[发明专利]双燃料共轨瞬变压力控制及使用其的发动机

说明书

公开一种双燃料共轨瞬变压力控制及使用其的发动机。具体地，压燃发动机从共轨燃料喷射器加燃料，共轨燃料喷射器主要喷射天然气燃料，天然气燃料通过液体柴油燃料的少量先导喷射压燃。在快速负载损失瞬变之前和之后，基于发动机速度和负载控制液体轨压力和气体轨压力朝向相应压力。在瞬变过程中，相对于气体轨压力控制液体轨压力，以便在瞬变过程中保持液体轨压力大于气体压力，以避免气体燃料移入系统的液体燃料侧。

技术领域

本发明整体涉及双燃料压燃发动机，更具体地，涉及一种在负载损失瞬变过程中的共轨压力控制策略。

背景技术

天然气逐渐成为用于为内燃机加燃料的有吸引力的替代。在一个具体例子中，压燃发动机主要利用直接喷射到每个发动机气缸中的源自气体燃料共轨的天然气和来自液体燃料共轨的液体柴油燃料加燃料。两种燃料从同一燃料喷射器喷射，并且通过压燃液体柴油燃料的少量先导喷射来点燃相对大充量的气体燃料。当两种燃料从单个燃料喷射器喷射时，存在气体燃料移入液体侧的可能性，反之亦然，这会导致对燃料系统的适当操作的不利影响。共有的美国专利申请公开No.2012/0285417示出这种双燃料系统的例子。在典型的操作过程中，液体燃料压力保持大于气体燃料压力，以抑制气体燃料移入燃料系统的液体燃料侧。液体燃料共轨中的压力能够由于液体燃料的相对不可压缩性而快速变化。但是，改变气体燃料共轨中的压力由于气体燃料的高度可压缩特性而大不相同。在保持抑制气体燃料移入燃料系统的液体燃料侧的压差的同时，在负载损失瞬变过程中减小气体燃料共轨中的压力而不将大量气体通至大气是困难的。

本发明指向上述问题中的一个或多个。

发明内容

一方面，一种操作发动机的方法包括将气体燃料和液体燃料分别从燃料喷射器的气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组直接喷射到发动机气缸中。喷射的液体燃料被压燃以便又点燃气体燃料。通过保持液体轨压力大于气体轨压力来抑制在燃料喷射器内气体燃料移入液体燃料。迁移抑制步骤包括在瞬变之前和之后执行第一轨压力控制算法，并且在瞬变过程中执行第二轨压力控制算法。瞬变是通过从第一速度和负载的高燃料需求状态变化为第二速度和负载的低燃料需求状态开始的。

另一方面，一种发动机包括发动机壳体，发动机壳体限定多个气缸，多个对应的活塞在多个气缸内往复运动以限定大于14:1的压缩比。气体燃料共轨和液体燃料共轨流体地连接到多个燃料喷射器中的每个，每个燃料喷射器包括定位用于直接喷射到气缸之一中的气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组。用于抑制在燃料喷射器内气体燃料移入液体燃料的机构包括电子控制器，电子控制器能够在瞬变之前和之后执行第一轨压力控制算法以保持液体轨压力大于气体轨压力，并且在瞬变过程中执行第二轨压力控制算法以保持液体轨压力大于气体轨压力。瞬变包括从第一速度和负载的高燃料需求状态变化为第二速度和负载的低燃料需求状态。

附图说明

图1是根据本发明的另一方面的发动机的示意图；

图2是图1中所示发动机的一部分的立体图；

图3是经过图2中所示发动机的一部分的剖视立体图；

图4是用于向单独的燃料喷射器供给气体燃料和液体燃料的同心套筒组件的侧剖视图；

图5是用于图2-5的发动机的燃料喷射器的前剖视图；

图6是图5的燃料喷射器的控制部分的放大剖视图；

图7是在快速负载损失瞬变事件之前、过程中和之后的液体轨压力和气体轨压力与时间的曲线图；以及

图8是示出在瞬变之前和之后使用的第一轨压力控制算法和在瞬变过程中使用的第二轨压力控制算法的逻辑流程图。

具体实施方式