專利名稱：用于控制大型往復活塞式燃機的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分別根據(jù)權(quán)利要求I、權(quán)利要求9和權(quán)利要求10的前序部分的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的方法、軟件和系統(tǒng)，涉及根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的改型裝置，并且涉及根據(jù)權(quán)利要求14的前序部分的大型往復活塞式柴油燃機。
背景技術(shù)：
在大型往復活塞式柴油燃機中，特別是在兩沖程大型往復活塞式柴油燃機中，使用噴嘴將燃料噴入布置在發(fā)動機的每個氣缸中的燃燒空間內(nèi)。通常，噴 射定時被優(yōu)化以在滿負荷下產(chǎn)生最大效率。在部分負荷下，發(fā)動機的效率通常降低。因此，在現(xiàn)代化的大型往復活塞式柴油燃機中，將所謂的“可變噴射定時”應用在部分負荷范圍內(nèi)，以便補償在部分負荷下出現(xiàn)的效率降低。在其中應用可變噴射定時的部分負荷范圍內(nèi)，根據(jù)發(fā)動機負荷且任選地根據(jù)掃氣壓力自動地提前噴射開始角的值。此外，可以提供可調(diào)的“燃料質(zhì)量設(shè)置(Fuel Quality Setting)”以通過提前噴射開始角的值來補償較差的燃料點燃特性。在文獻EP0781907A1中，描述了一種用于在部分負荷范圍內(nèi)操作自點火往復活塞式燃機的方法和設(shè)備，其中，用傳感器測量往復活塞式燃機的至少一個狀態(tài)變量或至少兩個狀態(tài)變量，并且響應于測量的狀態(tài)變量調(diào)節(jié)燃料噴射的開始以及入口閥或排放閥的打開和/或關(guān)閉的開始中的一者或兩者，使得燃燒室中的作為上部部分負荷范圍內(nèi)的負荷的函數(shù)的最大壓縮壓力保持恒定或幾乎恒定。一個或更多個狀態(tài)變量可以是下列變量中的任一個渦輪增壓器增壓壓力、氣缸中的最大壓力、氣缸中的在給定曲軸角度下的壓力、發(fā)動機功率、發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度、渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)速度、壓縮機后的溫度、增壓空氣冷卻器后的溫度、燃燒空氣的量、渦輪增壓器前的排氣溫度、渦輪增壓器后的排氣溫度或燃料量。在低發(fā)動機負荷下操作較長時間的大型往復活塞式柴油燃機中，活塞環(huán)能將其形狀適應于特定條件，即，適應于低燃燒壓力和低氣體力。如果在這樣一段時間后發(fā)動機負荷例如通過使發(fā)動機的速度加速而增加，則活塞環(huán)可能不能立即適當?shù)孛芊猓⑶铱赡懿荒鼙３只钊h(huán)和氣缸套之間的油膜。因此，在發(fā)動機速度加速期間活塞環(huán)和氣缸套之間磨損的風險增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的方法、軟件、系統(tǒng)和改型裝置，并且提供一種大型往復活塞式柴油燃機，該大型往復活塞式柴油燃機包括有助于減少磨損并增加活塞環(huán)和氣缸套的使用壽命的這樣的系統(tǒng)或這樣的改型裝置。根據(jù)本發(fā)明，此目的由權(quán)利要求1、9和10中分別限定的方法、軟件和系統(tǒng)來滿足，并且由權(quán)利要求12中限定的改型裝置和權(quán)利要求14中限定的大型往復活塞式柴油燃機來滿足。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的方法包括將燃料噴入往復活塞式燃機的燃燒室中；并且通過根據(jù)發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時。該方法附加地包括檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值；將檢測到的所述增加值與預定值進行比較，并使由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量或者保持不變或者在檢測到的所述增加值超出預定值時使提前量變?yōu)榱悖灰约霸诎l(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，例如，在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，將所述噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，在穩(wěn)定的狀態(tài)下，將噴射開始角的值經(jīng)過預定的斜坡上升時間有利地提前至由可變噴射定時給定的值。在檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值時，如果檢測到的增加值超出預定值，則將由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量經(jīng)過預定的斜坡下降時間有利地變?yōu)榱恪每勺儑娚涠〞r的所述部分負荷范圍通常為從發(fā)動機滿負荷或發(fā)動機全速度的大約60%至95%。在有利的實施例中，以一定的時間間隔，特別是以最大10分鐘、最大20分鐘或最大30分鐘的時間間隔，檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值，并且其中由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量或者保持不變或者當以該時間間隔檢測到的增加值超出預定值時變?yōu)榱?。用來與檢測到的增加值進行比較的預定值例如可以至少為發(fā)動機滿負荷或發(fā)動機全速度的至少I. 5%或2%，并且可以可任選地取決于發(fā)動機負荷和/或發(fā)動機的型號。在該方法的另一個有利的實施方式中，提供操作者可調(diào)節(jié)的燃料質(zhì)量設(shè)置(FuelQuality Setting),以用于通過提前或延后噴射開始角的值來補償較差的燃料點燃特性，并且由燃料質(zhì)量設(shè)置引起的噴射開始角的提前量或延后量或者保持不變或者在檢測到的增加值超出預定值時變?yōu)榱?。在有利的實施方式變型中，在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后，由燃料質(zhì)量設(shè)置引起的噴射開始角的提前量或延后量變?yōu)樵跈z測到的增加值超出預定值之前所具有的值。本發(fā)明還包括一種用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的軟件，該軟件存儲在存儲裝置中或該存儲裝置這上。該軟件能夠根據(jù)以上所述方法的一個或若干個實施方式或?qū)嵤┓绞阶冃蛠砜刂瓢l(fā)動機的操作。根據(jù)本發(fā)明的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的系統(tǒng)包括噴射噴嘴，所述噴射噴嘴用于將燃料噴入往復活塞式燃機的燃燒室中；和控制單元，所述控制單元用于通過根據(jù)發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時。該系統(tǒng)附加地包括檢測器，該檢測器用于檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值、或者發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度設(shè)定值的增加值，其中，該系統(tǒng)能夠和/或被配置成將檢測到的增加值與預定值進行比較，并且使由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量或者保持不變或者在檢測到的增加值超出預定值時變?yōu)榱?；并且其中，該系統(tǒng)能夠和/或被配置成在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，將噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。在另一個有利的實施方式中，該系統(tǒng)包含根據(jù)以上給出的描述的軟件，其中該軟件加載在控制單元和/或系統(tǒng)存儲器中以用于系統(tǒng)操作。本發(fā)明還包括一種改型裝置，該改型裝置包含用于實施根據(jù)以上所述一個或若干個實施方式或?qū)嵤┓绞阶冃偷南到y(tǒng)的控制單元，以控制大型往復活塞式柴油燃機的操作。在一個有利的實施方式變型中，該改型裝置實施為用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的遠程控制裝置的修改例。根據(jù)本發(fā)明的大型 往復活塞式柴油燃機包括至少一個燃燒室和用于控制往復活塞式燃機的操作的根據(jù)以上所述的一個或多個實施方式或?qū)嵤┓绞阶冃偷南到y(tǒng)或根據(jù)以上所述的一個或多個實施方式或?qū)嵤┓绞阶冃偷母男脱b置。根據(jù)本發(fā)明的方法、軟件、系統(tǒng)和改型裝置適用于操作固定和移動的兩沖程和四沖程大型往復活塞式柴油燃機，尤其適用于具有大于160mm或大于200mm的缸徑的四沖程柴油機，或適用于具有大于270_或大于300mm直徑的缸徑的兩沖程柴油機。根據(jù)本發(fā)明的方法、軟件、系統(tǒng)和改型裝置以及根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油內(nèi)燃機具有的優(yōu)點在于，它們由于使噴射開始提前而減小了燃燒壓力P_b和梯度dp_b/da，所述梯度描述了燃燒壓力上升的快慢程度。這樣最小化了燃燒壓力對活塞環(huán)的影響?；钊h(huán)將更有可能適當?shù)貕嚎康礁滋妆诓⑦m當?shù)孛芊狻Ｔ诎l(fā)動機負荷上升期間可變噴射定時影響的消除和任選地燃料質(zhì)量設(shè)置影響的消除增加了活塞運行的安全裕度，這也歸因于以下事實隨著噴射開始角的延后，排氣的能量更高，并且渦輪增壓器速度、掃氣壓力和質(zhì)量流量因此而增加。因此，由為了升高發(fā)動機負荷而增加的燃料噴射量引起的“熱部件”最高溫度的增加通過增加掃氣流量而避免或受到限制。此外，由于對氣缸更好的吹掃，在發(fā)動機負荷上升期間排放減小。對實施方式和變型的以上描述僅僅用作示例。由從屬權(quán)利要求和附圖可以看到另外的有利實施方式。此外，在本發(fā)明的上下文中，來自所描述或示出的實施方式和所描述或示出的變型的各個特征可以彼此結(jié)合，以便形成新的實施方式。


下面將結(jié)合特定實施方式并結(jié)合附圖更詳細地描述本發(fā)明。圖I是根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的實施方式；圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的系統(tǒng)的實施方式的示意圖；圖3是作為用于根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的發(fā)動機負荷的函數(shù)的噴射開始角的提前量的示例性圖；圖4A、4B分別是在無可變噴射定時和有可變噴射定時的情況下，作為曲軸角度的函數(shù)的根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的氣缸中的壓力的示例性圖；圖5A是作為時間的函數(shù)的用于根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的發(fā)動機負荷的變化的不例性圖；以及圖5B是作為發(fā)動機負荷的函數(shù)的用于根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的發(fā)動機負荷的所謂的“死區(qū)”寬度的示例性圖。
具體實施例方式圖I示出根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機1，特別是兩沖程大型往復活塞式柴油燃機的實施方式。發(fā)動機I通常包含以可旋轉(zhuǎn)的方式軸頸支承在曲軸箱中的曲軸2 ;多個氣缸；以及每個氣缸各一個的活塞10，活塞10可移動地布置在氣缸套11中?；钊?0通常經(jīng)由活塞桿9連接到相應的十字頭8，并且十字頭8經(jīng)由連桿連接到曲軸2以驅(qū)動曲軸。氣缸套11由氣缸蓋在上方封閉，以使得在氣缸中在活塞和氣缸蓋之間相應地形成燃燒空間3。在圖I所示的實施方式中，曲軸2和燃料源之間的配合有利地由控制單元20以電子的方式控制。燃料可以例如用高壓泵4經(jīng)由管線6且經(jīng)由噴射裝置7供給到噴射噴嘴12。在一個有利的實施方式變型中，曲軸2和出口閥13之間的配合也由控制單 元20以電子的方式控制。包括壓力泵14、管線16和控制閥17的液壓系統(tǒng)允許打開和關(guān)閉出口閥13?？刂茊卧?0分別經(jīng)由控制線路19a、19b有利地連接到噴射裝置7和控制閥17中的一方或兩方。此外，管線6和16中的一方或兩方可以分別連接到可選的蓄能器5、15。大型往復活塞式柴油燃機可任選地包括渦輪增壓器18，來自出口閥13的排氣穿過渦輪增壓器18，以便增加大型往復活塞式柴油燃機的效率。在一個有利的實施方式變型中，大型往復活塞式燃機I被實施為縱向掃氣的兩沖程柴油機，該兩沖程柴油機具有居中布置的出口閥13和布置在氣缸蓋周邊的多個噴射噴嘴12。通常，此類兩沖程柴油機I具有用于噴射燃料的兩個至四個噴射噴嘴12。此外，大型往復活塞式柴油燃機I包括根據(jù)本發(fā)明的用于控制發(fā)動機的操作的系統(tǒng)。下面結(jié)合圖2的描述詳細地說明該系統(tǒng)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的系統(tǒng)的實施方式的示意圖。所示的系統(tǒng)30包括至少一個噴射噴嘴32. 1,32. 2，噴射噴嘴32. 1、32. 2用于將燃料噴入往復活塞式燃機的燃燒室23中；和控制單元20，控制單元20用于通過根據(jù)發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時。該系統(tǒng)附加地包括檢測器21，檢測器21用于檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值或者發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度設(shè)定值的增加值，其中，該系統(tǒng)被配置成將檢測到的增加值與預定值進行比較，并且使由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量保持不變或在檢測到的增加值超出預定值時變?yōu)榱?；并且其中，在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，該系統(tǒng)將噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。檢測器21例如經(jīng)由線路21a有利地連接到控制單元20，并且可以例如實施和布置成檢測曲軸22的角度或由曲軸驅(qū)動的軸的角度。在一個有利的實施方式變型中，系統(tǒng)包括噴射裝置27. 1,27. 2和燃料供應源，所述燃料供應源包括連接到噴射裝置的一個或更多個管線26?？刂茊卧?0有利地分別經(jīng)由控制線路29. 1、29. 2連接到噴射裝置27. 1、27. 2中的每一個。此外，噴射裝置27. 1,27. 2通常分別經(jīng)由供給管線28. 1,28. 2連接到噴射噴嘴32. 1,32. 2。在該系統(tǒng)的另一個有利的實施方式變型中，具有已知構(gòu)造類型的一個或更多個噴射噴嘴32. 1、32. 2各自具有噴嘴針34. 1,34. 2，噴嘴針34. 1、34. 2借助關(guān)閉彈簧35. 1,35. 2的動作壓靠到閥座區(qū)域上。在噴嘴殼體中的閥座區(qū)域下方布置有盲孔，噴射孔33. 1,33.2從盲孔引入燃燒室23內(nèi)。壓力室31. 1、31. 2在噴嘴殼體中均布置在閥座區(qū)域上方，并且分別連接到供給管線28. 1,28. 2。在噴射噴嘴32. 1,32. 2的噴射階段期間，供應到壓力室31. 1、31. 2的燃料的壓力大至使得彈簧35. 1、35. 2的關(guān)閉力被克服，因此噴嘴針34. K34. 2被抬離閥座區(qū)域，以使得燃料被引入盲孔中并通過噴射孔33. 1、33.2射入燃燒室23內(nèi)。線路25可連接到噴射噴嘴32. 1,32. 2的殼體以用于輸送走泄漏的燃料。為了更好地理解，圖2中用短劃線示意性地示出活塞10、氣缸套11和氣缸蓋11a。下面將結(jié)合圖I和2描述根據(jù)本發(fā)明的用于控制大型往復活塞式柴油燃機I的操作的方法的實施方式。該方法包括將燃料噴入往復活塞式燃機I的燃燒室3、23中；和通過根據(jù)發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時。該方法附加地包括檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值；將檢測到的增加值與預定值進行比較，并使由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量或者保持不變或者在檢測到的增加值超出預定值時使其變?yōu)榱?；以及在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之
后，例如，在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，將噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，在穩(wěn)定的狀態(tài)下，將噴射開始角的值經(jīng)過預定的斜坡上升時間有利地提前至由可變噴射定時給定的值。在檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度增加值時，如果檢測到的增加值超出預定值，則將由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量經(jīng)過預定的斜坡下降時間有利地變?yōu)榱恪Ｔ谟欣膶嵤├?，以一定的時間間隔，特別是以最大10分鐘、最大20分鐘或最大30分鐘的時間間隔，檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值，并且其中，由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量保持不變或者當以此時間間隔檢測到的增加值超出預定值時變?yōu)榱?。應用可變噴射定時的所述部分負荷范圍通常為從發(fā)動機滿負荷或發(fā)動機全速度的大約60%至95%。用來與檢測到的增加值進行比較的預定值可以例如為發(fā)動機滿負荷或發(fā)動機全速度的至少I. 5%或2%，并且任選地可以取決于發(fā)動機的型號。在該方法的另一個有利的實施方式中，提供了操作者可調(diào)節(jié)的“燃料質(zhì)量設(shè)置”，以用于通過提前或延后噴射開始角的值，例如通過手動輸入值，來補償較差的燃料點燃特性，并且由燃料質(zhì)量設(shè)置引起的噴射開始角的提前量或延后量或者保持不變或者在檢測到的增加值超出預定值時變?yōu)榱?。在有利的實施方式變型中，在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后，由燃料質(zhì)量設(shè)置引起的噴射開始角的提前量或延后量變?yōu)樵跈z測到的增加值超出預定值之前所具有的值。圖3示出對于根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機在穩(wěn)定的狀態(tài)下作為發(fā)動機負荷P的函數(shù)的噴射開始角的提前量△ α的示例性圖，其中發(fā)動機通過應用可變噴射定時來控制。在發(fā)動機負荷的50%以上，噴射開始角的提前量△ α如由實線36所指示的開始從零增加至最大值，其中在發(fā)動機負荷的約90%處達到該最大值。在發(fā)動機負荷的90%以上，噴射開始角的提前量Λ α急劇降低至零，其中在發(fā)動機負荷的95%以上達到該零值。
當提供了操作者可調(diào)節(jié)的燃料質(zhì)量設(shè)置時，噴射開始角的值通常被手動提前一恒定值，以便補償較差的燃料點燃特性。在發(fā)動機負荷的50%以上，噴射開始角的提前量Λ α如由虛線36’所指示的開始從所述恒定值增加至最大值，其中在發(fā)動機負荷的約90%處達到該最大值。在發(fā)動機負荷的90%以上，噴射開始角的提前量△ α急劇降低至恒定值，其中在發(fā)動機負荷的95%以上達到該恒定值。當應用可調(diào)節(jié)的燃料質(zhì)量設(shè)置時，與僅應用可變噴射定時時的噴射開始角的提前量△ α相比，噴射開始角的提前量△ α通常剛好偏移一;!'亙定值。圖4Α和4Β示出作為曲軸角度α的函數(shù)的在根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的氣缸中的壓力Pramb的示例性圖。圖4Α示出在沒有可變噴射定時的情況下在部分負荷下的氣缸中的壓力Pramb的圖線(course) 40，而圖4B則示出在有可變噴射定時的情況下在相同部分負荷下的氣缸中的壓力P。-的圖線40’。具有可變噴射定時的壓力p_b的最大值顯然高于沒有可變噴射定時的壓力Pramb的最大值，如在比較圖4A和4B時容易看出的。此外，切線41、41’分別繪制到圖4A和4B中所示的氣缸的壓力p_b的圖線40、40’·上。由仰角φ和φ'表征的梯度dp_b/da描述了燃燒壓力pramb升高的快慢程度。如在比較圖4A和4B時可容易看出的，與不應用可變噴射定時時的燃燒壓力p_b的升高相比，在應用可變噴射定時時燃燒壓力Pramb升高得更快。圖5A示出作為時間t的函數(shù)的用于根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機的發(fā)動機負荷P的變化的示例性圖。在該圖的第一半部分中，發(fā)動機負荷的變化位于所謂的死區(qū)內(nèi)，即變化小于死區(qū)的寬度b，并且如例如圖3所示應用了可變噴射定時。接著，發(fā)動機負荷增加，并且發(fā)動機負荷的變化超出死區(qū)的寬度b。在有利的實施方式中，死區(qū)的寬度b對應于在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中使用的預定值，其中，該方法包括檢測發(fā)動機負荷的增加值；將檢測到的增加值與預定值進行比較，并使由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量或者保持不變或者在檢測到的增加值超出預定值時使其變?yōu)榱?；以及在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，例如，在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后，將噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。如圖5A所示，在一定時間之后，例如在15分鐘之后，發(fā)動機負荷開始穩(wěn)定。圖5B示出作為發(fā)動機負荷P的函數(shù)的用于大型往復活塞式柴油燃機的發(fā)動機負荷的所謂的死區(qū)寬度b的示例性圖。如圖5B所示，死區(qū)的寬度b在發(fā)動機負荷的約50%處以發(fā)動機滿負荷的通常5%至8%的相對較高的值開始，并且在100%的發(fā)動機負荷處通常減小至I. 5%至3%ο本發(fā)明還包括一種用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的軟件，該軟件存儲在存儲裝置中。該軟件能夠根據(jù)以上所述方法的一個或若干個實施方式或?qū)嵤┓绞阶冃蛠砜刂瓢l(fā)動機的操作。在系統(tǒng)的另一個有利的實施方式中，該系統(tǒng)包含如上所述的軟件，該軟件加載于控制單元和/或系統(tǒng)存儲器中以用于系統(tǒng)操作。本發(fā)明還包括一種改型裝置，該改型裝置包含用于實施根據(jù)以上所述一個或若干個實施方式或?qū)嵤┓绞阶冃偷南到y(tǒng)的控制單元，以控制大型往復活塞式柴油燃機的操作。在一個有利的實施方式變型中，該改型裝置實施為用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的遠程控制裝置的修改例。根據(jù)本發(fā)明的方法、軟件、系統(tǒng)和改型裝置可以同樣的方式包括另外的控制功能，例如，可變排氣閥開啟和/或可變排氣閥關(guān)閉，以便增加大型往復活塞式柴油燃機在部分負荷范圍內(nèi)的效率。在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度增加期間，這些另外的控制功能能以與以上所述可變噴射定時和燃料質(zhì)量設(shè)置相同的方式被禁用。在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度增加期間，由于臨時禁用了可變噴射定時、燃料質(zhì)量設(shè)置或旨在增加部分負荷范圍內(nèi)的效率的其它控制功能，因此在使用根據(jù)本發(fā)明的用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的方法、軟件、系統(tǒng)和改型裝置時，實現(xiàn)了略低的效率。然而，與大型往復活塞式柴油燃機的整個操作時間相比，這些控制功能的臨時禁用是短暫且可忽略不計的。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的方法、軟件、系統(tǒng)和改型 裝置以及根據(jù)本發(fā)明的大型往復活塞式柴油燃機具有的優(yōu)點在于，它們有助于減少磨損并增加活塞環(huán)和氣缸套的使用壽命。從總體經(jīng)濟性的角度來看，這些優(yōu)點顯然超過了發(fā)動機負荷上升期間效率的略微降低。
權(quán)利要求
1.一種用于控制大型往復活塞式柴油燃機(I)的操作的方法，所述方法包括將燃料噴入所述往復活塞式燃機的燃燒室(3，23)中；并且通過根據(jù)發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時，該方法的特征在于檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值；將檢測到的所述增加值與預定值進行比較；使由可變噴射定時引起的所述噴射開始角的提前量或者保持不變或者在檢測到的所述增加值超出所述預定值時使所述提前量變?yōu)榱?；以及在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，將所述噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，以一定的時間間隔，特別是以最大10分鐘、最大20分鐘或最大30分鐘的時間間隔，檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值，并且其中由可變噴射定時引起的所述噴射開始角的所述提前量或者保持不變或者當以所述時間間隔檢測到的所述增加值超出所述預定值時變?yōu)榱恪?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，應用可變噴射定時的所述部分負荷范圍為從發(fā)動機滿負荷或發(fā)動機全速度的大約60%至95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的方法，其中，在檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值時，如果檢測到的所述增加值超出所述預定值，則將由可變噴射定時引起的所述噴射開始角的提前量經(jīng)過預定的斜坡下降時間變?yōu)榱恪?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的方法，其中，在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，將所述噴射開始角的值經(jīng)過預定的斜坡上升時間提前至由可變噴射定時給定的值。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，用來與檢測到的所述增加值進行比較的所述預定值至少為發(fā)動機滿負荷或發(fā)動機全速度的I. 5%或2%，并且特別地取決于所述發(fā)動機的型號。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，提供操作者可調(diào)節(jié)的燃料質(zhì)量設(shè)置，以用于通過提前或延后所述噴射開始角的值來補償較差的燃料點燃特性，并且其中由燃料質(zhì)量設(shè)置引起的所述噴射開始角的提前量或延后量或者保持不變或者在檢測到的所述增加值超出所述預定值時變?yōu)榱恪?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后，由燃料質(zhì)量設(shè)置引起的所述噴射開始角的所述提前量或延后量變?yōu)樵跈z測到的所述增加值超出所述預定值之前的值。
9.一種用于控制大型往復活塞式柴油燃機(I)的操作的軟件，所述軟件存儲在存儲裝置中或該存儲裝置上，其特征在于，所述軟件能夠根據(jù)權(quán)利要求I至8中的任一項限定的方法控制所述發(fā)動機的操作。
10.一種用于控制大型往復活塞式柴油燃機(I)的操作的系統(tǒng)(30)，所述系統(tǒng)包括噴射噴嘴(12，32. I, 32. 2)，所述噴射噴嘴用于將燃料噴入所述往復活塞式燃機的燃燒室(2，23)中；和控制單元(20)，所述控制單元用于通過根據(jù)發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時，所述系統(tǒng)的特征在于所述系統(tǒng)(30)包括檢測器(21)，所述檢測器用于檢測發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度的增加值、或者發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度設(shè)定值的增加值；所述系統(tǒng)被配置成將檢測到的所述增加值與預定值進行比較，并且使由可變噴射定時引起的所述噴射開始角的提前量或者保持不變或者在檢測到的所述增加值超出所述預定值時變?yōu)榱?；并且，所述系統(tǒng)(30)被配置成在發(fā)動機負荷或發(fā)動機速度穩(wěn)定之后，特別是在30分鐘至60分鐘之間或更長的預定穩(wěn)定時間之后的穩(wěn)定狀態(tài)下，將所述噴射開始角的值提前至由可變噴射定時給定的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含根據(jù)權(quán)利要求9所述的軟件，所述軟件加載到所述控制單元和/或系統(tǒng)存儲器中以用于系統(tǒng)操作。
12.—種改型裝置，該改型裝置包含用于實施根據(jù)權(quán)利要求10或11中的任一項的系統(tǒng)的控制單元，以控制大型往復活塞式柴油燃機的操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改型裝置，該改型裝置實施為用于控制大型往復活塞式柴油燃機的操作的遠程控制裝置的修改例。
14.一種大型往復活塞式柴油燃機(I)，該大型往復活塞式柴油燃機包括至少一個燃燒室(3，23)和用于控制所述往復活塞式燃機的操作的根據(jù)權(quán)利要求9或10中的任一項所述的系統(tǒng)(30)或者根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的改型裝置。
全文摘要
一種用于控制大型往復活塞式柴油燃機(1)的操作的方法，包括將燃料噴入往復活塞式燃機的燃燒室(3)中；并且通過根據(jù)發(fā)動機負荷將噴射開始角的值提前而在部分負荷范圍內(nèi)應用所謂的可變噴射定時。所述方法附加地包括檢測發(fā)動機負荷的增加值；將檢測到的增加值與預定值進行比較；以及在檢測到的增加值超出預定值時將由可變噴射定時引起的噴射開始角的提前量變?yōu)榱恪?br> 文檔編號F02D41/30GK102877973SQ20121024018
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者G·蘇得沃伊 申請人:瓦錫蘭瑞士公司