[发明专利]增压压力控制方法及控制器

说明书

本发明涉及一种输送用于保证以气体燃料工作的内燃(IC)机中的燃烧的空气的增压压力控制方法与控制器。本发明尤其涉及在借助于增设燃气供给系统和电火花点火系统、已从柴油燃料转换到气体燃料工作的内燃机中的增压压力控制器，但并非仅仅限于这种内燃机中的增压压力控制器。本发明也可用于所谓的双重燃料发动机，其中采用少量的先导燃料，诸如柴油燃料，以代替电火花点燃来引燃气体燃料。在每种情况下，输送空气到发动机以保证燃料燃烧。

当发动机以柴油工作时，发动机的功率输出与废气中的排烟有关。为了增加发动机功率，在每一发动机循环中燃烧的柴油量需要增加，然而，由于柴油对空气的相对比例增加了，便引起了不可接受的浓黑排烟。一般说来，在排烟成为不可接受之前能输入发动机的最大柴油量仅为相对于输入发动机的相应空气量能在发动机内进行完全燃烧的最大柴油量的大约70％。因此，发动机的功率输出受到限制。

当发动机以气体燃料工作时，发动机并不遭受所述的排气问题之困扰，从而，直至相对于相应的空气量能完全燃烧的气体燃料与空气的最大比例100％能输入发动机，因此发动机能发出最大功率。

为了克服传统柴油机的排烟问题，可采用涡轮增压或增压系统。通常，在涡轮增压装置中，涡轮受发动机排气驱动，而涡轮又转动压气机轮。在增压装置中，这种压气机轮受诸如在压气机轮和发动机输出轴之间直接机械偶合的另一动力装置，即一种辅助动力装置驱动。在每一种情况下，空气在压力(增压压力)下输入发动机，因此有大量的空气存在。这样，在每一工作循环中，较多的柴油能输入到发动机内，而柴油和空气的比例无需超过在排烟成为不可接受之前所容许的最大量的70％。由于能输入较多的柴油，发动机的功率输出便相应增加。

然而，以气体燃料工作的发动机的涡轮增压或增压系统，能改善发动机的性能。事实上，该种发动机的性能可严重受到限制。这是因为在点燃过程开始之前，在气体燃料/空气混合物最初压缩期间所产生的热量在增压发动机中大于非增压发动机，这一附加的热量能导致气体燃料/空气混合物爆燃，而不是逐渐燃烧，或更糟的是，这一混合物在产生点燃之前和在达到最大压缩之前由于处于不可控状态的自行点燃而能开始燃烧。因此，发动机的功率输出会减小。所以对于以气体燃料工作的发动机，通常是非涡轮增压或非增压，或者如果它们增压，其增压度小于柴油机。

对比文件US4698972公开了一种用以调节采用了增压废气旁通阀系统的透平增压发动机的增压压力的装置与方法。也就是说，在用于旁通透平增压器的透平37排气旁通道26和排气岐管24之间的连接处设置一排气旁通阀60。为降低输给发动机进气岐管23的增压压力，将驱动透平增压器的废气藉开启废气旁通阀60经旁通道26分流。

本发明的目的是要克服上述之缺点，提供一种增压压力控制方法及实行该方法的控制器，在输送空气给以气体燃料工作的内燃机中的过程中提供增压压力控制，以达到发动机性能的改善。

根据本发明，提供一种用以控制输给以气体燃料工作的内燃机的空气的增压压力的方法，其方法包括：

将输给发动机的空气增压到高于环境压力；

根据发动机的至少一个工作参数，调节输给发动机的空气的增压压力，其中所述调节增压压力的步骤包括：

检测输给发动机的空气的实际压力；根据所述至少一个运转参数计算出输给发动机的空气的所需压力；将该实际压力跟输给发动机的空气的所需压力进行比较；其特征在于：

按要求驱动增压压力控制阀，以降低或增高输给发动机的空气的增压压力，所述驱动增压压力控制阀的步骤包括：

当实际压力高于或低于所需压力第一预定值时，以第一速度驱动该阀；

当实际压力高于或低于所需压力某个大于第一预定值的第二预定值时，以高于第一速度的第二速度驱动该阀，因此，在使用中，该增压压力按照所述至少一个运转参数的变化能连续地改变，以达到发动机性能的改善。

根据本发明的另一方面，提供一种用以控制输给以气体燃料工作的内燃机的空气增压压力的增压压力控制器，该控制器包括：

将空气输给发动机以支持气体燃料燃烧的空气输送装置；

把通过所述空气输送装置输给发动机的空气增压到高于环境压力的空气压缩装置。