專利名稱：監(jiān)控布置在燃氣發(fā)動機的燃氣供應管中的止回閥的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分的、用于監(jiān)控布置在燃氣發(fā)動機的燃氣供應管中的機械或電子類型的止回閥的方法。此外，本發(fā)明也涉及根據(jù)權(quán)利要求7的前序部分的該方法的應用以及一種根據(jù)權(quán)利要求8的前序部分的燃氣發(fā)動機。
背景技術(shù)：
在通向燃氣發(fā)動機的預燃室的燃氣供應管中，通常緊鄰于預燃室構(gòu)建有壓力控制的止回閥。如果在止回閥的與預燃室背對的側(cè)面上的壓力大于在面對預燃室的側(cè)面上的壓力(該壓力大致對應于預燃室中的壓力)，則由于壓差而存在的壓力保持止回閥開啟，大多與彈簧力的作用相反。燃氣管的流動橫截面因此被開啟，并且燃氣被輸送到預燃室中。 然而如果由彈簧力和由燃氣壓力在面對預燃室的側(cè)面上所施加的力構(gòu)成的合力超過由燃氣壓力在背對預燃室的側(cè)面上所施加的力，則止回閥關(guān)閉，并且阻止流體到燃氣供應管中的回流。該情況出現(xiàn)在燃氣發(fā)動機的壓縮沖程中。在主燃燒室中出現(xiàn)的壓縮壓力延續(xù)到預燃室中，并且止回閥被建立的壓力關(guān)閉。燃氣到燃氣供應管中的回流因此被阻止。在燃氣發(fā)動機的運行期間，止回閥暴露于較高的熱負荷和機械負荷且因此具有較高的磨損。在發(fā)動機的一定的運行時間之后，止回閥例如由于污物沉積、燃燒殘余物和機械磨損被損壞。止回閥經(jīng)常因此變得不密封，并且如果止回閥泄漏，熱的且侵蝕性的燃燒氣體可回流到燃氣供應管中且損壞其它構(gòu)件。此外，不密封的止回閥經(jīng)常引起不規(guī)則的發(fā)動機運轉(zhuǎn)和提高的燃燒氣體消耗。但是如果燃氣發(fā)動機一旦不規(guī)則地運轉(zhuǎn)，弄清對此的原因經(jīng)常是費時的。尤其對于帶有較大數(shù)量氣缸和止回閥的燃氣發(fā)動機，弄清眾多止回閥中的一個是否損壞花費大量時間。與損壞的止回閥的識別相聯(lián)系的成本使燃氣發(fā)動機的維護復雜且昂貴。此外，時間上的維護成本和由此積累用于維護的費用隨著燃氣發(fā)動機的氣缸的數(shù)量而提高。由文件DE 10 2007 002 752 Al已知一種用于監(jiān)控車輛的燃料供給設備的方法，其設置用于識別出燃料供給設備中的閥在何時損壞。根據(jù)該已知的方法，在燃料存儲器與燃料消耗器(即例如預燃室)之間的燃料供應管的截段中來檢測燃料壓力和燃料溫度，而當在所規(guī)定的持續(xù)時間期間燃料壓力的變化超過規(guī)定的值時，產(chǎn)生故障信號并且中斷燃料供給。借助于該已知的方法雖然可辨識出止回閥何時損壞，但是該已知的方法不允許避免在燃氣發(fā)動機的維護中與識別損壞的止回閥相聯(lián)系的成本。此外因為(為了整體上能夠執(zhí)行該已知的方法)不僅壓力傳感器而且溫度傳感器須被構(gòu)建在燃氣供應管的區(qū)域中，所以該已知的方法的執(zhí)行相對昂貴和復雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于監(jiān)控燃氣發(fā)動機的止回閥的方法，其允許減小在維護中與識別損壞的止回閥相聯(lián)系的成本，且其此外能夠成本有利地來執(zhí)行。尤其地，應允許執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，而無須在燃氣發(fā)動機處構(gòu)建復雜的裝置作為對此的前提。本發(fā)明利用根據(jù)權(quán)利要求I的特征實現(xiàn)該目的。有利的設計方案在另外的權(quán)利要求中來說明。該方法的應用在權(quán)利要求7中來說明，而有利地設計用于執(zhí)行該方法的燃氣發(fā)動機在權(quán)利要求8中來說明。按照根據(jù)本發(fā)明的方法提出借助于溫度的檢測來監(jiān)控布置在燃氣發(fā)動機的燃氣供應管中的止回閥并且當在燃氣供應管中所檢測的溫度處于所規(guī)定的第一額定范圍之外時激活信號發(fā)生器。對此提出，發(fā)出帶有在哪個燃氣供應管中檢測出處于第一額定范圍之外的溫度和/或該燃氣供應管關(guān)聯(lián)于哪個氣缸的信息的信號。術(shù)語“規(guī)定的第一額定范圍”被選擇用于區(qū)分下述在說明該方法的一改進方案時所引入的“規(guī)定的第二額定范圍”。對溫度所規(guī)定的第一額定范圍是當布置在燃氣供應管中的止回閥無缺陷地起作用時燃氣供應管中的溫度應是多高的值范圍。該額定范圍對于所有燃氣供應管可相同地來規(guī)定，或者，規(guī)定的第一額定范圍對于每個燃氣供應管可單獨來規(guī)定。如果至燃氣發(fā)動機的 兩個燃燒室的燃氣供應管允許具有不同的溫度，那么例如后者是有利的。根據(jù)本發(fā)明的方法一方面可用于監(jiān)控帶有僅一個氣缸、但是帶有多個燃氣供應管的燃氣發(fā)動機的止回閥。另一方面，其也可用于監(jiān)控多缸發(fā)動機，其中，每個氣缸可具有一個或多個燃氣供應管。借助于根據(jù)本發(fā)明的方法，換言之不僅可監(jiān)控多個布置在不同的、但是全部通向同一預燃室的燃氣供應管中的止回閥，而且可監(jiān)控布置在部分或全部通向不同的預燃室的燃氣供應管中的止回閥。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法包括該實施形式，根據(jù)其，所激活的信號發(fā)生器的信號包括在哪個燃氣供應管中檢測出處于第一額定范圍之外的溫度的信息。由該信息也得知哪個止回閥是損壞的。代替地或附加地，該信號也可包括在其中檢測出處于第一額定范圍之外的溫度的該燃氣供應管通向哪個氣缸的信息。如果該方法被用于監(jiān)控多缸燃氣發(fā)動機的止回閥，那么該信息是特別有用的。這里須指出，如果燃氣發(fā)動機的多個燃氣供應管通向一氣缸，那么兩個前面所提及的信息不同。根據(jù)一優(yōu)選的實施形式，在燃氣供應管的與止回閥相鄰的截段中或在與燃氣閥相鄰的截段中來檢測溫度。這里燃氣閥應理解為構(gòu)造用于配給最大地流經(jīng)燃氣供應管的燃燒氣體量的閥(例如電氣操縱的燃氣閥)。此外，本發(fā)明也包括該實施形式，根據(jù)其，在燃氣供應管的兩個所提及的截段中來檢測溫度。此外，構(gòu)造用于檢測溫度的裝置相應可在燃氣供應管內(nèi)或緊鄰于燃氣供應管來布置。與止回閥相鄰的截段關(guān)于止回閥位于與預燃室背對的側(cè)面上。止回閥的缺陷特別強烈地作用于該截段中的溫度，而在該截段中的測量因此是特別有說服力的。按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一改進方案，此外當燃氣供應管中所檢測的溫度處于規(guī)定的第二額定范圍之外時，燃氣發(fā)動機被關(guān)閉。此外，第一和第二所規(guī)定的額定范圍可相同地或彼此不同地來選擇。優(yōu)選地，第二額定范圍被選取得大于第一額定范圍。如果所檢測的溫度僅處于第一額定范圍之外，信號發(fā)生器被激活，但是發(fā)動機尚不被關(guān)閉。然而如果溫度也處于第二額定范圍之外，則不僅信號發(fā)生器被激活而且附加地發(fā)動機也被關(guān)閉。由此一方面可避免當雖然識別出損壞的止回閥但是該燃氣供應管中的溫度偏差不令人擔心時發(fā)動機被不必要地關(guān)閉，使得在發(fā)動機的暫時的繼續(xù)運行中不必擔心在另外的構(gòu)件處的損壞(例如存在止回閥的蠕動的(schleichend)缺陷)。另一方面可保證，反之，當燃氣供應管中的溫度偏差上升到不令人擔心的值之上時，發(fā)動機立即被切斷。根據(jù)本發(fā)明的一改進方案，燃氣供應管中的溫度的第一和/或第二額定范圍根據(jù)燃氣發(fā)動機的運行持續(xù)時間、燃氣發(fā)動機的負荷狀態(tài)或在燃燒室中或在燃氣供應管中的壓力來規(guī)定。此外，在燃氣供應管中存在的溫度是運行持續(xù)時間的函數(shù)。如果發(fā)動機被冷起動，則燃燒室和預燃室還是冷的，反之如果發(fā)動機已較長地運轉(zhuǎn)，燃燒室是熱的。在預燃室中存在的溫度也作用于燃氣供應管中的溫度。為了考慮溫度與運行持續(xù)時間的該相關(guān)性，可根據(jù)運行持續(xù)時間來規(guī)定溫度的第一和/或第二額定范圍。 如果在不同的負荷狀態(tài)中運行燃氣發(fā)動機，則在主燃燒室中和在預燃室中還出現(xiàn)不同的壓力曲線和溫度曲線。為了考慮該相關(guān)性，也可根據(jù)負荷狀態(tài)來規(guī)定溫度的第一和
/或第二額定范圍。此外，第一額定范圍和/或第二額定范圍還可根據(jù)壓力來規(guī)定，例如根據(jù)在燃燒室中存在的平均壓力。如果在燃氣發(fā)動機中所使用的燃燒氣體的成分改變，則也可預料到，在燃燒室中以及在燃氣供應管中的溫度改變。通過例如根據(jù)在燃燒室中存在的平均壓力來規(guī)定溫度的第一和/或第二額定范圍，來考慮該相關(guān)性。另一可能性在于，根據(jù)在燃氣供應管中存在的壓力來規(guī)定第一和/或第二額定范圍。當使用其它燃燒氣體成分時，對于最佳燃燒，燃氣供應管中的其它壓力也可以是必要的。燃氣供應管中的壓力即可被視為所使用的燃燒氣體的標志，且額定范圍可被相應地協(xié)調(diào)于該壓力。按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一改進方案，當所檢測的溫度在規(guī)定的第一持續(xù)時間期間處于規(guī)定的第一額定范圍之外時，那么才激活信號發(fā)生器。由此例如可避免在溫度檢測中的測量誤差或在燃氣供應管中的溫度的短暫的、臨時出現(xiàn)的偏差(其不應歸因于止回閥的缺陷)已觸發(fā)信號發(fā)生器的信號。為了溫度的短暫的、臨時出現(xiàn)的偏差或測量誤差同樣不觸發(fā)發(fā)動機的不必要的關(guān)閉，優(yōu)選地當所檢測的溫度在規(guī)定的第二持續(xù)時間期間處于規(guī)定的第二額定范圍之外時，那么燃氣發(fā)動機也才被關(guān)閉。此外，規(guī)定的第一持續(xù)時間和規(guī)定的第二持續(xù)時間可以是相同的或彼此不同。根據(jù)本發(fā)明的方法可用于止回閥的氣缸特有的和/或止回閥特有的監(jiān)控。氣缸特有的監(jiān)控可理解為該方法的一實施形式，根據(jù)該實施形式，給該方法的操作者發(fā)出在其中檢測出處于第一和/或第二額定范圍之外的溫度的燃氣供應管關(guān)聯(lián)于哪個氣缸的信息。止回閥特有的監(jiān)控可理解為該方法的一實施形式，根據(jù)該實施形式，給該方法的操作者發(fā)出在哪個燃氣供應管中檢測出處于第一和/或第二額定范圍之外的溫度的信息。止回閥特有的監(jiān)控特別適合于應用在帶有具有多個燃氣供應管的氣缸的發(fā)動機中。該方法不僅適合于帶有僅僅一個氣缸和多個燃氣供應管的發(fā)動機，而且適合于帶有多個氣缸(其相應具有一個或多個燃氣供應管)的發(fā)動機。有利地構(gòu)造用于該方法的應用的燃氣發(fā)動機具有至少一個預燃室和至少一個構(gòu)造用于檢測溫度的傳感器，其中，該傳感器布置在裝備有止回閥的至預燃室的燃氣供應管中。傳感器例如可相鄰于止回閥或者相鄰于布置在燃氣供應管中的燃氣閥來布置。此夕卜，在唯一的燃氣供應管中也可不僅相鄰于止回閥而且相鄰于燃氣閥布置有構(gòu)造用于檢測溫度的傳感器。


下面根據(jù)附圖示例性地對本發(fā)明作詳細闡述。其中
圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的一實施形式的方框 圖2a顯示了有利地構(gòu)造用于該方法的應用的燃氣發(fā)動機的第一實施形式的部分區(qū)域的示意性的圖示；以及
圖2b顯示了有利地構(gòu)造用于該方法的應用的燃氣發(fā)動機的第二實施形式的部分區(qū)域的示意性的圖示。附圖標記清單 I主燃燒室
2活塞 3預燃室 4火花塞 5燃氣供應管 6止回閥 7燃氣閥 8熱電偶 9熱電偶 10氣缸
11燃氣供應管的截段 12燃氣供應管的截段 13燃氣發(fā)動機。具體實施形式
圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的一實施形式的方框圖。為了說明該方法，下面還參考在圖2a和2b中僅示意地示出的燃氣發(fā)動機13，其為帶有多個氣缸且?guī)в蓄A燃室點火的、未詳細示出的、固定地運行的大型燃氣發(fā)動機，其中，每個氣缸具有帶有兩個燃氣供應管的預燃室。第一氣缸“氣缸A”例如具有兩個燃氣供應管“管Al ”和“管A2”，第二氣缸“氣缸B”具有燃氣供應管“管BI”和“管B2”等等。在每個燃氣供應管中布置有止回閥，燃氣發(fā)動機總共即具有與氣缸數(shù)相對應數(shù)量的止回閥。在第一步驟SI中，在發(fā)動機的所有燃氣供應管中確定溫度。對于燃氣供應管中的每個，規(guī)定溫度的第一額定范圍。在該方法的所示出的實施形式中，所規(guī)定的第一額定范圍對于所有燃氣供應管是相同的。 在步驟S2中，對于所檢測的溫度中的每個確定其是否在規(guī)定的第一持續(xù)時間期間處于規(guī)定的第一額定范圍之外。在所示出的實施形式中，規(guī)定的第一持續(xù)時間例如為一分鐘。如果這對于全部所檢測的溫度不是該情況，可由此得出，所有止回閥無缺陷地起作用。在該情況中返回步驟Si，而燃氣供應管中的溫度例如在相對于第一檢測的預先確定的時間間隔中被重新檢測。反之如果在步驟S2中確定，所檢測的溫度中的至少一個在規(guī)定的第一持續(xù)時間期間處于規(guī)定的第一額定范圍之外，轉(zhuǎn)至另一步驟S3。下面(僅為了說明起見)假設，在第二氣缸的第一燃氣供應管中(即在“管BI”中)檢測出處于規(guī)定的第一額定范圍之外的溫度。在“管BI”中的止回閥相應地是損壞的。在步驟S3中激活信號發(fā)生器，其發(fā)出帶有在哪個燃氣供應管中檢測出處于額定范圍之外的溫度的信息的信號，且其附加地發(fā)出該燃氣 供應管關(guān)聯(lián)于哪個氣缸的信息。在示例性地舉出的情況中，由激活的信號發(fā)生器發(fā)出該信號，即止回閥在氣缸“B”中失靈，且其涉及燃氣供應管“BI”。在下一步驟S4中檢查，所檢測的溫度(其處于規(guī)定的第一額定范圍之外)在規(guī)定的第二持續(xù)時間期間(在該方法的所示出的實施形式中又是一分鐘)是否也處于規(guī)定的第二額定范圍之外。如果這不是該情況，燃氣發(fā)動機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，且步驟S4重新被執(zhí)行。在該情況中，發(fā)動機的使用者必須自己決定其什么時候執(zhí)行維護。使用者即獲得提示，燃氣供應管BI中的止回閥開始有缺陷地工作，但是尚可繼續(xù)運行。對于維護，使用者可等待有利的時機。反之如果在步驟S4中確定，所檢測的溫度處于規(guī)定的第二額定范圍之外，轉(zhuǎn)至步驟S5。在步驟S5中，發(fā)動機被關(guān)閉。如果識別出損壞的止回閥且緊接著維護發(fā)動機，可直接替換該損壞的止回閥，而無須對所有止回閥查找缺陷。如果損壞的止回閥被替換且發(fā)動機又被運行，則又可從步驟SI出發(fā)執(zhí)行該方法。在圖2a和2b中顯示了有利地構(gòu)造用于該方法的應用的燃氣發(fā)動機13的兩個實施形式的部分區(qū)域的示意性的圖示。這兩個燃氣發(fā)動機13區(qū)別僅在于用于檢測燃氣供應管中的溫度的裝置布置在哪里。圖2a和2b相應顯示了帶有主燃燒室I、活塞2以及預燃室3的氣缸10。預燃室3此外具有火花塞4和燃氣供應管5。此外在燃氣供應管5中相鄰于預燃室3布置有止回閥6，而在燃氣供應管5的與預燃室3進一步遠離的區(qū)域中布置有燃氣閥7。在圖2a中示出的實施形式中在燃氣供應管5的相鄰于止回閥6的截段11中布置有用于檢測溫度的熱電偶8。在圖2b中示出的實施形式中，而在燃氣供應管5的相鄰于燃氣閥7的截段12中布置有用于檢測溫度的熱電偶9。關(guān)于與熱電偶8、9的相應的布置相聯(lián)系的優(yōu)點參照上述的說明。此外，關(guān)于本發(fā)明的上述未具體地進一步說明的特征明確地參照權(quán)利要求和附圖。
權(quán)利要求
1.一種用于借助于溫度的檢測(SI)監(jiān)控布置在燃氣發(fā)動機(13)的燃氣供應管(5)中的機械或電子類型的止回閥(6)的方法，其中，根據(jù)所述方法當燃氣供應管(5)中所檢測的溫度處于所規(guī)定的第一額定范圍之外時，信號發(fā)生器被激活(S3)，其特征在于，帶有在哪個燃氣供應管(5)中檢測出處于所述第一額定范圍之外的溫度和/或所述燃氣供應管(5)關(guān)聯(lián)于所述燃氣發(fā)動機(13)的哪個氣缸(10)的信息的信號被發(fā)出(S3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，檢測在燃氣供應管的與止回閥(5)相鄰的截段(11)中或者在與燃氣閥(7)相鄰的截段(12)中的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，當燃氣供應管(5)中所檢測的溫度處于規(guī)定的第二額定范圍之外時，所述燃氣發(fā)動機被關(guān)閉(S5)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，燃氣供應管(5)中的溫度的所述第一和/或所述第二額定范圍根據(jù)所述燃氣發(fā)動機的負荷狀態(tài)和/或運行持續(xù)時間和/或壓力來規(guī)定。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，當所檢測的溫度在所規(guī)定的第一持續(xù)時間期間處于所述規(guī)定的第一額定范圍之外時，所述信號發(fā)生器被激活(S3)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，當所檢測的溫度在所規(guī)定的第二持續(xù)時間期間處于所述規(guī)定的第二額定范圍之外時，所述發(fā)動機被關(guān)閉(S5)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于機械或電子類型的止回閥(5)的氣缸特有的和/或止回閥特有的監(jiān)控的方法的一種應用。
8.一種燃氣發(fā)動機，其帶有至少一個預燃室(3)和至少一個構(gòu)造用于檢測溫度的傳感器(8，9)，所述傳感器(8，9)布置在裝備有機械或電子類型的止回閥￠)的至預燃室(3)的燃氣供應管(5)中，其特征在于，所述傳感器(8，9)相鄰于止回閥(6)或燃氣閥(7)來布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于借助于溫度的確定(S1)監(jiān)控布置在燃氣發(fā)動機的燃氣供應管(5)中的止回閥(6)的方法，根據(jù)該方法當燃氣供應管(5)中所檢測的溫度處于所規(guī)定的第一額定范圍之外時，信號發(fā)生器被激活(S3)，并且?guī)в性谀膫€燃氣供應管(5)中檢測出處于第一額定范圍之外的溫度和/或該燃氣供應管(5)關(guān)聯(lián)于哪個氣缸(10)的信息的信號被發(fā)出(S3)。
文檔編號F02M21/00GK102966442SQ20121031738
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者S.施托爾, I.維爾克 申請人:曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司