NO871672L - Motor med kompresjonstenning og for to drivstoff. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår motor med kompresjonstenning for to brennstoff. Uttrykket "motor med kompresjonstenning" er ment å henvise til ikke baree en motor som drives ved et konstant trykk, dvs. dieselcyklus, men også en motor som drives ved en kompresjonstenningscyklus. Ved en slik motor ved to brennstoffoperasjoner blir et gassholdig brennstoff blandet med luft og blandingen blir ført inn i motoren. Temperaturen og trykket som hersker ved enden av kompresjons-arbeidsslaget, som ville være tilstrekkelig for å tenne dieselolje, er ikke tilstreekkelig for å tenne gass/luft-blandingen. For å tilveiebringe tenning må følgelig en liten dieseloljemenegde bli sprøytet inn i motoren ved å anvende en konvensjonell innsprøytningspumpe og innsprøytningssystem. Denne ubetydelige dieseloljemengden, heretter henvist til som pilotbrennstoff, tennes og følgelig tenner gass/luftblan-dingen slik at forbrenningen finner sted.

Det er ønskelig å sprøyte inn minimumspilotbrennstoffmengden for å minimalisere den anvendte dieselbrennstoffdelen siden dieselbrennstoff er dyrere enn gass.

Praktiske eksperiment viser at et egnet forhold for full gassdrift for en typisk bildiesel som er ønskelig å omforme til å drive på gass er rundt 10$ dieselolje og 90$ gass med hensyn til energien tilveiebragt av de respektive brenn-stoffene .

Innsprøytingen av den nødvendige mengden med pilotbrensel blir tilveiebragt ved å anbringe et styreelement, vanligvis henvist til som tannstang, ved en innsprøytingspumpe av den typen som pumper diskrete volumer eller "skvetter" med brennstoff til innsprøytingssystemet til posisjonen egnet for breennstoffmengden. Det har blitt funnet at dersom styreelementet blir opprettholdt i en fast posisjon for å gi ønsket mengde med pi lotbrennstof f ved full gassdrift øker mengden med pilotbrennstoff lnnsprøytet pr. arbeidsslag for motoren betydelig og noen ganger svært vesentlig med motorens hastighet. Et formål med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en motor med kompresjonstenning for to brennstoff hvor ovenfornevnte problem blir overvunnet eller redusert og mer generelt for nøyaktig å kunne styre mengden med det inn-sprøytede pilotdieselbrennstoffet.

Ifølge et trekk ved oppfinnelsen tilveiebringes en motor med kompresjonstenning for to brennstoff innbefattende et gassbrennstofftilførselsysteem for motoren, et dieselbrennstof f tilførselsystem for motoren, innbefattende en inn-sprøytingspumpe med en styrer og en reguleringsinnretning for å regulere mengden med det innsprøytede dieselbrennstoffet i motoren ved hjelp av pumpen og innretning for å stoppe bevegelsen til et reguleringselement i retningen for å øke tilførselen av dieselbrennstoff til motoren, ved en posisjon for å tilføre pilotbrennstoff ved en konstant eller vesentlig konstant mengde, idet posisjonen er bestemt i samsvar med i det minste en operasjonstilstand til motoren.

Posisjonen til innsprøytingspumpereguleringselementet kan således bli bestemt, f.eks. ut fra benktesting, til å være ved dets optimale posisjon for å gi god tenning med minimal pilotbrennstoffmengde.

Nevnte operasjonstilstand for motoren kan innbefatte motorhastigheten.

Posisjonen ved hvilken bevegelsen til styreelementet til pumpen er sperret kan bli bestemt, ikke bare på basis av motorhastigheten, men også på basis av andre operasjons-tilstander, slik som posisjonen til hastighetsregulatoren (dvs. gasspedalen) til motoren alene eller i kombinasjon med motorhastigheten.

Dersom ønskelig kan et tilbakekoblingssignal bli anvendt ved bes teemmel sen av posisjonen ved hvilken bevegelsen til reguleringselementet blir sperret.

Tilbakekoblingssignalet kan være indikativt for mengden av pilotbrennstoff som er blitt lnnsprøytet i motoren.

Tllbakekoblingssignalet kan være avhengig av temperatauren til pilotbrennstoffet eller den aktuelle effekten utviklet av motoren.

Om ønskelig kan andre innretninger være anordnet for å generere et tilbakekoblingssignal, hvilket signal kan bli anvendt for å kontrollere at mengden med pilotdieselbrennstoff som virkelig er blitt lnnsprøytet i motoren korresponderer med den nødvendig for posisjonen til reguleringselementet i samsvar med operasjonsbetingelsen.

Ifølge et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en motor med kompresjonstenning for to brennstoff med et gassbrennstofftilførselsystem for motoren, et dieselbrennstof f tilførselsystem for motoren, innbefattende en inn-sprøytingspumpe og en reguleringsinnretning for å regulere mengden med pilotdieselbrennstoff lnnsprøytet i motoren og første innretning for å tilveiebringe en første inngang til reguleringsinnretningen for å bevirke at reguleringsinnretningen tilfører pilotbrennstoff i en forutbestemt mengde i samsvar med i det minste en operasjonsparameter for motoren og en andre innretning for å tilveiebringe en andre inngang til reguleringsinnretningen for å modifisere tilførselen av pilotbrensel signalisert av at den første innretningen samsvarer med i det minste en ytterligere parameter for motoren.

Ovenfornevnte operasjonsparameter for motoren kan innbefatte motorhastigheten.

Nevnte ytterligere parameter for motoren kan innbefatte et tilbakekoblingssignal.

Tilbakekoblingssignalet kan være indikativt for mengden med pilotdieselbrennstoff som i virkeligheten blir lnnsprøytet i motoren og reguleringsinnretningen kan være tilpasset for å justere tilførselen av pilotbrennstof f for å korrespondere med den signalisert av den første inngangen.

Innsprøytingspumpen kan være av den typen som pumper diskrete volumer med brennstoff til innsprøytingssystemet.

Ved en utførelsesform blir tilbakekoblingssignalet utledet fra en deformasjonsmåler som bestemmer trykket til dieselbrennstoffet i en matelinje fra innsprøytingspumpen, og innretning som er anordnet for å korrelere trykket med mengden av brennstoff sprøytet inn i motoren fra innsprøy-tingspumpen .

Deformasjonsmåleren kan f.eks. være anbragt på en membran på hvilken dieselbrennstoffet virker.

Ved en annen utførelsesform kan i stedet for en deformasjonsmåler den ene eller flere innsprøytingsinnretninger gjennom hvilke brennstoff sprøytes inn i motoren være anordnet med et akselerometer for å avføle åpningen og/eller lukkingen av innsprøytingsinnretningen og tilveiebringe et signal fra hvilket mengden av brennstoff sprøytet inn i motoren kan bli bestemt for å tilveiebringe et tilbakekoblingssignal.

Ved en annen utførelsesform er en eller flere innsprøytings-innretninger anordnet gjennom hvilke pilotdieselbrennstoffet sprøytes inn i motoren, med innretninger for å detektere når og/eller graden av hvilken en ventil til innsprøytingsinnret-ningen eller innsprøytingsinnretningene er åpen og tilveiebringer et signal ut fra hvilket mengden med brennstoff sprøytet inn i motoren kan bli bestemt for å tilveiebringe tilbakekoblingssignalet.

Ved en annen ut f ørel sesf orm kan det væree anordnet en dif ferensialpilotdieselbrennstoff-strømningsinnretning for å bestemme differansen mellom mengden av pilotdieselbrennstoff tilført innsprøytingssystemet og mengden av pilotdieselbrennstof f returnert fra innsprøytingssystemet og tilveie-bringelse av et signal fra hvilket mengden med brennstoff sprøytet inn i motoren blir utledet for å tilveiebringe tilbakekoblingssignalet.

Reguleringselementeet kan være innstillbart ved hjelp av en drevet innretning slik som en elektrisk trinnmotor, en elektrisk likestrømsmotor, et hydraulisk eller pneumatisk stempel eller dieselstyrt påvirkningsinnretning.

Innretningen som stopper bevegelsen til reguleringselementeet kan innbefatte et element som mekanisk samvirker med reguler ingselementet eller innretningen for å frakoble drivinnretningen.

På grunn av at ingen begrensning er satt på reguleringselementet er det mulig å bevege det mot dets minimumstrømnings-posisjon i tilfelle av at styreren som regulerer posisjonen til reguleringselementet krever bevegelse av reguleringselementet i retning av å redusere tilførselen av dieselbrennstof fet. I tilfelle av en feil på gasstilførselsmekanismen I en full strømningsposisjon vil f.eks. motoren ikke få stor hasitghet på grunn av at styreren vil opereres for å redusere mengden av diesel tilført og således bevege reguleringselementet ved hvilken ingen dieselolje blir tilført og der vil ikke være noen dieseltilførsel for å starte tenningen av gassen slik at motoren vil gå ned til dens styrte hastighet.

Alternativt kan innsprøytingspumpen være av den typen som gir en kontinuerlig strømning av pilotdieselbrennstof f som er matet av en kontinuerlig trykksatt tilførselsledning til innsprøytingssystemet og idet innsprøytingssystemet er anordnet for å innsprøyte diskrete volumer med pilotdiesel brennstoff inn i sylinderen eller hver av sylinderne til motoren fra tilførselsledningen.

I dette tilfelle blir tilbakekoblingssignalet utledet fra en diff erens ialpilotdieselbrennstoff-strøminnretning som bestemmer forskjellen mellom mengden med pilotdieselbrennstoff tilført innsprøytingssystemet og mengden av pilotdieselbrennstof f returnert fra innsprøytingssystemet for å tilveiebringe et signal fra hvilket mengden med lnnsprøytet brennstoff inn i motoren kan bli bestemt for å tilveiebringe nevnte tilbakekoblingssignal.

Motoren kan være forsynt med et brenselreguleringssystem som innbefatter en strømningsreguleringsinnretning tilpasset til å regulere relative deler av hvert brennstoff tilført motoren, hvor systemet innbefatter innretning for å frembringe et feilsignal utledet fra motorhastigheten og gass-giverens posisjon og innretning som reagerer på feilsignalet for å tilføre diesel og gassbrennstoff for å bevirke at motorhastigheten har en tendens til å gå mot en hastighet krevd av gassigverens posisjon.

Systemet kan innbefatte en motorhastighetssensor for å tilveiebringe et motorhastighetssignal som reagerer på motorens hastighet, en gassgiverposisjonsensor for å tilveiebringe et gassgiverposisjonssignal som reagerer på gassgiverposisjonen, idet reguleringsinnretningen reagerer på motor-hastighets- og gassgiverposisjonssignalene for å gi et første brennstoffreguleringssignal og et andre brennstoffreguleringssignal til dieselbrennstof f s- og gassbrennstofftil-førselssystemet henholdsvis for å bevirke at motorhastigheten tenderer mot hastigheten bestemt av gassgiverposisjonen, dvs. gasspedalposisj onen.

Begrensnings innretningen kan innbefatte en elektronisk signalbehandlingsinnretning som har en programmert regule-ringsalgorytme ved hvilken forskjellen mellom gasspedalposi sjonen og motorhastigheten blir beregnet og anvendt som et feilsignal.

Det andre brennstoff signalet frembragt av den elektroniske signalbehandlingsinnretningen kan bli elektronisk sammenlignet med et trykksignal avhengig av trykket til gassbrennstof f tilførselen og en gasstilførselventil blir styrt i avhengighet av et forutbestemt forhold mellom trykksignalet og gassbrennstofftilførselsstyresignalet.

Den elektroniske signalbehandlingsinnretningen kan innbefatte en oppslagstabel1 som inneholder informasjon angående gasstrømmen som en funksjon av en ventilåpning og gassbrenn-stofftrykk hvorved oppslagstabel len gir den nødvendige ventilåpningen for den nødvendige gasstrømmingen og detektert gasstrykk.

Ytterligere lagret informasjon kan bli anvendt med feilsignalet for å bestemme relative egenskaper for diesel- og gassbrennstoffene, som kan sikre at dieselbrennstoffet blir tilført ved en konstant eller vesentlig konstant hastighet og det andre brennstoffet ved en variabel hastighet. Dette kan være i det minste når motorhastigheten er over en terskel og posisjonen til styrelementet er låst.

En avfølingsinnreetning kan væree anordnet for å avføle operasjonsbetingelsen til motoren, hvilken avfølingsinnret-ning kan freembringe et signal til reguleringsinnretningen som bestemmer posisjonen ved hvilken reguleringsinnretningen er sperret i samsvar med den lagrede informasjonen.

Hvor en t i lbakekob 1 ingssignalgenererende innretning er anordnet kan tilbakekoblingssignalet også bli matet til reguleringsinnretningen eller en hjelpereguleringssinnretning som bevirker posisjonen ved hvilken reguleringselementet er sperret til å bli justert i samsvar med kravet av aktuelle mengder med dieselbrennstoff levert til motoren.

Etter startkalibreringen er det således ikke nødvendig å rekalibrere motoren. Det skal bemerkes at når motoren anvendes kan mengden med dieselbrennstoff matet til motoren med reguleringselementet i den sperrede posisjon variere da tetningen blir slitt f.eks., eller når innsprøytingen karboniseres. Ved å tilveiebringe et tilbakekoblingssignal som beskrevet kan det bli sikret at mengden med det leverte brennstoffet for den gitte tilstanden fra motoren er riktig. Enhver unøyaktighet i den effekt dr evne innretningen, hvor anordnet, kan dessuten bli tilpasset.

Oppfinnelsen er basert på oppdagelsen av at økningen i mengden med brennstoff lnnsprøytet med økningen i motorhastigheten er på grunn av lekkasje av pilotbrennstoff mellom stempelet og en hylse til innsprøytingspumpen. Jo hurtigere motorhastighet, jo mindre tid er det for at denne lekkasjen forekommer og mer pilotbrennstoff blir således sprøytet inn i motoren ved høyere hastigheter. Dersom tannstangen er festet i en posisjon for å gi mengden med pilotbrennstof f som er nødvendig for å tilfredsstille tenningen ved f.eks. lave hastigheter vil den derfor sprøyte inn mer pilotbrennstof f ved høyere hastigheter enn nødvendig for tenningen og delen av pilotbrensel i forhold til gass i brennstoffet ved høyere hastigheter er større enn nødvendig.

Det har også blitt funnet at det i noen tilfeller ved innsprøyting av store mengder med pilotbrennstoff er stempel-slag ved lave motorhastigheter enn nødvendig ved høyere motorhastigheter for å gi tilfredsstillende gasspedalreaksjon og motorakselerasjon.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det påfølgende med henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk planriss av en dieselmotor for to brennstoff ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et sideriss i forstørret målestokk av

innsprøytningspumpen til motoren på fig. 1.

Fig. 3 viser et skjematisk diagram av en utførelsesform av et brennstof f reguler ingssystem anvendt for motoren på fig. 1. Fig. 4 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom en del av

motoren på fig. 1.

Fig. 5 viser et skjematisk sideriss av en Innsprøyt-ningsinnretning for bruk ved en modifikasjon av motoren på fig. 1. Fig. 6 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom en innsprøytningsinnretning for bruk ved en annen modifikasjon av motoren på fig. 1. Fig. 7 viser et skjematisk sideriss av en alternativ utførelsesform av dieselmotoren for to brennstoff.

Med henvisning til tegningene viser fig. 1 a en konvensjonell sekssylindret dieselmotor 10, f.eks. motoren til et motor-kjøretøy, slik som en lastebil. Motoren 10 har en konvensjonell brennstoffinnsprøytningspumpe 11 av den typen som pumper diskrete volumer eller "skvetter" med dieselbrennstoff til den konvensjonelle innsprøytningsinnretningen 12 ved hjelp av hvilken dieselbrennstoffolje blir sprøytet inn i sylindrene til motoren. Det skal henvises til britisk patentsøknad nr. 2166267 for nærmere beskrivelse av en slik pumpe. Dieselolje blir tilført innsprøytingspumpen 11 ved hjelp av en løftepumpe 13 fra en dieseloljetank 15 til kjøretøyet via en rørledning 16 og overskuddsdieseloljen fra innsprøytningsinnretningene blir returnert til tanken 15 via returledningen 16a. Luft blir ført inn fra atmosfæren via et luftinntak 17 og matet til sylindrene til motoren ved hjelp av en konvensjonell manifold 18. Mellom luftinnløpet 17 og manifolden 18 er en kanal 19 til hvilken gassbrennstoff blir matet langs en rørledning 20 fra en gasstilførselsventil 21 som blir forsynt med gass fra en lagerbeholder 22 langs en rørledning 23 via en avlastningsventil 24 for overtrykk og en trykkregulator 25.

Gasstilførselsreguleringsventilen 21 kan bli regulert ved hjelp av enhver egnet innretning, f.eks. som beskrevet med henvisning til fig. 3. Dette brennstof f reguleringssystemet innbefatter en motorhastighetstransducer 1' for omforming av informasjon om motorhastigheten til et elektrisk signal, en gasspedalposisjonstransducer 2' for omforming av informasjon om posisjonen til gasspedalen til et elektrisk signal og en gassbrennstofftrykktransducer 3' for omforming av informasjon om trykket til det gassholdige brennstoffet i rørledningen 23 til et elektrisk signal. Motorhastighetssignalet blir sendt langs en ledning 4', og gasspedalposisjonssignalet blir sendt langs en ledning 5' og trykksignalet blir sendt langs ledningen 6' til et inngangsfilter 7 til en mikroprosessor 8' vist med prikkede linjer.

Inngangsf i 1 ter et 7' er et 1 avpassf i 1 ter og tjener til fjerning av enhver transient støy tilstede 1 de forskjellige signalene og for å øke oppløsningen til signalene. Det filtrerte motorhastighetssignalet blir sendt langs en linje 9' til en proporsjonal, heltalling og avledbar regulerings-algoritme betenget 10'. Det filtrerte gasspedalposisjonssignalet blir sendt langs linjen 11' til reguleringsalgoritmen 10'. Forskjellen mellom gasspedalposisj onen og motor-hast ighetssignalene blir beregnet innenfor reguleringsalgoritmen 10' og anvendt som et feilsignal ved reguleringsalgoritmen.

Reguleringsalgoritmen 10' beregner den nødvendige strømnings-hastigheten for brennstoffet og de relative proposisjonene mellom nødvendig gassbrennstoff og nødvendig dieselolje. Verdien for den beregnede strømningsmengden blir sammenlignet med den maksimale tillatelige strømningsmengden for den spesielle motorhastigheten (som er kjent for enhver bestemt motor og motorhastighet) og dersom den beregnede strømnings- mengden er større enn denne maksimale verdien, så blir verdien for den beregnede strømningsmengden erstattet med den maksimale verdien.

Reguleringsalgoritmen 10' frembringer to utgangssignaler, av hvilke ett er representativt for nødvendig dieselbrennstoff-strømningsmengde. Signalet blir sendt langs en linje 12' til en elektromekanisk anordning 13' som er forbundet med dieselinnsprøytningspumpen 11 eller med motorhastighetsstyreren som er forbundet med innsprøytningspumpen 11.

Motorhastighetsstyreren kan være en konvensjonell styrer som bestemmer brennstoffmengden som skulle bli tilført sylinderen gjennom innsprøytningspumpen 11. Denne mengden med brennstoff ville være den nødvendige brennstoffmengden dersom motoren var blitt operert kun som en dieselmotor. Når de to brenn-stoffene anvendes er mengden av dieselolje som er nødvendig for motoren forskjellig fra når kun en dieselolje er blitt anvendt.

Den elektromekaniske anordningen 13' tilpasset til å for-hindre at innsprøytningspumpen 11 leverer mengder med dieselolje som er krevd av styreren ved å regulere bevegelsen til reguleringselementet lia til pumpen (jfr. fig. 2) for å styre dieseloljemengden tilført motoren. Den typiske reguleringsalgoritmen 10' opererer slik at den elektromekaniske anordningen 13' forhindrer innsprøytningspumpen 11 fra å levere mer enn en fast prosentdel av dieselol jen som ville bli tilført ved full gass. Et eksempel på en typisk prosentdel er til og med 10$. Anordningen 13' forhindrer ikke pumpen 11 fra å levere mindre enn denne faste prosentdelen.

Den nøyaktige prosentdelen med dieselolje lnnsprøytet i hver sylinder kan være fast gjennom hele hastighetsområdet for motoren eller den kan bli variert noe slik at den egnede mengden blir sprøytet inn for å gi tilfredsstillende tenning over hele hastighetsområdet til motoren. På grunn av, som forklart tidligere, har det blitt oppdaget at når motorhastigheten øker er der mindre tid for forekomst av brennstof fl ekkasj e i pumpen og således blir mer brennstoff sprøytet inn i motoren når hastigheten øker. Dersom reguler ingselementet lia blir oppreettholdt i konstant posisjon kan anordningen 13' bli anordnet for å bevirke at reguler ingselementet lia til pumpen 11 beveges i retning for å redusere brennstof f tilførselen når motorhastigheten øker, selv om dette kan ha virkningen av å opprettholde den aktuelle breennstoffmengden tilført sylinderen til motoren konstant. Anordningen 13' justerer derfor posisjonen til reguler ingselementet lia til pumpen 11 nøyaktig for å gi dieselbrennstoffmengde som er nødvendig for innsprøytning, som kan ha, som forklart, en konstant mengde over hele hastigheetsområdet til motoren eller en variabel mengde dersom det er funnet at forskjellige pilotbrennstoffmengder er nødvendig ved forskjellige motorhastigheter ved en bestemt motor.

I alle tilfelle er prosentdelen med tilført dieselolje, sammenlignet med den som vil bli tilført ved full gass, strengt begrenset og er i størrelsesorden av 10$ i dette eksempelet, selv om det naturligvis kan bli basert på andre prosentdeler om ønskelig.

Den andre utgangen fra reguleringsalgoritmen 10' blir sendt langs linjen 5' til en oppslagstabel 1 16'. Den filtrerte informasjonen som angår gassholdig brennstofftrykk blir dessuten matet langs linjen 17' til oppslagstabellen 16'. Oppslagstabellen 16' inneholder lagret informasjon angående gasstrømmen som en funksjon av ventilåpningen og gassholdig breennstof f trykk. Oppslagstabellen 16' kan følgelig beregne den nødvendige åpningen til 21 gitt av den nødvendige gasstrømmen (fra linjen 15') og det eksisteerende gasstrykket (fra linjen 17').

Informasjonen som angår ventilåpningen blir sendt langs en linje 18' til et lavpassutgangsfilter 19' og så langs en linje 20' til gassventilen 21. Gassventilen 21 regulerer tilførselen av gassholdig brennstoff mellom rørledningen 23 som er forbundet med gasslagringsbeholderen 22, og en rørled-ning 20 som er forbundet med rørledningen 19. Det henvises nærmere til GB-A-2166267 for en nærmere og detaljert beskrivelse av operasjonen av brennstof f reguleringssystemet med hensyn til regulering av gasstrømmen og variasjoner deri kan bliutført med de nødvendige endringer av foreliggende oppfinnelse. Gassen kan f.eks. bli tilført via en gass-fordeler til en gassholdig brennstof f innsprøyter for hver motorsylinder.

Med henvisning spesielt til fig. 2 er dieselinnsprøytnings-pumpen vist med henvisningstallet 11 og den konvensjonelle reguleringselement eller tannstang er vist med henvisningstallet lia. Båret på en brakett 24a anbragt på pumpen 11 er den elektromekaniske anordningen 13'som har en utgangsaksel 25a, hvilken posisjon ved foreliggende eksempel er bestemt av en dr i vinnretning som innbefatter en elektrisk trinnmotor under styring av signalet sendt langs linjen 12'. Utgangs-akselen 25a bærer en arm 26 som samvirker med reguleringselementet lia for å sperre bevegelsen til reguleringselementet lia i retning mot å øke dieselbrennstoffmengden tilført av pumpen 11, idet posisjonen til sperringen av reguleringselementet lia bestemmes som beskrevet tidligere. Ingen begrensning er satt på reguleringselementet lia fra å trekke tilbake mot dens minimumsstrømningsposisjon.

I tilfelle av enhver feil i gasstrømningsmekanismen I den åpne posisjonen vil således maskinen ikke gå for raskt. Den mekaniske styreren regulerer reguleringselementet lia, som er en hel del av dieselbrennstof f innsprøytningspumpen 11 og vil operere normalt og trekke tilbake reguleringselementet lia til en ikke-strømningstilstand og således vil ikke noe pi lotbrennstof f være tilgjengelig og motoren vil senke hastigheten til en likevekt ved dens styrte hastighet ved hvilket punkt pilotbrennstoffet igjen vil bli tilført uten belastning på den.

Pumpen 11 er forbundet med hver av de forsskjellige seks sylindrene til motoren 10 ved hjelp av en mateledning P. I en mateledning P' er det anordnet en t i lbakekobl ingssignalgenererende innretning G som er vist nærmere på fig. 4.

Genereringsinnretningen G innbefatter en armatur som er forbundet med matelinjen P', idet armaturen har et innløp som er forbundet med den første matelinjedel med pumpen 11, og et utløp 31 som er forbundet med dens respektive innsprøytnings-innretning 12 via en andre matelinjedel, en passasje 33 som strekker seg gjennom en armatur mellom innløpet 30 og utløpet 31.

Avgreningene fra passasjen 33 er en andre passasje 34 som kommuniserer med et kammer 35 forsynt med en kobling 36 som er anbragt i en åpning 37 til armaturen.

Innenfor kammeret 35 er anbragt en membran 38 som innbefatter en skive som isolerer kammeret 35 og således trykket til dieselbrennstof f et i passasjen 33 er i kommunikasjon med skiven 38. En deformasjonsmåler 39 er festet til skiven 38 og et elektrisk signal er frembragt som reaksjon på trykket til dieselen i passasjen 33. Signalet blir ført via en signalbehandlingsinnretning H og et lavpassfilter 7' til algoritmen 10' .

Det skal bemerkes at hver gang innsprøytningspumpen 11 er operativ for å pumpe brennstoff langs mateledningen P', i hvilken generer ingsinnretningen G er anordnet, vil trykket til brennstoffet i mateledningen P' øke.

Def ormas j onsmåleren 29 vil frembringe signal som angir en skarp stigning i trykket når pumpen begynner å pumpe, før

Innsprøytningsinnretningen 12 sprøyter brennstoff inn i motoren, fulgt av en periode med høyt trykk mens brennstoffet blir sprøytet inn fulgt av en annet momentan stigning i trykket når innsprøytningsinnretningen igjen opphører å sprøyte inn brennstoff. Deretter vil trykket avta når pumpen 11 avbryter pumpingen av brennstoff til mateledningen P'.

Tiden innsprøytningsinnretningen er operativ for å sprøyte inn brennstoff, dvs. perioden mens innsprøytingsinnretningen 12' er operativ, kan således bli bestemt såvel som en Indikasjon på størrelsen i trykket. Ved å kjenne størrelsen på passasjen 33 kan mengden av brennstoff levert av tilknyt-tet sylinder og ved gjennomsnittsberegning til motoren bli nøyaktig estimert. Algoritmen 10' kan ikke bare signalisere til anordningen 13' for å sperre bevegelsen på reguleringselementet eller tannstangen lia, men kan også justere dens posisjon deersom det er funnet at for mye eller for lite brennstoff er blitt levert som bestemt av tilbakekoblingssignalet generert av innretningen G, sammenlignet med den beregnede optimale brennstoffmengden.

Ved en alternativ utførelsesform kan istedenfor å mate tilbakekoblingssignalet til algoritmen 10' signalet bli matet til en hjelpereguleringsinnretning som er operativ for å justere posisjonen til sperreelementet lia hvor mengden med brennstoff som er blitt levert blir funnet å være forskjellig fra den nødvendige optimale mengde med brennstoff.

Ved oppstartingen av motoren er det ved bruk nødvendig å kalibrere brennstoffmatesystemet for å sikre at den aktuelle mengden ned dieselbrennstoff som blir levert til motoren korresponderer med den optimale beregnede verdien som bestemt at algoritmen 10'. På grunn av tilbakekoblingssignalet generert fra tilbakekoblingsgenereringsinnretningen G er det ikke nødvendig etter dette å starte kalibreringen for å rekalibrere motoren. Uten tilbakekoblingssignalet er det klart at når motoren blir anvendt kan mengden med diesel brennstoff matet til motoren med reguleringselementet i dens sperrede posisjon variere som deler av motorslitasje og som innsprøytningskarbonisering.

Ved å tilveiebringe et tilbakekoblingssignal som beskrevet kan sper r epos i sj onen til reguleringselementet lia bli kontinuerlig justert for å sikre at maksimal mengde med brennstoff tillatt for den gitte tilstand av motoren aldri blir overskredet. Enhver unøyaktighet i trinnmotoren til anordningen 13' kan dessuten bli tilpasset.

Ved en annen utførelsesform vist på fig. 5, istedenfor deformasjonsmåleren være anordnet en eller flere innsprøyt-ningsinnretninger 12 gjennom hvilke pilotbrennstoff sprøytes inn i motoren og det kan være en akselerometer 40 festet dertil for å avføle åpningen og/eller lukkingen av inn-sprøytings innretningene og tilveiebringe et signal fra hvilket mengden med brennstoff sprøytet inn i motoren kan bli bestemt og følgelig tilveiebringe et tilbakekoblingssignal.

Ved en annen utførelsesform vist på fig. 6 er den eller de eller flere av innsprøytingsinnretningene 12, gjennom hvilke pilotdieselbrennstoffet sprøytes inn i motoren, forsynt med innretninger 51 for å detektere når innsprøytningsnålventilen er åpen og således brennstoff er blitt sprøytet inn og således tilveiebringes et tilbakekoblingssignal. Innretnin-gene 51 kan innbefatte en elektrisk bryter påvirket av bevegelsen til nålen 52, idet brytereen 51 er forbundet med en ledning 53 til styresystemet. Ved en modifikasjon kan innreetningen 51 ikke bare ganske enkelt deteektere når innsprøytningsnålventilen er åpen, men kan også detektere ved hvilken grad nålventilen er åpen og således tilveiebringe et mer nøyaktig signal av mengden av brennstoff som er blitt sprøytet inn I motoren. Ved denne modifikasjonen kan innret-ningene 51 f.eks. være et potensiometer.

Ved en annen utførelsesform, vist på fig. 1, blir et tilbakekoblingssignal som beskrevet ovenfor tilveiebragt ved å bestemme forskjellen mellom mengden med pilotdieselbrennstoff som blir tilført innsprøytningssystemet og mengden av pilotdieselbrennstoff som blir returnert fra innsprøytnings-systemet. Dette blir gjort ved å anordne strømningstrans-ducere 60, 61 i strømningsledningen 16 og henholdsvis returledningen 16a. Transducerene 60, 61 er vist med prikkede linjer på fig. 1. Ved å sammenligne brennstof fmengden som strømmer som bestemt av transduceren 60, 61 blir tilveiebragt et mål på mengden av brennstoff sprøytet inn i motoren og dette tilveiebringer et tilbakekoblingssignal som ble anvendt, som beskrevet tidligere, for å justere posisjonen til sperren for bevegelsen av tannstangen lia på lignende måte for tilbakekoblingssignalet generert av innretningen G som beskrevet ovenfor.

Ved en annen utførelsesform, vist på fig. 7, hvor samme henvisningstall er blitt anvendt for tilsvarende deler som anvendt ved fig. 1, men med tillegg på 100, er motoren 100 forsynt med en alternativ form for innsprøytningspumpe 111 av den typen som gir en kontinuerlig strøm av trykksatt dieselbrennstoff for å tilveiebringe en kontinuerlig trykksatt ledning Illa ved hjelp av hvilken pilotbrennstoffet blir matet til innsprøytningsinnretningen 112. Innsprøytnings-innretningen 112 er av en annen type enn den beskrevet tidligere og istedenfor å bli aktivert av ankomsten ved en innsprøytningsinnretning med en skvett dieselbrennstoff, som ved den tidligere beskrevne utførelsesformen, er innsprøyt-nings innretningene åpnet ved egnet tidspunkt i motorcyklusen ved hjelp av en kamaksel og tillater innsprøytning av et diskret volum med dieselbrennstoff i den tilknyttede sylinder fra den trykksatte ledningen i samsvar med tiden for hvilken innsprøytningsinnretningen opprettholdes åpen av kamakselen og strømningskarakteristikken til innsprøytningsinnretningen. Et slikt innsprøytningssystem med trykksatt ledning er vanligvis kjent som "Cummins"-system.

To brennstofforsyningsinnretninger beskrevet tidligere i forbindelse med fig. 1 er anvendt med egnede modifikasjoner ved foreliggende oppfinnelse. Motorhastigheten og gasspedalposisj onssensorene 101' og 102' er således anordnet som gir et inngangssignal til mikroprosessoren 108' når et signal indikativt for gassbrennstofftrykkforskjeller over den gassholdige brennstofftrykkreguleringsventilen 121 ved hjelp av en ledning 106'. Differensialstrømningstransduceren 160 og 161 frembringer dessuten signaler til mikroprosessoren 108' indikativt for den virkelige mengden med dieselbrennstof f lnnsprøytet i motoren.

Reguler ingsalgor itmen til mikroprosessoren 108' gir et utgangssignal da beskrevet i forbindelse med den første utførelsesformen til gassreguleringsventilen 121' slik at gassforsyningen blir styrt som beskrevet tidligere. Algoritmen tilveiebringer dessuten et utgangssignal langs ledningen 112' til den egnede innretningen for å begrense mengden med dieselbrennstof f sprøytet inn av innsprøytingsinnretningen 112 til en pilotmengde lik mengden med pilotdieselbrennstoff beskrevet tidligere med henvisning til tidligere utførelses-former.

Signalet tilveiebragt langs ledningen 112' er avhengig av en hastighetssensor 101' som utgjør den første innretningen som freembringer et første inngangssignal til reguleringsinnretningen innbefattet av mikroprosessoren 108' som vil bevirke den til å frembringe et signal langs ledningen 112' for å bevirke at pilotbrennstoff blir tilført ved en forutbestemt mengde i samsvar med motorhastigheten. På grunn av at der er som i tilfelle med første utførelsesformen faktorer hvorved den virkelige mengden med pilotdieselbrennstoff sprøytet inn i sylindrene avviker fra den ment av strømningstransducerene 160, 161 er det anordnet en andre innretning som gir et andre inngangssignal til reguleringsinnretningen som bevirker modifikasjon av tilførselen av pilotbrennstoffet signalisert av den første Innretningen slik at den virkelig ønskede mengden med pilotdieselbrennstoff virkelig blir sprøytet inn i motoren. Selv om ved det ovenfor nevnte eksempel den første innretningen gir et første inngangssignal avhengig av motorhastigheten, kan det første inngangssignalet være avhengig av andre motorparametre og likeledes det andre inngangssignalet frembragt av den andre innretningen kan ved foreliggende oppfinnelse, som et resultat av differensial-strømmen detektert av transduceren 160, 161, være anordnet som et resultat av avføling og andre motorparametere indika-tive for den aktuelle mengden med dieselbrennstoff sprøytet inn i motoren.

Om ønskelig kan istedenfor en trinnmotor, en likestrømsmotor eller en annen drivinnretning være anordnet innenfor innretningen 13' for å sperre posisjonen til reguleringselementet lia i en retning for å øke tilførselen av dieselbrennstof f til motoren. Istedenfor sekssylindermotor kan oppfinnelsen bli anvendt på andre typer motorer.

Om ønskelig kan ved begge typene av innsprøytningssystemer beskrevet med henvisning til fig. 1 og den beskrevet med henvisning til fig. 7 et tilbakekoblingssignal være tilveiebragt ved å avføle temperaturen til pilotbrennstoffet som er indikativ for dieselbrennstoffmengden sprøytet inn i motoren på grunn av at mengden som er sprøytet inn varierer med viskositeten til brennstoffet som varierer med temperaturen eller ved å avføle den virkelige effekten utviklet av motoren.

Trekkene beskrevet i foregående beskrivelse eller medfølgende tegninger uttrykker deres spesifikke form eller uttrykt i en innretning for å utføre den beskrevne funksjonen, eller et metall eller prosess for å frembringe det beskrevne resul-tatet, eller en klasse eller gruppe med substanser eller sammensetninger, eller egnet, kan separat eller i enhver kombinasjon av trekkene bli anvendt for å realisere oppfinnelsen i dens forskjellige former.

Claims (32)

1. Motor med kompresjonstenning og for to drivstoff, karakterisert ved at den innbefatter et gassbrennstof f tilførselssystem for motoren, et dieselbrennstof f tilførselssystem for motoren, innbefattende en inn-sprøytningspumpe med en styrer og en reguleringsinnretning for å regulere mengden med dieselbrennstof f sprøytet inn i motoren ved hjelp av pumpen, og innretning for å sperre bevegelsen til reguleringselementet i retningen for å øke tilførselen av dieselbrennstoff til motoren ved en posisjon for å tilføre pilotbrennstoff ved en konstant eller vesentlig konstant mengde, idet posisjonen bestemmes i samsvar med i det minste en operasjonstilstand til motoren.

2. Motor ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste en av operasjonstilstandene til motoren er motorhastigheten.

3. Motor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at operasj onstilstanden innbefatter posisjonen til hastighetsstyringen for motoren alene eller i kombinasjon med motorhastigheten.

4. Motor ifølge hvilket som helst et av de foregående krav, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet er anvendt ved bestemmelse av posisjonen ved hvilken bevegelsen til reguleringselementet er sperret.

5. Motor ifølge krav 4, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet er indikativt for mengden med pilotbrennstoff sprøytet inn i motoren.

6. Motor ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet er avhengig av temperaturen til pilotbrennstoffet eller den virkelige effekten utviklet av motoren.

7. Motor ifølge krav 5, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet anvendes for å kontrollere mengden med pilotdieselbrennstoff i virkeligheten sprøytet inn i motoren korresponderer med den nødvendig for posisjonen til reguleringselementet i samsvar med operasjonstilstanden.

8. Motor med kompresjonstenning for to brennstoff med et gasstilførselssystem for motoren, dieselbrennstofftilførsels-system for motoren, karakterisert ved at den innbefatter en innsprøytningspumpe og en reguleringsinnretning for å styre mengden med pi lotdieselbrennstof f sprøytet inn i motoren og første innretning for å tilveiebringe en første inngang til reguleringsinnretningen for å bevirke at reguleringsinnretningen tilfører pilotbrennstoff ved en forutbestemt hastighet i samsvar med i det minste en operasjonsparameter til motoren og en andre innretning for å tilveiebringe et andre inngangssignal til reguleringsinnretningen for å modifisere tilførselen av pilotbrennstoff signalisert av den første Innretningen i samsvar med i det minste en ytterligere parameter for motoren.

9. Motor ifølge krav 8, karakterisert ved at i det minste en operasjonsparameter for motoren innbefatter motorens hastighet.

10. Motor ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at i det minste en ytterligere parameter til motoren innbefatter et tilbakekoblingssignal.

11. En motor ifølge krav 10, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet er indikativt for mengden med pilotdieselbrennstoff som er blitt sprøytet Inn i motoren og reguleringsinnretningen er tilpasset til å justere til-førselen av pi lotbrennstof f et for å korrespondere med det signalisert av det første inngangssignalet.

12. Motor ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at innsprøytningspumpen er av den typen som pumper diskrete volumer med brennstoff til innsprøytningssystemet.

13. Motor ifølge krav 12, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet er utledet fra en def ormas jonsmåler som bestemmer trykket til dieselbrennstoffet i en mateledning fra innsprøytningspumpen, innretningen tilveiebringer korrelert trykk med mengden av brennstoff lnnsprøytet i motoren fra innsprøytningspumpen.

14. Motor ifølge krav 13, karakterisert ved at deformasjonsmåleren er anordnet på en membran på hvilken dieselbrennstoffet virker.

15. Motor ifølge krav 12, karakterisert ved at den eller en eller flere av innsprøytningsanordningene gjennom hvilke brennstoffet sprøytes inn i motoren, er forsynt med et akselerometer for å avføle åpningen og/eller lukkingen av innsprøytningsanordningen og for å tilveiebringe et signal fra hvilket mengden med brennstoff sprøytet inn i motoren kan bli bestemt for å tilveiebringe tilbakekoblingssignalet .

16. Motor ifølge krav 12, karakterisert ved at den eller en eller flere av innsprøytningsanordningene gjennom hvilke pilotdieselbrennstoff sprøytes inn i motoren er forsynt med en innretning for å detektere når og/eller graden av hvilken ventil til den eller hver av innsprøyt-ningsanordningene er åpen og for å tilveiebringe et signal fra hvilket mengden med brennstoff sprøytet inn i motoren kan bli bestemt for å tilveiebringe tilbakekoblingssignalet.

17. Motor ifølge krav 12, karakterisert ved at dif f er ens i al pi lotdieselbrennstof f-strømnings innretningen er anordnet for å bestemme forskjellen mellom mengden av pilotdieselbrennstoff tilført innsprøytningssystemet og mengden av pilotdieselbreennstoff returnert fra innsprøyt-ningssystemet og tilveiebringelsen av et signal fra hvilket mengden med brennstoff sprøytet inn i motoren blir utledet for å tilveiebringe tilbakekoblingssignalet.

18. Motor ifølge hvilket som helst et av kravene 12-17, karakterisert ved at reguleringselementet kan anbringes i posisjon ved hjelp av en drivinnretning.

19. Motor ifølge krav 16, karakterisert ved at drivinnretningen innbefatter en elektrisk trinnmotor, en elektrisk likestrømsmotor, et hydraulisk eller et pneumatisk stempel eller en dieselstyrt påvirkningsinnretning.

20. Motor ifølge hvilket som helst et av kravene 12-19, karakterisert ved at innretninget som sperrer bevegelsen av reguleringselementet innbefatter et element som mekanisk samvirker med reguleringselementet eller innretning for å frakoble drivinnretningen.

21. Motor ifølge hvilket som helst et av kravene 12-20, karakterisert ved at ingen begrensning er satt på reguleringselementet fra å bevege det mot dets minimumsstrømningsposisjon, hvor det i tilfelle av en styrer som regulerer posisjonen til reguleringselementet krever bevegelse av reguleringselementet i retning mot å redusere tilførselen av dieselbrennstoffet.

22. Motor ifølge hvilket som helst et av kravene 1-11, karakterisert ved at innsprøytningspumpen er av den typen som frembringer en kontinuerlig strøm av pilotdieselbrennstoff som er matet ved hjelp av en kontinuerlig trykksatt tilførselsledning til innsprøytningssystemet og innsprøytningssystemet er anordnet for å sprøyte inn diskrete volumer med pilotdieselbrennstoff inn i sylinderen eller hver av sylindrene til motoren fra tilførselsledningen.

23. Motor ifølge krav 22 og noen av kravene 4-7 eller kravene 10-11, karakterisert ved at tilbakekoblingssignalet er utledet fra en differensialpilotdieselbrennstoff-strømningsinnretning som bestemmer forskjellen mellom mengden av pilotdieselbrennstoff tilført innsprøytningssystemet og mengden av pilotdieselbrennstof f returnert fra innsprøyt-ningssystemet for å tilveiebringe et signal fra hvilket mengden med brennstoff lnnsprøytet i motoren for å tilveiebringe tilbakekoblingssignalet.

24. Motor ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at motoren er forsynt med et brennstoffstyresystem innbefattende strømningsstyreinnret-ning tilpasset til å styre relative deler av hvert brennstoff tilført motoren, hvor systemet innbefatter en innretning for å tilveiebringe et feilsignal utledet fra motorhastigheten og gasspedalposisjonen og innretning som reagerer på feilsignalet for å tilføre diesel- og gassbrennstoff for å bevirke at motorhastigheten tenderer mot en hastighet krevd av gasspedalposisj onen.

25. Motor ifølge krav 24, karakterisert ved at systemet innbefatter en motorhastighetssensor for å tilveiebringe et motorhastighetssignal som reagerer på motorhastigheten, en gasspedalposisjonsensor for å tilveiebringe et gassposisjonssignal som reagerer på gasspedalposisjonen, idet reguleringsinnretningen reagerer på motorhastigheten og gasspedalposisjonssignalene for å tilveiebringe et første reguleringssignal og et andre brennstoffreguleringssignal til henholdsvis dieselbrennstof f systemet og gassbrennsstof f til-førselssystemet for å bevirke at motorhastigheten har en tendens til å gå mot hastigheten bestemt av gasspedalposisj onen.

26. Motor ifølge krav 25, karakterisert ved at styreinnretningen innbefatter et elektrisk signal som behandler innretningen som har en programregulert algoritme i hvilken forskjellen mellom gasspedalposisjonen og motorhastigheten er beregnet og anvendt som er feilsignal.

27. Motor ifølge krav 26, karakterisert ved at det andre brennstof f signalet frembragt av den elektroniske signalbehandlingsinnretningen er elektronisk sammenlignet med et trykksignal avhengig av trykket til gassbrenseltilførselen og en gasstilførselsventil reguleres i avhengighet av et forutbestemt forhold mellom trykksignalet og gassbrennstoff-styresignalet.

28. Motor ifølge krav 27, karakterisert ved at den elektroniske signalbehandlingsinnretningen innbefatter en oppslagstabell som inneholder informasjon angående gasstrøm-men som funksjon av et ventilåpningstrykk og et gassbrenn-stofftrykk hvorved oppslagstabellen gir den nødvendige ventilåpningen for nødvendig gasstrøm og detekterte gasstrykk.

29. Motor ifølge krav 24-28, karakterisert ved at den ytterligere 1agringsinformasjonen anvendes med feilsignal for å bestemme relative egenskaper for diesel- og gassbrennstoff for å sikre at dieselbrennstoffet blir tilført ved en konstant eller vesentlig konstant hastighet og det andre brennstoffet ved en variabel hastighet.

30. Motor ifølge krav 29, karakterisert ved at avfølingsinnretningene er anordnet for å avføle operasjonstilstanden eller i det minste en operasjonstil stand til motoren, hvilken avfølingsinnretning til å frembringe et signal til reguleringsinnretningen som bestemmer pilotdieselbrennstoffet blir tilført i samsvar med den lagrede informasjonen.

31. Motor i det vesentlige som her beskrevet med henvisning til fig. 1, 2 og 3 eller fig. 4 eller fig. 5 eller fig. 6 eller fig. 7 i de medfølgende tegninger.

32. Ethvert nytt trekk eller hver ny kombinasjon av trekkene beskrevet her og/eller vist med medfølgende tegninger.