用于多燃料发动机中的跳火的方法和系统技术方案

本说明提供了用于在双燃料发动机中在一个或多个缸体中跳火的多种方法和系统。在一个示例中，该方法可以包括：向发动机的第一组缸体注射两种燃料的组合，同时禁止向发动机的所有剩余缸体注射燃料。有剩余缸体注射燃料。有剩余缸体注射燃料。

【技术实现步骤摘要】
用于多燃料发动机中的跳火的方法和系统


[0001]本申请所公开主题的实施例涉及一种多燃料发动机系统，更具体地，涉及一种选择性在一个或多个缸体中跳火的方法。

技术介绍

[0002]诸如轨道车辆和其它非公路(off
‑
highway)车辆的车辆可以利用双燃料或多燃料发动机系统作为推动力。双燃料发动机系统可通过在发动机中不止一种类型的燃料的燃烧而产生的扭矩来驱动车辆航行。在一些示例中，不止一种类型的燃料可以包括氢和柴油。可以调整燃料的置换比例以调整发动机功率输出、排放、发动机温度等。由于燃料的不同物理性质，燃烧参数可以根据发动机注射的氢与柴油的比例而变化。例如，氢具有比柴油更高的能量密度、更低的点火能量和更宽的可燃性范围。因此，发动机效率、功率输出和排放可能受到氢和柴油共同燃烧的影响。

技术实现思路

[0003]在一个实施例中，一种用于车辆中发动机的方法可包括：将两种燃料的组合注射到发动机的第一组缸体，同时禁止燃料注射到发动机的所有剩余缸体。
[0004]以此方式，通过在低负载或空载条件下跳过双燃料发动机的一个或多个缸体中的燃烧，可以改善燃料燃烧，提高发动机效率。这两种燃料可以包括柴油和氢，并且两种燃料的组合能够通过压缩点火来点火。根据低于阈值发动机负载、发动机空载和低于阈值发动机燃料供给需求中的一个，能够执行将两种燃料的组合注射到发动机的第一组缸体。可基于发动机负载、发动机转速、发动机温度和发动机稀释(dilution)需求中的一个或多个，来选择第一组缸体中继续燃烧的缸体数量和氢与柴油的比例。第一组中的缸体的数量可以随着一个或多个发动机负载、发动机转速和发动机温度的降低而减少。
附图说明
[0005]图1示出了包括轨道车辆组的列车的示例实施例。
[0006]图2示出了图1中具有双燃料发动机的机车的示例实施例的示意图。
[0007]图3示出了可包括在图1的列车中的燃料供给车的示例实施例。
[0008]图4示出了具有多个供体缸体(donor cylinder)和多个非供体缸体的发动机的示例性实施例的示意图。
[0009]图5示出了说明用于在发动机的跳火运行期间使用氢作为燃料之一的示例程序的流程图。
具体实施方式
[0010]以下描述涉及双燃料发动机系统中选择性跳过在一个或多个缸体中燃烧的系统和方法。在一个示例中，在满足包括低于阈值发动机负载、发动机空载和低于阈值发动机温
度的某些发动机运行条件下，能够暂停一组缸体中的燃料供给和燃烧，同时使用氢和柴油的混合物向剩余的发动机缸体(在本申请中称为活动缸体)供给燃料。在一些缸体完成一个循环而不燃烧的条件下运行，在此被称为“跳火”。为了在跳火运行期间维持所需的发动机转速，可以控制注射到所有活动缸体的总燃料量，以使得每个单独的缸体在跳火期间接收比多个或所有缸体在每个燃烧循环期间点火时更高的燃料量。这样，每个缸体中的空燃比可以降低，从而改善燃烧。可以基于发动机运行条件、燃料水平、EGR需求和地理位置来调整燃料中的氢与柴油的比例。可以更改哪些缸体是活动缸体，从而使得所有缸体通过“是活动的”和“是不活动的”而循环。
[0011]在一些实施例中，发动机配置成位于车辆中，例如轨道车辆中。由于轨道车辆的持续低负载运行，上述配置在轨道车辆中特别有利，例如，轨道车辆可能在货物的装载和卸载期间处于空载模式、在车场中空载或处于其他空载运行。同样，本申请描述的运行在低负载动态制动运行期间特别有用，其中，制动能量电耗散或存储在电池系统中。“低负载”运行可以包括发动机的运行模式，其中，发动机执行的工作量相对较低，例如，低负载运行可以小于发动机负载的50％。相反，发动机的“高负载”运行可以包括发动机执行相对较大工作量的运行模式，例如在大于50％发动机负载下的运行。
[0012]除轨道车辆外，本文描述的方法可以用于各种发动机类型和各种发动机驱动的系统。其中一些系统可能是固定的，而其他系统可以在半移动或移动平台上。半移动平台可在运行时段之间重新定位，例如安装在平板拖车上。移动平台包括自推进车辆。此类车辆可包括公路运输车辆和其他非公路车辆(OHV)。公路车辆包括汽车、公共汽车和半卡车。非公路车辆包括采矿设备、船舶、轨道车辆、农用车辆等。为了清楚说明，提供了一个机车作为支持结合本专利技术的实施例的系统的移动平台的示例。
[0013]在进一步讨论双燃料发动机中的跳火方法之前，示出了一个可以实施这些方法的示例平台。图1描述了示例列车100，其包括多辆轨道车辆102、104、106、燃料供给车160和在轨道110上运行的车厢108。多辆轨道车辆、燃料供给车和车厢通过联接器112彼此连接。在一个示例中，多个轨道车辆可以是轨道车辆(机车)，包括牵引机车102和一台或多台远程机车104、106。虽然所示示例示出了三台机车、一个燃料供给车和四个车厢，但是列车100中可以包括任何适当数量的机车、燃料供给车和车厢。此外，列车中的机车可形成一个组。例如，在所描述的实施例中，机车可以组成组101。各种车辆可以形成车辆组(例如组、队、群、车队、排等)。一组中的车辆可以机械地和/或虚拟地联接在一起。
[0014]在一些示例中，机车组可以包括连续的机车，例如，机车按顺利排列，其间没有车厢。在其他示例中，如图1所示，在实现分布式功率的一种配置中，运行机车可由一个或多个车厢分开。在该配置中，油门和制动命令可通过如无线电链路或物理电缆从牵引机车传递到远程机车。
[0015]机车可以由发动机10提供动力，而车厢可以是无动力的。在一个示例中，发动机可以是双燃料或多燃料发动机。例如，发动机可以被配置为以不同的比例燃烧氢和柴油。下面参考图2进一步提供发动机的详细细节。
[0016]列车还可以包括控制系统，其包括至少一个发动机控制器12和至少一个编组控制器22。如图1所示，每个机车包括一个发动机控制器，所有这些发动机控制器都与编组控制器通信。编组控制器位于列车的一辆车上，例如牵引机车上，或者可远程位于例如调度中心
处。编组控制器配置为从编组的每个机车接收信息并且向其传送信号。例如，编组控制器可从列车上各种传感器接收信号，并相应地调整列车运行。编组控制器还连接到每个发动机控制器，以调整每个机车的发动机运行。如参考图5所述，每个发动机控制器可确定发动机转速、排气温度、发动机燃料供给需求和发动机负载，并响应低于阈值发动机负载、发动机空载和低于阈值发动机燃料供给需求中的一个，可以将两种燃料的组合注射到发动机的第一组缸体，同时在发动机的所有剩余缸体中跳火(禁止燃料注射和燃烧)。
[0017]列车包括至少一个燃料供给车，其可配置为承载一个或多个燃料储存箱162，并包括控制器164。当燃料供给车位于远程机车106前方时，其它示例可包括燃料供给车沿着列车的备选位置。例如，燃料供给车可以位于远程机车后面或牵引机车和远程机车之间。
[0018]在一个示例中，燃料供给车可以是无动力的，例如，没有发动机或电牵引马达(例如，图2中所示的电牵引马本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆中的发动机的方法，包括：向所述发动机的第一组缸体注射两种燃料的组合，同时禁止向所述发动机的所有剩余缸体注射燃料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两种燃料包括柴油和氢，所述燃料的组合通过压缩点火来点火。3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于发动机负载、发动机转速、发动机温度和发动机稀释需求中的一者或多者，来调整氢与柴油的比例。4.根据权利要求3所述的方法，其中，注射的氢的比例随着所述发动机温度、所述发动机负载和所述发动机稀释需求中的一者或多者的增加而增加，并且注射的柴油的比例随着发动机扭矩需求的增加而增加。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述调整氢与柴油的比例进一步基于所述车辆的地理位置。6.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述发动机负载、所述发动机转速、所述发动机温度和所述发动机稀释需求中的一者或多者，来选择所述第一组缸体中的缸体的数量，所述第一组缸体中的缸体的数量随着所述发动机负载、所述发动机转速和所述发动机温度中的一者或多者的降低而减少。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述发动机包括选择性地将排气提供到排气再循环(EGR)通道的第一组供体缸体和将排气提供到排气涡轮的第二组非供体缸体，所述排气再循环(EGR)通道将所述供体缸体的相应排气通道连接至进气通道。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一组缸体中的缸体的数量包括在高于阈值发动机稀释需求期间的每个供体缸体。9.根据权利要求1所述的方法，其中，在将两种燃料的组合注射到所述发动机的所述第一组缸体期间，在将所述组合注射到所述第一组缸体中的每个缸体之前预混合所述两种燃料。10.根据权利要求1所述的方法，其中，在将两种燃料的组合注射到所述发动机的所述第一组缸体期间，所述两种燃料中的一种或每种分别直接注射到所述第一组缸体中的每个缸体。11.根据权利要求1所述的方法，其中，将两种燃料的所述组合注射到所述发动机的所述第一组缸体是响应以下的一者：低于阈值发动机负载、发动机空载、低于阈值发动机供给燃料需求。12.一种用于车辆中的发动机的方法，包括：当所述发动机空载时，在第一种条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚当，
申请(专利权)人：运输IP控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：