[发明专利]使用加压低粘度燃料的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及使用加压低粘度燃料的压燃式内燃机领域，所述内燃 机包括发动机动力气缸，该发动机动力气缸带有与其相关联的气体流 动路径，还包括用于开启发动机动力气缸和所述气体流动路径之间的 流体连通的气门系统，以及发动机管理系统(EMS)。本发明也涉及 使用加压低粘度燃料的压燃式内燃机的操作方法。

背景技术

非矿物燃料经常用作常规柴油燃料的环保性替代品。如二甲醚 (DME)的高蒸汽压燃料与传统的柴油燃料相比通常具有非常低的粘 度，粘度低至使得即使喷嘴阀的密封表面未被破坏而燃料也能够泄漏 通过关闭的该阀。此外，用于这种低粘度燃料的燃料喷射和供给系统 经常设计为使得即使发动机停机时也在燃料系统的空间内保留远高于 大气的燃料压力。这为即使在发动机不运行且不存在用于实际喷射的 燃料压力时燃料也泄漏到发动机动力气缸内创造了条件。

现有的燃料喷射系统已公开，其中采用了用于防止在停机的发动 机内通过喷射器喷嘴的泄漏的专用装置，该专用装置为电控隔离阀或 自动隔离阀的形式。例如，在美国专利No 6,189,517中公开了现有技术 的带有自动隔离阀的系统。虽然已知的泄漏保护系统一般是有效的， 但它们在使用中仍可能失去其功能性。对此，一个原因可能是碎屑块 堵塞在泄漏保护阀的密封表面之间。如果发生这种堵塞，则大量的燃 料可能向下泄漏到发动机动力气缸内。在试图启动其中发生了这种泄 漏的发动机时，所述量的泄漏燃料可能点燃并导致受影响的气缸内的 过压和超温，而可能随后对各种发动机部件造成损坏。

发明内容

本发明的目的是提供在启动其中挥发性燃料已泄漏到动力气缸内 的发动机时避免损坏且增加安全性的装置。

通过一种使用加压低粘度燃料的压燃式内燃发动机实现了上述目 的，所述发动机包括发动机动力气缸，该发动机动力气缸带有与其相 关联的气体流动路径，所述发动机还包括用于开启所述发动机动力气 缸和所述气体流动路径之间的流体连通的气门系统以及发动机管理系 统，其中所述发动机管理系统适于提供预启动模式，在该预启动模式 中，所述发动机动力气缸和所述气体流动路径之间的开启的流体连通 以如下方式建立，即防止任何存在于所述发动机动力气缸内部的燃料 达到所述燃料的燃料点燃温度。

本发明也涉及以增加使用诸如DME的高蒸汽压燃料的发动机的安 全性、提高其可靠性并减少其停机时间为目的的发动机启动和诊断方 法及系统的改进。也介绍了方便的诊断方法，该方法允许精确测量喷 射器之间的燃料供给均匀性，同时不要求特殊的测试设备或准备工作 来执行这种测量。

通过一种使用加压低粘度燃料的压燃式内燃发动机的操作方法实 现了上述目的，所述发动机包括发动机动力气缸，该发动机动力气缸带 有与其相关联的气体流动路径，所述发动机还包括用于开启所述发动 机动力气缸和所述气体流动路径之间的流体连通的气门系统、发动机 管理系统、在每个所述发动机动力气缸的所述气体流动路径中的温度 传感器，所述方法的特征在于如下步骤：

测量所述温度传感器的输出并将所测得的数据存储在发动机管理 系统存储器内；

在预启动模式下激活所述气门系统，所述预启动模式防止达到燃 料点燃温度；

比较在所述预启动模式期间由所述温度传感器提供的新测量数据 与所述已存储的数据，并分析关于各个温度传感器的输出的差值的所 述新测量数据；

保持所述预启动模式，直至所测得的差值低于预定值，或直至达 到最大允许持续时间。

本发明的目的是提供用于检测泄漏的高挥发性燃料在发动机动力 气缸内的存在以及用于在检测到这种泄漏的情况下安全启动发动机的 系统和方法。本发明的另外的目的是提供其中以最小成本和复杂性实 现必需的功能性的这种系统。本发明的又一目的是提供用于测量诸如 DME的高挥发性燃料在喷射器之间的输送均匀性的简单而精确的方 法。