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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Maschinen, die mit Dualbrennstoffmotoren mit Kompressionszündung ausgestattet sind und insbesondere auf eine Druckentlastungsstrategie für eine Common-Rail bzw. gemeinsame Druckleitung während einer Motorabschaltung.
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Hintergrund
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Erdgas wird zunehmend eine attraktive Alternative zum Antreiben von Verbrennungsmotoren. In einem spezifischen Beispiel wird ein Verbrennungsmotor überwiegend mit Erdgas, das aus einer gemeinsamen Druckleitung bzw. Common-Rail für gasförmigen Brennstoff stammt, und mit flüssigem Diesel aus einer Common-Rail für flüssigen Brennstoff angetrieben bzw. versorgt, die direkt in jeden Motorzylinder eingespritzt werden. Beide Brennstoffe werden von derselben Brennstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt und die relative große Ladung an gasförmigem Brennstoff wird durch Kompressionszündung einer kleinen Pilot- bzw. Voreinspritzmenge von flüssigem Dieselbrennstoff gezündet. Wenn beide Brennstoffe von einer einzelnen Brennstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt werden, besteht die Möglichkeit, dass gasförmiger Brennstoff in die Flüssigkeitsseite fließt und umgekehrt, was dazu führen kann, das ein korrekter Betrieb des Brennstoffsystems untergraben wird. Die ebenfalls zueigene US-Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2012/0285417 zeigt ein Beispiel eines solchen dualen Brennstoffsystems. Während eines typischen Betriebs wird der Druck des flüssigen Brennstoffs größer gehalten als der Druck des gasförmigen Brennstoffes, um eine Wanderung bzw. Leckage von gasförmigem Brennstoff in die Seite des Brennstoffsystems mit flüssigem Brennstoff zu verhindern. Der Druck in der Common-Rail für flüssigen Brennstoff kann sich schnell aufgrund der relativen Inkompressibilität des flüssigen Brennstoffes verändern. Das Verändern des Druckes in der Common-Rail für gasförmigen Brennstoff ist jedoch sehr unterschiedlich aufgrund der hochgradig komprimierbaren Eigenschaft des gasförmigen Brennstoffes. Eine Druckentlastung der Common-Rail für gasförmigen Brennstoff beim Abschalten kann ohne Entlüften von wesentlichen Mengen von Gas in die Atmosphäre schwierig sein, während eine Druckdifferenz aufrechterhalten wird, die eine Wanderung von gasförmigem Brennstoff in die Seite des Brennstoffsystems mit flüssigem Brennstoff verhindert.
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Die vorliegende Offenbarung ist auf eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme gerichtet.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Abschalten eines Motors das Einspritzen von gasförmigem Brennstoff aus einem Gasdüsenauslasssatz und von flüssigem Brennstoff aus einem Flüssigkeitsdüsenauslasssatz einer Brennstoffeinspritzvorrichtung direkt in jeden einer Vielzahl von Motorzylindern. Der eingespritzte flüssige Brennstoff wird in den jeweiligen Motorzylindern kompressionsgezündet. Der eingespritzte gasförmige Brennstoff wird in den jeweiligen Motorzylindern ansprechend auf die Kompressionszündung des flüssigen Brennstoffs gezündet. Eine Elektroniksteuervorrichtung führt einen Motorabschaltalgorithmus ansprechend auf das Empfangen einer Kommunikation eines Motorabschaltbefehls aus. Der Gasdruck in einer Common-Rail für gasförmigen Brennstoff wird unter einen Abschaltdruck reduziert und es wird angeordnet, dass der Flüssigkeitsdruck in einer Common-Rail für flüssigen Brennstoff größer ist als der Gasdruck, während der Motor läuft, und zwar ansprechend auf eine Ausführung des Motorabschaltalgorithmus. Das Verringern des Gasdruckes beinhaltet Anhalten einer Lieferung von gasförmigem Brennstoff an die Common-Rail für gasförmigen Brennstoff und nachfolgend Einspritzen des gasförmigen Brennstoffes in die Motorzylinder. Nachdem der Gasdruck auf den Abschaltdruck verringert worden ist, wird der Motor ansprechend auf das Ausführen des Motorabschaltalgorithmus angehalten. Die Common-Rail für flüssigen Brennstoff wird nach dem Anhalten des Motors auf Atmosphärendruck verringert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt weist ein Motor ein Motorgehäuse auf, das eine Vielzahl von Zylindern definiert. Ein Kolben ist angeordnet, um sich in jedem der Zylinder hin und her zu bewegen, so dass ein Verdichtungs- bzw. Kompressionsverhältnis von größer als 14:1 definiert wird. Genau eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einem Gasdüsenauslasssatz und einem Flüssigkeitsdüsenauslasssatz ist zur direkten Einspritzung in jeden der Vielzahl von Zylindern positioniert. Eine Common-Rail für gasförmigen Brennstoff und eine Common-Rail für flüssigen Brennstoff sind strömungsmittelmäßig mit einem ersten Brennstoffeinlass bzw. einem zweiten Brennstoffeinlass jeder Brennstoffeinspritzvorrichtung verbunden. Eine elektronische Steuervorrichtung weist einen Motorabschaltalgorithmus auf, der konfiguriert ist, um gasförmigen Brennstoff in die Motorzylinder einzuspritzen, Gasdruck in der Common-Rail für gasförmigen Brennstoff auf unter einen Abschaltdruck zu verringern, und anzuordnen, dass ein Flüssigkeitsdruck in der Common-Rail für flüssigen Brennstoff größer ist als der Gasdruck, während der Motor läuft, und dann den Motor anzuhalten. Danach wird der Druck in der Common-Rail für flüssigen Brennstoff auf Atmosphärendruck verringert.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt kann der Motor auf einem Maschinenkörper einer Maschine getragen werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Seitenansicht einer Maschine gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine schematische Ansicht eines Motors gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung;
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Motors, der in 2 gezeigt ist;
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4 ist eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht durch einen Teil des Motors, der in 3 gezeigt ist;
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5 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht einer konzentrischen Stegleitungsanordnung zum Liefern von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen an individuelle Brennstoffeinspritzvorrichtungen;
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6 ist eine aufgeschnittene Vorderansicht einer Brennstoffeinspritzvorrichtung für den Motor der 2–5;
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7 ist eine vergrößerte, aufgeschnittene Vorderansicht eines Teils der Brennstoffeinspritzvorrichtung der 6;
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8 ist ein logisches Flussdiagramm eines Motorabschaltalgorithmus gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Anfänglich Bezug nehmend auf 1 weist eine Maschine 10 einen Maschinenkörper 11 auf, der auf einem Transportmittel 15 getragen wird. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Maschine 10 als ein Minenfahrzeug gezeigt und das Transportmittel 15 ist als Räder gezeigt. Nichtdestotrotz wird der Fachmann erkennen, dass eine Maschine gemäß der vorliegenden Offenbarung eine breite Vielzahl von Formen annehmen könnte, einschließlich mit Raupen versehenen Fahrzeugen und sogar seetauglichen Fahrzeugen, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist. Die Maschine 10 weist eine Bedienerstation auf, in der in ein herkömmlicher Schlüsselschalter 13 angeordnet ist. Der Schüsselschalter 13 kann zwischen Schlüssel-An- und Schlüssel-Aus-Positionen zum Betrieb der Maschine 10 bewegt werden. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die Maschine 10 auch einen Kippkörper 14 auf, der in Bezug auf den Maschinenkörper 11 auf eine Weise, die in der Technik wohl bekannt ist, zwischen einer Fahrkonfiguration, wie es gezeigt ist, und einer Kippkonfiguration schwenkbar ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Maschine 10 mit einem Kompressionszündungsmotor bzw. verdichtungsgezündetem Motor (siehe unten) ausgestattet, der zwei unterschiedliche Brennstoffe nutzt. Insbesondere verwendet der Dualbrennstoffmotor eine kleine Pilot- bzw. Voreinspritzungsmenge des flüssigen Dieselbrennstoffes, der kompressionsgezündet wird, um wiederum eine viel größere Ladung an gasförmigem Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas, zu zünden.
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Mit zusätzlichem Bezug auf die 2–5 ist die Maschine 10 mit einem Dualbrennstoffmotor 20 ausgestattet, der ein Motorgehäuse 21 aufweist, das eine Vielzahl von Motorzylindern 22 definiert. Obwohl es in 1 nicht sichtbar ist, wird der Motor 20 auf dem Maschinenkörper 11 auf eine in der Technik wohl bekannte Weise getragen. Ein Kolben 23 bewegt sich in jedem der Zylinder 22 hin und her, um ein Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis von mehr als 14:1 zu definieren, was im Allgemeinen mit einem Kompressionsverhältnis assoziiert ist, das für das Kompressionszünden von eingespritztem flüssigen Dieselbrennstoff geeignet ist. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist der Motor 20 zwanzig Motorzylinder 22 auf. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass ein Motor mit jeglicher Anzahl von Zylindern auch in den beabsichtigen Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen würde. Ein Dualbrennstoff-Common-Rail-System 29 weist genau eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 auf, die zur direkten Einspritzung in jeden der Vielzahl von Motorzylindern 22 angeordnet ist. Das Dualbrennstoff-Common-Rail-System 29 weist eine Common-Rail 40 für gasförmigen Brennstoff und eine Common-Rail 41 für flüssigen Brennstoff auf, die strömungsmittelmäßig mit einem Einlass 101 für gasförmigen Brennstoff bzw. einem Einlass 102 für flüssigen Brennstoff von jeder Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 verbunden sind. Das Dualbrennstoff-Common-Rail-System 29 weist Gasversorgungs- und Drucksteuereinrichtungen 43 auf, die gasförmigen Brennstoff an die Common-Rail 40 für gasförmigen Brennstoff liefern und den Druck in dieser steuern. Die Gasversorgungs- und Drucksteuereinrichtungen 43 können einen Tank 31 für unter Druck gesetztes kryogenes bzw. gekühltes flüssiges Erdgas mit einem Auslass aufweisen, der strömungsmittelmäßig mit einer kryogenen Pumpe 36 mit variabler Förderung verbunden ist, und können auch einen Wärmetauscher 32, einen Akkumulator 33, einen Gasfilter 34 und ein Brennstoffkonditionierungs- bzw. -behandlungsmodul 35 aufweisen, das den Druck von gasförmigem Brennstoff in der Common-Rail 40 für gasförmigen Brennstoff steuert. Flüssigkeitsversorgungs- und Drucksteuereinrichtungen 44 können einen Dieselbrennstofftank 37, Brennstofffilter 38 und eine elektronisch gesteuerte Hochdruckbrennstoffpumpe 39 aufweisen, die flüssigen Brennstoff an die Common-Rail 41 für flüssigen Brennstoff liefert und den Druck in dieser steuert. Ein Absperrventil 45 kann angeordnet sein, um die Common-Rail 40 für gasförmigen Brennstoff von dem Versorgungsteil der Versorgungs- und Drucksteuereinrichtungen 43 für gasförmigen Brennstoff zu isolieren, und zwar den Akkumulator 33 und die kryogene Pumpe 36. Eine elektronische Steuervorrichtung 50 kann sich in Steuerkommunikation mit dem Absperrventil 45, den Flüssigkeitsversorgungs- und Drucksteuereinrichtungen 44, den Gasversorgungs- und Drucksteuervorrichtungen 43 und auch jeder der Brennstoffeinspritzvorrichtungen 30 befinden.
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Obwohl dies nicht notwendig ist, können die Common-Rail 40 für gasförmigen Brennstoff und die Common-Rail 41 für flüssigen Brennstoff aus einer Vielzahl von verketteten bzw. hintereinander geschalteten Blöcken 51 bestehen, die in Reihe mit Flüssigbrennstoffleitungen 52 und Gasbrennstoffleitungen 53 verbunden sind. Die flüssigen und gasförmigen Brennstoffe können an individuelle Brennstoffeinspritzvorrichtungen 30 mit einer Koaxial-Stegleitungsanordnung 54 geliefert werden, die eine innere Stegleitung 55 aufweist, die innerhalb einer äußeren Steigleitung 56 angeordnet ist. Der flüssige Brennstoff wird durch eine innere Stegleitung 55 an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 geliefert, und gasförmiger Brennstoff wird in dem Raum zwischen der inneren Stegleitung 55 und der äußeren Stegleitung 54 an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 geliefert. Eine Lasteinstellklemme 57 kann mit jedem Block 51 zum Drücken der Koaxialstegleitungsanordnung 54 verwendet werden, so dass sowohl die innere Stegleitung 55 als auch die äußere Stegleitung 56 auf einem gemeinsamen konischen Sitz 27 jeder Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 aufsitzen.
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Zusätzlich Bezug nehmend auf 6 ist eine beispielhafte Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 zur Verwendung in dem Motor 20 veranschaulicht. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 weist einen Einspritzvorrichtungskörper 100 auf, der einen Gasbrennstoffeinlass 101 für gasförmigen Brennstoff und einen Flüssigbrennstoffeinlass 102 für flüssigen Brennstoff definiert, die sich beide durch den gemeinsamen konischen Sitz 27 (5) öffnen. Der Gasbrennstoffeinlass 101 ist strömungsmittelmäßig mit einer Gasdüsenkammer 114 verbunden, die innerhalb des Einspritzvorrichtungskörpers 100 angeordnet ist, und zwar über einen Durchlassweg, der in der aufgeschnittenen Ansicht der 6 nicht sichtbar ist. Auf ähnliche Weise ist der Flüssigbrennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig mit einer Flüssigkeitsdüsenkammer 115 über einen Durchlassweg, der in der aufgeschnittenen Ansicht der 6 nicht sichtbar ist, verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeitsdüsenkammer 115 von der Gasdüsenkammer 114 durch einen Rückschlagelementführungsbereich 118 abgetrennt, der mit einem Gasrückschlagventilglied 110 assoziiert ist. Obwohl andere Orte existieren, wie beispielsweise dort, wo die Koaxialstegleitung 54 den gemeinsamen konischen Sitz 27 des Einspritzvorrichtungskörpers 100 kontaktiert, ist in dem Führungsfreiraum bzw. Führungsspiel, der bzw. das in dem Rückschlagelementführungsbereich 118 vorliegt, eine Wanderung bzw. Leckage von einem Brennstoff in den anderen Brennstoff möglich. Wie im Hintergrund ausgeführt, kann eine Wanderung von gasförmigem Brennstoff von der Gasdüsenkammer 114 in die Flüssigkeitsdüsenkammer 115 verhindert werden, indem der Flüssigbrennstoffdruck in der Common-Rail 41 für flüssigen Brennstoff höher ist als der Druck in der Common-Rail 40 für gasförmigen Brennstoff. Zum Beispiel kann, bei Nenn-Bedingungen, die Flüssigbrennstoff-Rail 41 bei ungefähr 40 MPa gehalten werden, während die Common-Rail für gasförmigen Brennstoff bei ungefähr 35 MPa gehalten wird. Insignifikante Umkehrungen der erwünschten Druckdifferenzen können in dem Umfang der vorliegenden Offenbarung toleriert werden. Die Druckdifferenz kann gasförmigen Brennstoff daran hindern, in den flüssigen Brennstoff zu wandern, aber kann es einer kleinen Menge an flüssigem Brennstoff gestatten, entlang eines Führungsbereichs 118 von der Flüssigkeitsdüsenkammer 115 zur Gasdüsenkammer 14 zu wandern. Diese kleine Menge an Leckage kann zum Schmieren von sowohl dem Rückschlagführungsbereich 118 als auch dem Sitz 108, die mit dem Gasrückschlagventilglied 110 assoziiert sind, vorteilhaft sein. Bei Leerlaufzuständen können die Ziel-Rail-Drücke wesentlich niedriger sein als bei Nenn-Bedingungen.
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Der Einspritzvorrichtungskörper 100 definiert einen Gasdüsenauslasssatz 103, einen Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 und einen Ablaufauslass 105. Innerhalb des Einspritzvorrichtungskörpers 100 sind eine erste Steuerkammer 106 und eine zweite Steuerkammer 107 angeordnet. Ein Gasrückschlagventilglied 110 hat eine hydraulische Verschlussfläche 112, die dem Strömungsmitteldruck in der ersten Steuerkammer 106 ausgesetzt ist. Das Gasrückschlagventilglied 110 ist bewegbar zwischen einer geschlossenen Position, wie sie gezeigt ist, in Kontakt mit einem ersten Düsensitz 108, um den Gasbrennstoffeinlass 101 gegenüber dem Gasdüsenauslasssatz 103 strömungsmittelmäßig zu blockieren, und einer offenen Position außer Kontakt mit dem ersten Düsensitz 108, um den Gasbrennstoffeinlass 101 mit dem Gasdüsenauslasssatz 103 strömungsmittelmäßig zu verbinden. Die erste Steuerkammer 106 kann teilweise durch eine erste Hülse 111 definiert werden.
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Ein Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 hat eine hydraulische Verschlussfläche 121, die einem Strömungsmitteldruck in der zweiten Steuerkammer 107 ausgesetzt ist. Das Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 ist bewegbar zwischen einer geschlossenen Position, wie sie gezeigt ist, in Kontakt mit einem zweiten Düsensitz 113, um den Flüssigbrennstoffeinlass 102 gegenüber dem Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 strömungsmittelmäßig zu blockieren, und einer offenen Position außer Kontakt mit dem zweiten Düsensitz 113, um den Flüssigbrennstoffeinlass 102 mit dem Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 strömungsmittelmäßig zu verbinden. Die zweite Steuerkammer 107 kann teilweise durch eine zweite Hülse 122 definiert sein. Daher wird eine Einspritzung von gasförmigem Brennstoff durch den Gasdüsenauslasssatz 103 durch eine Bewegung des Gasrückschlagventilgliedes 110 ermöglicht, während eine Einspritzung von flüssigem Brennstoff durch den Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 durch eine Bewegung des Flüssigkeitsrückschlagventilgliedes 120 ermöglicht wird. Der Fachmann wird erkennen, dass anzunehmen wäre, dass die ersten und zweiten Düsenauslassätze 103, 104 jeweils sechs Düsenauslässe aufweisen, die um jeweilige Mittellinien auf eine in der Technik bekannte Weise angeordnet sind.
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Düsenauslasssätze 103 und 104 könnten jedoch nur einen Düsenauslass aufweisen oder jegliche Anzahl von Düsenauslässen in jeglicher Anordnung, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Ein erstes Steuerventilglied 130 ist in dem Einspritzvorrichtungskörper 100 angeordnet und ist entlang einer gemeinsamen Mittellinie 125 bewegbar zwischen einer ersten Position, in der die erste Steuerkammer 106 strömungsmittelmäßig von dem Ablaufauslass 105 blockiert ist, und einer zweiten Position, in der die erste Steuerkammer 106 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 verbunden ist. Wenn die erste Steuerkammer 106 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 verbunden ist, fällt der Druck in der ersten Steuerkammer 106 ab, was Druck auf der hydraulischen Verschlussfläche 112 ablässt, um es dem Gasrückschlagventilglied 110 zu gestatten, sich anzuheben, um eine Einspritzung des gasförmigen Brennstoffes durch den Gasdüsenauslasssatz 103 zu ermöglichen. Ein zweites Steuerventilglied 135 ist in dem Einspritzvorrichtungskörper 100 positioniert und kann entlang der gemeinsamen Mittellinie 125 bewegt werden zwischen einer ersten Position, in der die zweite Steuerkammer 107 strömungsmittelmäßig von dem Ablaufauslass 105 blockiert ist, und einer zweiten Position, in der die zweite Steuerkammer 107 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 verbunden ist. Wenn die zweite Steuerkammer 107 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 verbunden ist, wird Strömungsmitteldruck, der auf die hydraulische Verschlussfläche 121 wirkt, abgelassen, um es dem Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 zu gestatten, sich in eine offene Position anzuheben, um eine Einspritzung des flüssigen Dieselbrennstoffes durch den Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 zu ermöglichen.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel werden die ersten und zweiten Steuerventilglieder 130, 135 durch die gemeinsame Mittellinie 125 geschnitten. Die jeweiligen Steuerventilglieder 130, 135 können zu einer ihrer jeweiligen ersten und zweiten Positionen mit ersten und zweiten elektrischen Betätigungsvorrichtungen bewegt werden, die erste und zweite Spulen 147 bzw. 148 aufweisen. Die Steuerventilglieder 130, 135 können in ihre jeweiligen ersten Positionen durch eine gemeinsam verwendete Vorspannfeder 146 vorgespannt werden. Ein erster Anker 141 kann an einem Druckelement 145 angebracht sein, das in Kontakt mit dem ersten Steuerventilglied 130 ist. Der erste Anker 141, das Druckelement 145 und das erste Steuerventilglied 130 können in die gezeigte Position in Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 150 vorgespannt sein, der ein flacher Sitz sein kann, und zwar durch die gemeinsam verwendete Vorspannfeder 146. Daher kann der erste Anker 141 so betrachtet werden, dass er betriebsmäßig gekoppelt ist, um das erste Steuerventilelement 130 zu bewegen. Ein zweiter Anker 142 kann betriebsmäßig gekoppelt sein, um das zweite Steuerventilglied 135 mittels des Druckelementes 143 zu bewegen. Ein gemeinsam verwendeter Statur 144 beherbergt erste und zweite Spulen 147, 148 und trennt den ersten Anker 141 vom zweiten Anker 142.
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Nun zusätzlich Bezug nehmend auf die vergrößerte Ansicht von 7, ist das erste Steuerventilglied 130 in Kontakt und außer Kontakt mit einem ersten Ventilsitz 150 an der ersten Position bzw. zweiten Position. Auf ähnliche Weise ist das zweite Steuerventilglied 135 in Kontakt und außer Kontakt mit dem zweiten Ventilsitz 155 an seiner ersten Position bzw. zweiten Position. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel können der erste Ventilsitz 150 und/oder der zweite Ventilsitz 155 ein flacher Sitz sein. Jedoch kann der eine oder der andere ein konischer Sitz sein. Wenn die obere Spule 147, die im gemeinsamen Stator 144 angebracht ist, mit Energie versorgt wird, werden der Anker 141 und das Druckelement 145 nach unten bewegt, was es dem hohen Druck im Steuerdurchlass 133 gestattet, das erste Steuerventilglied 130 außer Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 150 zu drücken, um die Steuerkammer 106 mit dem Ablaufauslass 105 zu verbinden. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann die erste Steuerkammer 106 immer strömungsmittelmäßig mit dem hohen Druck in dem Flüssigbrennstoffeinlass 102 über eine F-Zumessöffnung 160 und eine Z-Zumessöffnung 161 verbunden sein. Die stromaufwärts liegenden Enden der jeweiligen F- und Z-Zumessöffnungen 160 und 161 können strömungsmittelmäßig mit dem Flüssigbrennstoffeinlass 102 über Durchlässe verbunden sein, die in den aufgeschnittenen Ansichten nicht sichtbar sind. Die erste Steuerkammer 106 ist strömungsmittelmäßig mit dem Steuerdurchlass 133 über eine sogenannte A-Zumessöffnung 163 verbunden. Daher wird, wenn das sich das erste Steuerventilglied 130 vom ersten Ventilsitz 150 anhebt, der zweite Brennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 durch einen Z-A-Pfad 116 und einen F-Pfad 117 verbunden, die strömungsmittelmäßig parallel zueinander sind. Der Z-A-Pfad 116 weist die Z-Zumessöffnung 161, die erste Steuerkammer 106 und die A-Zumessöffnung 163 in Reihe auf und der F-Pfad weist eine F-Zumessöffnung 160 auf. In offenem Zustand wird der hohe Druck im Flüssigbrennstoffeinlass 102 direkt strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 über sowohl die Z-Zumessöffnung 161 als auch die F-Zumessöffnung 160 verbunden sein. Nach einer kurzen Verzögerung jedoch ist die Verbindung mit dem Ablaufauslass 105 ausreichend, um den Druck in der Steuerkammer 106 zu verringern, um es dem Gasrückschlagventilglied 110 zu gestatten, sich anzuheben und zu öffnen, um ein Gaseinspritzereignis einzuleiten. Wenn das erste Steuerventilglied 130 nach oben bewegt wird, um den ersten Ventilsitz 150 zu schließen, werden die parallelen Strömungsmittelverbindungen mit dem Hochdruckflüssigbrennstoffeinlass 102, die durch die F-Zumessöffnung 160 und die Z-Zumessöffnung 161 ermöglicht werden, geschlossen, um zu gestatten, dass sich schnell ein Druck in der Steuerkammer 106 aufbaut, um das Gaseinspritzereignis abrupt zu beenden.
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Die zweite Steuerkammer 107 kann immer strömungsmittelmäßig mit dem hohen Druck in dem Flüssigbrennstoffeinlass 102 über eine F-Zumessöffnung 170 und eine Z-Zumessöffnung 171 verbunden sein. Die stromaufwärts gelegenen Enden der jeweiligen F- und Z-Zumessöffnungen 170, 171 können strömungsmittelmäßig mit dem Flüssigbrennstoffeinlass 102 über Durchlässe verbunden sein, die in der aufgeschnittenen Ansicht nicht sichtbar sind. Die zweite Steuerkammer 107 ist strömungsmittelmäßig mit dem Steuerdurchlass 134 über eine sogenannte A-Zumessöffnung 173 verbunden. Daher wird, wenn sich das zweite Steuerventilglied 135 von dem zweiten Ventilsitz 155 wegbewegt, der zweite Brennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 durch einen Z-A-Pfad 126 und einen F-Pfad 127 verbunden, die strömungsmittelmäßig parallel zueinander sind. Der Z-A-Pfad 126 weist die Z-Zumessöffnung 171, die zweite Steuerkammer 107 und die A-Zumessöffnung 163 in Reihe auf, und der F-Pfad weist eine F-Zumessöffnung 170 auf. In offenem Zustand wird der hohe Druck in dem Flüssigbrennstoffeinlass 102 direkt strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 über sowohl die Z-Zumessöffnung 171 als auch die F-Zumessöffnung 170 verbunden. Nach einer kurzen Verzögerung jedoch ist die Verbindung zum Ablaufauslass 105 ausreichend, um den Druck in der Steuerkammer 107 zu senken, um es dem Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 zu gestatten, sich anzuheben und zu öffnen, um ein Flüssigkeitseinspritzereignis einzuleiten. Wenn das zweite Steuerventilglied 135 bewegt wird, um den zweiten Ventilsitz 155 zu schließen, gestatten es die parallelen Strömungsmittelverbindungen zum Einlass 102 für zweiten Brennstoff unter hohem Druck, die durch die F-Zumessöffnung 170 und die Z-Zumessöffnung 171 ermöglicht werden, dass schnell Druck in der Steuerkammer 107 aufgebaut wird, um das Flüssigkeitseinspritzereignis abrupt zu beenden.
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Der Fachmann wird erkennen, dass das veranschaulichte Ausführungsbeispiel flüssigen Dieselbrennstoff nutzt, um die Bewegung des Gasrückschlagventilgliedes 110 und des Flüssigkeitsrückschlagventilgliedes 120 zu steuern, um eine Steuerung über Gasbrennstoffeinspritzereignisse bzw. Flüssigdieselbrennstoffeinspritzereignisse zu ermöglichen. Obwohl dies aus 6 leicht ersichtlich ist, können die erste Z-Zumessöffnung 161, die erste A-Zumessöffnung 163, die erste F-Zumessöffnung 160, die zweite Z-Zumessöffnung 171, die zweite A-Zumessöffnung 163 und die zweite F-Zumessöffnung 171 alle jeweilige Strömungsquerschnitte in derselben Größenordnung haben. Mit anderen Worten hat keine der Zumessöffnungen einen Strömungsquerschnitt, der mehr als zehnmal so groß ist wie der Strömungsquerschnitt irgendeiner der anderen genannten Zumessöffnungen. Der Fachmann wird erkennen, dass der Einspritzvorrichtungskörper 100 aus einer Vielzahl von Komponenten konstruiert sein kann, die in einem Einspritzvorrichtungsblock angeordnet sind. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist der Einspritzvorrichtungsblock eine Zumessöffnungsscheibe 109 auf. Wie am besten in 7 gezeigt ist, werden die erste Z-Zumessöffnung 161, die erste A-Zumessöffnung 163, die erste F-Zumessöffnung 160, die zweite Z-Zumessöffnung 171, die zweite A-Zumessöffnung 173 und die zweite F-Zumessöffnung 170 alle durch die Zumessöffnungsscheibe 109 definiert. Diese Strategie kann dazu dienen, all diese präzisionsgebohrten Zumessöffnungen in einer einzelnen Brennstoffeinspritzvorrichtungskomponenten anzuordnen. Obwohl dies nicht notwendig ist, können sowohl das erste Steuerventilglied 130 als auch das zweite Steuerventilglied 135 austauschbare identische Komponenten sein, die aus einem geeigneten keramischen Material hergestellt sind.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind das Gasrückschlagventilglied 110 und das Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 Seite an Seite und beabstandet voneinander. Dennoch wird der Fachmann erkennen, dass die Struktur anders sein könnte. Zum Beispiel würden duale konzentrische Rückschlagventilglieder, die konzentrisch zu gemeinsamen Mittellinien wären, ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Jede Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 hat eine Aus-Konfiguration, in der der Flüssigbrennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig gegenüber dem Ablaufauslass 105 blockiert ist. Jede Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 hat eine Gaseinspritzkonfiguration, in der der Flüssigbrennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 verbunden ist, und zwar über das erste Steuerventilglied 130. Jede Brennstoffeinspritzvorrichtung hat eine Flüssigkeitseinspritzkonfiguration, bei der der Flüssigbrennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 über das zweiten Steuerventilglied 135 verbunden ist. Wenn das eine oder das andere der Steuerventilglieder 130 und 135 sehr kurz betätigt wird, kann man auch sagen, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 eine Dry-Fire- bzw. Trockenlaufkonfiguration hat, bei der der Flüssigbrennstoffeinlass 102 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105 verbunden ist, ohne den jeweiligen Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 oder Gasdüsenauslasssatz 103 zu öffnen. Der Fachmann wird erkennen, dass die Dry-Fire-Konfiguration möglich ist, weil es eine kurze Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt gibt, wenn die Steuerventilglieder 130 und 135 geöffnet werden und wenn die jeweiligen Rückschlagventile 110 und 120 ansprechen und sich in ihre offenen Positionen bewegen. Mit anderen Worten, wenn das Steuerventil nur kurz geöffnet wird und dann schnell wieder geschlossen wird, kann eine kleine Menge an flüssigem Brennstoff vorbei an dem bzw. über das Steuerventilglied 130, 135 in Richtung des Ablaufauslasses 105 austreten, ohne. dass sich die jeweiligen Rückschlagventilglieder 110, 120 bewegen, um ein Einspritzereignis zu bewirken.
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Abgesehen davon, dass die elektronische Steuervorrichtung 50 mehrere Steueralgorithmen zum Betreiben des Motors 20 in Dualbrennstoffmodi bei verschiedenen Drehzahlen und Lasten aufweist, lehrt die vorliegenden Offenbarung auch das Ausstatten der elektronischen Steuervorrichtung mit einem Motorabschaltalgorithmus, der konfiguriert ist, um gasförmigen Brennstoff in die Motorzylinder 22 einzuspritzen, um den Gasdruck in der Gasbrennstoff-Rail 40 unter einen Abschaltdruck zu verringern, und um einen Flüssigkeitsdruck in der Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 anzuweisen, der höher ist als der Gasdruck, während der Motor läuft. Nachdem der Gasdruck den Abschaltdruck erreicht, wird die Ausführung des Motorabschaltalgorithmus den Motor anhalten. Danach kann der Druck in der Flüssigbrennstoff-Common-Rail auf Atmosphärendruck verringert werden. Eine der Strategien, die mit dem Motorabschaltalgorithmus verbunden ist, ist es, sich weniger auf das Ablassen von Erdgas an die Atmosphäre als eine Strategie zum Verringern des Gasdrucks in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 zu verlassen. Stattdessen würde die vorliegende Offenbarung eine Abschaltstrategie lehren, die einen Großteil des verbleibenden Gases in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 verbrennt, bevor der Motor angehalten wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung lässt sich weitläufig auf jeglichen Motor anwenden, der zwei strömungsmittelmäßig unterschiedliche Common-Rails nutzt, um gasförmige und flüssige Brennstoffe an eine einzelne Brennstoffeinspritzvorrichtung zu liefern, die mit jedem Motorzylinder assoziiert ist. Die vorliegende Offenbarung ist insbesondere auf eine Strategie zur Druckentlastung der Common-Rails als Teil einer Motorabschaltprozedur anwendbar. Schließlich ist die vorliegende Offenbarung auf eine Abschaltdruckentlastungsstrategie gerichtet, die sich in verringertem Maß auf die Notwendigkeit verlässt, Erdgas an die Atmosphäre abzugeben, um eine Druckentlastung zu erreichen, und diese Notwendigkeit möglicherweise eliminiert. Gasförmiger Brennstoff wird von der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 an jede der Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen 30 durch eine jeweilige koaxiale Stegleitungsanordnung 54 geliefert. Auf ähnliche Weise wird flüssiger Brennstoff von einer Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 an jede der Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen 30 durch dieselben entsprechenden koaxialen Stegleitungsanordnungen 54 geliefert. Im Betrieb wird gasförmiger Brennstoff von jeder Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 in einen Motorzylinder 22 ansprechend auf ein Gasbrennstoffeinspritzsignal von der elektronischen Steuervorrichtung 50 an die Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 eingespritzt. Insbesondere wird ein Gasbrennstoffeinspritzereignis durch Erregen der oberen elektrischen Betätigungsvorrichtung (obere Spule 147) veranlasst, den Anker 141 und das erste Steuerventilglied 130 nach unten außer Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 150 zu bewegen. Dies verbindet die Steuerkammer 106 strömungsmittelmäßig mit dem Ablaufauslass 105, um den Druck zu verringern, der auf die hydraulische Verschlussfläche 112 wirkt. Das Gasbrennstoffrückschlagventilglied 110 bewegt sich dann nach oben außer Kontakt mit dem ersten Düsensitz 108, um das Sprühen von gasförmigem Brennstoff aus dem Gasdüsenauslasssatz 103 einzuleiten. Das Einspritzereignis wird durch Entregen der oberen elektrischen Betätigungsvorrichtung beendet, um es dem Anker 141 und dem Steuerventilglied 130 zu gestatten, sich nach oben unter der Einwirkung der Feder 146 zurück in Kontakt zum Schließen des ersten Ventilsitzes 150 zu bewegen. Wenn dies auftritt, nimmt der Druck in der Steuerkammer 106, der auf die hydraulische Verschlussfläche 112 wirkt, abrupt zu, um das Gasrückschlagventilglied 110 zurück nach unten in Kontakt mit dem Sitz 108 zu drücken, um das Gasbrennstoffeinspritzereignis zu beenden.
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Auch wird flüssiger Brennstoff von der Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 direkt in den Motorzylinder 22 von derselben Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 ansprechend auf ein Flüssigbrennstoffeinspritzsignal von der elektronischen Steuervorrichtung 50 eingespritzt. Insbesondere wird ein Flüssigbrennstoffeinspritzereignis durch Erregen der unteren Spule 148 eingeleitet, um den Anker 142 nach oben entlang der gemeinsamen Mittellinie 125 zu bewegen. Dies veranlasst das Druckelement 143, das zweite Steuerventilglied 135 außer Kontakt mit dem zweiten Ventilsitz 155 zu bewegen. Dies wiederum verringert den Druck in der Steuerkammer 107, was es dem Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 gestattet, sich außer Kontakt mit dem zweiten Düsensitz 113 anzuheben, um ein Flüssigbrennstoffeinspritzereignis aus dem Flüssigkeitsdüsenauslasssatz 104 einzuleiten. Um das Flüssigkeitseinspritzereignis zu beenden, wird die untere elektrische Betätigungsvorrichtung (untere Spule 148) entregt. Wenn dies geschehen ist, drückt eine gemeinsam verwendete Vorspannfeder 146 den Anker 142 und das zweite Steuerventilglied 135 zurück in Kontakt mit dem zweiten Ventilsitz 155, um die Strömungsmittelverbindung zwischen der Steuerkammer 107 und dem Ablaufauslass 105 zu schließen. Wenn dies geschehen ist, steigt der Druck, der auf die hydraulische Verschlussfläche 121 wirkt, schnell an, was das Flüssigkeitsrückschlagventilglied 120 veranlasst, sich nach unten und zurück in Kontakt mit dem zweiten Düsensitz 113 zu bewegen um das Flüssigbrennstoffeinspritzereignis zu beenden. Sowohl die Einspritzereignisse von Flüssigkeit als auch von Erdgas werden durch strömungsmittelmäßiges Verbinden der jeweiligen Steuerkammern 107, 106 mit der Flüssigbrennstoff-Common-Rail 22 durch jeweilige F-Zumessöffnungen 160, 170 und Z-Zumessöffnungen 161, 171, die strömungsmittelmäßig parallel zueinander sind, beendet.
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Aufgrund seines hohen Kompressionsverhältnisses (größer als 14:1) wird der eingespritzte Flüssigbrennstoff in jedem der jeweiligen Motorzylinder 22 kompressionszünden. Der eingespritzte Gasbrennstoff wird in einem jeweiligen einen der Motorzylinder ansprechend auf die Kompressionszündung des Flüssigbrennstoffes zünden. An einem bestimmten Punkt während des Betriebs der Maschine 10 und des Motors 20 wird ein Motorabschaltbefehl an die Elektroniksteuervorrichtung 50 kommuniziert, wie beispielsweise durch Bewegen des Schlüsselschalters 13 von einer An-Position in eine Schlüssel-Aus-Position. Die elektronische Steuervorrichtung 50 kann konfiguriert sein, um einen Motorabschaltalgorithmus ansprechend auf den Motorabschaltbefehl auszuführen. Die korrekte Ausführung des Motorabschaltalgorithmus verringert den Gasdruck in der Gasbrennstoff-Common-Rail unter einen Abschaltdruck, um eine Notwendigkeit, gasförmigen Brennstoff von der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 in die Atmosphäre zu dem Zeitpunkt des Abschaltens abzulassen, zu verringern oder möglicherweise zu eliminieren. Um dieses Ziel zu erreichen, bleibt der Motor 20 an, wenn der Motorabschaltalgorithmus eingeleitet wird und eine Druckentlastung der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 wird durch Einspritzen und Verbrennen des gasförmigen Brennstoffes ansprechend auf die Kompressionszündung einer kleinen Flüssigdieseleinspritzung ermöglicht. Daher wird, und um einen Übergang von gasförmigem Brennstoff in die Flüssigkeitsleitung zu verhindern, angewiesen, dass der Flüssigkeitsdruck in der Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 größer zu halten ist als der Gasdruck in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40. Zusätzlich wird die Verringerung von Gasdruck durch Beenden einer Versorgung mit gasförmigem Brennstoff an die Gasbrennstoff-Common-Rail 40 durch Schließen des Abschaltventils 45, ansprechend auf das Ausführen des Motorabschaltalgorithmus, ermöglicht. Es kann Grenzen geben, wie weit der Gasdruck in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 vor dem Anhalten des Motors über Gasbrennstoffeinspritzereignisse reduziert werden kann, und zwar aufgrund von wenigstens zwei Überlegungen. Erstes kann Gas nur in den Zylinder 22 eingespritzt werden, wenn der Zylinderdruck geringer ist als der Gasdruck. Zweitens kann eingespritztes Gas potenziell unverbrannt bleiben, wenn die Mischung von gasförmigem Brennstoff und Luft in dem Zylinder so mager ist, dass die Zündung einer Pilot- bzw. Vormenge an flüssigem Dieselbrennstoff nicht ausreichend ist, um den gesamten gasförmigen Brennstoff in dem Zylinder 22 zu verbrennen. Daher ist es möglicherweise nicht praktisch, gasförmigen Brennstoff unter einem gewissen vorbestimmten Abschaltdruck vor dem Anhalten des Motors einzuspritzen und zu verbrennen. Mit anderen Worten kann das Risiko eines Gasentweichungsereignisses unakzeptabel hoch werden, wenn versucht wird, gasförmigen Brennstoff zu Zeitpunkten unter dem vorbestimmten Abschaltdruck einzuspritzen. Dennoch legen Tests und Simulationen nahe, dass während der Ausführung des Motorabschaltalgorithmus in der Größenordnung von 90% des gasförmigen Brennstoffes in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 effektiv eingespritzt und verbrannt werden können, was vielleicht 10% des Vor-Abschalt-Gases in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 unter einem vorbestimmten Abschaltdruck belässt, der immer noch größer als der Atmosphärendruck ist. Daher kann, nachdem der Gasdruck in der Gasbrennstoff-Common-Rail unter einen Abschaltdruck verringert ist, der Motor angehalten werden. Nachdem der Motor angehalten worden ist, kann das verbleibende Gas in der Gasbrennstoff-Common-Rail auf eine Anzahl von Weisen verarbeitet werden, um die Gasbrennstoff-Common-Rail 40 auf Atmosphärendruck zurückzubringen. Zum Beispiel kann der verbleibende gasförmige Brennstoff in eine Absorbiervorrichtung kanalisiert werden, er kann zurück zu dem Gasbrennstoffversorgungssystem kanalisiert werden, er kann in dem Abgaskamin oder anderswo verbrannt werden oder das verbleibende Gas in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 kann abgelassen werden. Als am wenigsten erwünschte Option kann diese kleine Menge an Gas in die Atmosphäre abgelassen werden, um die Druckentlastung abzuschließen. Nach der Druckentlastung der Leitung 40 für gasförmigen Brennstoff kann der Druck der Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 auf Atmosphärendruck verringert werden, um den Motorabschaltvorgang abzuschließen.
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Nach dem Einleiten des Motorabschaltalgorithmus aber vor dem Anhalten des Motors kann es, während sowohl flüssige als auch gasförmige Brennstoffe eingespritzt und verbrannt werden, notwendig sein, die Zeitpunkte von Gasbrennstoffeinspritzungen zu ändern, insbesondere wenn der Abschaltdruck geringer ist als der Zylinderdruck am oberen Totpunkt bzw. TDC-Zylinderdruck (TDC = top dead center). Dem Fachmann wird klar sein, dass der Zylinderdruck am oberen Totpunkt dem Zylinderdruck entspricht, wenn sich der Motorkolben 23 am oberen Totpunkt vor einem Verbrennungsereignis befindet, und dass er primär von der Motorgeometrie, dem Kompressionsverhältnis und davon, wie der Motor betrieben wird (z. B. Ladedruck usw.) bestimmt wird. Während des normalen Betriebs werden Flüssigkeits- und Gaseinspritzereignisse oft in der Nähe des oberen Totpunktes auftreten. Wenn jedoch der Gasdruck verringert wird und beginnt, sich dem Zylinderdruck am oberen Totpunkt anzunähern, dann können die Gasbrennstoffeinspritzereignisse zu Zeitpunkten durchgeführt werden, wenn der Zylinderdruck geringer ist als der Zylinderdruck am oberen Totpunkt, um eine geeignete Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40 und dem Druck in dem Zylinder 22 aufrecht zu erhalten, um ein effektives und umfangreiches Gaseinspritzereignis in der verfügbaren Zeit zu ermöglichen. In einem spezifischen Beispiel können die Zeitpunkte der Gaseinspritzereignisse auf Winkel bzw. Kurbelwinkel vorgezogen werden, die kleiner sind als ein Zeitschwellenwert für ein Entweichen von Gas. Ein Zeitschwellenwert für ein Entweichen von Gas entspricht dem, dass die Mischung von gasförmigem Brennstoff und Luft in dem Zylinder so mager wird, dass es einem wesentlichen Teil des gasförmigen Brennstoffes gestattet wird, unverbrannt zu bleiben und in einem. Entweichereignis zu entweichen. Zum Beispiel kann ein Zeitschwellenwert für ein Entweichen von Gas in der Größenordnung von ungefähr 30 Grad vor dem oberen Totpunkt liegen. Daher werden Gasbrennstoffeinspritzereignisse möglicherweise nicht über diesen Schwellenwert weiter vorgestellt, weil das Risiko eines Gasentweichereignisses unakzeptabel hoch wird. Die vorliegende Offenbarung lehrt auch, dass ein höheres Verhältnis von gasförmigem Brennstoff zu flüssigem Brennstoff in einen gegebenen Motorzyklus eingespritzt werden kann durch Nutzen einer Zylinderabschaltstrategie, in der gasförmiger Brennstoff und flüssiger Brennstoff nicht in alle Motorzylindern 22 in einem Motorzyklus eingespritzt werden. Wenn zum Beispiel der Motor 20 während des Abschaltverfahrens in einem Leerlauf-Zustand betrieben wird, wird verhältnismäßig mehr gasförmiger Brennstoff eingespritzt und verbrannt, wenn vielleicht nur die Hälfte der Zylinder aktiv ist. Wenn diese Option genutzt wird, kann die elektronische Steuervorrichtung 50 verschiedene Kombinationen von aktiven und inaktiven Zylinder 22 in jedem Motorzyklus aus Gründen, die in der Technik wohl bekannt sind, durchlaufen.
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In diesen Fällen wird, wie in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel, wo flüssiger Brennstoff als Steuerströmungsmittel und auch als Einspritzströmungsmittel verwendet wird, etwas flüssiger Brennstoff aus dem Ablaufauslass 105 während jedes Gasbrennstoffeinspritzereignisses und jedes Flüssigbrennstoffeinspritzereignisses für jede jeweilige Brennstoffeinspritzvorrichtung bewegt. Zusätzlich wird eine geringe Menge an flüssigem Brennstoff aus dem Ablaufauslass 105 bewegt, was inkrementell den Druck in der Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 verringert, und zwar nicht nur ansprechend auf Einspritzereignisse sondern auch dann, wenn die Brennstoffeinspritzvorrichtung 30 in eine Dry-Fire-Konfiguration versetzt wird. Somit lehrt die vorliegende Offenbarung auch, dass nachdem der Motor 20 angehalten ist und der Gasleitungsdruckentlastungsvorgang abgeschlossen ist, die Flüssigbrennstoff-Common-Rail druckentlastet werden kann durch Durchführen einer ausreichenden Anzahl von Dry-Fire-Ereignissen, so dass eine ausreichende Menge an flüssigem Brennstoff zum Ablaufauslass 105 bewegt worden ist, um die Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 auf Atmosphärendruck zu entlasten. Solch eine Strategie kann insbesondere in den Fällen wichtig sein, die leckfreie Steuerventile bzw. Zero-Leck-Steuerventile nutzen. Dennoch können viele Brennstoffeinspritzsysteme einen natürlichen Abbau von Druck in der Flüssigbrennstoff-Common-Rail 41 gestatten, in dem einfach die Tendenz und das erwartete Vorliegen von kleinen Lecks ausgenutzt wird, um auf natürliche Weise den Druck der Flüssigbrennstoff-Common-Rail innerhalb von Sekunden oder Minuten nach dem Abschalten des Motors herabzusetzen.
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Nun wird, mit Bezug auf 8, die Logik, die mit dem Motorabschaltalgorithmus 60 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung assoziiert ist, veranschaulicht. Nach der Startellipse 61 ist Block 62 mit dem Motor 20 assoziiert, der in normalem Betrieb ist, der das Einspritzen von flüssigem Brennstoff zur Kompressionszündung aufweist, um hinwiederum eine größere Ladung an gasförmigem Brennstoff zu zünden, wie zuvor beschrieben wurde. An der Frage 63 bestimmt der Algorithmus 60, ob ein Motorabschaltbefehl kommuniziert worden ist, wie beispielsweise durch einen Bediener, der einen Schlüsselschalter in eine manuelle Aus-Position bewegt. Wenn kein Motorabschalten angewiesen wurde, dann geht die Logik zurück und fährt mit normalen Motorvorgängen bei Block 62 fort. Wenn jedoch ein Motorabschaltbefehl kommuniziert wurde, dann geht die Logik weiter zu Block 64, wo die Versorgung von gasförmigem Brennstoff an die Gasbrennstoffleitung 40 angehalten wird. Dieser Schritt kann das Schließen des Absperrventils 45 (siehe 2) aufweisen. Als nächstes wird bei Block 65 angewiesen, dass der Flüssigkeits-Rail-Druck größer gehalten werden muss als der Gas-Rail-Druck über das Ausführen des Motorabschaltalgorithmus 60 hinweg. Als nächstes wird bei Frage 66 bestimmt, ob der Gas-Rail-Druck tiefer gefallen ist als ein vorbestimmter Abschaltdruck. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Logik zur Frage 67 weiter, um zu bestimmen, ob sich der Gas-Rail-Druck einem Zylinderdruck am oberen Totpunkt annähert. Wen dies nicht der Fall ist, geht die Logik zu Block 68 weiter, um normale Gas- und Flüssigkeitseinspritzzeitpunkte zu bestimmen. Diese normalen Zeitpunkte können das Einspritzen der Pilot- bzw. Vormenge des flüssigen Dieselbrennstoffes am oder um den oberen Totpunkt herum aufweisen, und können ein Gasbrennstoffeinspritzereignis während oder kurz nach dem Flüssigkeitseinspritzereignis einleiten, um eine Diffusionsverbrennungsstrategie zu ermöglichen. Bei Block 69 wird flüssiger Brennstoff eingespritzt und bei Block 70 wird gasförmiger Brennstoff eingespritzt. Danach kehrt die Logik zurück zur Frage 66 um zu bestimmen, ob der Gasleitungsdruck auf einen Wert, der geringer ist als der Abschaltdruck, reduziert worden ist. Wenn nicht, dann geht die Logik wieder zu Frage 67, um zu bestimmen, ob sich der Gas-Rail-Druck dem Zylinderdruck am oberen Totpunkt annähert. Wenn dies der Fall ist, geht die Logik weiter zu Block 71, um vorgezogene Gaseinspritzzeitpunkte zu bestimmen, so das das Gaseinspritzereignis auftritt, wenn der Gas-Rail-Druck wesentlich größer ist als der Zylinderdruck zum Zeitpunkt des Einspritzereignisses. Als nächstes bestimmt die Logik bei Frage 72, ob sich der Gas-Rail-Druck dem Abschaltdruck annähert. Wenn nicht, wird gasförmiger Brennstoff zu einem vorgezogenen Zeitpunkt bei Block 73 eingespritzt, gefolgt davon, dass der flüssige Brennstoff bei Block 74 eingespritzt wird. Danach macht die Logik eine Schleife wieder zurück zu Frage 66. Wenn die Logik wiederum die Fragen 66, 67 und 72 ausführt, wird sich der Gasleitungsdruck schließlich dem Abschaltdruck annähern und die Logik kann sich dann zurück zu Block 75 bewegen, um weiter den Gas-Rail-Druck durch eine Zylinderausschaltstrategie nach unten zu treiben. Als nächstes wird bei Block 76 gasförmiger Brennstoff in die aktiven Zylinder zu den vorgezogenen Zeitpunkten eingespritzt, die in Block 71 bestimmt wurden. Bei Block 77 wird flüssiger Brennstoff in die aktiven der Zylinder eingespritzt. Die Logik macht dann eine Schleife wieder zurück zu Frage 66.
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Schließlich wird die Frage 66 eine positive Antwort zurückgeben, die anzeigt, dass der Gas-Rail-Druck letztendlich auf einen Wert, der geringer ist als der vorbestimmte Abschaltwert verringert worden ist. Als nächstes wird die Logik dann weitergehen zu Block 78 und den Motor anhalten. Bei Block 79 wird dann der Druck der verbleibenden kleinen Menge (vielleicht 10%) des Gases in der Gasbrennstoff-Common-Rail 40, welche nun unter dem Abschaltdruck ist, auf Atmosphärendruck durch irgendwelche geeigneten Mittel verringert, wie beispielweise Kanalisieren des verbleibenden Gases an eine externe Verbrennungsvorrichtung außerhalb des Motors, Kanalisieren des Gases an ein Absorptionselement für eine spätere Extraktion, nachdem der Motor wieder gestartet wurde, Ablassen des Gases, Rückführen des verbleibenden Gases an das Gasbrennstoffversorgungssystem oder durch irgendeine andere in der Technik bekannte Strategie. Die Gasleitungsdruckentlastung wird vorzugsweise ohne das Ablassen von Gasen in die Atmosphäre abgeschlossen, aber die vorliegende Offenbarung schließt das Ablassen einer gewissen Menge an gasförmigem Brennstoff in die Atmosphäre nicht aus. Nachdem der Druck der Gasleitung 40 auf Atmosphärendruck verringert worden ist, kann der Druck der Flüssigbrennstoffleitung bei Block 80 verringert werden, und zwar entweder durch natürlichen Abbau aufgrund kleiner Lecks in dem Brennstoffsystem oder durch Nutzen der Dry-Fire-Konfiguration der Brennstoffeinspritzvorrichtung, die zuvor diskutiert wurde, wenn die Brennstoffeinspritzvorrichtungen so genannte leckfreie Brennstoffeinspritzvorrichtungen sind. Als nächstes endet der Motorabschaltalgorithmus an der Ellipse 18 und die elektronische Steuervorrichtung 50 kann jetzt bereit sein herunterzufahren. Durch Nutzen der Motorabschaltstrategie der vorliegenden Offenbarung kann der Druck der Gas-Rail mit geringer oder keiner Ablüftung oder Entweichen von gasförmigem Brennstoff in die Atmosphäre verringert werden.
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Es sollte klar sein, dass die obige Beschreibung nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen ist und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einschränken soll. Daher wird der Fachmann erkennen, dass andere Aspekte der Offenbarung aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der angehängten Ansprüche erlangt werden können.
