多燃料内燃机中的燃料系统保护技术方案

保护多燃料发动机中的直接喷射燃料喷射器的方法，所述方法包括：用第二燃料和通过直接喷射燃料喷射器导入的直接喷射燃料中的至少一种选择性地操作所述多燃料发动机；当用所述第二燃料向所述多燃料发动机加燃料时，在确定下列中的至少一项时选择性地指挥燃料系统保护技术：所述直接喷射燃料喷射器需要冷却、直接喷射燃料的经时超过预定值、传动状态已经改变，发动机关停事件已经发生以及驱动模式识别预测将发生关停事件；其中所述燃料系统保护技术包括，指挥所述直接喷射燃料为总消耗燃料的一部分以及减少喷射的所述第二燃料的量，以使得总消耗燃料等于在能量基础上测量的期望的燃料量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种多燃料系统内燃机中的燃料系统保护技术，该多燃料系统内燃机以多个加燃料方式操作。
技术介绍
天然气作为一种用于车辆的可替代燃料被采用以代替传统的液体燃料，如汽油和柴油。促使使用天然气的因素有很多，其中两个是费用和排放。在能量等效基础上，天然气不如基于石油的燃料昂贵。由于产量持续超过新的油储量的发现，原油的价格持续增长。相反，由于产量落后于新储量的发现，天然气的储量持续增长，保持其价格远低于油。用天然气做燃料的发动机比用汽油或柴油做燃料的发动机产生更少的排放物。由于越来越严格的排放标准，发动机制造商正期待天然气来满足这些新的标准。然而用于天然气车辆的续燃料基础设施没有用于传统液体燃料的续燃料基础设施广泛，这是影响采用天然气车辆尤其消费者车辆的一个因素。对续燃料站的接触渠道目前限于城市地区和主要的运输通道，这限制了行驶的范围并且要求车辆操作者进行计划的续燃料行程。由于这些原因，在重型柴油卡车运输业中已经更多地采用了天然气，因为这些车辆通常沿天然气通道运行和/或使用私有的续燃料设备。然而，由于上述促使使用天然气的因素，车辆制造商开始将天然气燃料系统与现有汽油燃料系统相结合并且开始使内燃机适于采用多于一种的燃料做燃料，这些内燃机在本公开内容中被称为“多燃料发动机”。在本公开内容中，术语“天然气”和“气”可交替地使用并且被理解为气体燃料的优选实施例，但是也可以采用其他气体燃料，例如乙烷、甲烷、丙烷、生物气、填埋气体、二甲醚、氢气以及它们的混合物来取代天然气。在这样的一个多燃料发动机中，具有将液体燃料直接导入到燃烧室的直接喷射燃料系统，以及将天然气导入到进气阀上游的进气空气中的天然气端口喷射燃料系统。在此发动机中，当直接燃料喷射器运行在端口喷射天然气加燃料的方式中未被致动时，液体燃料在直接燃料喷射器中保持闲置(dormant)。以这种方式，因为直接燃料喷射器的喷嘴位于燃烧室内，因此来自端口喷射的燃料燃烧的热量可能将直接燃料喷射器内的液体燃料的温度升高至超过阈温，使得喷射器损坏或者碳沉积开始形成。这些碳沉积的形成导致直接燃料喷射器的污损，影响液体燃料喷射的性能。在另一个发动机系统中具有液体燃料直接喷射系统和端口燃料喷射系统二者。根据当前的操作方式，可以通过直接喷射系统或端口喷射系统或同时通过两者给发动机加燃料。如果发动机是多燃料发动机，则用于给发动机做燃料并且输送到直接燃料喷射系统和端口燃料喷射系统的液体燃料可以是相同的燃料或不同的燃料。例如，当发动机启动时，以分层装载方式从直接喷射系统获得燃料是有利的，而当处于高负荷或高速度时，可以以预先混合的方式从端口喷射系统向发动机加燃料。当用来自端口喷射系统的燃料操作发动机、同时液体燃料在内部保持闲置时，直接燃料喷射器会变得被污损。属于Pott等人的于2010年12月14日授权的第7853397号美国专利(‘397专利)公开了一种操作内燃机的方法，该内燃机通过经过高压直接喷射器喷射的传统液体燃料(例如汽油或柴油)，以及通过导入到进气歧管或端口的气体燃料(例如天然气或液化石油气)来操作。在气体燃料操作中有风险:由于液体燃料的通过量不足所述高压直接喷射器变热并且随之，或者位于内部的燃料形成对喷射器的表现有不利影响的沉积。为避免这些问题，确定高压燃料喷射器的负荷特性并且如果该负荷超过某一极限值那么执行向液体燃料操作的切换，或者液体燃料操作挂钩到气体操作使得高压喷射器中的液体燃料被清出并且喷射器被冷却。基于发动机温度(操作参数)，负荷从权重特征图得到燃料喷射器上的热负荷，该权重特征图对时间积分来确定负荷特征值。‘397专利的方法没有确定高压喷射器的温度，而是确定了表示喷射器上经验热负荷的储能。因此，在气体操作过程中，即使燃料喷射器的温度低于一个超过其沉积开始形成的临界值，基于储能值会不必要地消耗液体燃料。‘397专利的方法仅在气体操作过程中确定高压喷射器上的热负荷，而不对所有做燃料方式(气体操作，液体燃料操作和混合燃料操作)连续地确定热负荷。即，在气体操作过程中，当确定热负荷超过所述极限值时，液体燃料流经高压燃料喷射器以清出燃料并且冷却所述喷射器。流经所述喷射器的液体燃料的量基于预定的最小容积(该容积预计冷却所述喷射器)，而不是基于为将燃料喷射器温度减小低于沉积开始形成的临界值所需要的容积。此外，在气体操作过程中，这导致不必要的和增加的液体燃料操作。现有技术欠缺用于保护多燃料系统发动机中直接喷射燃料系统的技术，即减少或最小化导入的保护所述直接喷射燃料系统的直接喷射燃料的量的技术。于是，对于可以通过直接喷射系统以及通过另一个燃料系统加燃料的发动机，当以其他燃料系统操作时，需要一种保护直接喷射燃料系统的改进方法。
技术实现思路
保护多燃料发动机中的直接喷射燃料喷射器的改进方法，所述方法包括:用第二燃料和通过直接喷射燃料喷射器导入的直接喷射燃料中的至少一种选择性地操作所述多燃料发动机；当用所述第二燃料向所述多燃料发动机加燃料时，在确定下列中的至少一项时选择性地指挥(command)燃料系统保护技术:直接喷射燃料喷射器需要冷却、直接喷射燃料的经时(age)超过预定值、传动状态已经改变、发动机关停事件已经发生、以及驱动模式识别预测将发生发动机关停事件；其中所述燃料系统保护技术包括:指挥所述直接喷射燃料为总消耗燃料的一部分以及减少喷射的第二燃料的量，以使得总消耗燃料等于在能量基础上测量的期望的燃料量。所述第二燃料可以是第二直接喷射燃料，或者可以是熏蒸燃料。所述第二燃料可以包括甲烷和天然气中的至少一种。所述直接喷射燃料可以包括汽油和汽油-乙醇混合物中的一种。当所述多燃料发动机包括多个缸时，所述燃料系统保护技术包括:(a)用所述直接喷射燃料和所述第二燃料向对应于一个点火启动事件的一个缸共同加燃料；(b)用所述第二燃料向对应于预定数目的后续点火启动事件的多个缸加燃料；以及(C)重复步骤(a)和(b) ο当所述多燃料发动机包括多个缸时，所述方法进一步包括:用所述第二燃料和所述直接喷射燃料向所述多个缸的至少一部分共同加燃料；当在喷射事件中要导入的直接喷射燃料的量在预定值以下时，延迟直接喷射燃料的导入；对所述直接喷射燃料的量进行累计；以及当累计量大于预定值时导入所述直接喷射燃料。当所述直接喷射燃料导入到所述多燃料发动机中被延迟时，可以调节要导入到所述缸的所述第二燃料的量。当所述多燃料发动机至少以所述第二燃料操作时，所述燃料系统保护技术包括:选择增浓的空气-燃料比；选择共同加燃料的燃料比；以及将一定量的所述直接喷射燃料导入到所述缸内或增加一定量的所述直接喷射燃料到所述缸内，以在所述增浓的空气-燃料比下操作。用于保护多燃料发动机中的燃料系统的改进装置，包括:直接燃料喷射器，用于将直接喷射燃料导入到所述多燃料发动机的燃烧室；第二喷射器，用于导入第二燃料；电子控制器，被编程以:用所述直接喷射燃料和所述第二燃料中的至少一种选择性地操作所述多燃料发动机；当用所述第二燃料向所述多燃料发动机加燃料时，在确定下列中的至少一项时选择性地指挥燃料系统保护技术:所述直接喷射燃料喷射器需要冷却、直接喷射燃料的经时超过预定值、传动状态已经改变、发动机关停事件已经发生、以及驱动模式识别预测将发生发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护多燃料发动机中的直接喷射燃料喷射器的方法，所述方法包括：用通过直接喷射燃料喷射器导入的直接喷射燃料以及第二燃料中的至少一种选择性地操作所述多燃料发动机；当用所述第二燃料向所述多燃料发动机加燃料时，在确定下列中的至少一项时选择性地指挥燃料系统保护技术：所述直接喷射燃料喷射器需要冷却、直接喷射燃料的经时超过预定值、传动状态已经改变，发动机关停事件已经发生、以及驱动模式识别预测将发生关停事件；其中所述燃料系统保护技术包括：指挥所述直接喷射燃料为总消耗燃料的一部分以及减少喷射的所述第二燃料的量，使得总消耗燃料等于在能量基础上测量的期望的燃料量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·邓恩，吴宁，张德虹，H·卡里米沙里夫，R·布奇麦克，
申请(专利权)人：西港能源有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA