具有可變孔口的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，且更具體地說(shuō)涉及一種具有可變孔口的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為僅柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的成本高效的替代發(fā)動(dòng)機(jī)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)使用或與液體燃料組合使用氣體燃料(例如天然氣)以產(chǎn)生機(jī)械輸出。氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)控制方面是輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中用于燃燒的混合物中空氣與燃料(空氣/燃料)的比率?？杖急扔绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)性能，包括產(chǎn)生的動(dòng)力的量以及被排放的排氣的性質(zhì)。對(duì)于一些發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，空氣輸送系統(tǒng)被優(yōu)化成用于在特定空燃比以及在較高負(fù)荷下的高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。然而，由于不能調(diào)整空氣輸送系統(tǒng)，這些氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可能很難在低負(fù)荷下保持有效空燃比，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速期間難以保持有效空燃比。
[0003]在1977年6月21日授予Hata的第4，030，293號(hào)美國(guó)專利案(“ '293專利案”)中公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)例，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有能夠調(diào)整空燃比的系統(tǒng)。丨293專利案公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有連接到進(jìn)氣歧管的兩組汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)包括化油器，其通過(guò)進(jìn)氣歧管將空氣/燃料混合物饋送到汽缸。進(jìn)氣歧管包括擋板，其被配置為用于阻擋空氣/燃料混合物流向第一組汽缸，從而減少到所述汽缸的未汽化燃料流。所導(dǎo)致的未汽化燃料流的減少引起輸送到第一組汽缸的空氣/燃料混合物更加稀薄，而輸送到第二組汽缸的空氣燃料混合物更加濃厚。
[0004]雖然'293專利案的系統(tǒng)可以允許對(duì)輸送到不同組汽缸的空氣/燃料混合物進(jìn)行一定控制，但還沒(méi)有達(dá)到最佳。特別是，'293專利案涉及對(duì)包括未汽化成分的空氣/燃料混合物進(jìn)行控制，其可以限制所述系統(tǒng)在氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用。此外，'293專利案還涉及調(diào)整空燃比，以獲得更稀薄的混合物，從而減少排放。然而，在更稀薄混合物過(guò)于稀薄而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法有效運(yùn)行的情況下，所述混合物可能對(duì)于處于低負(fù)荷的氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有幫助。
[0005]本發(fā)明旨在克服上述一或多個(gè)問(wèn)題和/或現(xiàn)有技術(shù)中的其他問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在第一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)可以包括第一氣體燃料噴射器，其配置為將氣體燃料注入與至少第一汽缸相關(guān)聯(lián)的第一進(jìn)氣通道，和第二氣體燃料噴射器，其配置為將氣體燃料注入與至少第二汽缸相關(guān)聯(lián)的第二進(jìn)氣通道。所述控制系統(tǒng)還可以包括可變孔口，其被布置在位于第一氣體燃料噴射器下游的第二進(jìn)氣通道內(nèi)。所述控制系統(tǒng)另外可以包括配置為提供指示發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)的信號(hào)的傳感器以及電子式連接到可變孔口和傳感器的控制器。所述控制器可以配置為基于信號(hào)移動(dòng)可變孔口，以調(diào)整第一進(jìn)氣通道和第二進(jìn)氣通道中的空燃比。
[0007]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比的方法。所述方法可以包括將增壓空氣并行地引導(dǎo)進(jìn)入第一進(jìn)氣通道和第二進(jìn)氣通道中。所述方法還可以包括將氣體燃料注入到第一進(jìn)氣通道和第二進(jìn)氣通道中的每一者中。所述方法可以另外包括移動(dòng)可變孔口以選擇性地限制增壓空氣流僅通過(guò)第二進(jìn)氣通道，從而影響第一進(jìn)氣通道和第二進(jìn)氣通道中的空燃比。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為示例性公開(kāi)的動(dòng)力系統(tǒng)的示意圖；以及
[0009]圖2為另一不例性公開(kāi)的動(dòng)力系統(tǒng)的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1示出了具有發(fā)動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力系統(tǒng)10。動(dòng)力系統(tǒng)10可以包括配置為引導(dǎo)空氣和燃料進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)12中的進(jìn)氣系統(tǒng)14、配置為引導(dǎo)排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)12排出的排氣系統(tǒng)16，以及配置為監(jiān)視及控制進(jìn)氣系統(tǒng)14和排氣系統(tǒng)16的控制系統(tǒng)18。出于本發(fā)明的目的，將發(fā)動(dòng)機(jī)12圖示并且描述為氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其可以包括僅由氣體燃料(例如，天然氣、甲烷等)提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)和由氣體燃料與液體燃料(例如，柴油)的組合提供動(dòng)力的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括至少部分地限定多個(gè)汽缸22的發(fā)動(dòng)機(jī)組20?；钊?未示出)可以可滑動(dòng)地設(shè)置在每個(gè)汽缸22內(nèi)以在上止點(diǎn)位置與下止點(diǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且汽缸蓋(未示出)可以與每個(gè)汽缸22相關(guān)聯(lián)。汽缸22、活塞和汽缸蓋可以形成燃燒室24。在圖示的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)12包括布置到第一排26和第二排28中(例如，布置成V型構(gòu)造)的十二個(gè)這種燃燒室24。然而，如果需要的話，可以設(shè)想，發(fā)動(dòng)機(jī)12可包括布置成直列式構(gòu)造或者布置成任何其他常規(guī)構(gòu)造的更多或者更少數(shù)量的燃燒室24。
[0011]發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是二沖程、四沖程、六沖程或者至少部分地依靠氣體燃料運(yùn)行的其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著在動(dòng)力、排氣、進(jìn)氣與壓縮沖程之間的活塞循環(huán)，燃料在汽缸22內(nèi)的燃燒可以轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸(未示出)以產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。燃燒所需的氣體燃料和空氣可以通過(guò)連接至第一排26的第一進(jìn)氣通道30、連接至第二排28的第二進(jìn)氣通道32和共用進(jìn)氣通道40供應(yīng)至每個(gè)汽缸22。第一進(jìn)氣通道30和第二進(jìn)氣通道32可各自包括一個(gè)或多個(gè)通道，所述通道將共用進(jìn)氣通道40與第一排26和第二排28中的每個(gè)汽缸22流體連接。例如，第一進(jìn)氣通道30可以包括將共用進(jìn)氣通道40與汽缸22的第一排26流體連接的第一進(jìn)氣歧管，并且第二進(jìn)氣通道32可以包括將共用進(jìn)氣通道40與汽缸22的第二排28流體連接的第二進(jìn)氣歧管。輸送至汽缸22的空氣/氣體燃料混合物可以要求用于燃燒的點(diǎn)火源以發(fā)生燃燒。在其中發(fā)動(dòng)機(jī)12是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例中，壓縮點(diǎn)火燃料(例如，柴油燃料)可以經(jīng)由液體燃料噴射器34注入到汽缸22中，以啟動(dòng)空氣/氣體燃料混合物的燃燒。在另一個(gè)實(shí)施例中，電火花可以被用作點(diǎn)火源。
[0012]進(jìn)氣系統(tǒng)14可以包括配置為將氣體燃料諸如到第一進(jìn)氣通道30和第二進(jìn)氣通道32中的多個(gè)氣體燃料噴射器36、38。例如，氣體燃料噴射器36、38可以包括配置為將氣體燃料注入到第一進(jìn)氣通道30中的第一燃料噴射器36，以及配置為將氣體燃料注射到第二進(jìn)氣通道32的第二燃料噴射器38。第一進(jìn)氣通道30和第二進(jìn)氣通道32可以將氣體燃料連同增壓空氣流輸送至汽缸22。在其他實(shí)施例中，多個(gè)氣體燃料噴射器可以配置為將氣體燃料單獨(dú)地注入到每個(gè)汽缸22中。
[0013]進(jìn)氣系統(tǒng)14可以進(jìn)一步包括被配置為將增壓空氣引入到發(fā)動(dòng)機(jī)12中的部件。例如，進(jìn)氣系統(tǒng)14可以包括壓縮機(jī)44。壓縮機(jī)44可以體現(xiàn)為固定排量式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)，或者配置為接收來(lái)自流體通道46的空氣并且在空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)12之前將空氣壓縮至預(yù)定壓力級(jí)別的任何其他類型的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)44可以經(jīng)由共用進(jìn)氣通道40和第一進(jìn)氣通道30及第二進(jìn)氣通道32連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12，并且可以由曲軸(未示出)或者一些其他裝置來(lái)機(jī)械地提供動(dòng)力。
[0014]排氣系統(tǒng)16可以包括被配置為管理從發(fā)動(dòng)機(jī)12到大氣的排氣的部件。具體地，排氣系統(tǒng)16可以包括與燃燒室24流體連通的第一排氣通道50和第二排氣通道52、共用排氣通道56和與共用排氣通道56相關(guān)聯(lián)的禍輪機(jī)58。第一排氣通道50和第二排氣通道52可各自包括將汽缸22的第一排26和第二排28與共用排氣通道56流體連接的一個(gè)或多個(gè)通道。例如，第一排氣通道50可以包括將汽缸22的第一排26與共用排氣通道56流體連接的第一排氣歧管，并且第二排氣通道52可以包括將汽缸22的第二排28與共用排氣通道56流體連接的第二排氣歧管?？梢岳脧呐懦霭l(fā)動(dòng)機(jī)12的排氣中去除的能量來(lái)壓縮輸入的空氣。具體地，壓縮機(jī)44和渦輪機(jī)58可以一起形成由來(lái)自共用排氣通道56的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器60。
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