用于多燃料发动机的方法和系统技术方案

提供了用于多燃料发动机的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括：在从单燃料燃烧到多燃料燃烧的过渡期间增加燃烧混合物的温度降低质量。降低质量。降低质量。

【技术实现步骤摘要】
用于多燃料发动机的方法和系统


[0001]本文公开的主题的实施例涉及多燃料发动机，并且更具体地，涉及调整运行条件以促进更高的替换比例。

技术介绍

[0002]内燃发动机可以包括压缩点火发动机和/或火花点火发动机。发动机可以燃烧多种类型的燃料。发动机可以包括多个注射器，其定位于直接注射到燃烧室中并注射到发动机的吸入端口中。可以调整发动机燃料的替换比例以调整发动机功率输出、排放、发动机温度等。一些燃料虽然能量密集，但由于汽化的高热量、不良混合和/或低火焰速度，可能易于产生不良的燃烧条件。因此，期望具有用于不同于当前可用的燃料燃烧的方法和系统。

技术实现思路

[0003]在一个实施例中，一种方法可以包括在：从单燃料燃烧到多燃料燃烧过渡期间增加燃烧混合物的温度降低质量。多燃料燃烧可包括氨和氢中的一种或多种。单燃料燃烧可包括柴油、氢化衍生可再生柴油(HDRD)、生物柴油、合成气、酒精、汽油、煤油、醚和天然气中的一种。取决于被配置为降低缸体温度的燃烧条件，温度降低质量可以包括空气、排气再循环(EGR)、水和其他添加剂。
附图说明
[0004]图1示出了包括机车组的列车的示例实施例。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]图4示出了发动机系统的详细视图。
[0008]图5示出了用于基于替换比例调整温度降低质量的方法。
[0009]图6示出了用于使温度降低质量的增压空气最大化的方法。
[0010]图7示出了说明基于温度降低质量和替换比例对燃烧条件的调整的时间线。
具体实施方式
[0011]本专利技术的实施例在以下描述中公开，并且可涉及用于运行内燃发动机(ICE)的方法和系统。ICE可以通过不同燃料的组合作为混合物来运行，并且相对于彼此以不同的比例来运行，以形成一种燃料相对于另一种燃料的替换比例。这些燃料可具有相对不同的碳量，并且合适的燃料可包括汽油、柴油、氢化衍生可再生柴油(HDRD)、酒精、醚、氨、生物柴油、氢、天然气、煤油、合成气等中的一种或多种。多种燃料可以单独地或组合地包括气体燃料和液体燃料。ICE的主要燃料与次要燃料的替换比例可由控制器确定。控制器可以至少部分地基于当前发动机负载来确定替换比例。控制器可以至少部分地基于混合物中所使用的燃料及其相关联的特性来确定替换比例。替换比例可以被定义为由第二燃料提供的总燃料能
量的百分比。在一个实施例中，替换比例可对应于具有相对较低碳含量或零碳含量的燃料(例如，氢气或氨)的注射量。随着替换比例的增加，具有较低或零碳含量的燃料的相对比例增加并且组合燃料中的碳含量的总量降低。
[0012]在一个示例中，ICE可燃烧包括柴油和氢两者的燃料。在一些运行模式期间，ICE可以仅燃烧柴油、仅燃烧氢或燃烧其组合(例如，分别在第一条件、第二条件和第三条件期间)。当提供氢时，可以调整运行条件以考虑氢并且促进氢的增强燃烧。当提供氨时，可以调整运行条件以考虑氨并且促进氨的增强燃烧。
[0013]在一个实施例中，发动机系统可以燃烧三种或更多种燃料的混合物作为示例：柴油、氢和氨。另外地或可选地，乙醇可以被包括在燃烧混合物中。ICE的发动机配置可被调整以有利地将一个或多个氨注射器布置在各种位置，且在这些位置氨可与热排气预混合。这样，可在不增加发动机或吸入歧管温度的情况下增加氨的点火性以使氨汽化。例如，注射器可以位于排放端口中，并且，可以朝向燃烧室的排放阀来注射氨。在一些示例中，当氨被注射到排放端口时，排放阀打开和关闭可以被延迟以增加排气再吸收。排气再吸收可以包括：通过在吸入冲程期间保持排放阀打开而将从燃烧室排出的排气吸回至燃烧室中。排气滞留可以包括：在排放冲程完成之前通过关闭排放阀来调整排放阀时机以减少从缸体排出的排气量。排气再吸收和排气滞留两者均可影响排气再循环(EGR)流率。在排气再吸收和排气滞留中所使用的排气可以相对于来自EGR通道的EGR具有较高的温度，因为更少的热量流失至各发动机材料、EGR冷却部分和环境大气。最高的排放温度可蒸发氨，这可提高其点火性。其它运行调整可包括：激活供体缸体，通过改进的柴油注射时机将柴油与氨预混合，和/或将氨直接注射到EGR流中。供体缸体可将来自其的全部或部分排气流动到另一缸体。这样，EGR可以沿着不同于EGR流所流过的EGR通道的路线而被输送。本文描述了用于促进氨燃烧的各种示例和例程。
[0014]在一个示例中，用于多燃料发动机的系统和方法可以包括与一种或多种次要燃料组合地燃烧的主要燃料。多燃料发动机可以单独燃烧主要燃料。在一些条件期间，多燃料发动机可以通过将一种或多种次要燃料替换至燃烧混合物中而减少所使用的主要燃料的量。次要燃料可以包括相对于主要燃料减少的碳含量。另外地或可选地，次要燃料可以更便宜、更可用和/或更高效。次要燃料可在点火性和燃烧特性方面有所变化。响应于燃烧混合物考虑对次要燃料的包括，可以调整多燃料发动机的点火时机。例如，随着氢的量增加，点火时机可以延迟。作为另一示例，随着氨的量增加，点火时机可以提前。点火时机可以通过以下方式来进一步调整：响应于向燃烧混合物添加和减少主要燃料和一种或多种次要燃料。这样，可以减轻爆震、失火和预燃烧。在一个示例中，时机被延迟以减轻爆震和预燃烧。作为另一示例，时机被提前以提高燃烧效率或减轻失火。
[0015]本文描述的系统的实施例可以包括各种发动机类型和各种发动机驱动系统。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。移动平台可包括自推进车辆。这种车辆可以包括公路运输车辆(例如，汽车)、采矿设备、船舶、飞机、轨道车辆和其他非公路车辆(OHV)。为了清楚说明，轨道车辆(诸如机车)被用作移动平台的示例。合适的系统可包括发动机、涡轮增压器、燃料系统和控制器或控制系统。一些实施例可以包括后处理系统或其他减排系统。车辆可以单独运行或者可以作为一组移动。车辆组可以机械地(如在组中)和/或虚拟地(如在
队或群中)联接在一起以协调它们的移动。
[0016]在进一步讨论用于提高发动机启动效率的方法之前，示出了其中可以实现方法的示例平台。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机车，其包括牵引机车和一辆或多辆远程机车。虽然所示示例示出了三辆机车、一辆燃料供给车和四个车厢，但是列车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)。组中的车辆可以机械地和/或虚拟地联接在一起。
[0017]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，其间没有车厢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：在从单燃料燃烧到多燃料燃烧过渡期间，提高燃烧混合物的温度降低质量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述温度降低质量的量与发动机温度成比例。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述温度降低质量包括空气、EGR和水中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述过渡期间，向所述燃烧混合物提供氨。5.根据权利要求1所述的方法，其中，增加所述温度降低质量包括：提供额外的增压量，其中，所述额外的增压量基于峰值缸体压力。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于EGR流率、电池SOC、驾驶员需求和峰值缸体压力中的一者或多者来增加增压气流。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：延迟提供给所述燃烧混合物的燃料中的至少一种的注射时机。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多燃料燃烧包括：汽油、柴油、氢化衍生可再生柴油(HDRD)、酒精、醚、氨、生物柴油、氢、天然气、煤油和合成气中的两种或多种。9.一种系统，包括：第一燃料系统，其包含第一燃料；第二燃料系统，其包含不同于所述第一燃料的第二燃料；涡轮增压器，其包括涡轮和压缩机；和控制器，其包括存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使得所述控制器能够：响应于期望的替换比例来调整燃烧混合物的温度降低质量。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述指令还使所述控制器能够响应于所述期望的替换比例的增加而增加所述温度降低质量。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一燃料系统联接至位于直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
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：