[发明专利]用于操作压缩点火发动机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机，包括被配置成使用石油柴油和生物柴油燃料的混合物来操作的压缩点火发动机。

背景技术

本节中的阐述仅提供了与本发明有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

包括压缩点火发动机的内燃发动机使用的燃料源自于：包括石油的原料（称为石油柴油燃料）；以及包括生物源的原料（称为生物柴油燃料）的燃料。燃料供应商可能提供具有变化调配的燃料，以及石油柴油燃料和生物柴油燃料的混合物。

石油柴油燃料源自于原油的分馏，并且是通常包含每分子在8至21个碳原子之间的碳链的混合物。已知的是，生物柴油燃料是指基于植物油或基于动物脂肪的柴油燃料，其包括长链烷基（即，甲基、丙基或乙基）酯。合适的基于植物油的原料包括大豆、油菜籽和麻风树属。生物柴油燃料可通过将类脂（例如，植物油、动物脂肪）与乙醇化学反应来制得。

燃料可以按照较低的热值（Q_LHV）来表征，其是每单位质量燃料的化学能含量。已知的是，不同燃料和燃料混合物具有不同热值（Q_LHV）和化学计量空气/燃料比，其可影响发动机操作和发动机性能。化学计量空气/燃料比是具有以质量/质量或其他合适测量来量度的比率的空气和燃料的混合物，所述比率足以实现燃料的完全燃烧，而如果燃料更多则不能实现完全燃烧。

已知生物柴油燃料具有在大约12.46:1的化学计量空气/燃料比，而已知石油柴油燃料具有在大约14.5:1的化学计量空气/燃料比。已知生物柴油燃料具有大约0.8857 kg/L的密度，已知石油柴油燃料具有在大约0.8474 kg/L的密度。已知生物柴油燃料具有大约37.277 MJ/kg的燃料热值（Q_LHV），已知石油柴油燃料具有在大约42.74 MJ/kg的燃料热值（Q_LHV）。已知生物柴油燃料具有大约11.75%的氧含量（按重量），已知石油柴油燃料不具有氧含量。生物柴油燃料的十六烷值可不同于与已知石油柴油燃料相关联的十六烷值。已知的用于内燃发动机的燃料喷射器响应于指令而喷射燃料。至燃料喷射器的指令采用脉宽（即，开启时间）的形式。因此，喷射器输送与开启时间和燃料压力相关联的燃料量，其中燃料量以体积（例如，毫升）度量，当燃料密度已知且喷射器按照预期操作时，所述燃料量对应于燃料的质量。

发明内容

一种用于控制内燃发动机的操作的方法，所述内燃发动机配置成以压缩点火燃烧模式来燃烧燃料，所述方法包括：监测内燃发动机的排气供料流中的氧气浓度、进气的质量流率、以及燃料的指令燃料脉冲。基于排气供料流中的氧气浓度、进气的质量流率以及指令燃料脉冲来确定燃料的化学计量空气/燃料比。确定与燃料的化学计量空气/燃料比相关的燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比。响应于燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制发动机操作。

本发明还包括以下方案：

方案1. 用于控制内燃发动机的操作的方法，所述内燃发动机配置成以压缩点火燃烧模式来燃烧燃料，所述方法包括：

监测所述内燃发动机的排气供料流中的氧浓度、进气的质量流率、以及所述燃料的指令燃料脉冲；

基于所述排气供料流中的氧浓度、所述进气的质量流率、以及所述指令燃料脉冲来确定所述燃料的化学计量空气/燃料比；

确定与所述燃料的化学计量空气/燃料比相关的、所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比；以及

响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制发动机的操作。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中，响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制发动机的操作包括：响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制指令排气再循环EGR流率。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制发动机的操作包括：响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制指令新鲜空气流率。

方案4. 根据方案1所述的方法，其中，响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制发动机的操作包括：响应于所述燃料中生物柴油燃料和石油柴油燃料的第一混合比来控制指令增压压力。