NL9400246A - Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof. Download PDF

Info

Publication number
NL9400246A
NL9400246A NL9400246A NL9400246A NL9400246A NL 9400246 A NL9400246 A NL 9400246A NL 9400246 A NL9400246 A NL 9400246A NL 9400246 A NL9400246 A NL 9400246A NL 9400246 A NL9400246 A NL 9400246A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
valve
fuel
fuel flow
engine
dosing
Prior art date
Application number
NL9400246A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Van De Brink
Original Assignee
Autogastechniek Holland Bv
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 Autogastechniek Holland Bv filed Critical Autogastechniek Holland Bv
Priority to NL9400246A priority Critical patent/NL9400246A/nl
Priority to DE69506382T priority patent/DE69506382T2/de
Priority to EP95908387A priority patent/EP0745183B1/en
Priority to PCT/NL1995/000067 priority patent/WO1995022691A1/en
Priority to AU16723/95A priority patent/AU1672395A/en
Publication of NL9400246A publication Critical patent/NL9400246A/nl
Priority to US08/693,264 priority patent/US5803057A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/026Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/027Determining the fuel pressure, temperature or volume flow, the fuel tank fill level or a valve position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239Pressure or flow regulators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/04Gas-air mixing apparatus
    • F02M21/042Mixer comprising a plurality of bores or flow passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET DOSEREN VAN EEN GASVORMIGE BRANDSTOF
De uitvinding betreft een werkwijze voor het gedoseerd aan een verbrandingsmotor toevoeren van een onder omgevingscondities gasvormige brandstof, door het bepalen van het toerental en de belasting van de motor, het berekenen van een bij het bepaalde toerental en de bepaalde belasting benodigde brandstofstroom per tijdseenheid, het omzetten van de benodigde brandstofstroom per tijdseenheid in een besturingssignaal voor het openen en/of sluiten van een tussen een brandstofhouder en de motor aangebrachte brandstof klep, en het naar de klep zenden van het besturingssignaal. Een dergelijke werkwijze is bekend, bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooischrift 5 150 685.
Bij de bekende werkwijze wordt uitgegaan van een verbrandingsmotor die voorzien is van een elektronisch bestuurd benzine-injectiesysteem. Daarbij wordt door de elektronische besturing op basis van gemeten waarden van een aantal bedrijfsparameters van de motor, zoals toerental, gaspedaalstand en kwaliteit van de uitlaatgassen, een in-spuitsignaal voor de benzine-injectoren berekend. Dit benzi-ne-inspuitsignaal wordt dan uitgelezen en omgewerkt naar een inspuitsignaal voor een LPG-injector, door het corrigeren van het benzine-inspuitsignaal voor de verschillen in de gewenste mengverhouding tussen benzine en LPG. Het LPG-inspuitsignaal wordt tenslotte toegevoerd aan een LPG-injector van het impulslengte-modulatietype, welke met een door het inspuitsignaal bestuurde openingstijd en -frequentie opent en sluit. De door de klep gedoseerde LPG-stroom is in beginselrecht evenredig met de frequentie en de lengte van de de klep opensturende impuls.
In de praktijk blijkt deze bekende werkwijze toch een aantal nadelen te vertonen. Zo vertonen de door de klep stromende LPG-hoeveelheid als functie van de openingstijd en -frequentie geen lineair verband, terwijl dit verband als gevolg van onvermijdelijke toleranties bij de vervaardiging van de kleppen bovendien kan verschillen van klep tot klep. Ook treden tijdens het gebruik van de klep afwijkingen op als gevolg van slijtage. Het gevolg is dat de bekende werkwijze in de praktijk leidt tot een onbevredigend en niet-reproduceerbaar doseringsgedrag.
De uitvinding beoogt derhalve een werkwijze te verschaffen van de beschreven soort, waarbij de hiervoor genoemde nadelen niet optreden. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de door de klep stromende brandstofstroom per tijdseenheid waargenomen wordt, de waargenomen stroom met de benodigde brandstofstroom vergeleken wordt, en het besturingssignaal voor de klep aan de hand van een verschil tussen de benodigde en de waargenomen brandstofstroom aangepast wordt. Door de werkelijk gedoseerde brandstofstroom terug te koppelen, kunnen onregelmatigheden in het doseringsgedrag van de klep en onvolkomenheden in de aansturing daarvan eenvoudig en snel gecorrigeerd worden.
Bij voorkeur toegepaste varianten van de werkwijze volgens de uitvinding worden beschreven in de afhankelijke conclusies 2 tot 6.
De uitvinding betreft ook een inrichting voor het uitvoeren van de hiervoor beschreven doseringswijze. Een dergelijke inrichting wordt volgens de uitvinding gekenmerkt door een houder voor de brandstof, tenminste één de houder met de motor verbindende brandstoftoevoerleiding, in de toevoerleiding aangebrachte bestuurbare middelen voor het doseren van de brandstof signaalgevend met de brandstofdose-ringsmiddelen verbonden middelen voor het berekenen van een gewenste, te doseren brandstofstroom per tijdseenheid, in stromingsrichting voorbij de brandstofdoseringsmiddelen met de brandstoftoevoerleiding verbonden middelen voor het waarnemen van de werkelijk gedoseerde brandstofstroom per tijdseenheid, en de waarnemingsmiddelen met de doseringsmid-delen verbindende terugkoppelingsmiddelen. Door de aanwezigheid van de met de doseringsmiddelen verbonden terugkoppelingsmiddelen kan onder alle omstandigheden een snelle en precieze reactie van de motor op het intrappen van het gaspedaal gewaarborgd worden.
Voorkeursuitvoeringen van de doseringsinrichting volgens de uitvinding vormen de materie van de volgconclusie 9-15.
De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin overeenkomstige onderdelen aangeduid zijn met identieke verwijzingscijfers, en waarin: fig. 1 een gedeeltelijk opengewerkte schematisch aanzicht is van een verbrandingsmotor met een benzine- in-spuitsysteem en een inspuitsysteem voor onder omgevingscondities gasvormige brandstof; fig. 2 een principeschema toont van het doserings-systeem met terugkoppeling volgens de uitvinding; fig. 3 een diagram is dat het verband toont tussen de aansturing en doorstroming van een impulslengte-modula-tieklep; fig. 4 een bij voorkeur toegepaste stuurimpuls toont voor de bediening van de eerste doseringsklep van de inspuitinrichting volgens de uitvinding; fig. 5 een schematische weergave is van een schakeling voor het opwekken van de in fig. 4 getoonde stuur-puls; fig. 6 een diagram is dat het geïdealiseerde en het werkelijke verband toont tussen de openingstijd van een impulslengte-modulatieklep en de daardoor stromende brand-stofhoeveelheid per tijdseenheid; fig. 7 een gedeeltelijk doorgesneden schematisch aanzicht is van een meerpunts-doseringssysteem ("multipoint injection"); fig. 8 een doorsnede toont van een bij het systeem van fig. 7 toegepaste eenwegklep; en fig. 9 een met fig. 7 overeenkomend aanzicht is van een alternatief meerpunts-doseringssysteem.
Een inrichting 1 (fig. 1) voor het gedoseerd aan een van een elektronisch besturingssysteem 2 voorziene verbrandingsmotor 3 toevoeren van een hoeveelheid onder omgevingscondities dampvormige brandstof 4 is voorzien van ten minste één in een luchtinlaatkanaal 5 van de motor 3 aangebracht inspuitmondstuk 6. Het inspuitmondstuk 6 is over een toevoerleiding 7 verbonden met een brandstofhouder 8, waarin de brandstof 4 opgeslagen is onder een zodanige druk, dat hij zich in de vloeibare toestand bevindt. In de toevoerleiding 7 zijn over een eerste stuurlijn 21 met het besturingssysteem 2 verbonden en daardoor bestuurbare dose-ringsmiddelen 9 opgenomen. Ook is in de toevoerleiding 7 een over een tweede stuurlijn 22 met het motorbesturingssysteem 2 verbonden en daardoor bestuurbare afsluitklep 23 opgenomen. Tenslotte zijn in de toevoerleiding 7 met het besturingssysteem 2 verbonden waarnemings- en terugkoppelingsmid-delen 11 aangebracht.
Het luchtinlaatkanaal 5 verbindt een luchtinlaat-opening 24 met ten minste één cilinder 25. In het inlaat-kanaal 5 is op gebruikelijke wijze een met een gaspedaal of -hendel verbonden roteerbare smoorklep 26 aangebracht, die de toevoer van verbrandingslucht aan de cilinder 25 regelt. De verbrandingsmotor 3 is in het getoonde voorbeeld een conventionele viertakt Ottomotor, met één of meer cilinders 25, waarin telkens een op een (niet getoonde) krukas aangebrachte zuiger 27 beweegt, met door nokkenassen 28 bedienbare in- en uitlaatkleppen 29, resp. 30. In een door de zuiger 27 en de cilinder 25 gevormde verbrandingskamer 31 is een bougie 32 aangebracht, welke verbonden is met een stroomverdeler 33. In de verbrandingskamer 31 verbrande gassen verlaten de motor 3 door een uitlaatkanaal 34, waarin een zogeheten lambda sonde 35 opgenomen is. De bedrijf stemperatuur van de motor 3 wordt geregeld door middel van een koelsysteem, waarin een koelvloeistof 36 rondgepompt wordt door een pomp 37 en de opgenomen warmte afgeeft in een radiator 38.
De motor 3 is verder voorzien van een inspuitinrichting 17 voor een onder omgevingscondities vloeibare brandstof, zoals benzine. Deze inrichting 17 is voorzien van één of meer in de nabijheid van de inlaatklep 29 in het luchtkanaal 5 uitmondende inspuitmondstukken 18. De benzine- inspuitinrichting 17 is over een derde stuurlijn 39 verbonden met een afzonderlijk elektronisch besturingssysteem, en is daardoor bestuurbaar.
Voor de besturing van de LPG-inspuiting maakt het systeem 2 gebruik van verschillende ingangssignalen. Hiertoe is het motorbesturingssysteem 2 over een eerste ingangslijn 40 verbonden met de stroomverdeler 33, welke een signaal afgeeft dat samenhangt met het toerental van de motor 3, en over een tweede ingangslijn 41 verbonden met een koelvloei-stoftemperatuurgever 42. Ook is het besturingssysteem 2 over een derde ingangslijn 43 verbonden met de lambda sonde 35. Daarnaast kan het besturingssysteem 2 nog verbonden zijn met (hier niet getoonde) gevers welke de stand van de smoorklep 26, de hoeveelheid (massa of volume) door het inlaatkanaal 5 toegevoerde lucht en de temperatuur van de lucht meten.
De gasinspuitinrichting 1 omvat tussen het in-spuitmondstuk en de brandstofhouder 8 aangebrachte middelen 10 voor het doen verdampen van de brandstof 4. De verdam-pingsmiddelen 10 omvatten op gebruikelijke wijze een huis 44, waarin een tweetal door een membraan 13 gescheiden kamers 12,14 gevormd is. De kamer 12 vormt de eigenlijke verdampingskamer, terwijl de kamer 14 een referentiedrukka-mer is, welke over een leiding 56 verbonden is met het stroomafwaarts van de doseringsmiddelen gelegen deel van de de brandstoftoevoer 7. De temperatuur van de verdamper 10 wordt geregeld door een in de wand van het verdamperhuis 44 aangebracht, met het motorkoelsysteem verbonden leidingenstelsel .
De toevoer van verdampte brandstof aan de injector 6 wordt geregeld door de doseringsmiddelen 9, onder besturing van het motorbesturingssysteem 2. De per tijdseenheid toe te voeren brandstofhoeveelheid hangt onder meer af van de motorbelasting, de toegevoerde luchtmassa, het motortoe-rental, de motortemperatuur en de druk en temperatuur van de brandstof. Deze parameters worden allen gemeten en aan het motorbesturingssysteem 2 toegevoegd, dat daaruit een bestu-ringssignaal voor de doseringsmiddelen 9 berekent.
De gasdoseringsmiddelen 9 hebben de gedaante van een zogeheten impulslengte-modulatieklep. Bij een dergelijke klep wordt een afsluitorgaan voortdurend heen en weer bewogen tussen een eindstand waarin het een doorgang geheel vrijgeeft en een eindstand waarin het de doorgang geheel afsluit. Het afsluitorgaan kent geen tussenstand. De klep wordt aangestuurd door een pulsvormig bekrachtigingssignaal, waarbij "hoog" en "laag" van het pulsvormige signaal overeenkomen met de twee eindstanden van het afsluitorgaan. In tegenstelling tot een proportionele klep, waar de volumest-room door de klep afhankelijk is van de mate waarin een doorgang geopend is, hangt bij een impulslengte-modulatieklep de volumestroom af van de tijd dat de doorgang geheel geopend is, dus in het geval van een klep die in onbekrachtigde toestand gesloten is van de tijd dat het stuursignaal "hoog" is, en de klep bekrachtigd wordt. Wanneer de pulsfre-quentie hoog genoeg is, geeft een impulslengte-modulatieklep over een bepaalde periode eenzelfde stromingspatroon 68 te zien als een proportionele klep (fig. 3).
Bij de inspuitinrichting volgens de uitvinding heeft het door het besturingssysteem 2 opgewekte besturings-signaal een frequentie die een vaste relatie heeft met het toerental van de motor 3. Doordat de pulsduur door middel van een geschikt gekozen schakeling zeer nauwkeurig regelbaar is, wordt een nauwkeurige dosering van de dampvormige brandstof bereikt. Bij een frequentie van 50 Hz (hetgeen overeenkomt met een toerental van 3.000 toeren/minuut) kan het gasinspuitsignaal bijvoorbeeld in 40.000 stappen gevarieerd worden van over de gehele pulsperiode "hoog" (klep volledig open) tot over de gehele pulsperiode "laag" (klep volledig gesloten). Bij toenemend motortoerental neemt de pulsperiode af, waardoor ook het aantal mogelijke bestu-ringsstappen afneemt, maar binnen het in de praktijk gebruikte motortoerenbereik is de regelnauwkeurigheid altijd ruim voldoende.
Teneinde het stroomverbruik en de warmte-ontwikke-ling bij het aansturen van de impulslengtemodulatieklep 9 te beperken, kan voor het besturen van de kleppen gebruik gemaakt worden van een impulsvormig besturingssignaal 20, dat snel een piekwaarde 69 bereikt (fig. 4), en vervolgens terugvalt tot een lager niveau 70, waarbij nog steeds wel het afsluitorgaan in zijn de opening vrijgevende eindstand gehouden wordt. Het pulsfront 71 dient bij voorkeur zoveel mogelijk recht te verlopen, teneinde een zo goed mogelijk lineaire beweging van het afsluitorgaan te waarborgen. Hiertoe kan het pulsfront door nauwkeurige regeling van de stuurstroom enigszins afgevlakt worden ten opzichte van het gangbare, logaritmische, gebogen verloop, dat in stippellijnen aangeduid is met 72. Een dergelijke pulsvorm kan uit het in fig. 3 getoonde blokvormige besturingssignaal 20 verkregen worden door middel van de in fig. 5 getoonde schakeling 73.
Het in figuur 3 getoonde verloop van de gedoseerde brandstofhoeveelheid per tijdseenheid als functie van de impulslengte en -frequentie gaat uit van een lineair verband tussen de brandstofhoeveelheid die wordt gedoseerd per keer dat de klep 9 geopend wordt, en de duur van het openen (fig. 6). Als gevolg van onder andere massatraagheidseffecten van de bewegende delen van de klep 9, de toleranties tijdens het vervaardigingsproces van de klep en de slijtage daarvan tijdens zijn levensduur zal het werkelijk verband tussen de openingsduur van de klep en de per keer dat hij geopend wordt daardoor stromende brandstofhoeveelheid veeleer benaderd worden door de kromme 60, waarvan het verloop van klep tot klep zal verschillen, en bovendien voor één bepaalde klep gedurende zijn levensduur kan variëren. Door dit onregelmatig verloop van de kromme 60 zou voor het aansturen van elke doseringsklep 9 een afzonderlijk programma geschreven moeten worden, dat daarnaast tijdens de levensduur van de klep 9 herhaaldelijk zou moeten worden aangepast. Om dit te voorkomen zijn in het doseringssysteem volgens de onderhavige uitvinding terugkoppelingsmiddelen 16 opgenomen (fig. 2). De terugkoppelingsmiddelen 16 zijn verbonden met waarne-mingsmiddelen 11 die in de brandstoftoevoerleiding 7 zijn aangebracht. De waarnemingsmiddelen 11 omvatten een druk-sensor 45 en een temperatuursensor 50. De druksensor 45 is een zogeheten verschildruksensor, die het drukverschil tussen een voor een smoor gelegen drukgaatje 46 en een achter de smoor gelegen drukgaatje 47 bepaalt. Dit drukverschil bereikt bij elke door de klep 9 gedoseerde brandstof-puls telkens een maximale waarde, die in een blok 48 geregistreerd en bemonsterd wordt. De bemonsterde verschildruk-waarden worden doorgezonden naar een blok 49, waar zij gecorrigeerd worden aan de hand van een door de sensor 50 gemeten temperatuur, en vervolgens geïntegreerd worden teneinde zo een equivalente waarde van de werkelijk gedoseerde brandstofstroom per tijdseenheid, herleid tot standaardcondities te bepalen. Doordat de klep 9 de brandstof 4 pulsvormig doseert, en ook bij kleine gedoseerde brandstofstromen dus het maximale drukverschil (en dus de maximale stroomsnelheid van de brandstof) in de leiding optreedt, zij het gedurende kortere tijd dan bij grotere brandstofstromen, kan de verschildrukmeting ook bij kleine brandstofstromen een zeer nauwkeurige bepaling van de werkelijke gedoseerde brandstofhoeveelheid per tijdseenheid leveren.
De waargenomen brandstofhoeveelheid per tijdseenheid wordt tezamen met de bijbehorende waarde van de openingstijd van de klep 9 (het aan de klep 9 toegevoerde besturingssignaal) opgeslagen in een tabel 52, waarbij de voorgaande waarde van de bij die openingstijd waargenomen brandstofstroom overschreven wordt. De tabel 52 bevat dus altijd het laatst bekende verband tussen de openingstijd van de klep 9 en de per tijdseenheid gedoseerde brandstofhoeveelheid. Hierdoor kan het besturingssysteem 2 in deze tabel 52 altijd direct de bij een gevraagde brandstofstroom behorende openingstijd opzoeken. Het besturingssysteem 2 omvat verder middelen voor het uit de gemeten motorparameters berekenen van de benodigde brandstofstroom. Deze berekeningsmiddelen zijn over een signaallijn 53 verbonden met een blok 54 waarin de benodigde brandstofhoeveelheid per tijdseenheid wordt herleid tot een besturingssignaal dat de benodigde openingstijd van de klep 9 weergeeft. Hiertoe is het blok 54 verbonden met de tabel 52. Daarnaast wordt in het blok 54 het besturingssignaal voor de benodigde brand stofstroom 55 vergeleken met het signaal van de waargenomen brandstofstroom 53 en wordt aan de hand daarvan een gecorrigeerd besturingssignaal opgewekt, dat via een lijn 57 wordt toegevoerd aan een blok 15, waar het wordt omgezet in een stroomsignaal dat via een leiding 58 naar de impulslengte-modulatieklep 9 wordt gezonden.
Voor motoren met meerdere cilinders kan gebruik gemaakt worden van een meerpuntsinspuiting, waartoe de brandstoftoe-voerleiding 7 stroomafwaarts van de doseringsklep 9 kan uitmonden in een verdeelstuk 61, waar de lucht- brandstofstroom verdeeld wordt in een met het aantal cilinders 25 overeenkomend aantal delen, die door afzonderlijke toevoerleiding 67 naar de cilinders worden geleid. Het verdeelhuis 61 omvat een bovendeel 62 met centrale opening 66 waarin de hoofdbrandstof leiding 7 uitmondt, en gasdicht met het bovendeel 62 verbonden onderdeel 63 waarop de afzonderlijke leidingen 67 zijn aangesloten, en een middendeel 64 met een daarin aangebracht stroomverdelerhuis 65. Teneinde het risico van zogeheten "backfire" (het branden van het brandstof- luchtmengsel in de inlaat en/of de brandstoftoevoerleiding te voorkomen, is in elke leiding 67 een terugslag- of eenweg-klep 75 aangebracht.
Deze terugslagklep 75 (fig. 8) omvat een onderhuis 76 en een bovenhuis 77. Het onderhuis 76 bepaalt een kamer 78, en het bovenhuis 77 bepaalt een kamer 79, die via een opening 80 in het bovenhuis 77 verbonden is met de omgeving. In het onderhuis 76 is verder een aansluitkanaal 82 aangebracht, dat zich over nagenoeg de gehele hoogte van het onderhuis 76 uitstrekt, en waarin een uitstroomnippel 81 bevestigd is. De in de ruimte 78 uitmondende opening van het kanaal 82 wordt afgesloten door een membraan 83, dat is aangebracht tussen het onderhuis 76 en het bovenhuis 77. Zolang de druk in de omgeving van de terugslagklep 75, welke door de opening 80 ook heerst in de kamer 79 van het bovendeel 77, groter is dan de druk in de brandstoftoevoerleiding 67 blijft het kanaal 82 afgesloten, waardoor het gevaar van terugslag of "backfire" voorkomen wordt. Bij een alternatieve uitvoeringsvorm van een meerspuntsinjectie is in elke afzonderlijke brandstofleiding een impulslengte-modulatie-klep 9 aangebracht (fig.9). Deze uitvoeringsvorm is duurder, maar tevens nauwkeuriger.
Hoewel het inspuitsysteem volgens de uitvinding hiervoor beschreven is als LPG-inspuitsysteem, is het evenzeer geschikt voor andere onder omgevingscondities dampvor-mige brandstoffen, zoals bijvoorbeeld aardgas. Daartoe behoeven slechts de brandstofhouder 8 en toevoerleidingen 7 tot de verdampingsmiddelen 10 aangepast te worden aan de druk welke nodig is om een dergelijke brandstof vloeibaar te houden. Wanneer deze druk zeer hoog is, zoals bij aardgas het geval is (200 bar in plaats van de voor LPG benodigde druk van 8 a 10 bar), kan tussen de verdampingsmiddelen 10 en de brandstofhouder 8 nog een drukreductieventiel geschakeld worden. Eventuele verdere aanpassingen betreffen slechts het besturingsprogramma. Het inspuitsysteem volgens de uitvinding biedt derhalve in vergelijking met conventionele inspuitsystemen een sterk vergrote flexibiliteit.
Doordat het inspuitsysteem volgens de uitvinding als besturingsgrootheid gebruik maakt van de branstofstroom per tijdseenheid, is het besturingsprogramma in beginsel onafhankelijk van de toegapaste doseerklep 9, aangezien in de tabel 52 immers altijd het verband tussen de werkelijk gedoseerde brandstofstroom en het bijbehorende besturings-signaal aanwezig zal zijn.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het gedoseerd aan een verbrandingsmotor (3) toevoeren van een onder omgevingscondities gasvormige brandstof (4), door het bepalen van het toerental en de belasting van de motor (3), het berekenen van een bij het bepaalde toerental en de bepaalde belasting benodigde brandstofstroom per tijdseenheid, het omzetten van de benodigde brandstofstroom per tijdseenheid in een besturingssig-naal voor het openen en/of sluiten van een tussen een brand-stofhouder (S) en de motor aangebrachte brandstofklep (9), en Met naar de klep (9) zenden van het besturingssignaal, met het kenmerk, dat de door de klep (9) stromende brandstofstroom per tijdseenheid waargenomen wordt, de waargenomen stroom met de benodigde brandstofstroom vergeleken wordt, en het besturingssignaal voor de klep aan de hand van eeilVerschil tussen de benodigde en de waargenomen brandstofstroom aangepast wordt.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klep (9) een digitale klep is, en de brandstofstroom per tijdseenheid door de klep bepaald wordt door de ope-nir2|6tijd en -frequentie van de klep (9).
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de brandstofstroom per tijdseenheid door de klep (9) waargenomen wordt door het meten van een drukverschil in een de brandstofklep (9) en de motor (3) verbindende leiding.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het drukverschil periodiek gemeten wordt, en de gemeten waarden van het drukverschil bemonsterd en geïntegreerd worden.
5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het keiflterk, dat een temperatuur in de de brandstofklep (9) en de motor (3) verbindende leiding (7) gemeten wordt, en de gemeten waarde van het drukverschil aan de hand van de gemeten temperatuur herleid wordt tot een brandstofstroom onder bepaalde standaardomstandigheden.
6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het besturingssignaal voor de klep (9) en de daarbij waargenomen brandstofstroom per tijdseenheid telkens gezamenlijk worden opgeslagen in een overschrijfbare tabel, en bij een volgende berekening van de benodigde brandstofstroom in de tabel het daartoe benodigde bestairingssignaal afgelezen wordt.
7. Inrichting (1) voor het gedoseerd aan een verbrandingsmotor (3) toevoeren van een onder omgevingscondities gasvormige brandstof (4), kennelijk bedoeld voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der voorgaande con-cl1J5fli.es.
8. Inrichting (1) volgens conclusie 7, gekenmerkt door een houder (8) voor de brandstof, tenminste één de houder (8) met de motor (3) verbindende brandstoftoevoerlei-ding (7), in de toevoerleiding (7) aangebrachte bestuurbare micüelen (9) voor het doseren van de brandstof, signaalge-vend met de brandstofdoseringsmiddelen (9) verbonden middelen (16) voor het berekenen van een gewenste, te doseren brandstofstroom per tijdseenheid, in stromingsrichting voorbij de brandstofdoseringsmiddelen (9) met de brandstof-toëWberleiding (7) verbonden middelen (45,50)voor het waarnemen van de werkelijk gedoseerde brandstofstroom per tijdseenheid, en de waarnemingsmiddelen (45,50) met de doseringsmiddelen (9) verbindende terugkoppelingsmiddelen (11).
9. Inrichting (1) volgens conclusie 8, met het keiBfiark, dat de doseringsmiddelen (9) tenminste één digitale klep omvatten.
10. Inrichting (1) volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de klep (9) een impulslengte - modulatieklep is.
11. Inrichting (1) volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de waarnemingsmiddelen (45,50) tenminste één verschildruksensor (45) en daarmee verbonden integratie-middelen (49) omvatten.
12. Inrichting (1) volgens conclusie 11, met het keifiSerk, dat de waarnemingsmiddelen (45,50) een met de inte-gratiemiddelen (49)verbonden temperatuursensor (50) omvatten.
13. Inrichting (1) volgens één der conclusies 8 tot 12, met het kenmerk, dat de terugkoppelingsmiddelen (11) een overschrijfbare, het verband tussen een aan de dose-ringsmiddelen (9) afgegeven besturingssignaal en de waargenomen brandstofstroom per tijdseenheid weergevende tabel (52) omvatten.
14. Inrichting (1) volgens één der conclusies 8 tot 13, met het kenmerk, dat de motor (3) meerdere cilinders (25) omvat, met elke cilinder (25) een afzonderlijke brand-stdCtoevoerleiding (67) verbonden is, en in elke afzonderlijke leiding (67) een doseringsklep (9) opgenomen is.
15. Inrichting (1) volgens één der conclusies 8 tot 13, met het kenmerk, dat de motor (3) meerdere cilinders (25) omvat, met elke cilinder (25) een afzonderlijke, van eeUSterugslagklep (75) voorziene brandstoftoevoerleiding (67) verbonden is, en de doseringsmiddelen een in een hoofd-brandstoftoevoerleiding (7) aangebrachte klep (9) en een stroomafwaarts daarvan geplaatste, met de afzonderlijke toevoerleidingen (67) verbonden verdeelstuk (61) omvatten.
NL9400246A 1994-02-18 1994-02-18 Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof. NL9400246A (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400246A NL9400246A (nl) 1994-02-18 1994-02-18 Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof.
DE69506382T DE69506382T2 (de) 1994-02-18 1995-02-20 Verfahren und vorrichtung zur dosierung eines gasförmigen brennstoffs
EP95908387A EP0745183B1 (en) 1994-02-18 1995-02-20 Method and apparatus for dosing a gaseous fuel
PCT/NL1995/000067 WO1995022691A1 (en) 1994-02-18 1995-02-20 Method and apparatus for dosing a gaseous fuel
AU16723/95A AU1672395A (en) 1994-02-18 1995-02-20 Method and apparatus for dosing a gaseous fuel
US08/693,264 US5803057A (en) 1994-02-18 1996-09-20 Method and apparatus for dosing a gaseous fuel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9400246 1994-02-18
NL9400246A NL9400246A (nl) 1994-02-18 1994-02-18 Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9400246A true NL9400246A (nl) 1995-10-02

Family

ID=19863846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9400246A NL9400246A (nl) 1994-02-18 1994-02-18 Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5803057A (nl)
EP (1) EP0745183B1 (nl)
AU (1) AU1672395A (nl)
DE (1) DE69506382T2 (nl)
NL (1) NL9400246A (nl)
WO (1) WO1995022691A1 (nl)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0863300B1 (en) * 1997-03-06 2001-11-28 Florgas di Dall'Aglio, Loris Equipment for feeding an internal combustion engine with a gaseous fuel
IT1292251B1 (it) * 1997-04-08 1999-01-29 Mtm Meccanica Tecnica Moderna Metodo e gruppo di iniezione per l'alimentazione di un carburante gassoso ad un motore, particolarmente un motore per autotrazione.
US6044806A (en) * 1997-12-19 2000-04-04 Caterpillar Inc. Method and apparatus for detecting gaseous fuel leakage through a gaseous fuel admission valve within an engine
FR2785950B1 (fr) * 1998-11-17 2001-01-19 Renault Injecteur doseur-distributeur de gaz pour moteur a combustion interne
FR2787515B1 (fr) * 1998-12-22 2001-01-19 Renault Detendeur-rechauffeur de gaz d'un systeme d'injection pour moteur a combustion interne
FR2789124B1 (fr) * 1999-01-29 2001-03-23 Renault Injecteur doseur-distributeur de gaz pour moteur a combustion interne
US6402042B1 (en) 2000-11-29 2002-06-11 Blue Earth Research Uniform temperature control system
US6371092B1 (en) * 2001-01-10 2002-04-16 Econtrols, Inc. Fuel system with dual fuel injectors for internal combustion engines
KR100569400B1 (ko) * 2003-10-27 2006-04-07 현대자동차주식회사 엘피아이 엔진의 연료분사 제어방법
CA2538984C (en) * 2006-03-10 2007-11-06 Westport Research Inc. Method of accurately metering a gaseous fuel that is injected directly into a combustion chamber of an internal combustion engine
EP2024623B1 (de) * 2006-04-24 2009-12-02 Continental Automotive GmbH Vorrichtung für eine gasbetriebene brennkraftmaschine
US8869774B2 (en) * 2010-06-08 2014-10-28 Hitachi Koki Co., Ltd. Small engine and engine work machine including the same
DE102012207128A1 (de) * 2012-04-27 2013-10-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Zuführen eines gasförmigen Kraftstoffs
DE102013003091A1 (de) * 2013-02-25 2014-08-28 Mtu Friedrichshafen Gmbh Gasverbrennungsmotorsystem
CN104595062B (zh) * 2015-01-23 2017-10-13 四川森洁燃气设备有限公司 一种汽车进气装置
DE102016213872A1 (de) * 2016-07-28 2017-08-17 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brenngaszuführsystem zur Zuführung von Brenngas in wenigstens einen Brennraum einer gasbetriebenen Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine mit einem solchen Brenngaszuführsystem, und Fahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1437449A (fr) * 1965-01-29 1966-05-06 Mirrlees Nat Ltd Perfectionnements aux moyens de commande de régulateur pour moteurs à combustion interne
EP0071588A2 (en) * 1981-07-31 1983-02-09 O.M.T. OFFICINA MECCANICA TARTARINI S.p.A. An apparatus for forming a mixture of air and gaseous fuel, and for checking and regulating the air-fuel ratio of the said mixture
WO1983003120A1 (en) * 1982-03-10 1983-09-15 Hoebeek, Johannes, Benjamin, Willem Arrangement for the injection of fuel, like lpg, in liquid form
US4537172A (en) * 1982-11-26 1985-08-27 Nippon Soken, Inc. Fuel supply control apparatus for an internal-combustion engine
US4638777A (en) * 1984-10-05 1987-01-27 Dresser Industries, Inc. Prechamber fuel control system
FR2594889A1 (fr) * 1986-02-26 1987-08-28 Renault Procede de compensation de la diminution de debit d'un injecteur de moteur a combustion interne
EP0262259A1 (en) * 1986-08-21 1988-04-06 Air Sensors, Inc. System for controlling mass flow rates of two gases

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430978A (en) * 1981-09-28 1984-02-14 The Bendix Corporation Direct liquid injection of liquid petroleum gas
GB8425577D0 (en) * 1984-10-10 1984-11-14 Flintheath Ltd Fuel control system
US5136986A (en) * 1991-04-26 1992-08-11 Energy Conversions, Inc. Dual fuel injection structure
US5367999A (en) * 1993-04-15 1994-11-29 Mesa Environmental Ventures Limited Partnership Method and system for improved fuel system performance of a gaseous fuel engine
US5533492A (en) * 1994-07-05 1996-07-09 Ford Motor Company Gaseous fuel injection control system using averaged fuel pressure compensation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1437449A (fr) * 1965-01-29 1966-05-06 Mirrlees Nat Ltd Perfectionnements aux moyens de commande de régulateur pour moteurs à combustion interne
EP0071588A2 (en) * 1981-07-31 1983-02-09 O.M.T. OFFICINA MECCANICA TARTARINI S.p.A. An apparatus for forming a mixture of air and gaseous fuel, and for checking and regulating the air-fuel ratio of the said mixture
WO1983003120A1 (en) * 1982-03-10 1983-09-15 Hoebeek, Johannes, Benjamin, Willem Arrangement for the injection of fuel, like lpg, in liquid form
US4537172A (en) * 1982-11-26 1985-08-27 Nippon Soken, Inc. Fuel supply control apparatus for an internal-combustion engine
US4638777A (en) * 1984-10-05 1987-01-27 Dresser Industries, Inc. Prechamber fuel control system
FR2594889A1 (fr) * 1986-02-26 1987-08-28 Renault Procede de compensation de la diminution de debit d'un injecteur de moteur a combustion interne
EP0262259A1 (en) * 1986-08-21 1988-04-06 Air Sensors, Inc. System for controlling mass flow rates of two gases

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANGERHOFER: "Cryogenic Instrumentation", CONTROL ENGINEERING, vol. 12, no. 11, 1 November 1965 (1965-11-01), NEW YORK, pages 77 *
DE FILIPPIS: "Elektronische analoge operatoren: een vierkantsworteltrekker", POLYTECHNISCH TIJDSCHRIFT, vol. 25, no. 6, 1 March 1970 (1970-03-01), DEN HAAG, pages 222 - 231 *
WEARDEN: "Systems concepts foe engine menagement", AUTOMOTIVE ENGINEER, vol. 9, no. 4, 1 August 1984 (1984-08-01), SOUTHEND-ON-SEA (GB), pages 80 - 82 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0745183A1 (en) 1996-12-04
EP0745183B1 (en) 1998-12-02
DE69506382D1 (de) 1999-01-14
DE69506382T2 (de) 1999-04-29
AU1672395A (en) 1995-09-04
US5803057A (en) 1998-09-08
WO1995022691A1 (en) 1995-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9400246A (nl) Werkwijze en inrichting voor het doseren van een gasvormige brandstof.
EP0980468B1 (en) Method for enabling a substantially constant total fuel energy rate within a dual fuel engine
US4617904A (en) Air/fuel induction system for a multi-cylinder internal combustion engine
JPS6039465Y2 (ja) 混合気圧縮火花点火内燃機関の燃料調量装置
CA2641367C (en) Engine timing control with intake air pressure sensor
US5848582A (en) Internal combustion engine with barometic pressure related start of air compensation for a fuel injector
KR830008021A (ko) 스파아크 점화 내연기관용 전자(電子)조절식 연료분사장치
NL8200591A (nl) Werkwijze en inrichting voor het met minimum detonatie bedrijven van een inwendige verbrandingsmotor op brandstof met een laag octaangetal.
US3831563A (en) Electronic fuel metering apparatus for internal combustion engine
US8050848B2 (en) Method and system for igniting a lean fuel mixture in a main chamber of an internal combustion engine
US5343847A (en) Electronic gaseous fuel injection system
KR890012076A (ko) 엔진의 연료분사제어방법 및 장치
EP0478120A2 (en) Method and apparatus for inferring barometric pressure surrounding an internal combustion engine
US5067463A (en) Method and apparatus for operating an engine
JPS6411812B2 (nl)
US4372278A (en) High temperature and high pressure fuel injection apparatus for internal combustion engines
NL8200993A (nl) Inrichting voor injectie van brandstof, zoals lpg, in vloeibare vorm.
US6848418B1 (en) External exhaust gas recirculation on board diagnostic using EGR effect on a combination of engine operating parameters
US5226396A (en) Measuring-signaling apparatus for a multi-fuel system of an engine
KR900005046A (ko) 내연기관의 공연비 제어방법 및 제어장치
US4610236A (en) Fuel supply control for a dual induction type engine intake system
US6609494B2 (en) Emissions controller method and system
KR910019821A (ko) 내연기관의 운전 제어방법 및 그 전자 제어장치
FR2726037A1 (fr) Procede pour regler l'envoi d'ecoulements de fluide supplementaire dans une tubulure d'aspiration d'un moteur a combustion interne
KR100453020B1 (ko) 엔진제어방법및엔진제어시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed