本发明专利技术涉及一种用于运行燃气内燃机(100)的方法，燃气内燃机具有：燃气混合器(40)、抽吸段(30)；以及带有多个气缸的发动机(10)，其中，在该方法中：将燃料混合物包括充量混合物输送给发动机(10)并且在燃气运行中利用在充量混合物中的燃气作为燃料来运行发动机(10)；其中，借助于燃气-空气混合物的与至少一个之前的混合物状态相关联的输入-混合物份额，确定燃气-空气混合物的与之后的混合物状态相关联的输出-混合物份额，并且其中，该确定借助于用作用于抽吸段(30)的计算模型的基础的抽吸段模型实现。根据本发明专利技术设置成，确定在发动机供给部处的燃气-空气混合物的输出-混合物份额；在抽吸段(30)的多个相关联的体积中通过混合物份额的多个中间状态由输出-混合物份额确定输入-混合物份额；其中，确定在燃气混合器(40)处的燃气-空气混合物的输入-混合物份额并且根据输入-混合物份额调整在燃气混合器(40)处的空气流和/或燃气流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于运行燃气内燃机的方法，该燃气内燃机具有燃气混合器、抽吸段(Ansaugstrecke)和带有多个气缸的发动机。本专利技术此外涉及一种根据权利要求13的前序部分所述的用于内燃机的调节部以及一种根据权利要求14的前序部分所述的内燃机。燃气内燃机在抽吸段中另外具有增压部和用于绕过增压部的旁通路段。燃气内燃机是尤其火花点火的燃气内燃机。
技术介绍
该类型的燃气内燃机的应用领域是移动应用(例如在航行领域中或在商用车和重型车辆领域中)以及静态应用如在单元机组发电站中，其尤其有利地要设计用于波动的燃气供应。文件6，131，552总地公开了一种燃料控制系统，其可根据测得的发动机运行状态调节至混合腔的燃气供给。文件US 6，131，552 A的控制方法或者其它仅与负载相关的燃气配给在复杂的调节系统中也证实为不足够的。通常，空气消耗是对在充量混合物(Ladegemisch)中增压空气的被输送给内燃机的气态新鲜充量的度量，其中，空气消耗也允许说明进气系统和进气过程的质量。通常，实际的空气消耗表示在工作循环期间实际输送给发动机或其气缸的新鲜空气质量在充量混合物中的比例。该实际的混合物质量相对于理论的新鲜充量质量由几何的排量和在环境状态中(对于自由吸气的发动机)或在增压的发动机中的理论充气密度测定，在此考虑在压缩机之后或在压缩空气冷却器之后的新鲜充量的状态。—系列因素影响输送给气缸的新鲜充量，例如阀的打开横截面或阀控制时间。原则上，其可由用于确定发动机增压的模块来确定，抽吸段模型储存于该模块。但是实际上，在充量混合物中输送给发动机的新鲜充量仅在特殊情况中相应于理论值。空气消耗不是对于发动机恒定的数，而是很大程度上取决于转速以及进气系和燃烧室的当前几何情况；为了掌握该关系，例如可考虑合适的特性场。例如由文件EP 1 398 490 A2，基本上在通常的内燃机中的发动机调节器中已知抽吸段模型。它们共同的是，在建立抽吸段模型时(在最简单的情况中作为均匀的压力容器以获取在空气路径中的动态过程)作为广泛的基本思想，通过填充和排空方法设计抽吸段(也称为抽吸管)的储存特性。在此，抽吸管作为压力容器来处理，其通过节流阀连续地以空气来填充并且发动机通过它的抽吸特性相应于工作冲程通过进气阀从其中抽吸空气。然而显示出，尤其在内燃机的瞬态工作范围中且在可变的燃料质量的情况下，燃气内燃机的燃料供应还要复杂得多。尤其在燃气内燃机中显示出，尤其为了构造火花点火的燃气内燃机，在低负载范围中和/或在瞬态负载范围中的运行可能有问题。在燃气发动机运行时，混合物形成通常在废气涡轮增压的压缩机之前进行。同时，在压缩机出口与燃烧室进口之间的抽吸段包括部分大的体积，其由此储存或发出显著的混合物质量。如果在发动机的负载和/或转速变化时导致在各个子体积中的压力和/或温度变化，那么这尤其适用。由于在燃气内燃机中但是仅有条件地与运行点相匹配的(因为尤其由于部分大的体积而不精确的)混合物质量形成，能预料到高的碳氢化合物排放(HC排放)或者其它提高的排放(NOx、CO、颗粒等)以及由未燃尽的燃烧气体引起的较差的效率。值得期望的是，尤其在瞬态运行中相应于负载要求以及排放条件更有利地设计燃气内燃机的燃气运行。尤其至少在低负载范围中实现这是值得期望的。尤其在全负载范围中、也就是说优选地直到100%地实现这是值得期望的。
技术实现思路
就此而言，本专利技术其目的是说明一种方法和装置，借助于其实现作为燃气内燃机的改善的内燃机的运行。本专利技术的目的尤其是实现在瞬态运行中的改进和/或在排放领域中的改进。优选地，应以改进的方式实现在低负载范围中存在的燃料成分问题，尤其在另外的瞬态运行中避免发动机的扭矩突变的情况下，还在负载要求变化时并且尽可能在避免过度排放的情况下。尤其应可尽可能有利地设计混合物质量形成。尤其应以改进的方式设计发动机的空气消耗。本专利技术的目的尤其是解决上述问题中的至少一个。至少应提出备选的解决方案。涉及方法的目的通过本专利技术通过一种根据权利要求1所述的方法来实现。在此尤其从开头所提及的类型的用于运行燃气内燃机的方法出发，该燃气内燃机具有燃气混合器、抽吸段和带有多个气缸的发动机，其中，在该方法中 -将燃料混合物包括充量混合物输送给发动机并且在燃气运行中利用在充量混合物中作为燃料的燃气来运行发动机。此外设置成，借助于燃气-空气混合物的与至少一个之前的混合物状态相关联的输入-混合物份额来确定燃气-空气混合物的与之后的混合物状态相关联的输出-混合物份额，并且其中，该确定借助于用作用于抽吸段的计算模型的基础的抽吸段模型实现。根据本专利技术设置成，确定在发动机供给部处的燃气-空气混合物的输出-混合物份额，并且在抽吸段的多个相关联的体积中通过混合物份额的多个中间状态由输出-混合物份额确定输入-混合物份额。对此，确定在燃气混合器处的燃气-空气混合物的输入-混合物份额并且根据输入-混合物份额调整在燃气混合器处的空气流和/或燃气流。有利地，可在同时的实时计算的范围中在燃气混合器处根据输入-混合物份额、尤其混合物质量流调整空气流和/或燃气流。本专利技术从该想法出发，即应尽可能在考虑抽吸段的状态压力的情况下、尤其在考虑增压空气或燃料混合物的节流的情况下和/或在尽可能更好地考虑空气消耗的情况下进行燃气内燃机的有利的瞬态运行，其中，要考虑燃气发动机的特点。虽然在发动机调节器中的抽吸段模型基本上是已知的。然而本专利技术从该想法出发，即刚好对于尤其具有在压缩机之前的混合物形成的燃气发动机的应用，开头所提及的建模基本上已不足够。本专利技术首先考虑该想法，即在燃气发动机中在混合物形成的地点、例如在废气涡轮增压部的压缩机之前与燃烧室入口的部位之间的路段可相对长并且由此本身包括比较大的体积，其在静态的状态中几乎不能符合实际地描述。本专利技术也首先考虑，在燃气发动机中在压缩机出口与燃烧室入口之间的抽吸段由部分较大的体积(当在发动机的负载和/或转速变化时导致在各个子体积中的压力和/或温度变化时，这些体积储存或发出显著的混合物质量)构成。本专利技术认识到，因此特别在燃气发动机中在燃气混合器的出口处的混合物质量流暂时与在燃烧室入口处的退耦。迄今，尤其对于燃气发动机在抽吸段模型中未充分考虑该情况。尤其因此，燃气发动机(在其中仅注意在气缸之前的混合物压力)的通常的静态考虑如从本专利技术中识别知的那样不能满足确保维持限定的燃烧空气比。由此，本专利技术的方案用于提供在可靠性方面改善的且对于瞬态运行更好地匹配的混合物质量传感器、尤其为在压缩机之前的混合物形成提供虚拟混合物质量传感器。涉及装置的目的利用本专利技术通过一种根据权利要求13所述的用于燃气内燃机的调节部来实现。本专利技术的方案也在鉴于一种根据权利要求14的燃气内燃机的装置方面实现该目的。内燃机尤其可具有发动机，其具有多个气缸以及带有燃气混合器和抽吸段的进气系统。此外将接收器体积(其例如可以以弯管或混合段等的形式来实施)在气缸上游前置于多个气缸证实为有利的。在进气系统中使燃气内燃机设有增压部，尤其设有包括充量换热器的增压部尤其证实为有利的。根据燃气内燃机的尺寸、尤其基于大型发动机，增压部可以是单级的或两级的、优选地设有废气再循环部。尤其此外可设置有至进气系统的抽吸段的旁通路段以绕过增压部。如尤其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于运行燃气内燃机(100)的方法，所述燃气内燃机具有‑ 燃气混合器(40)、抽吸段(30)以及‑ 带有多个气缸的发动机(10)，其中，在所述方法中‑ 将燃料混合物包括充量混合物输送给所述发动机(10)并且在燃气运行中利用在充量混合物中的燃气作为燃料来运行所述发动机(10)，其中‑ 借助于燃气‑空气混合物的与至少一个之前的混合物状态相关联的输入‑混合物份额，确定燃气‑空气混合物的与之后的混合物状态相关联的输出‑混合物份额，并且其中，该确定借助于用作用于所述抽吸段(30)的计算模型的基础的抽吸段模型实现，其特征在于，‑ 确定在发动机供给部处的燃气‑空气混合物的输出‑混合物份额，‑ 在所述抽吸段(30)的多个相关联的体积中通过混合物份额的多个中间状态由输出‑混合物份额确定输入‑混合物份额，其中‑ 确定在所述燃气混合器(40)处的燃气‑空气混合物的输入‑混合物份额并且根据输入‑混合物份额调整在所述燃气混合器(40)处的空气流和/或燃气流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A弗洛尔，A格勒，
申请(专利权)人：MTU腓特烈港有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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