[发明专利]带背压控制的双燃料发动机系统

说明书

公开了一种发动机系统。该发动机系统可具有包括多个气缸的发动机，以及与多个气缸中的每个气缸相关并且构造成喷射液态燃料和气态燃料的至少一个喷射器。该发动机系统还可具有由来自多个气缸的排气驱动以对被引入至多个气缸中的空气流加压的涡轮增压器，和与涡轮增压器直列地配置并且构造成选择性地增大排气背压的阀。该发动机系统还可具有控制器，该控制器构造成仅在至少一个喷射器正喷射气态燃料时选择性地引起所述阀朝向限流位置的移动。

技术领域

本发明总体上涉及一种双燃料发动机系统，并且更具体地涉及一种带背压控制的双燃料发动机系统。

背景技术

发动机燃烧燃料和空气的混合物以连同热排气流一起产生机械动力输出。增压发动机包括被驱动以压缩进入发动机的燃烧空气的一个或多个压缩机。通过迫使压缩空气进入至发动机中，可用于燃烧的空气变得比在其它方面可通过发动机活塞的运动吸入发动机内的空气多。所述增加的空气供给允许燃料供给的相应增加，从而带来增加的动力输出。增压发动机通常产生比不带增压的相同发动机更多的动力。

发动机可以采用不同方式进行增压。例如，发动机可为经涡轮增压的，其中涡轮通过由发动机产生的热排气驱动并且机械地连接成驱动压缩机。在另一示例中，压缩机可与发动机的曲轴机械地连接并由发动机直接驱动。当压缩机与发动机的曲轴机械地连接时，发动机被称为是经机械增压的(supercharged)。在一些情形中，发动机可既经涡轮增压又经机械增压。

压缩机可以向发动机供给过多的空气。例如，在低发动机负荷下，压缩机实际上会供给足以过度冷却发动机并由此降低燃烧效率和/或增加排气排放的空气。此外，当发动机在低负荷设定下被供给气态燃料时，该过量的空气会使燃烧熄灭。

在1992年1月14日颁布的McCandless等人的美国专利5,079,921(“’921专利”)中公开了一种解决这些问题的尝试。具体地，’921专利公开了一种在涡轮增压器的排气出口中具有阀的排气背压控制系统。该阀由微计算机控制以在发动机启动期间关闭和限制排气流。通过限制排气流，发动机内的背压和摩擦增加，由此引起发动机以更大的负荷工作(work harder)并且比在其它方面可以实现的暖机更快地暖机。微计算机根据发动机冷却剂温度、发动机转速、发动机燃料消耗和实际背压来使阀移动。

尽管’921专利的排气背压控制系统在一些状况下可以胜任，但它不适用于双燃料系统和/或具有混合增压系统(即，既经涡轮增压又经机械增压的系统)的系统。

本发明的发动机系统解决了一个或多个上述问题和/或本领域中的其它问题。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种发动机系统。该发动机系统可包括具有多个气缸的发动机，以及与多个气缸中的每个气缸相关联且构造成喷射液态燃料和气态燃料的至少一个喷射器。该发动机系统还可包括涡轮增压器和阀，所述涡轮增压器由来自多个气缸的排气驱动以对被引入多个气缸内的空气流加压，所述阀与涡轮增压器直列地配置(disposedinline)并且构造成选择性地增大排气背压。该发动机系统还可包括控制器，该控制器构造成仅在至少一个喷射器正喷射气态燃料时选择性地引起所述阀朝向限流位置的移动。

在另一方面，本发明涉及另一种发动机系统。该发动机可包括具有多个气缸和涡轮增压器的发动机。该涡轮增压器可具有由来自多个气缸的排气驱动的涡轮，和由涡轮或发动机选择性地驱动以对被引入至多个气缸中的空气流加压的压缩机。该发动机系统还可包括阀和控制器，所述阀与涡轮直列地配置并且构造成选择性增大排气背压，所述控制器构造成仅在涡轮增压器的压缩机由发动机驱动时选择性地引起所述阀朝向限流位置的移动。