engine by Altering the Fuel Injection Timing Based on Sensed Engine Parameters.
CN115680944B (zh) 大型二冲程涡轮增压单流扫气式内燃发动机及其操作方法
CN115875142B (zh) 大型二冲程涡轮增压单流扫气式内燃发动机及其操作方法
JP2000064838A (ja) パイロット着火ガスエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination