[发明专利]内燃发动机的起动

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的内燃发动机的起动系统。本发明还涉及如其他独立权利要求的前序部分所限定的起动内燃发动机的方法和内燃发动机。

背景技术

用于船舶和发电厂的大型内燃发动机一般是通过按顺序被喷入发动机气缸内以驱动曲轴旋转的增压空气来起动。使起动发动机所需要的起动空气量最小化是人们期望的。增压起动空气需要被储存在占用了大量空间的大型空气接收器中。使起动空气增压所需的能量通常取自发动机本身，所以将用于该目的的能量消耗值最小化也是人们期望的。

为了将起动空气的消耗值最小化，为初始起动空气喷射选择最合适的气缸是很重要的。为此，发动机的曲柄角应当被确定。发动机常常配备有例如可以确定正确的燃料喷射正时的曲柄角传感器。这些传感器通常是增量式编码器，其能根据参照标记的探测和曲轴的角度变化确定曲柄角。这意味着当发动机停机时无法确定曲柄角。一种确定曲柄角的方法是在起动之前旋转发动机，从而使参照标记经过曲柄角传感器，从而得到绝对曲柄角。然后发动机必须被继续旋转到起动位置。这种方法的缺点是该方法耗时而且需要大量能量。由于振动的原因，该方法也不准确。

一种替换方式是用绝对旋转编码器来确定发动机的曲柄角。利用绝对旋转编码器，即使发动机停机时也可准确确定发动机的曲柄角。专利申请US2007005222A1披露了一种内燃发动机空气起动系统。该系统包括与发动机的每个气缸相关联的电磁控制起动阀，用于将起动空气引入气缸。为了确定起动空气喷射的正确正时和持续时间，绝对旋转编码器被用于探测角位置和发动机转速。

绝对旋转编码器存在的问题是它们容易损坏，而且不能用于长时间的高速旋转。所以，绝对旋转编码器的寿命通常是很有限的。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的用于内燃发动机的起动系统、起动内燃发动机的方法以及内燃发动机。根据本发明的系统的特征在于权利要求1的特征部分。根据本发明的方法和内燃发动机的特征在于其他独立权利要求的特征部分。

根据本发明，用于内燃发动机的起动系统包括压力介质源、用于将压力介质源连接到发动机的至少两个气缸的连接装置、与连接到压力介质源的每个气缸相关联以用于控制压力介质到气缸的进入的起动阀、用于控制起动阀的操作的控制单元以及用于确定发动机的曲柄角的绝对旋转编码器。该系统还包括布置在发动机和绝对旋转编码器之间的耦合装置，用于以可释放的方式将编码器耦合到发动机。

可释放的耦合方式使得绝对旋转编码器能在发动机运行时与发动机断开耦合。由于绝对旋转编码器能在不需要起动时与发动机断开耦合，所以可以明显提高它的工作寿命。

根据本发明的一个实施方式，发动机设置有额外的用于确定发动机转速和曲柄角的确定装置。用于确定发动机的转速和曲柄角的所述确定装置可以是例如根据飞轮测量转速的独立转速传感器以及根据凸轮轴的角位置确定曲柄角的相位传感器。这些传感器可在绝对旋转编码器与发动机断开耦合时使用。

根据本发明的另一个实施方式，耦合装置包括离合器，该离合器具有随发动机的曲轴一起旋转的第一离合部分以及可以与第一离合部分啮合而进入预定位置的第二离合部分。

在根据本发明的用于起动内燃发动机的方法中：

借助于绝对旋转编码器来确定发动机的曲柄角，

根据所述曲柄角来选择进行压力介质喷射的合适气缸，

将压力介质引入所选择的气缸以使发动机的曲轴旋转，

重复以上步骤，直到发动机运转，

借助于绝对旋转编码器来确定发动机的曲柄角和转速，

对绝对旋转编码器的曲柄角和转速数据与额外的用于确定发动机的转速和曲柄角的确定装置的数据进行比较，以及

重复前两个步骤，直到额外的用于确定发动机的转速和曲柄角的所述确定装置与所述绝对旋转编码器同步。

在达到预定转速，并且额外的用于确定发动机的转速和曲柄角的所述确定装置与所述绝对旋转编码器同步以后，使绝对旋转编码器断开耦合。

通过本发明的方法，起动空气的消耗值可被最小化，同时可以使绝对旋转编码器的寿命最大化。

根据本发明的一个实施方式，当发动机的转速降至预定值以下时，所述绝对旋转编码器被耦合。因此，在发动机下一次要被起动的时候，该编码器是耦合到发动机的。根据本发明的一个实施方式，所述值被设为零，所以当发动机停止时编码器是被耦合的。

根据本发明的内燃发动机包括前面所定义的起动系统。

附图说明