[发明专利]双燃料发动机和蒸发天然气系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及利用天然气作为燃料之一的双燃料发动机，并且更具体地涉及用于双燃料发动机的蒸发气体系统。

背景技术

天然气已日益变成有吸引力的、对于用于内燃发动机中的其它燃料的替代品。例如，在一类发动机中，通过压缩点燃少量先导液体柴油燃料来点燃较多的天然气充料。在一种应用中，双燃料压燃式发动机用于给矿用卡车提供动力。天然气在极低的温度（例如，-160℃）并且接近大气压以液体形式被储存。随着储罐中的液化天然气吸热，一部分气体蒸发。如果蒸发的气体在通常的发动机运转期间未被足够快地使用，则罐最终会建立需要放出过量的蒸发气态燃料的足够压力。由于天然气主要是甲烷，因此向大气放出天然气被认为是很不理想的，因为已知甲烷是极强的温室气体。在实践中，液化天然气罐常常构造成在约200PSI左右放出。为了在商业上可行，利用天然气的发动机系统可能需要一些用于限制向大气放出的天然气并且尤其是甲烷的量的策略。

美国专利6,698,211教导了一种用于车辆的燃气发动机的天然气燃料储存和供给系统。该参考文献教导了在发动机运转的状态下将蒸发的天然气从储罐传送到发动机的进气歧管的被动策略。该参考文献还教导了将节流孔口包括在内，所述节流孔口限制蒸发的天然气的流速，使得行进通过进气歧管的空气/气体混合物充分稀薄，以避免空气/气体混合物在进气歧管中燃烧或限制该燃烧的风险。该参考文献还教导了可用流量控制阀代替节流孔口。尽管该参考文献认识到对燃烧的期望而不是从储罐放出蒸发的天然气，但其未能想到在这些系统、尤其是双燃料压燃式发动机系统中可能出现的其它问题。

本发明针对上述问题中的一个或多个问题。

发明内容

在一个方面，一种压燃式双燃料发动机包括连接到多个燃料喷射器的气态燃料共轨，所述燃料喷射器均定位成将喷射直接引导到一个发动机气缸中。液体燃料共轨与多个燃料喷射器流体连接。气态燃料供给和压力控制系统与气态燃料共轨流体连接。液体燃料供给和压力控制系统与液体燃料共轨流体连接。蒸发气体系统流体地定位在与进气歧管流体连接的电子控制的供给阀与气态燃料供给和压力控制系统之间。电子控制的供给阀可在打开位置与关闭位置之间移动。燃料喷射器中的每一者都具有与液体燃料供给和压力控制系统流体连接的液体排放出口。电子控制器与多个燃料喷射器中的每一者、液体燃料供给和压力控制系统、气态燃料供给和压力控制系统以及电子控制的供给阀进行控制通信。

在另一个方面，该压燃式双燃料发动机被支承机器主体上并且与机器的运输工具可操作地联接。

在另一个方面，一种操作双燃料压燃式发动机的方法包括在第一发动机循环期间打开电子控制的供给阀并且通过压缩点燃来自多个发动机气缸中的燃料喷射器的柴油燃料而使由来自进气歧管的蒸发气体与来自燃料喷射器的喷射气体组成的混合物燃烧。在第二发动机循环期间，关闭电子控制的供给阀并且通过压缩点燃来自多个发动机气缸中的燃料喷射器的柴油燃料而仅仅/专门燃烧来自燃料喷射器的喷射气体。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面的机器的侧视图；

图2是用于图1的机器的双燃料压燃式发动机的示意图；以及

图3是用于根据本发明的另一个方面的蒸发气体计量供给算法的逻辑流程图。

具体实施方式

首先参照图1，机器10包括被支承在运输工具16上的机器主体12。在所示的实施例中，机器10作为矿用卡车被示出，并且运输工具16作为车轮被示出。然而，机器10可采取各种形式，并且运输工具16也可显著变化。例如，运输工具16可以是履带或者在航海船舶形式的机器的情形中甚至可以是螺旋桨。矿用卡车10包括枢转地附接到机器主体12上的倾卸装置本体14，而且还包括驾驶室15。我们可以预期用于矿用卡车10的工作周期包括惰转而不移动的时间段，例如当矿用卡车10正在等待将诸如矿石的负载接收到倾卸装置本体14中、等待倾倒负载、以及甚至可以正在等待再加注燃料时。在这些无运动惰转时段之间，我们可以预期在倾卸装置本体14中携带重负荷的正在全功率运转的矿用卡车10可能在采矿点上陡坡。在无运动惰转期间，发动机供给动力的机器10可能仅消耗极小量的燃料。另一方面，当携带重负荷上陡坡全功率运转时，我们可以预期矿用卡车10消耗相对大量的燃料。