用于检测液体燃料泄漏到气体燃料轨内的设备和方法技术

本发明专利技术公开用于检测液体燃料泄漏到气体燃料轨内的设备和方法。具体地，公开了用于检测液体燃料泄漏到用于内燃发动机的双燃料系统的气体燃料轨内的方法和系统。该方法和系统包括从控制器发送喷射信号至燃料喷射器并随后将气体燃料和液体燃料喷射到气缸内用于燃烧。气体轨中的压力检测在喷射事件之后的预定时间段内气体轨中的压力。控制器测量在喷射事件之后的预定时间段内气体轨中的压力波动。如果气体轨中的压力波动超出预定量，则控制器被程序化为采取至少一种缓解动作以阻止或限制对发动机的损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术整体上涉及双燃料共轨系统，更具体地，涉及一种包括解决液体燃料泄漏到系统的气体燃料侧内的策略的仅柴油操作方法。
技术介绍
柴油发动机是压燃式发动机的最普遍类型。柴油发动机将燃料直接引入燃烧室。柴油发动机是非常高效的，因为它们提供高压缩比而没有爆震，爆震是燃料混合物在燃烧室内过早爆燃。由于柴油发动机将燃料直接引入燃烧室，燃料喷射压力必须比燃烧室内的压力大。对于诸如柴油的液体燃料，压力必须显著更高，使得燃料被雾化用于高效燃烧。柴油发动机由于其功率、性能、效率和可靠性的极好结合而备受产业青睐。例如，与汽油燃料火花点燃发动机相比，柴油发动机的操作成本通常低很多，尤其在使用大量燃料的商业应用中。但是，柴油发动机的一个缺点是污染，诸如颗粒物质(煤烟)和NOX气体，其受到日益严格的监管，要求NOX排放物随着时间逐渐减少。为了遵守这些日益严格的监管，发动机制造商开发催化转化器和其它后处理装置，用以从柴油排气流移除污染物。还引入对柴油燃料的改进，以减少柴油燃料中硫的量，从而防止硫使催化转化器的催化剂活性减低并且减少空气污染。还进行研究以例如通过对发动机控制策略细化以改进燃烧效率，从而减少发动机排放。但是，这些方式中的大多数都增加发动机的资金成本和/或运行成本。其它最近的开发涉及用诸如像天然气、甲烷、丁烷、丙烷、氢气及其混合物的更清洁的燃烧气体燃料替代一些柴油燃料。由于气体燃料通常与柴油燃料不在相同温度和压力下自动点燃，因此少量的先导柴油燃料能够被引入燃烧室内以自动点燃并触发气体燃料的点燃。用于消耗车辆车载的气体燃料的另一种方式涉及在相对低的压力下将气体燃料引入发动机的进气歧管内。但是，这种方式已经无法与当前可获得的柴油发动机的性能和效率相匹配，尤其在高的气体柴油比的情况下。因此，已经开发了燃料喷射器，其向燃烧室提供柴油燃料和气体燃料的同时输送，其中，柴油用作先导燃料。例如，美国专利7627416似乎教导了一种双燃料共轨系统，其中，液体柴油燃料和天然气燃料均从与每个发动机气缸相关联的单个燃料喷射器喷射。该参考文献认识到可能存在由于天然气燃料供应耗尽或者可能在系统的天然气部分中出现一些故障而使得发动机必须仅以液体柴油燃料运行的情况。但是，该参考文献未认识到的一个问题是柴油或液体燃料移往气体燃料输送系统或气体轨内。如果液体燃料移往或泄漏到气体轨内，气体与液体燃料比改变，发动机性能受损害并且可能损伤发动机。
技术实现思路
因此，需要一种用于检测液体燃料何时泄漏或移往气体轨内的方法和系统，使得发动机的操作能够改变为缓解或阻止损伤并且/或者使得操作员能够注意到这种问题存在。一方面，公开一种用于检测液体燃料泄漏到用于内燃发动机的双燃料系统的气体轨内的方法。该方法可以包括从控制器发送喷射信号至燃料喷射器并将气体燃料和液体燃料喷射到气缸内用于燃烧。该方法还可以包括检测在喷射事件之后的预定时间段内气体轨中的压力。该方法还可以包括测量在预定时间段内气体轨中的压力波动，并且如果气体轨中的压力波动超出预定量，该方法还可以包括采取至少一种缓解动作。另一方面，公开一种用于检测液体燃料泄漏到双燃料内燃发动机的气体燃料供应内的系统。该系统可以包括联接至压力传感器的气体轨。该气体轨还可以与燃料喷射器的气体喷嘴室连通，用于将气体燃料输送至气体喷嘴室。该系统还可以包括与燃料喷射器的液体喷嘴室连通的液体轨，用于将液体燃料输送至液体燃料室。另外，该系统可以包括连结至压力传感器的控制器。该控制器可以具有被程序化为接收来自压力传感器的信号并确定气体轨中的压力是否波动超出预定量的存储器。该存储器还可以被程序化为在气体轨中的压力波动超出预定量时启动缓解动作。还公开一种车辆，该车辆可以包括发动机，该发动机可以包括多个气缸和多个燃料喷射器。每个气缸可以与燃料喷射器之一连通。每个燃料喷射器可以包括液体喷嘴室和气体喷嘴室，用于分别将液体燃料和气体燃料同时喷射到其各自的气缸内。每个燃料喷射器还可以与气体轨和液体轨连通。气体轨可以用于将气体燃料从气态燃料箱输送至多个燃料喷射器。液体轨可以用于将液体燃料从液体燃料箱输送至多个燃料喷射器。气体轨可以联接至压力传感器。压力传感器可以连结至控制器。控制器可以具有被程序化为接收来自压力传感器的信号并确定气体轨中的压力是否波动超出预定量的存储器。该存储器还可以被程序化为在气体轨中的压力波动超出预定量时启动缓解动作。【附图说明】图1是根据本专利技术的双燃料发动机的示意图。图2是发动机壳体的一部分的剖面立体图，其被示出为显示一个套筒组件、公开的燃料喷射器以及发动机气缸的结构。图3是经过图2中所示的同轴套筒组件的侧面剖视图。图4-9是经过公开的燃料喷射器的剖视图。图10用图表表在气体轨中没有液体与在气体轨中有液体的情况下，由喷射事件产生的压力波或波动的差别。【具体实施方式】首先参照图1-3，双燃料发动机20可以包括安装到发动机缸体22的双燃料共轨系统21，发动机缸体22可以限定多个发动机气缸23。每个气缸23可以包括燃料喷射器24，燃料喷射器24被定位成直接喷射到每个其各自的气缸23内。气体燃料共轨25和液体燃料共轨26可以流体地连接至每个燃料喷射器25，并且由此流体地连接至每个气缸23。气体燃料共轨25可以与歧管27连通，歧管27可以与隔离阀28连通。在气体燃料压力降至不希望的水平并且发动机20必须转换成发动机20仅以液体燃料运行的“跛行回家”模式的情况下，隔离阀28可以用于关闭气体燃料供应。隔离阀28可以连接至燃料调节模块29，燃料调节模块29可以与隔离阀28连结至控制器31。控制器31可以是发动机控制模块(ECM)。过滤器32、蓄能器33、泵35和加压低温气体燃料箱36可以设置在调节模块29的上游。燃料箱36可以装备有卸压阀37。控制器31还可以连结至监控气体轨25中的压力的气体燃料轨压力传感器38。液体燃料共轨26也可以与歧管27连通，歧管27可以与高压燃料泵41连通。燃料泵41可以连结至控制器31并且还可以设置在过滤器42的上游或下游。在图1中所示的实施方式中，泵41从液体燃料箱43抽吸液体燃料并且在将液体燃料输送至歧管27和液体燃料共轨26之前经过过滤器42。控制器31可以以已知方式控制每个燃料喷射器24、隔离阀28、燃料调节模块29和泵41。气体燃料泵35可以是单向可变排量低温泵，而液体燃料泵41可以是单向可变排量液压泵。燃料调节模块29可以用于控制气体燃料到气体燃料共轨25的供应和压力。转向图1-3，显示气缸23联接至燃料喷射器24，燃料喷射器24可以联接至同轴套筒组件44。如图1中所示，每个气缸23可以与其自身的套筒组件44相联，并且如图1-2中所示，每个套筒组件44可以包括块体(block) 45。转向图3，同轴套筒组件44可以包括与每个燃料喷射器25的公共锥形座48密封接触的内套筒46和外套筒47 (还参照图2)。同轴套筒组件44的块体45可以通过气体燃料轨25和液体燃料轨26联接在一起。如图2中所示，块体45还可以与燃料调节模块29连通。在这里将注意到，气体燃料轨25和液体燃料轨26不必为整体结构，而是可以是在各个块体45处联接在一起的区段。每个同轴套筒组件44的每个块体45可以限定一区段气体共轨25，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测液体燃料泄漏到用于内燃发动机的双燃料系统的气体轨内的方法，所述方法包括：从控制器发送喷射信号至燃料喷射器；将气体燃料和液体燃料喷射到气缸内用于燃烧；检测在喷射之后的预定时间段内气体轨中的压力；测量在预定时间段内气体轨中的压力波动；以及如果气体轨中的压力波动超出预定量，则采取至少一种缓解动作。

【技术特征摘要】
2013.02.27 US 13/778,3431.一种用于检测液体燃料泄漏到用于内燃发动机的双燃料系统的气体轨内的方法，所述方法包括: 从控制器发送喷射信号至燃料喷射器； 将气体燃料和液体燃料喷射到气缸内用于燃烧； 检测在喷射之后的预定时间段内气体轨中的压力； 测量在预定时间段内气体轨中的压力波动；以及 如果气体轨中的压力波动超出预定量，则采取至少一种缓解动作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种缓解动作包括确定液体燃料泄漏到气体轨内的位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种缓解动作包括进入仅液体燃料操作模式。4.根据权利要求3所述的方法，其中，仅液体燃料操作模式的进入包括关闭设置在气体燃料箱和气体轨之间的隔离阀。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种缓解动作包括减小发动机的功率输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·布朗，M·A·布朗，S·T·格兰特，D·R·帕克特，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US