DE69916178T2 - Brennkraftmaschine für zwei Brennstoffe mit Zündung eines Homogengemisches bestehend aus Gas,Luft und Pilotbrennstoff - Google Patents

Brennkraftmaschine für zwei Brennstoffe mit Zündung eines Homogengemisches bestehend aus Gas,Luft und Pilotbrennstoff Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Dual-Brennstoff-Motor und insbesondere auf einen Dual-Brennstoff-Motor, der eine homogene Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und aus Vorbrennstoff zündet.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Erdgas hat verschiedene Vorteile gegenüber anderen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, die in Verbrennungsmotoren verbrannt werden. Beispielsweise ist Erdgas weniger teuer im Bezug auf andere Kohlenwasserstoff-Brennstoffe. Darüber hinaus verbrennt beispielsweise Erdgas reiner während des Betriebs eines Verbrennungsmotors im Vergleich zu anderen Kohlenwasserstoft-Brennstoffen. Durch eine reinere Verbrennung wird eine verringerte Menge von Verbrennungsnebenprodukten, wie beispielsweise Kohlenmonoxid, Stickoxide oder Kohlenwasserstoffe in die Umgebung während des Betriebs des Verbrennungsmotors abgegeben. Weil zusätzlich die Schmiermittel des Verbrennungsmotors mit Verbrennungsnebenprodukten über eine Zeitperiode verunreinigt werden, hat die Erzeugung einer verringerten Menge von Verbrennungsnebenprodukten eine geringere Verunreinigung der Schmiermittel über die Zeitperiode zur Folge, was die nutzbare Lebensdauer der Schmiermittel verlängert.
  • Eine Art eines Verbrennungsmotors ist ein Dieselmotor. Diese Motoren verbrennen Brennstoff durch Kompression einer Mischung aus Luft und Brennstoff bis zu einem Punkt, wo der Brennstoff durch Wärme gezündet wird, die aus einer solchen Kompression resultiert. Wenn Erdgas als Brennstoff in einem Dieselmotor verwendet wird, zündet das Erdgas nicht leicht, wenn es komprimiert wird. Um dieses Problem zu überwinden, wird eine Zündungsquelle vorgesehen, um das Erdgas zu zünden. Die Zündungsquelle kann durch eine Zündkerze vorgesehen werden, ähnlich jenen, die in funkengezündeten Motoren verwendet werden. Jedoch ist bei gewissen Arten von Dieselmotoren (beispielsweise Dual-Brennstoff-Motoren) die Zündungsquelle durch Einleitung eines Stroms von Diesel-Vorbrennstoff in eine Mischung von Luft und Erdgas (oder eines anderen gasförmigen Brennstoffes) vorgesehen. Wenn die Mischung aus Luft, Erdgas und Diesel-Vorbrennstoff komprimiert wird, zündet der Diesel-Vorbrennstoff, was wiederum das Erdgas zündet.
  • Wenn man einen Motor mit einer Mischung aus Erdgas und Diesel-Vorbrennstoff betreibt, hat die Anwesenheit von Diesel-Vorbrennstoff während der Verbrennung der Mischung die Erzeugung einer gewissen Menge von Stickoxiden (NOx) zur Folge. Diese gewisse Menge von NOx ist größer als die Menge von NOx, die erzeugt wird, wenn der Motor alleine mit Erdgas betrieben wird. Dies ist der Fall, da die Zusammensetzung (d. h. das Verhältnis von Luft zu Brennstoff) der Mischung abhängig von der Nähe zum Strom des Diesel-Vorbrennstoffes variiert, der in die Brennkammer eingespritzt wird. Insbesondere ist die Mischung des Erdgases und des Diesel-Vorbrennstoffes nahe dem Strom des Diesel-Vorbrennstoffes fett, während die Mischung entfernt von dem Strom von Diesel-Vorbrennstoff mager ist. Die Verbrennung von fetten Mischungen tendiert dazu, eine wesentliche Menge von NOx zu erzeugen. (Es sei bemerkt, dass die Verbrennung von mageren Mischungen dazu tendiert, eine wesentlich reduzierte Menge von NOx zu erzeugen).
  • Was daher benötigt wird, ist ein Dual-Brennstoff-Motor, der eine relativ kleine Menge von NOx und anderen Verbrennungsnebenprodukten während des Betriebs des Motors erzeugt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Motoranordnung mit einer Zylinderanordnung vorgesehen, die eine Brennkammer definiert. Das Verfahren weist die Schritte auf, einen Einlasshub der Zylinderanordnung auszuführen und einen Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer während des Schrittes der Ausführung des Einlasshubes einzuleiten. Das Verfahren weist weiter die Schritte auf, gasförmigem Brennstoff in die Brennkammer während des Schrittes der Ausführung des Einlasshubes einzuleiten, und einen Kompressionshub der Zylinderanordnung nach dem Schritt der Ausführung des Einlasshubes auszuführen. Das Verfahren weist noch weiterhin die Schritte auf, einen Vorbrennstoff in die Brennkammer während des Schrittes der Ausführung des Kompressionshubes einzuleiten, und den Vorbrennstoff in der Brennkammer während des Schrittes der Ausführung des Kompressionshubes zu verbrennen, um den Konditionierungsbrennstoff und den gasförmigen Brennstoff zu zünden. Der gasförmigen Brennstoff und der Konditionierungsbrennstoff werden in der Brennkammer vor dem Schritt der Einleitung von Vorbrennstoff vermischt, um die Zündung des gasförmigen Brennstoffes in der Brennkammer zu erleichtern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine teilweise aufgeschnittene, teilweise schematische Ansicht eines Dual-Brennstoff-Motors, der die Merkmale der vorliegenden Erfindung verkörpert;
  • 2 ist eine teilweise aufgeschnittene, teilweise schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Dual-Brennstoff-Motors, der die Merkmale der vorliegenden Erfindung darin verkörpert;
  • 3A ist eine Kurvendarstellung, die den Druckanstieg der Brennkammer während des Kompressionshubes der Motoranordnung der 1 veranschaulicht;
  • 3B ist eine Kurvendarstellung ähnlich der 3A, die die Veränderung eines Eingespritzschwellendruckes aufgrund der Lieferung von unterschiedlichen Mengen von Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer während eines Einlasshubes veranschaulicht;
  • 3C ist eine Kurvendarstellung, ähnlich der 3A, die den Druckanstieg aufgrund der Verbrennung von unterschiedlichen Mengen von Vorbrennstoff in der Brennkammer während eines Kompressionshubes veranschaulicht; und
  • 3D ist eine Kurvendarstellung ähnlich der 3A, die den Druckanstieg aufgrund der Einspritzung von Vorbrennstoff in die Brennkammer zu verschiedenen Zeitpunkten während des Kompressionshubes veranschaulicht.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Während an der Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen ausgeführt werden können, sind zwei spezielle Ausführungsbeispiele davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt worden und werden hier im Detail beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, dass nicht die Absicht besteht, die Erfindung auf die speziellen offenbarten Formen einzuschränken.
  • Mit Bezug auf die 1 und 2 ist eine Motoranordnung 10 gezeigt. Die Motoranordnung 10 weist ein Luftraumglied 12 und eine Luftquelle 14 auf. Das Luftraumglied 12 hat eine Einlassöffnung 16 und eine Auslassöffnung 15 darin definiert. Die Luftquelle 14 liefert Luft zu der Einlassöffnung 16. Die Luft von der Luftquelle 14 läuft in eine Luftraumkammer 24, die in dem Luftraumglied 12 definiert ist, und zwar über die Einlassöffnung 16.
  • Die Motoranordnung 10 weist weiter eine Brennstoffverbrennungsanordnung oder Zylinderanordnung 26 auf. Die Zylinderanordnung 26 weist einen Block 28 mit einem darin definierten Kolbenzylinder 30 auf. Ein Motorkopf 32 ist an dem Block 28 gesichert. Der Motorkopf 32 hat einen Einlassanschluss 34, einen Auslassanschluss 36 und eine erste Brennstofteinspritzvorrichtungsöftnung 60, die darin definiert sind. Eine Einlassleitung 38 bringt den Einlassanschluss 34 in Strömungsmittelverbindung mit der Auslassöffnung 15 des Luftraumgliedes 12. Eine Auslassleitung 52 bringt den Auslassanschluss 36 in Strömungsmittelverbindung mit einer Auslasssammelleitung 54.
  • Die Motoranordnung 10 weist weiter einen Kolben 40 auf, der in dem Kol benzylinder 30 in der allgemeinen Richtung der Pfeile 42 und 44 hin- und herläuft. Wenn der Kolben 40 sich in der allgemeinen Richtung des Pfeils 44 auf die (in 1 gezeigte) Position bewegt, drückt eine Verbindungsstange 43 auf eine Kurbelwelle 50, so dass sie sich in der allgemeinen Richtung des Pfeils 51 dreht. Darauf folgend, wenn sich die Kurbelwelle 50 weiter in der allgemeinen Richtung des Pfeils 51 dreht, drückt die Kurbelwelle 50 die Verbindungsstange 43 und den Kolben 40 in die allgemeine Richtung des Pfeils 42, um den Kolben 40 zu der (nicht gezeigten) obersten Position zurückzubringen.
  • Der Kolben 40, der Kolbenzylinder 30 und der Motorkopf 32 arbeiten zusammen, so dass sie eine Brennkammer 46 definieren. Insbesondere wenn der Kolben 40 in der allgemeinen Richtung des Pfeils 42 vorgeschoben wird, wird das Volumen der Brennkammer 46 verringert. Wenn andererseits der Kolben 40 in der allgemeinen Richtung des Pfeils 44 vorgeschoben wird, wird das Volumen der Brennkammer 46 vergrößert, wie in 1 gezeigt.
  • Die Motoranordnung 10 weist weiter eine Quelle 18 für gasförmigem Brennstoff in Strömungsmittelverbindung mit der Einlassleitung 38 auf. Ein Versorgungsventil 41 für gasförmigen Brennstoff steuert die Menge des gasförmigen Brennstoffes, wie beispielsweise des Erdgases, die in die Einlassleitung 38 geleitet wird. Insbesondere bewegt das Versorgungsventil 41 für gasförmigen Brennstoff sich zwischen einer offenen Position, die Brennstoff in die Einlassleitung 38 einleitet, und einer geschlossenen Position, die die Einleitung von gasförmigem Brennstoff in die Einlassleitung 38 verhindert. Es sei bemerkt, dass die Menge des gasförmigen Brennstoffes, die durch das Ventil 41 für gasförmigem Brennstoff eingeleitet wird, das Verhältnis von Luft zu gasförmigem Brennstoff oder das Luft-Brennstoff-Verhältnis steuert, welches in die Brennkammer 46 eingeleitet wird. Insbesondere wenn erwünscht ist, eine magerere Mischung in die Brennkammer 46 einzuleiten, wird das Ventil 41 für gasförmigem Brennstoff dahingehend betrieben, dass es weniger gasförmigen Brennstoff in die Einlassleitung 38 leitet. Wenn andererseits erwünscht ist, eine fettere Mischung von Luft und Brennstoff in die Brennkam mer 46 einzuleiten, wird das Ventil 41 für gasförmigen Brennstoff dahingehend betrieben, dass es mehr gasförmigen Brennstoff in die Einlassleitung 38 leitet.
  • Ein Einlassventil 48 bringt selektiv die Luftraumkammer 24 in Strömungsmittelverbindung mit der Brennkammer 46. Das Einlassventil 48 wird in bekannter Weise durch eine (nicht gezeigte) Nockenwelle, durch eine (nicht gezeigte) Druckstange und durch einen (nicht gezeigten) Kipphebel betätigt, die durch die Drehung der Kurbelwelle 50 anbetrieben werden. Wenn das Einlassventil 48 in der (in den 1 und 2 gezeigten) offenen Position angeordnet ist, werden Luft und gasförmiger Brennstoff von der Einlassleitung 38 zur Brennkammer 46 über den Einlassanschluss 34 geleitet. Wenn das Einlassventil 48 in der (nicht gezeigten) geschlossenen Position angeordnet ist, wird verhindert, das Luft und gasförmiger Brennstoff aus der Einlassleitung 38 in die Brennkammer 46 laufen, da das Einlassventil 48 einen Strömungsmittelfluss durch den Einlassanschluss 34 blockiert.
  • Ein Auslassventil 56 bringt selektiv die Auslasssammelleitung 54 in Strömungsmittelverbindung mit der Brennkammer 46. Das Auslassventil 56 wird in bekannter Weise durch eine (nicht gezeigte) Nockenwelle, durch eine (nicht gezeigte) Druckstange und durch einen (nicht gezeigten) Kipphebel betätigt, die jeweils durch die Drehung der Kurbelwelle 50 angetrieben werden. Wenn das Auslassventil 56 in der (nicht gezeigten) offenen Position angeordnet ist, werden Abgase aus der Brennkammer 46 zur Auslasssammelleitung 54 über einen Strömungsmittelpfad geleitet, der den Auslassanschluss 36 und die Auslassleitung 52 mit einschließt. Wenn das Auslassventil 56 in der (in den 1 und 2 gezeigten) geschlossenen Position angeordnet ist, wird verhindert, dass die Abgase von der Brennkammer 46 zur Auslasssammelleitung 54 laufen, da das Auslassventil 56 einen Strömungsmittelfluss durch den Auslassanschluss 36 blockiert.
  • Die Motoranordnung 10 weist weiter ein Brennstoffreservoir 70 auf. Eine Brennstoffpumpe 72 zieht Niederdruck-Brennstoff aus dem Brennstoffreser voir 70 und liefert Hochdruckbrennstoff zu einer ersten Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 über die Brennstoffleitung 74. Die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 ist in der ersten Einspritzvorrichtungsöffnung 60 positioniert und ist betreibbar, um eine Menge von Brennstoff in die Brennkammer 46 einzuspritzen, und zwar durch die erste Einspritzvorrichtungsöffnung 60. Insbesondere spritzt die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 Brennstoff in die Brennkammer 46 beim Empfang eines ersten Einspritzvorrichtung Steuersignals auf einer Signalleitung 100.
  • Mit Bezug auf 2 weist das zweite Ausführungsbeispiel der Motoranordnung 10 weiter eine zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 auf, die in der Nähe einer zweiten Brennstoffeinspritzvorrichtungsöffnung 68 positioniert ist, die in einer Seitenwand der Einlassleitung 38 definiert ist. Die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 ist betreibbar, um eine Menge an Brennstoff in die Einlassleitung 38 durch die zweite Einspritzvorrichtungsöffnung 68 einzuspritzen. Insbesondere weist die Motoranordnung 10 weiter ein zweites Brennstoffreservoir 80 auf. Eine zweite Brennstoffpumpe 82 zieht Niederdruck-Brennstoff von dem zweiten Brennstoffreservoir 80 und leitet Hochdruck-Brennstoff zu der zweiten Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 über die Brennstoffleitung 84. Der unter Druck gesetzte Brennstoff, der von der Brennstoffleitung 84 aufgenommen wird, wird in die Einlassleitung 38 durch die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 beim Empfang eines zweiten Einspritzvorrichtungssteuersignals auf einer Leitung 98 eingespritzt. Der Brennstoff, der in die Einlassleitung 38 eingespritzt wird, wird im wesentlichen zur Brennkammer 46 geleitet, wenn das Einlassventil 48 in der offenen Position ist.
  • Es sei bemerkt, dass die Anwendung der zweiten Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 im zweiten Ausführungsbeispiel gestattet, dass eine erste Brennstoffart in dem ersten Reservoir 70 angeordnet wird, und dass eine zweite Brennstoffart in dem zweiten Reservoir 80 angeordnet wird, was somit gestattet, dass die erste Brennstoffart zur Brennkammer 46 mit der ersten Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 geliefert wird, und dass die zweite Brenn stoffart zur Brennkammer 46 mit der zweiten Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 geliefert wird. Es sei jedoch bemerkt, dass wenn es wünschenswert ist, einen einzigen Brennstoff zu der Brennkammer 46 zu leiten, das zweite Brennstoffreservoir 80, die zweite Brennstoffpumpe 82 und die Brennstoffleitung 84 weggelassen werden können, und dass die Brennstoffleitung 74 die erste Brennstoffart sowohl zu der ersten Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 als auch zu der zweiten Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 leiten kann. Weiterhin können sowohl die erste Brennstoffart als auch die zweite Brennstoffart irgend eine aus der folgenden Gruppe von Brennstoffen sein: Diesel-Brennstoff, Rohöl, Schmieröl oder eine Emulsion aus Wasser und Diesel-Brennstoff.
  • Wiederum mit Bezug auf die 1 und 2 weist die Motoranordnung 10 weiter einen Kurbelwellenwinkelsensor 86 und einen Drucksensor 88 auf. Der Kurbelwellenwinkelsensor 86 misst die augenblickliche Position der Kurbelwelle 50 und erzeugt ein Kurbelwellenwinkelsignal ansprechend darauf. Der Drucksensor 88 ist an dem Motorkopf 32 montiert und ist in Strömungsmittelverbindung mit der Brennkammer 46. Der Drucksensor 88 misst den augenblicklichen Druck in der Brennkammer 46 und erzeugt ein Drucksignal ansprechend darauf.
  • Die Motoranordnung 10 weist weiter eine Motorsteuereinheit 90 auf. Die Motorsteuereinheit 90 ist betreibbar, um Kurbelwellenwinkelsignale von einem Kurbelwellenwinkelsensor 86 über die Signalleitung 92 aufzunehmen, und Drucksignale von dem Drucksensor 88 über die Signalleitung 94. Die Motorsteuereinheit 90 erzeugt dann das erste Einspritzvorrichtungssteuersignal, welches zu der ersten Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 über die Signalleitung 100 gesandt wird, die die Menge und die Zeitsteuerung des Brennstoffes steuert, der von der ersten Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 eingespritzt wird. Für das zweite Ausführungsbeispiel der Motoranordnung 10 (wie in 2 gezeigt) erzeugt die Motorsteuereinheit 90 auch das zweite Brennstoffeinspritzvorrichtungssteuersignal, welches zu der zweiten Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 über eine Signalleitung 98 gesandt wird, welches die Menge und die Zeitsteuerung des Brennstoffes steuert, der durch die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 eingespritzt wird.
  • Die Motorsteuereinheit 90 ist weiterhin betreibar, um das Versorgungsventil 41 für gasförmigen Brennstoff zu steuern. Brennstoffsteuersignale werden an das Versorgungsventil 41 für gasförmigen Brennstoff über die Signalleitung 96 gesandt, was bewirkt, dass das Versorgungsventil 41 für gasförmigen Brennstoff das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Mischung aus Luft und gasförmigem Brennstoff steuert, die zu der Brennkammer 46 geleitet wird, wie oben beschrieben.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Im Betrieb arbeitet die Zylinderanordnung 26 in einem Vier-Takt-Zyklus. Der erste Takt ist ein Einlasstakt, während dem das Auslassventil 56 in der geschlossenen Position positioniert ist und das Einlassventil 48 in der offenen Position positioniert ist. Um eine homogene Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Vorbrennstoff in der Brennkammer vor der Verbrennung zu erzeugen, wird eine kleine Menge von Vorbrennstoff oder Konditionierungsbrennstoff zu der Brennkammer während des Einlasshubes geleitet.
  • Um den Konditionierungsbrennstoff zu der Brennkammer 46 mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (in 1 gezeigt) zu leiten, sendet die Motorsteuereinheit 90 das erste Einspritzvorrichtungssteuersignal an die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 über die Signalleitung 100, was bewirkt, dass die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 den Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer 46 beim Beginn des Einlasshubes einspritzt.
  • Um den Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer 46 zu leiten sendet bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (in 2 gezeigt) die Motorsteuereinheit 90 das zweite Brennstoffsinspritzvorrichtungssteuersignal an die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 über die Signalleitung 98, was bewirkt, dass die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 den Konditionierungsbrennstoff in die Einlassleitung 38 während des Einlasshubes einspritzt. Der Konditionierungsbrennstoff wird dadurch zu der Brennkammer 46 geleitet, wenn das Einlassventil 48 in der offenen Position positioniert ist.
  • Während des Einlasshubes wird der Kolben 40 in der allgemeinen Richtung des Pfeils 44 vorgeschoben, wodurch ein niedriger Druck in der Brennkammer 46 erzeugt wird. Dieser niedrige Druck zieht gasförmigen Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff nach unten, um eine homogene Mischung in der Brennkammer 46 zu bilden. Es sei bemerkt, dass der Konditionierungsbrennstoff die Zündungscharakteristiken der Mischung aus Luft und gasförmigem Brennstoff konditioniert oder verändert. Insbesondere macht die Zugabe des Konditionierungsbrennstoffes Folgendes: (i) sie senkt den Druck und die Temperatur, die erforderlich sind, um die Mischung aus Luft und gasförmigem Brennstoff zu zünden und (ii) sie verteilt den Vorbrennstoff im wesentlichen homogen in der gesamten Mischung aus Luft und gasförmigem Brennstoff.
  • Wenn man weiter zu einem Kompressionshub geht, sind das Einlassventil 48 und das Auslassventil 56 beide an ihren jeweiligen geschlossenen Positionen positioniert. Wenn sich der Kolben 40 nach oben in der allgemeinen Richtung des Pfeils 42 bewegt, komprimiert er den gasförmigem Brennstoff, die Luft und den Konditionierungsbrennstoff in der Brennkammer 46. Mit Bezug auf 3A stellt eine Linie 100 den Druckanstieg in der Brennkammer 46 dar, wenn gasförmiger Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff durch den Kolben zusammen gedrückt werden, der von dem Beginn des Kompressionshubes, oder von 180 Grad vor dem oberen Totpunkt (TDC), zum Ende des Kompressionshubes oder zu 0 Grad vor dem oberen Totpunkt voran läuft. Eine Linie 102 stellt den Brennkammerdruck dar, der benötigt wird, um eine Mischung aus gasförmigem Brennstoff und Luft zu zünden, die nicht den Konditionierungsbrennstoff enthält, während eine Linie 104 den Brennkammerdruck darstellt, der die Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff zünden muss. Der erforderliche Druck zur Zündung der Mischung, die den Konditionierungsbrennstoff enthält, ist beträchtlich geringer, weil der Konditionierungsbrennstoff leichter zündet als der gasförmige Brennstoff.
  • Nahe dem Ende des Kompressionshubes spritzt die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 Vorbrennstoff in die Brennkammer 46, um die Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff zu zünden. Eine Linie 106 stellt den zusätzlichen Druck dar, der in der Brennkammer 46 aufgrund der Verbrennung des Vorbrennstoffes erzeugt wird. Die Verbrennung des Vorbrennstoffes steigert den Druck in der Brennkammer 46 über die Zündungsschwelle, die von der Linie 104 gezeigt wird. Eine Linie 107 stellt den gesamten Druck dar, der in der Brennkammer 46 aufgrund der Verbrennung des Konditionierungsbrennstoffes und des gasförmigen Brennstoffes erzeugt wird, der von dem Vorbrennstoff gezündet wird. Es sei bemerkt, dass der gesteigerte Druck in der Brennkammer 46 durch eine entsprechende Steigerung der Temperatur begleitet wird, was die Mischung in der Brennkammer 46 zündet.
  • Die Zündungsschwelle variiert mit Veränderungen der Motorbetriebszustände, wie beispielsweise der Motorbelastung, der Einlasstemperatur, dem Einlassdruck und der Motordrehzahl. Die Motorsteuereinheit 90 ist betreibbar, um die die Drucksignale von dem Drucksensor 88 zu überwachen, und um die Einleitung des Konditionierungsbrennstoffes und die Einspritzung von Vorbrennstoff für aufeinander folgende Zyklen der Zylinderanordnung 26 entsprechend einzustellen.
  • Mit Bezug auf 3B kann die Menge des Konditionierungsbrennstoffes eingestellt werden, um die Zündungsschwelle in der Brennkammer während eines Kompressionshubes vor der Einspritzung des Vorbrennstoffes zu vergrößern oder zu verringern. Um die Zündungsschwelle der Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff abzusenken, wird eine größere Menge an Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer 46 während des Einlasshubes geleitet. Es sei bemerkt, dass diese untere Zündungsschwelle durch eine Linie 104A angezeigt wird. Um die Zündungsschwelle der Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff anzuheben, wird eine geringere Menge von Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer während des Einlasshubes geleitet. Es sei bemerkt, dass diese angehobene Zündungsschwelle durch die Linie 104B angezeigt wird. Es sei bemerkt, dass die Einleitung von zu viel Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer 46 unerwünscht ist, da die Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff vorzeitig vor der Einspritzung des Vorbrennstoffes zünden könnte. Wenn andererseits zu wenig Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer 46 eingeleitet wird, muss eine größere Menge an Vorbrennstoff eingespritzt werden, um den Brennkammerdruck über die Zündungsschwelle zu steigern und die Mischung aus gasförmigem Brennstoff, aus Luft und aus Konditionierungsbrennstoff zu zünden. Jedoch steigert die Vergrößerung der Menge des eingespritzten Vorbrennstoffes die Erzeugung von NOx während des Verbrennungsprozesses.
  • Mit Bezug auf 3C kann die Menge des eingespritzten Vorbrennstoffes eingestellt werden, so dass sie den Druck in der Brennkammer 46, der durch die Verbrennung des Vorbrennstoffes erzeugt wird, vergrößert oder verringert. Um den Druckanstieg zu steigern, der durch die Verbrennung von Vorbrennstoff verursacht wird, wird eine größere Menge an Vorbrennstoff in die Brennkammer 46 eingespritzt, um einen Druckanstieg zu erzeugen, der von der Linie 106A veranschaulicht wird. Um den Druck zu verringern, der durch die Verbrennung des Vorbrennstoffes verursacht wird, wird eine geringere Menge an Vorbrennstoff in die Brennkammer eingespritzt, um einen Druckanstieg zu erzeugen, der durch die Linie 106B angezeigt wird. Es sei bemerkt, dass die Einspritzung von zu viel von diesen Vorbrennstoff in die Brennkammer 46 fette Mischungen in der Brennkammer 46 erzeugt, was die Erzeugung von NOx steigert. Wenn andererseits zu wenig Vorbrennstoff in die Brennkammer 46 eingespritzt wird, dann kann die Mischung aus gasförmigem Brennstoff, aus Luft und aus Konditionierungsbrennstoff nicht zün den, und der Motor 10 wird aufhören zu arbeiten.
  • Mit Bezug auf 3D kann die Zeitsteuerung der Voreinspritzung eingestellt werden, um die Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff zu unterschiedlichen Zeiten während des Kompressionshubes zu zünden. Um die Mischung an einem früheren Punkt des Kompressionshubes zu zünden wird der Vorbrennstoff in die Brennkammer 46 früher im Kompressionshub eingespritzt, um einen gesamten Druckanstieg zu erzeugen, der durch die Linie 107A angezeigt wird. Um die Mischung an einem späteren Punkt des Kompressionshubes zu zünden wird der Vorbrennstoff in die Brennkammer 46 später im Kompressionshub eingespritzt, um einen gesamten Druckanstieg zu erzeugen, der von der Linie 107B angezeigt wird. Es sei bemerkt, dass die Einspritzung des Vorbrennstoffes in die Brennkammer 46 zu einem früheren Zeitpunkt wünschenswert sein kann, wenn der Motor mit höheren Drehzahlen läuft. Bei höheren Drehzahlen wird ein Kompressionshub in einer kürzeren Zeitperiode ausgeführt. Um eine Zeitverzögerung zwischen der Einspritzung des Vorbrennstoffes und der Zündung des Vorbrennstoffes zu kompensieren muss der Vorbrennstoff früher mit höheren Geschwindigkeiten eingespritzt werden, um die Mischung zum richtigen Zeitpunkt während des Kompressionshubes zu zünden. Alternativ kann die spätere Einspritzung des Vorbrennstoffes in die Brennkammer 46 wünschenswert sein, wenn der Motor mit niedrigeren Drehzahlen läuft.
  • Es sei bemerkt, dass der Konditionierungsbrennstoff und der Vorbrennstoff ein einziger Brennstoff beim ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind, welches in 1 gezeigt ist, da die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 verwendet wird, um sowohl den Konditionierungsbrennstoff als auch den Vorbrennstoff einzuspritzen. Jedoch gestattet das zweite Ausführungsbeispiel, dass unterschiedliche Arten von Brennstoff als Konditionierungsbrennstoff und Vorbrennstoft verwendet werden. Insbesondere wird der Konditionierungsbrennstoff zu der Brennkammer 46 durch die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung 66 geleitet, während der Vorbrennstoff durch die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung 62 geleitet wird. Darüber hin aus kann das zweite Ausführungsbeispiel betrieben werden, so dass es eine einzige Art von Brennstoff sowohl als Konditionierungsbrennstoff als auch als Vorbrennstoff verwenden kann.
  • Es sei weiter bemerkt, dass durch Erzeugung einer homogenen Mischung aus gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff in der gesamten Brennkammer vor der Einspritzung des Vorbrennstoffes in die Brennkammer gestattet wird, dass der Motor mit einzelnen Einspritzungen von Vorbrennstoff arbeitet, die ein kleineres Volumen haben. Dies ist der Fall, da der Konditionierungsbrennstoft homogen in der gesamten Brennkammer 46 verteilt ist und dadurch dahingehend wirkt, dass er die Zündungsschwelle absenkt, wie in 3A gezeigt.
  • Es sei zusätzlich bemerkt, dass durch Erzeugung einer homogenen Mischung von gasförmigem Brennstoff, Luft und Konditionierungsbrennstoff in der gesamten Brennkammer vor der Einspritzung des Vorbrennstoffes in die Brennkammer effektiv eine relativ große Anzahl von Zündungsquellen für den gasförmigem Brennstoff vorgesehen wird. Diese große Anzahl von Zündungsquellen bewirkt eine schnelle Verbrennung der sehr mageren homogenen Mischung in der gesamten Brennkammer, woraus die Erzeugung einer relativ kleinen Menge von NOx folgt.
  • Die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes, der Luft, des Konditionierungsbrennstoffes und des Vorbrennstoffes treibt die Zylinderanordnung 26 zu einem Leistungshub, in dem das Einlassventil 48 und das Auslassventil 56 beide in ihren jeweiligen geschlossenen Positionen positioniert sind. Wenn der gasförmige Brennstoff, die Luft, der Konditionierungsbrennstoff und der Vorbrennstoff verbrannt sind, werden Abgase gebildet. Die Bildung der Abgase erzeugt einen Druck, der auf den Kolben 40 wirkt, um den Kolben 40 in der allgemeinen Richtung des Pfeils 44 anzutreiben. Die Bewegung des Kolbens 40 in der allgemeinen Richtung des Pfeils 44 bewirkt, dass die Kurbelwelle 50 sich in der allgemeinen Richtung des Pfeils 51 dreht.
  • Danach wird die Kolbenanordnung 26 zu einem Auslasshub getrieben, während dem das Auslassventil 56 in der offenen Position positioniert ist, und während dem das Einlassventil 48 in der geschlossenen Position positioniert ist. Da der Druck, der durch die Bildung von Abgasen in der Brennkammer 46 erzeugt wird, größer ist, als der Druck in der Auslasssammelleitung 54, laufen die Abgase von der Brennkammer 46 durch den Auslassanschluss 36 durch die Auslassleitung 52 und in die Auslasssammelleitung 54. Aus der Auslasssammelleitung 54 werden die Abgase zu einem (nicht gezeigten) Turbolader geleitet, bevor sie in die Atmosphäre ausgestoßen werden.
  • Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und in der vorangegangenen Beschreibung veranschaulicht und beschrieben worden ist, soll eine solche Darstellung und Beschreibung als beispielhaft und nicht einschränkend angesehen werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Motoranordnung (10) mit einer Zylinderanordnung (26), die eine Brennkammer (46) definiert, welches folgende Schritte aufweist: Ausführung eines Einlasshubes der Zylinderanordnung (46); Einleitung von Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer (46) während des Schrittes der Ausführung des Einlasshubes; Einleitung von gasförmigem Brennstoff in die Brennkammer (46) während des Schrittes der Ausführung des Einlasshubes; Ausführung eines Kompressionshubes der Zylinderanordnung (26) nach dem Schritt der Ausführung des Einlasshubes; Einleitung eines Vorbrennstoffes in die Brennkammer (46) während des Schrittes der Ausführung des Kompressionshubes; und Verbrennung des Vorbrennstoffes in der Brennkammer (46) während des Schrittes der Ausführung des Kompressionshubes, um den Konditionierungsbrennstoff und den gasförmigem Brennstoff zu zünden, wodurch der gasförmige Brennstoff und der Konditionierungsbrennstoff in der Brennkammer (46) vor dem Schritt der Einleitung von Vorbrennstoff vermischt werden, um die Zündung des gasförmigen Brennstoffes in der Brennkammer (46) zu erleichtern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motoranordnung (10) weiter eine Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) aufweist, wobei der Schritt der Einleitung des Konditionierungsbrennstoffes den Schritt der Betätigung der Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) aufweist, um den Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer (46) einzuleiten, und wobei der Schritt der Einleitung des Vorbrennstoffes den Schritt der Betätigung der Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) aufweist, um den Vorbrennstoff in die Brennkammer (46) einzuleiten.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zylinderanordnung (26) einen Motorkopf aufweist, wobei der Motorkopf (32) eine Einspritzvorrichtungsöffnung (60) aufweist, die darin definiert ist, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) positioniert ist, um Vorbrennstoft durch die Einspritzvorrichtungsöffnung (60) einzuspritzen, und wobei der Schritt der Einleitung des Vorbrennstoffes den Schritt aufweist, Vorbrennstoff in die Brennkammer (46) durch die Einspritzvorrichtungsöffnung (60) einzuspritzen.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Konditionierungsbrennstoff Diesel-Brennstoff ist, und wobei der Vorbrennstoff Diesel-Brennstoff ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motoranordnung (10) weiter einen Drucksensor (88) aufweist, der positioniert ist, um den Druck in der Brennkammer (46) zu messen, und wobei der Schritt der Einleitung von Konditionierungsbrennstoff weiter die Schritte aufweist, (i) den Druck in der Brennkammer (46) während des Kompressionshubes zu messen, um eine Anzahl von gemessenen Druckwerten zu erhalten, und (ii) die Menge des Konditionierungsbrennstoffes einzustellen, der in die Brennkammer (46) während eines darauf folgenden Einlasshubes geleitet wird, und zwar basierend auf den gemessenen Druckwerten.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motoranordnung (10) weiter einen Drucksensor (88) aufweist, der positioniert ist, um den Druck in der Brennkammer (46) zu messen, und wobei der Schritt der Einleitung von Vorbrennstoff weiter die Schritte aufweist, (i) den Druck in der Brennkammer (46) während des Kompressionshubes zu messen, um eine Anzahl von gemessenen Druckwerten zu erhalten, und (ii) die Menge des Vorbrennstoffes einzustellen, die in die Brennkammer (46) während eines darauf folgenden Kompressionshubes geleitet wird, und zwar basierend auf den gemessenen Druckwerten.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motoranordnung (10) weiter einen Drucksensor (88) aufweist, der positioniert ist, um den Druck in der Brennkammer (46) zu messen, und wobei der Schritt der Einleitung von Vorbrennstoff weiter die Schritte aufweist, (i) den Druck in der Brennkammer (46) während des Kompressionshubes zu messen, um eine Anzahl von gemessenen Druckwerten zu erhalten, und (ii) einzustellen, wann der Vorbrennstoff in die Brennkammer (46) während des Kompressionshubes eingeleitet wird, und zwar basierend auf den gemessenen Druckwerten.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motoranordnung (10) weiter eine erste Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) und eine zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung (66) aufweist, wobei der Schritt der Einleitung von Vorbrennstoff den Schritt aufweist, die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) zu betätigen, um den Vorbrennstoff in die Brennkammer (46) einzuleiten; und wobei der Schritt der Einleitung von Konditionierungsbrennstoff den Schritt aufweist, die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung (66) zu betätigen, um den Konditionierungsbrennstoff in die Brennkammer (46) einzuleiten.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zylinderanordnung (26) einen Motorkopf (32) aufweist, wobei der Motorkopf (32) eine erste Einspritzvorrichtungsöffnung (60) aufweist, die darin definiert ist, wobei die erste Brennstoffeinspritzvorrichtung (62) positioniert ist, um Vorbrennstoff durch die erste Einspritzvorrichtungsöffnung (60) einzuspritzen, und wobei der Schritt der Einleitung von Vorbrennstoff weiter den Schritt aufweist, Vorbrennstoff in die Brennkammer (46) durch die erste Einspritzvorrichtungsöffnung (60) einzuspritzen.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Motoranordnung (10) weiter eine Einlassleitung (38) aufweist, die in Strömungsmittelverbindung mit der Brennkammer (46) ist, wobei die Einlassleitung (38) eine zweite Einspritzvorrichtungsöffnung (68) aufweist, die in einer Seitenwand davon definiert ist, wobei die zweite Brennstoffeinspritzvorrichtung (66) positioniert ist, um Konditionierungsbrennstoff durch die zweite Einspritzvorrichtungsöffnung (68) einzuspritzen, und wobei der Schritt der Einleitung von Konditionierungsbrennstoff den Schritt aufweist, Konditionierungsbrennstoff in die Einlassleitung (38) durch die zweite Einspritzvorrichtungsöffnung (68) einzuspritzen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Konditionierungsbrennstoff aus der Gruppe ausgewählt wird, die im wesentlichen aus (i) Schmieröl, aus (ii) Rohöl und aus (iii) einer Emulsion aus H2O und Diesel-Brennstoff besteht, und wobei der Vorbrennstoff Diesel-Brennstoff ist.
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6463907B1 (en) * 1999-09-15 2002-10-15 Caterpillar Inc Homogeneous charge compression ignition dual fuel engine and method for operation
US6675748B2 (en) 2000-02-11 2004-01-13 Westport Research Inc. Method and apparatus for fuel injection into an internal combustion engine
US6640773B2 (en) * 2000-12-26 2003-11-04 Westport Research Inc. Method and apparatus for gaseous fuel introduction and controlling combustion in an internal combustion engine
EP1255923B1 (de) * 2000-02-11 2006-04-12 Westport Research Inc. Einspritzverfahren und vorrichtung für zwei brennstoffe in einer brenkraftmaschine
GB2369158B (en) 2000-05-08 2004-09-01 Cummins Inc Internal combustion engine operable in PCCI mode early control injection and method of operation
JP2002048035A (ja) * 2000-08-02 2002-02-15 Yamaha Motor Co Ltd 過給機付筒内噴射エンジン
US6640754B1 (en) 2000-09-14 2003-11-04 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Ignition timing system for homogeneous charge compression engine
US6912992B2 (en) * 2000-12-26 2005-07-05 Cummins Westport Inc. Method and apparatus for pilot fuel introduction and controlling combustion in gaseous-fuelled internal combustion engine
US6550430B2 (en) 2001-02-27 2003-04-22 Clint D. J. Gray Method of operating a dual fuel internal
JP2004528508A (ja) * 2001-04-09 2004-09-16 ターナー、ジオフリー、ラッセル 燃料供給システム
US6557520B2 (en) 2001-08-30 2003-05-06 Southwest Research Institute Multi-zone combustion chamber and method for combustion control in compression-ignited reciprocating engines
US6561139B2 (en) 2001-10-04 2003-05-13 Evan Guy Enterprises, Inc. Method and apparatus for reducing emissions of internal combustion engines
US6666185B1 (en) 2002-05-30 2003-12-23 Caterpillar Inc Distributed ignition method and apparatus for a combustion engine
US6662760B1 (en) 2002-10-17 2003-12-16 Southwest Research Institute Method and apparatus for controlling combustion timing in an homogenous-charge compression-ignition engine
US6863034B2 (en) 2003-01-17 2005-03-08 Robert D. Kern Method of controlling a bi-fuel generator set
DE10339854A1 (de) * 2003-08-29 2005-03-24 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine
US7000596B2 (en) 2003-10-03 2006-02-21 Cummins Westport Inc. Method and apparatus for controlling an internal combustion engine using combustion chamber pressure sensing
US7171924B2 (en) * 2004-07-30 2007-02-06 Caterpillar Inc Combustion control system of a homogeneous charge
US7044103B2 (en) 2004-08-16 2006-05-16 Dresser, Inc. Fuel quantity modulation in pilot ignited engines
US7007669B1 (en) 2004-12-03 2006-03-07 Caterpillar Inc. Distributed ignition method and apparatus for a combustion engine
DE102005028553A1 (de) * 2005-06-21 2007-01-04 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine
US7422000B2 (en) * 2005-07-11 2008-09-09 Caterpillar Inc. Method of transitioning between operating modes in an internal combustion engine
US7398743B2 (en) * 2005-12-27 2008-07-15 Caterpillar Inc. Compression ignition initiation device and internal combustion engine using same
SE529569C2 (sv) * 2006-01-31 2007-09-18 Cargine Engineering Ab Tvåtakts förbränningsmotor med vätskeinsprutning
US7743753B2 (en) * 2008-03-31 2010-06-29 Caterpillar Inc Ignition system utilizing igniter and gas injector
US8108128B2 (en) * 2009-03-31 2012-01-31 Dresser, Inc. Controlling exhaust gas recirculation
DE102009051137A1 (de) * 2009-06-26 2011-01-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
JP5401352B2 (ja) * 2010-02-05 2014-01-29 株式会社ケーヒン 燃料切替制御装置及び方法
US8783229B2 (en) * 2010-06-07 2014-07-22 Caterpillar Inc. Internal combustion engine, combustion charge formation system, and method
KR101338719B1 (ko) * 2011-12-15 2013-12-06 현대자동차주식회사 디젤-가솔린 복합연료 엔진 및 이의 예혼합 압축 착화 혼합 연소 제어방법
JP5851918B2 (ja) * 2012-04-11 2016-02-03 三菱重工業株式会社 二元燃料ディーゼルエンジン及びその運転方法
JP5765819B2 (ja) * 2012-04-11 2015-08-19 三菱重工業株式会社 ２サイクルガスエンジン
US9169794B2 (en) 2012-12-10 2015-10-27 Caterpillar Inc. Temperature-controlled exhaust gas recirculation system and method for dual fuel engine
EP2806140B1 (de) * 2013-05-24 2016-03-23 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Zweistoffmotor und Betriebsverfahren dafür
JP6487439B2 (ja) * 2013-08-05 2019-03-20 アカーテース パワー，インク． 燃焼室を持つ対向ピストンエンジンのための二種燃料用構造
FR3014495B1 (fr) * 2013-12-09 2016-01-01 IFP Energies Nouvelles Moteur a combustion interne fonctionnant avec une injection concomitante de carburants, notamment pour un vehicule automobile
AT516543B1 (de) 2014-12-19 2021-01-15 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Betreiben einer funkengezündeten Brennkraftmaschine
AT516490B1 (de) 2014-12-19 2016-06-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Betreiben einer funkengezündeten Brennkraftmaschine
US9702328B2 (en) 2015-05-01 2017-07-11 Caterpillar Inc. Fuel combustion system having component with knurled conduction surface and method of making same
US9739192B2 (en) 2015-05-04 2017-08-22 Caterpillar Inc. Fuel combustion system, nozzle for prechamber assembly with curved orifices, and method of making same
US9617908B2 (en) 2015-05-11 2017-04-11 Caterpillar Inc. Fuel combustion system, nozzle for prechamber assembly having coolant passage, and method of making same
EP3402969A4 (de) 2016-01-14 2019-10-02 Nautilus Engineering, LLC Verbesserte systeme und verfahren für selbstzündungsmotoren
US10927750B2 (en) 2016-01-14 2021-02-23 Nautilus Engineering, Llc Systems and methods of compression ignition engines
EP3336339A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-20 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Steuerung eines zweistoff-verbrennungsmotors, der zumindest teilweise mit gasförmigem kraftstoff betrieben wird
US10989146B2 (en) * 2018-11-05 2021-04-27 Caterpillar Inc. Oil injection methods for combustion enhancement in natural gas reciprocating engines
CN110017213A (zh) * 2019-02-03 2019-07-16 赵华 改善气体燃料稀薄燃烧的双燃料发动机燃烧室及燃烧方法
US10690107B1 (en) 2019-02-18 2020-06-23 Caterpillar Inc. Composite spark and liquid pilot igniter for dual fuel engine
US10934966B2 (en) 2019-02-19 2021-03-02 Caterpillar Inc. Combustion phasing control for high substitution lean burn of gaseous fuels in dual fuel engine
IT201900002513A1 (it) * 2019-02-21 2020-08-21 Eldor Corp Spa Dispositivo elettronico per il controllo di una bobina di accensione di un motore a combustione interna e relativo sistema di accensione elettronica per rilevare una mancata combustione nel motore a combustione interna
US10823106B1 (en) 2019-05-13 2020-11-03 Caterpillar Inc. Early pilot lean burn strategy in dual fuel engine using targeted pilot flames
US11359590B1 (en) 2021-05-26 2022-06-14 Caterpillar Inc. Igniter for dual fuel engine having liquid fuel outlet checks and spark ignition source
US11639698B1 (en) 2022-04-11 2023-05-02 Caterpillar Inc. Compression-ignited dual liquid fuel system and control strategy for flexible fuel operation

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US673160A (en) * 1898-04-06 1901-04-30 Diesel Motor Company Of America Method of igniting and regulating combustion for internal-combustion engines.
US2400247A (en) * 1945-03-14 1946-05-14 Worthington Pump & Mach Corp Internal-combustion engine
US2612880A (en) * 1947-01-11 1952-10-07 Fairbanks Morse & Co Dual fuel engine
GB714672A (en) * 1949-11-22 1954-09-01 Standard Oil Dev Co Improvements relating to the production of mechanical power using internal combustion engine of diesel type
DE2831694A1 (de) * 1978-07-19 1980-01-31 Walter Franke Verbrennungskraftmotor und zwischenflansch fuer einen solchen
US4414940A (en) * 1981-04-13 1983-11-15 Loyd Robert W Conditioned compression ignition system for stratified charge engines
US4603674A (en) * 1981-06-19 1986-08-05 Yanmar Diesel Engine Co., Ltd. Gas-diesel dual fuel engine
US4416229A (en) * 1981-06-29 1983-11-22 Southwest Research Institute Fuel injection system for diesel engines
US4520766A (en) * 1982-05-14 1985-06-04 Akeroyd Richard T Dual fuel valve
CA1226183A (en) * 1982-10-30 1987-09-01 Timothy J. Bedford Fuel oil injection engine
WO1987000242A1 (en) * 1985-06-25 1987-01-15 Vapor Corporation Method for improving fuel efficiency and reduced emissions in internal combustion engines
US4524730A (en) * 1983-08-19 1985-06-25 Doellwood Financial, Inc. Method for improving fuel efficiency and reduced emissions in internal combustion engines
US4527516A (en) * 1984-02-06 1985-07-09 Pro-Staff Overload Enterprises Limited Dual fuel engine
AU584439B2 (en) * 1985-07-03 1989-05-25 William Michael Lynch Liquified petroleum gas fuelled two stroke engine
CH669015A5 (de) * 1986-02-12 1989-02-15 Sulzer Ag Einrichtung zum wahlweisen einspritzen von dieseloel und zuendoel in den brennraum einer mit dieseloel oder mit gas als hauptbrennstoff betriebenen hubkolbenbrennkraftmaschine.
US4708094A (en) * 1986-12-15 1987-11-24 Cooper Industries Fuel control system for dual fuel engines
US4831993A (en) * 1987-12-28 1989-05-23 Erik Kelgard Method of operating carburetted dual-fuel engines with diesel pilot oil injection
JPH0737789B2 (ja) * 1988-10-17 1995-04-26 株式会社日立製作所 複数気筒エンジンの電子式制御装置
EP0371759A3 (de) * 1988-11-29 1990-08-22 The University Of British Columbia Einspritzer-Verdichter für gasförmigen Brennstoff für Verdrängermaschinen
FI84749C (fi) * 1989-09-26 1992-01-10 Waertsilae Diesel Int Foerbaettrad gasbraensle utnyttjande foerbraenningsprocess vid kolvfoerbraenningsmotorer och anordning foer aostadkommande av en saodan process.
JP2861233B2 (ja) * 1990-04-11 1999-02-24 トヨタ自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火機関の機関制御装置
US5050550A (en) * 1990-07-11 1991-09-24 Litang Gao Hybrid step combustion system
US5139002A (en) * 1990-10-30 1992-08-18 Hydrogen Consultants, Inc. Special purpose blends of hydrogen and natural gas
FR2675208B1 (fr) * 1991-04-12 1993-06-11 Semt Pielstick Procede d'injection de combustibles pour un moteur diesel utilisant une injection pilote.
US5119780A (en) * 1991-06-11 1992-06-09 Southwest Research Institute Staged direct injection diesel engine
JP2531322B2 (ja) * 1991-09-13 1996-09-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US5224457A (en) * 1992-02-28 1993-07-06 Deere & Company Dual fuel electronic control system
US5404841A (en) * 1993-08-30 1995-04-11 Valentine; James M. Reduction of nitrogen oxides emissions from diesel engines
US5515829A (en) * 1994-05-20 1996-05-14 Caterpillar Inc. Variable-displacement actuating fluid pump for a HEUI fuel system
JPH0949452A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Unisia Jecs Corp 内燃機関の制御装置
US5870978A (en) * 1998-05-15 1999-02-16 Caterpillar Inc. Dual fuel engine which utilizes valve lubricant as a pilot fuel

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