DE102020115244B4 - Method and control device for operating a gas engine - Google Patents

Method and control device for operating a gas engine Download PDF

Info

Publication number
DE102020115244B4
DE102020115244B4 DE102020115244.2A DE102020115244A DE102020115244B4 DE 102020115244 B4 DE102020115244 B4 DE 102020115244B4 DE 102020115244 A DE102020115244 A DE 102020115244A DE 102020115244 B4 DE102020115244 B4 DE 102020115244B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinders
switched
gas engine
spark
spark plug
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.)
Active
Application number
DE102020115244.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102020115244A1 (en
Inventor
Christian Meier
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.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Energy Solutions SE
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 MAN Energy Solutions SE filed Critical MAN Energy Solutions SE
Priority to DE102020115244.2A priority Critical patent/DE102020115244B4/en
Publication of DE102020115244A1 publication Critical patent/DE102020115244A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102020115244B4 publication Critical patent/DE102020115244B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • 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
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/08—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders
    • 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)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors mit mehreren Zylindern,wobei in den Zylindern ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, welcher im jeweiligen Zylinder mittels einer Zündkerze (12, 22) gezündet wird, die hierzu mit einer definierten Funkenbrenndauer betrieben wird,wobei abhängig vom Betriebszustand des Gasmotors, insbesondere abhängig von einer angeforderten Motorlast, einzelne Zylinder des Gasmotors abgeschaltet werden, in welchen dann kein gasförmiger Kraftstoff mehr verbrannt wird, bis dieselben wieder zugeschaltet werden,dadurch gekennzeichnet, dassfür Zylinder des Gasmotors, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) für 3 bis 5 Verbrennungszyklen verlängert wird.Method for operating a gas engine with several cylinders, a gaseous fuel being burned in the cylinders, which is ignited in the respective cylinder by means of a spark plug (12, 22), which is operated for this purpose with a defined spark burning time, depending on the operating state of the gas engine, In particular, depending on a requested engine load, individual cylinders of the gas engine are switched off, in which no more gaseous fuel is burned until they are switched on again, characterized in that for cylinders of the gas engine that are switched on again after a switch-off, the spark burning duration of the respective Spark plug (12, 22) is extended for 3 to 5 combustion cycles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors. Des Weiteren Betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Gasmotors.The invention relates to a method for operating a gas engine. The invention further relates to a control device for operating a gas engine.

Ein Gasmotor verfügt über mehrere Zylinder, in welchen ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird. Ein Zylinder eines Gasmotors verfügt typischerweise über eine Hauptbrennkammer sowie über eine Vorkammer, wobei die Hauptbrennkammer und die Vorkammer über mindestens eine Überströmöffnung miteinander verbunden bzw. gekoppelt sind. Zur Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs wird der Hauptbrennkammer eine definierte Hauptgasmenge zugeführt. Der Vorkammer wird eine definierte Vorkammergasmenge zugeführt, die mit Hilfe einer Zündkerze gezündet wird. Die der Hauptbrennkammer zuzuführende Hauptgasmenge wird der Hauptbrennkammer typischerweise als Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Verbrennungsluft über ein einlassseitiges Gaswechselventil zugeführt. Bei einem Gasmotor mit ungespülter Vorkammer gelangt die Vorkammergasmenge ausgehend von der Hauptkammer über die Überströmöffnungen in die Vorkammer. Bei einem Gasmotor mit einer gespülten Vorkammer wird der Vorkammer eine separate Vorkammergasmenge direkt zugeführt, vorzugsweise reiner gasförmiger Kraftstoff ohne zugemischte Verbrennungsluft.A gas engine has several cylinders in which gaseous fuel is burned. A cylinder of a gas engine typically has a main combustion chamber and a prechamber, with the main combustion chamber and the prechamber being connected or coupled to one another via at least one overflow opening. To burn the gaseous fuel, a defined main amount of gas is supplied to the main combustion chamber. A defined amount of prechamber gas is supplied to the prechamber, which is ignited using a spark plug. The main amount of gas to be supplied to the main combustion chamber is typically supplied to the main combustion chamber as a mixture of gaseous fuel and combustion air via a gas exchange valve on the inlet side. In a gas engine with an unpurged prechamber, the amount of prechamber gas flows from the main chamber into the prechamber via the overflow openings. In a gas engine with a purged prechamber, the prechamber is supplied directly with a separate amount of prechamber gas, preferably pure gaseous fuel without mixed combustion air.

Es sind bereits Gasmotoren mit bedarfsgerechter Zylinderabschaltung bekannt. Eine bedarfsgerechte Zylinderabschaltung wird auch als Skip Firing bezeichnet. Einem im Zuge einer Zylinderabschaltung abgeschalteten Zylinder wird kein gasförmiger Kraftstoff mehr zur Verbrennung zugeführt. Soll nachfolgend ein zuvor abgeschalteter Zylinder eines Gasmotors wieder zugeschaltet werden, so muss dem jeweiligen Zylinder wieder gasförmiger Kraftstoff zugeführt werden, wobei der gasförmige Kraftstoff dann gezündet werden muss.Gas engines with cylinder deactivation as required are already known. Demand-based cylinder deactivation is also known as skip firing. A cylinder that is switched off during cylinder deactivation is no longer supplied with gaseous fuel for combustion. If a previously switched off cylinder of a gas engine is subsequently to be switched on again, gaseous fuel must be supplied to the respective cylinder again, the gaseous fuel then having to be ignited.

Das Starten der Verbrennung in einem zuvor abgeschalteten und zuzuschaltenden Zylinder bereitet bislang Schwierigkeiten. Es besteht Bedarf daran, nach einer Abschaltphase einen abgeschalteten Zylinder mit besserer Qualität zuzuschalten und damit die Verbrennung in diesem Zylinder zu starten.Starting combustion in a cylinder that was previously switched off and then switched on has previously caused difficulties. There is a need to switch on a switched off cylinder with better quality after a switch-off phase and thus start combustion in this cylinder.

Die DE 10 2011 003 681 A1 offenbart ein Verfahren zur Anpassung eines Betriebszustands eines als Gasmotor ausgebildeten Verbrennungsmotors. Von wenigstens einem Sensor für den Betriebszustand des Verbrennungsmotors werden charakteristische Daten erfasst und an eine Regeleinrichtung weitergeleitet. Von der Regeleinrichtung wird aufgrund der Daten ein optimaler Betriebsbereich festgestellt und der Betriebszustand des Verbrennungsmotors an dem optimalen Betriebsbereich angepasst, indem wenigstens für einen Motorbetriebsparameter, der für den Verbrennungsprozess bestimmend ist, ein Soll-Wert festgestellt wird, der zum Beibehalten oder Erreichen des optimalen Betriebsbereichs erforderlich ist. Der Ist-Motorbetriebsparameters wird dann auf den Soll-Wert geregelt. Als Soll-Wert für einen Motorbetriebsparameter kann ein Verbrennungsluftverhältnis, ein Zündzeitpunkt, eine Motordrehzahl, ein Drehmoment, die Zündenergie, eine Funkenbrenndauer bestimmt werden. Weiterhin wird auf die DE 10 2015 209 012 B3 und die DE 10 2014 106 650 A1 als relevanten Stand der Technik verwiesen.The DE 10 2011 003 681 A1 discloses a method for adapting an operating state of an internal combustion engine designed as a gas engine. Characteristic data is recorded by at least one sensor for the operating state of the internal combustion engine and forwarded to a control device. The control device determines an optimal operating range based on the data and adjusts the operating state of the internal combustion engine to the optimal operating range by determining a target value for at least one engine operating parameter that determines the combustion process, which is used to maintain or achieve the optimal operating range is required. The actual engine operating parameter is then regulated to the target value. A combustion air ratio, an ignition point, an engine speed, a torque, the ignition energy, and a spark burning time can be determined as a target value for an engine operating parameter. Furthermore, the DE 10 2015 209 012 B3 and the DE 10 2014 106 650 A1 referred to as relevant prior art.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Gasmotors zu schaffen.Based on this, the invention is based on the task of creating a novel method and control device for operating a gas engine.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird für Zylinder des Gasmotors, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze für 3 bis 5 Verbrennungszyklen verlängert. Durch die Verlängerung der Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze für 3 bis 5 Verbrennungszyklen wird die Zündenergie für den jeweiligen Zylinder erhöht. Hiermit kann das Starten des jeweiligen Zylinders nach einer Abschaltphase verbessert werden. This object is achieved by a method for operating a gas engine according to claim 1. According to the invention, for cylinders of the gas engine that are switched on again after a shutdown, the spark burning time of the respective spark plug is extended for 3 to 5 combustion cycles. By extending the spark burning time of the respective spark plug for 3 to 5 combustion cycles, the ignition energy for the respective cylinder is increased. This can be used to improve the starting of the respective cylinder after a switch-off phase.

Vorzugsweise wird für Zylinder, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze um einen definierten Offset verlängert. Das Verlängern der Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze um einen definierten Offset ist besonders bevorzugt, da dies steuerungsseitig besonders einfach umgesetzt werden kann.Preferably, for cylinders that are switched on again after a switch-off, the spark burning time of the respective spark plug is extended by a defined offset. Extending the spark burning time of the respective spark plug by a defined offset is particularly preferred since this can be implemented particularly easily on the control side.

Vorzugsweise wird für Zylinder, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze für 2 bis 10 Verbrennungszyklen, insbesondere für 2 bis 6 Verbrennungszyklen, verlängert. Die Verlängerung der Funkenbrenndauer für 2 bis 10 Verbrennungszyklen ist bevorzugt, um das Starten des Zylinders nach der Abschaltphase zu verbessern. Eine Verlängerung der Funkenbrenndauer für zwei bis 6 Verbrennungszyklen hat sich dabei als vorteilhaft herausgestellt.Preferably, for cylinders that are switched on again after a switch-off, the spark burning time of the respective spark plug is extended for 2 to 10 combustion cycles, in particular for 2 to 6 combustion cycles. Extending the spark burn time for 2 to 10 combustion cycles is preferred to improve cylinder starting after the shutdown period. An extension of the spark burning time for two to 6 combustion cycles has proven to be advantageous.

Das erfindungsgemäße Steuergerät zum Betreiben eines Gasmotors ist in Anspruch 6 definiert.The control device according to the invention for operating a gas engine is defined in claim 6.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 einen schematischen Ausschnitt aus einem Zylinder eines Gasmotors;
  • 2 einen schematischen Ausschnitt aus einem Zylinder eines weiteren Gasmotors.
Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail using the drawing, without being limited to this. This shows:
  • 1 a schematic section of a cylinder of a gas engine;
  • 2 a schematic section of a cylinder of another gas engine.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft den Bereich von Gasmotoren, in welchen ein gasförmiger Kraftstoff nach dem Otto-Prinzip verbrannt wird.The present invention relates to the area of gas engines in which a gaseous fuel is burned according to the Otto principle.

Ein Gasmotor verfügt über mehrere Zylinder. Jeder Zylinder eines Gasmotors verfügt typischerweise über eine Hauptbrennkammer sowie über eine Vorkammer. Der Hauptbrennkammer kann eine Hauptgasmenge über mindestens ein einlassseitiges Gaswechselventil zugeführt werden, vorzugsweise als Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Verbrennungsluft. Die Vorkammer ist mit der Hauptbrennkammer über mindestens eine Überströmöffnung gekoppelt bzw. verbunden. Bei einer ungespülten Vorkammer gelangt eine Vorkammergasmenge ausgehend von der Hauptbrennkammer über die Überströmöffnungen in die Vorkammer. Bei einer gespülten Vorkammer ist derselben zusätzlich eine separate Vorkammergasmenge zuführbar, insbesondere als reiner gasförmiger Kraftstoff. Zur Zündung des gasförmigen Kraftstoffs im Bereich der Vorkammer dient jeweils eine Zündkerze.A gas engine has several cylinders. Each cylinder of a gas engine typically has a main combustion chamber and an antechamber. A main quantity of gas can be supplied to the main combustion chamber via at least one gas exchange valve on the inlet side, preferably as a mixture of gaseous fuel and combustion air. The antechamber is coupled or connected to the main combustion chamber via at least one overflow opening. With an unpurged antechamber, a quantity of prechamber gas passes from the main combustion chamber into the antechamber via the overflow openings. In the case of a purged prechamber, a separate amount of prechamber gas can also be supplied to it, in particular as pure gaseous fuel. A spark plug is used to ignite the gaseous fuel in the area of the antechamber.

1 zeigt einen schematisierten Ausschnitt aus einem Zylinder eines Gasmotors im Bereich einer Hauptbrennkammer 10 des Zylinders, einer Vorkammer 11 und einer Zündkerze 12. Die Zündkerze 12 verfügt über einen in die Hauptbrennkammer 10 hineinragenden ersten Abschnitt 13, wobei an diesem ersten Abschnitt 13 eine Zündelektrode 14 und eine Masseelektrode 15 angeordnet sind. Die Zündelektrode 14 wird auch als Mittelelektrode bezeichnet. Die Zündelektrode 14 ist zur Zündung eines gasförmigen Kraftstoffs elektrisch bestrombar, wobei sich dann zwischen der Zündelektrode 14 und der Massenelektrode 15 ein Zündfunken ausbildet. Die Dauer der elektrischen Bestromung der Zündkerze 12 bestimmt eine Funkenbrenndauer derselben. 1 shows a schematic section of a cylinder of a gas engine in the area of a main combustion chamber 10 of the cylinder, an antechamber 11 and a spark plug 12. The spark plug 12 has a first section 13 which projects into the main combustion chamber 10, with an ignition electrode 14 and a ground electrode 15 are arranged. The ignition electrode 14 is also referred to as the center electrode. The ignition electrode 14 can be electrically energized to ignite a gaseous fuel, with an ignition spark then forming between the ignition electrode 14 and the ground electrode 15. The duration of the electrical current supply to the spark plug 12 determines the spark burning time of the same.

Der in die Hauptbrennkammer 10 hineinragende erste Abschnitt 13 der in 1 gezeigten Zündkerze 12 verfügt über eine an dem ersten Abschnitt 13 angreifende Kappe 16, welche die Vorkammer 11 von der Hauptbrennkammer 10 trennt, wobei in diese Kappe 16 Überströmöffnungen 17 eingebracht sind, über welche die Hauptbrennkammer 10 mit der Vorkammer 11, die von der Hauptbrennkammer 10 über die Kappe 16 getrennt ist, gekoppelt ist. Über die Überströmöffnungen 17 kann gasförmiger Kraftstoff überströmen.The first section 13 of the in. protruding into the main combustion chamber 10 1 Spark plug 12 shown has a cap 16 which engages on the first section 13 and which separates the antechamber 11 from the main combustion chamber 10, 16 overflow openings 17 being introduced into this cap, via which the main combustion chamber 10 is connected to the antechamber 11, which is connected to the main combustion chamber 10 is separated via the cap 16, is coupled. Gaseous fuel can flow over the overflow openings 17.

An einem gegenüberliegenden zweiten Ende der Vorkammerzündeinrichtung 12 ist ein Anschluss 18 ausgebildet, welcher dem Anschluss der Vorkammerzündeinrichtung 12 an eine elektrische Energiequelle dient. Ausgehend von dieser mit dem Anschluss 18 gekoppelten elektrischen Energiequelle kann die Zündelektrode 14 der Zündkerze 12 elektrisch bestromt werden. Wie bereits ausgeführt bestimmt die Dauer der elektrischen Bestromung der Zündkerze 12 eine Funkenbrenndauer derselben.At an opposite second end of the prechamber ignition device 12, a connection 18 is formed, which serves to connect the prechamber ignition device 12 to an electrical energy source. Starting from this electrical energy source coupled to the connection 18, the ignition electrode 14 of the spark plug 12 can be electrically energized. As already stated, the duration of the electrical energization of the spark plug 12 determines the spark burning time of the same.

2 zeigt einen Ausschnitt aus einem anderen Gasmotor im Bereich eines Zylinders, wobei in 2 wiederum eine Hauptbrennkammer 20 und eine Vorkammer 21 und eine Zündkerze 22 gezeigt sind. Die Zündkerze 22 ragt mit einem ersten Abschnitt 23, im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1, nicht in die Hauptbrennkammer 20 sondern in die Vorkammer 21 hinein. An diesem in die Vorkammer 21 hineinragenden ersten Abschnitt 23 der Zündkerze 22 sind wiederum eine Zündelektrode 24 und eine Masseelektrode 25 angeordnet, zwischen welchen sich zur Zündung des gasförmigen Kraftstoffs im Bereich der Vorkammer 21 ein Zündfunke ausbilden kann. In die Hauptbrennkammer 20 ragt eine die Vorkammer 21 ausbildende Baugruppe 26 mit einem Abschnitt 26a hinein, wobei an diesem Abschnitt 26a Überströmöffnungen 27 ausgebildet sind, die dem Überströmen von gasförmigem Kraftstoff zwischen Hauptbrennkammer 20 und Vorkammer 21 dienen. An einem gegenüberliegenden zweiten Abschnitt der Zündkerze 22 ist ein Anschluss 28 zum Anschluss derselben an eine elektrische Energiequelle ausgebildet, die der elektrischen Bestromung der Zündkerze 22 dient. Die Dauer der elektrischen Bestromung der Zündkerze 22 bestimmt eine Funkenbrenndauer derselben. 2 shows a section of another gas engine in the area of a cylinder, where in 2 in turn a main combustion chamber 20 and an antechamber 21 and a spark plug 22 are shown. The spark plug 22 projects with a first section 23, in contrast to the exemplary embodiment 1 , not into the main combustion chamber 20 but into the antechamber 21. An ignition electrode 24 and a ground electrode 25 are arranged on this first section 23 of the spark plug 22, which protrudes into the antechamber 21, between which an ignition spark can be formed to ignite the gaseous fuel in the area of the antechamber 21. An assembly 26 with a section 26a, which forms the antechamber 21, projects into the main combustion chamber 20, with overflow openings 27 being formed on this section 26a, which serve to allow gaseous fuel to flow over between the main combustion chamber 20 and the antechamber 21. On an opposite second section of the spark plug 22, a connection 28 is formed for connecting the spark plug 22 to an electrical energy source which is used to supply electrical power to the spark plug 22. The duration of the electrical current supply to the spark plug 22 determines the spark burning time of the same.

2 zeigt weiterhin eine Gasversorgung 29, über welche der Vorkammer 21 eine Vorkammergasmenge bereitgestellt werden kann, insbesondere reiner gasförmiger Kraftstoff. Bei der Vorkammer 21 der 2 handelt es sich demnach um eine gespülte Vorkammer. 2 also shows a gas supply 29, via which the prechamber 21 can be provided with a quantity of prechamber gas, in particular pure gaseous fuel. At the antechamber 21 of the 2 It is therefore a flushed antechamber.

Sowohl bei dem Gasmotor der 1 als auch bei dem Gasmotor der 2 kann die Funkenbrenndauer für die Zündkerze 12, 22 des jeweiligen Zylinders abhängig von einer angeforderten Motorlast bestimmt werden. So ist es möglich, abhängig von der angeforderten Motorlast einen Soll-Wert der Funkenbrenndauer zu bestimmen und einen Ist-Wert der Funkenbrenndauer auf den Soll-Wert zu regeln. Alternativ kann abhängig von einer geforderten Motorlast eine an der Zündkerze 12, 22 des jeweiligen Zylinders benötigte Zündenergie ermittelt werden, auf Basis derer dann die Funkenbrenndauer für eine Steuerung derselben ermittelt wird.Both with the gas engine 1 as well as the gas engine 2 The spark burning time for the spark plug 12, 22 of the respective cylinder can be determined depending on a requested engine load. It is therefore possible to determine a target value of the spark burning time depending on the requested engine load and to regulate an actual value of the spark burning time to the target value. Alternatively, depending on a required engine load, the ignition energy required at the spark plug 12, 22 of the respective cylinder can be determined on the basis of which the spark burning time for controlling the same is then determined.

Abhängig von Betriebsbedingungen des Gasmotors, insbesondere abhängig von einer angeforderten Motorlast, können einzelne Zylinder des Gasmotors bedarfsgerecht abgeschaltet werden. Eine solche bedarfsgerechte Zylinderabschaltung wird auch als Skip Firing bezeichnet. Die abgeschalteten Zylinder des Gasmotors können rollierend gewechselt werden. Abgeschalteten Zylindern wird kein gasförmiger Kraftstoff mehr zugeführt, sodass in abgeschalteten Zylindern kein gasförmiger Kraftstoff mehr verbrannt wird. Dies erfolgt solange, bis der jeweilige Zylinder wieder zugeschaltet wird und in demselben die Verbrennung gasförmigen Kraftstoffs gestartet werden muss.Depending on the operating conditions of the gas engine, in particular depending on a requested engine load, individual cylinders of the gas engine can be switched off as required. Such demand-based cylinder deactivation is also known as skip firing. The switched off cylinders of the gas engine can be changed on a rolling basis. Gaseous fuel is no longer supplied to deactivated cylinders, so that no gaseous fuel is burned in deactivated cylinders. This continues until the respective cylinder is switched on again and the combustion of gaseous fuel has to be started in it.

Um das Zuschalten eines zuvor abgeschalteten Zylinders und demnach das Starten der Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffs im jeweiligen Zylinder zu verbessern, schlägt die Erfindung vor, für solche Zylinder des Gasmotors, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der Zündkerze 12, 22 des jeweiligen Zylinders zu verlängern, entweder unmittelbar über die Vorgabe eines erhöhten Soll-Werts der Funkenbrenndauer oder mittelbar über die Vorgabe einer erhöhten Zündenergie, in Abhängigkeit derer dann die Funkenbrenndauer ermittelt wird. Für die zuvor abgeschalteten und wieder zuzuschaltenden Zylinder wird die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze 12, 22 gegenüber solchen Zylindern, die ohne Abschaltung betrieben werden oder nicht abgeschaltet sind, verlängert.In order to improve the switching on of a previously switched off cylinder and therefore the starting of the combustion of the gaseous fuel in the respective cylinder, the invention proposes, for those cylinders of the gas engine that are switched on again after a switch off, the spark burning duration of the spark plug 12, 22 of the respective one To extend the cylinder, either directly by specifying an increased target value of the spark burning time or indirectly by specifying an increased ignition energy, depending on which the spark burning time is then determined. For the cylinders that were previously switched off and to be switched on again, the spark burning time of the respective spark plug 12, 22 is extended compared to those cylinders that are operated without switching off or are not switched off.

Die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze 12, 22 kann um einen definierten Offset verlängert werden, der vorzugsweise steuerungsseitig hinterlegt ist.The spark burning time of the respective spark plug 12, 22 can be extended by a defined offset, which is preferably stored on the control side.

Die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze 12, 22 wird dabei um eine definierte Anzahl an Verbrennungszyklen verlängert, insbesondere für 2 Verbrennungszyklen bis 10 Verbrennungszyklen, bevorzugt für 2 bis 6 Verbrennungszyklen, besonders bevorzugt für 3 bis 5 Verbrennungszyklen. Hiermit kann dann ein zuvor abgeschalteter Zylinder besonders vorteilhaft zugeschaltet werden.The spark burning time of the respective spark plug 12, 22 is extended by a defined number of combustion cycles, in particular for 2 combustion cycles to 10 combustion cycles, preferably for 2 to 6 combustion cycles, particularly preferably for 3 to 5 combustion cycles. This can then be used to particularly advantageously switch on a cylinder that was previously switched off.

Die Erfindung betrifft nicht nur ein Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors, sondern auch ein Steuergerät für den Gasmotor, insbesondere ein Motorsteuergerät. Das Steuergerät ist eingerichtet, das oben beschriebene Verfahren auszuführen. So verlängert das Steuergerät für Zylinder des Gasmotors, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer, entweder direkt durch Vorgabe eines erhöhten Soll-Werts für die Funkenbrenndauer oder indirekt über die Vorgabe einer erhöhten Zündenergie, in Abhängigkeit derer die verlängerte Funkenbrenndauer bestimmt wird. Das Steuergerät verlängert die Funkenbrenndauer dabei vorzugsweise für 2 bis 10 Verbrennungszyklen, bevorzugt für 2 bis 6 Verbrennungszyklen, besonders bevorzugt für 3 bis 5 Verbrennungszyklen, um einen definierten Offset.The invention relates not only to a method for operating a gas engine, but also to a control device for the gas engine, in particular an engine control device. The control unit is set up to carry out the procedure described above. The control unit for cylinders of the gas engine that are switched on again after a shutdown extends the spark burning time, either directly by specifying an increased target value for the spark burning time or indirectly by specifying an increased ignition energy, depending on which the extended spark burning time is determined. The control device extends the spark burning time preferably for 2 to 10 combustion cycles, preferably for 2 to 6 combustion cycles, particularly preferably for 3 to 5 combustion cycles, by a defined offset.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
HauptbrennkammerMain combustion chamber
1111
Vorkammerantechamber
1212
Zündkerzespark plug
1313
AbschnittSection
1414
Zündelektrodeignition electrode
1515
Masseelektrodeground electrode
1616
Kappecap
1717
ÜberströmöffnungOverflow opening
1818
Anschluss Connection
2020
HauptbrennkammerMain combustion chamber
2121
Vorkammerantechamber
2222
Zündkerzespark plug
2323
AbschnittSection
2424
Zündelektrodeignition electrode
2525
Masseelektrodeground electrode
2626
Baugruppemodule
26a26a
AbschnittSection
2727
ÜberströmöffnungOverflow opening
2828
AnschlussConnection
2929
GasversorgungGas supply

Claims (6)

Verfahren zum Betreiben eines Gasmotors mit mehreren Zylindern, wobei in den Zylindern ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, welcher im jeweiligen Zylinder mittels einer Zündkerze (12, 22) gezündet wird, die hierzu mit einer definierten Funkenbrenndauer betrieben wird, wobei abhängig vom Betriebszustand des Gasmotors, insbesondere abhängig von einer angeforderten Motorlast, einzelne Zylinder des Gasmotors abgeschaltet werden, in welchen dann kein gasförmiger Kraftstoff mehr verbrannt wird, bis dieselben wieder zugeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass für Zylinder des Gasmotors, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) für 3 bis 5 Verbrennungszyklen verlängert wird.Method for operating a gas engine with several cylinders, a gaseous fuel being burned in the cylinders, which is ignited in the respective cylinder by means of a spark plug (12, 22), which is operated for this purpose with a defined spark burning time, depending on the operating state of the gas engine, In particular, depending on a requested engine load, individual cylinders of the gas engine are switched off, in which no more gaseous fuel is burned until they are switched on again, characterized in that for cylinders of the gas engine that are switched on again after a switch-off, the spark burning duration of the respective spark plug (12, 22) is extended for 3 to 5 combustion cycles. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für Zylinder, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) gegenüber solchen Zylindern, die nicht abgeschaltet sind, verlängert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that for cylinders that are switched on again after a switch-off, the spark burning time of the respective spark plug (12, 22) is extended compared to cylinders that are not switched off. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für Zylinder, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) um einen definierten Offset verlängert wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that for cylinders that are switched on again after a switch-off, the spark burning time of the respective spark plug (12, 22) is extended by a defined offset. Steuergerät zum Betreiben eines Gasmotors mit mehreren Zylindern, wobei in den Zylindern ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, welcher im jeweiligen Zylinder mittels einer Zündkerze gezündet wird, die hierzu mit einer definierten Funkenbrenndauer betrieben wird, wobei das Steuergerät abhängig vom Betriebszustand des Gasmotors, insbesondere abhängig von einer angeforderten Motorlast, einzelne Zylinder des Gasmotors zum Abschalten ansteuert, in welchen dann kein gasförmiger Kraftstoff mehr verbrannt wird, bis das Steuergerät dieselben zum Zuschalten ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät für Zylinder des Gasmotors, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) für 3 bis 5 Verbrennungszyklen verlängert wird.Control device for operating a gas engine with several cylinders, a gaseous fuel being burned in the cylinders, which is ignited in the respective cylinder by means of a spark plug, which is operated for this purpose with a defined spark burning time, the control device depending on the operating state of the gas engine, in particular depending on a requested engine load, controls individual cylinders of the gas engine to switch off, in which no more gaseous fuel is burned until the control unit controls them to switch on, characterized in that the control unit for cylinders of the gas engine that are switched on again after a switch-off Spark burning time of the respective spark plug (12, 22) is extended for 3 to 5 combustion cycles. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät für Zylinder, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) gegenüber solchen Zylindern, die nicht abgeschaltet sind, verlängert.control unit Claim 4 , characterized in that the control unit for cylinders that are switched on again after a switch-off extends the spark burning time of the respective spark plug (12, 22) compared to those cylinders that are not switched off. Steuergerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät für Zylinder, die nach einer Abschaltung wieder zugeschaltet werden, die Funkenbrenndauer der jeweiligen Zündkerze (12, 22) um einen definierten Offset verlängert.control unit Claim 4 or 5 , characterized in that the control unit for cylinders that are switched on again after a switch-off extends the spark burning time of the respective spark plug (12, 22) by a defined offset.
DE102020115244.2A 2020-06-09 2020-06-09 Method and control device for operating a gas engine Active DE102020115244B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020115244.2A DE102020115244B4 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Method and control device for operating a gas engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020115244.2A DE102020115244B4 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Method and control device for operating a gas engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102020115244A1 DE102020115244A1 (en) 2021-12-09
DE102020115244B4 true DE102020115244B4 (en) 2024-03-07

Family

ID=78604877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020115244.2A Active DE102020115244B4 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Method and control device for operating a gas engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020115244B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022207300A1 (en) 2022-07-18 2024-01-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for controlling a prechamber spark plug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011003681A1 (en) 2011-02-07 2012-08-09 Man Diesel & Turbo Se Method and device for adjusting the operating state of an internal combustion engine
DE102014106650A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Ford Global Technologies, Llc Control system and method for engine with cylinder deactivation
DE102015209012B3 (en) 2015-05-18 2016-04-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for bumpless load application with activated cylinder deactivation of an internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011003681A1 (en) 2011-02-07 2012-08-09 Man Diesel & Turbo Se Method and device for adjusting the operating state of an internal combustion engine
DE102014106650A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Ford Global Technologies, Llc Control system and method for engine with cylinder deactivation
DE102015209012B3 (en) 2015-05-18 2016-04-07 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for bumpless load application with activated cylinder deactivation of an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020115244A1 (en) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012106207B3 (en) Method for actuating spark plug in combustion engine of vehicle, involves charging and discharging primary and secondary windings repeatedly, and disconnecting primary windings from direct current supply until start signal is produced
DE2503811A1 (en) COMBUSTION MACHINE
DE19730908C2 (en) Method for operating a direct-injection Otto engine
DE3309256A1 (en) DEVICE FOR STARTING A DIESEL ENGINE WITH PLASMA SPARK PLUGS
DE112016006462T5 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR IGNITING A FUEL
EP3872330A1 (en) Large diesel engine and method for operating a large diesel engine
DE102020115244B4 (en) Method and control device for operating a gas engine
WO2021148190A1 (en) Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a car
DE19645383B4 (en) Method for operating an Otto internal combustion engine with internal mixture formation
DE19857785A1 (en) Method for mixture formation in a combustion chamber of an internal combustion engine
DE102009046092B4 (en) Spark plug with at least three height-offset ground electrodes
DE102005039713B4 (en) Apparatus and method for flushing the pre-combustion chamber of an internal combustion engine
EP0561740B1 (en) Method of operation of a Diesel engine and such Diesel engine
DE19854776A1 (en) Method for igniting a multi-cylinder reciprocating gas engine by blowing in an ignition gas
DE102006029210A1 (en) Fuel injector for e.g. diesel engine, has electrode pairs arranged such that spark gap possesses conical fuel injection beam that is left from nozzle, where spark gap is formed during extraneous ignition
DE4313172A1 (en) Ignition system for internal combustion engines with double ignition
DE10046693B4 (en) Method for operating a direct injection Otto internal combustion engine
DE102017218836B4 (en) Method and ignition device for igniting a fuel mixture
DE10031874A1 (en) Ignition device has controller that sets up closing time of switch based on current operation mode of internal combustion engine and on second operating parameter
DE19932312B4 (en) Method for operating a direct-injection internal combustion engine
DE102013201188A1 (en) Direct-injection spark-ignition type internal combustion engine has adjusting device that moves one of electrode for adjusting distance in spark discharge gap formed between electrodes
DE102022207299A1 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine
EP1007833B1 (en) Method for igniting a multi-cylinder reciprocating gas engine by injecting an ignition gas
DE10212998A1 (en) Internal combustion engine with direct injection
DE640226C (en) Ignition process for mixture-compressing internal combustion engines

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division