[发明专利]在气体模式下操作活塞发动机的方法和活塞发动机

说明书

一种在气体模式下操作活塞发动机(1)的方法包括以下步骤：将气态主燃料引入所述发动机(1)的气缸(2)的燃烧室(19)中并且将液体引燃燃料喷射到所述燃烧室(19)中和/或所述气缸(2)的预燃室中。至少在就时间而言彼此分开的第一喷射事件和第二喷射事件期间的每个发动机周期期间喷射所述引燃燃料，并且基于气缸压力测量值来调节所述第一喷射事件期间喷射的所述引燃燃料的量。

技术领域

本发明涉及在气体模式下操作活塞发动机的方法。本发明还涉及活塞发动机。

背景技术

活塞发动机的气缸中的燃烧是一种复杂现象，其受到几个因素的影响。为了优化活塞发动机的操作，需要仔细调节诸如燃料喷射量和正时、增压空气压力以及进气阀和排气阀正时这样的许多不同参数。即使操作条件的微小变化也可能使发动机的排放或性能急剧变化。一种这样的变化是发动机气缸中的润滑油的量。油用于润滑活塞和发动机的各种其他组件。期望的是防止润滑油泄漏到气缸中，而完全防止油泄漏到燃烧室中是非常有挑战性的。油泄漏到燃烧室中的主要路线是经由活塞环和阀杆。燃烧室中的油可对燃烧的速度和持续时间产生显著影响。例如，燃烧室中的油滴增加了热释放的速度并且导致峰值气缸压力较高，使NOx排放和发动机的效率增加并且使所指示的平均有效压力的变化系数增大。另一个挑战是润滑油的泄漏率不一定是恒定的，但是它可以是周期性的或循环的，这使得发动机操作的优化非常困难。

特别是当发动机在气体模式下操作时，油泄漏到燃烧室中的影响是显著的。通常用于活塞发动机的气态燃料需要火花塞或引燃燃料喷射来触发气态燃料的燃烧。在使用引燃燃料的情况下，与气态燃料的量相比，引燃燃料的量小，但是引燃燃料的喷射正时和持续时间对燃烧过程有显著影响。尽管与气态燃料的量相比，泄漏的润滑油的量小，但是与引燃燃料的量相比，润滑油的量可能是相当大的。因此，漏油会引起发动机操作中值得注意的变化。例如，如果发动机的工作点接近爆震，则泄漏的油会造成或增加爆震。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种使用气态燃料作为形成主要能量来源的主燃料并且使用液体燃料作为引起所述主燃料燃烧的引燃燃料在气体模式下操作活塞发动机的改进方法。在实施方式中，给出了根据本发明的方法的特征化特征。本发明的另一个目的是提供一种改进的活塞发动机，该改进的活塞发动机包括：气体供给系统，其用于将气态燃料引入所述活塞发动机的气缸中；引燃燃料喷射系统，其用于将液体引燃燃料喷射到所述活塞发动机的所述气缸中，以引起所述气态燃料燃烧；以及控制单元，其用于控制所述气态燃料的供给和所述引燃燃料的喷射。在另一实施方式中，给出了根据本发明的发动机的特征化特征。

根据本发明的方法包括以下步骤：将主燃料引入发动机气缸的燃烧室中，并且将引燃燃料喷射到燃烧室和/或气缸的预燃室中。至少在就时间而言彼此分开的第一喷射事件和第二喷射事件期间喷射引燃燃料，并且基于气缸压力测量值来调节第一喷射事件的正时。

在根据本发明的活塞发动机中，控制单元被配置成实现以上定义的方法。

利用根据本发明的方法和发动机，可通过调节喷射到气缸中的引燃燃料的量来补偿存在于燃烧室中的润滑油的量变化。因此，燃烧持续时间可保持恒定，并且可避免过高的气缸峰值压力和温度。

根据本发明的一个实施方式，第一喷射事件在进气冲程或压缩冲程期间发生在上死点之前的360度至90度。第一喷射事件可例如发生在上死点之前的220度至90度。根据本发明的一个实施方式，第一喷射事件在压缩冲程期间发生在上死点之前的180度至90度。第一喷射事件可例如在压缩冲程期间发生在上死点之前的180度至140度。早期引燃燃料喷射允许引燃燃料被均匀地分布在燃烧室中，这有助于加速燃烧过程。

根据本发明的一个实施方式，第二喷射事件在压缩冲程期间发生在上死点之前的40度至0度(例如，上死点之前的20度至0度)。第二喷射事件负责点火正时，因此应该靠近上死点发生。

根据本发明的一个实施方式，在进气冲程期间将主燃料引入燃烧室中，以形成空气和燃料的均质混合物。