FI124050B - Switchable multi-part engine and method of fuel switching of such a multi-part engine - Google Patents
Switchable multi-part engine and method of fuel switching of such a multi-part engine Download PDFInfo
- Publication number
- FI124050B FI124050B FI20095744A FI20095744A FI124050B FI 124050 B FI124050 B FI 124050B FI 20095744 A FI20095744 A FI 20095744A FI 20095744 A FI20095744 A FI 20095744A FI 124050 B FI124050 B FI 124050B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fuel
- proportion
- fuel ratio
- ignition
- engine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/0605—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure or temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
- F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
- F02D19/10—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/0634—Determining a density, viscosity, composition or concentration
- F02D19/0636—Determining a density, viscosity, composition or concentration by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
- F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
- F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
- F02D19/0652—Biofuels, e.g. plant oils
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
Vaihtokytkettävä moniainemoottori ja menetelmä polttoaineen vaihtokytkemiseksi tällaisessa moniainemoottorissaInterchangeable Multi-Engine and Method for Fuel-Switching Such Multi-Engine
Keksintö kohdistuu moniainemoottoriin, joka on vaihtokytkettävissä 5 yhdestä polttoaineesta toiseen polttoaineeseen, sekä menetelmään polttoaineen vaihtokytkemiseksi moniainemoottorin yhteydessä ensimmäisestä polttoaineesta toiseen polttoaineeseen lähtien ensimmäisestä polttoainesuhteesta.The invention relates to a multi-fuel engine interchangeable from one fuel to another fuel, and to a method for switching fuel in a multi-fuel engine from a first fuel to a second fuel starting from the first fuel ratio.
Moniainemoottoreille on tunnusomaista, että niitä voidaan käyttää valinnaisesti eri polttoaineilla. Asiakirja DE 40 33 843 C2 julkistaa esimerkiksi kak-10 siainepolttomoottorikoneen, jossa on kaasu pääpolttoaineena ja itsesytytys nestemäisellä sytytyspolttoaineella. Pakokaasupäästöjen vähentämiseksi on sovitettu poltinkammio, joka on muodostettu erillisenä sylinterinkannesta erotettuna raken-neyksikkönä.Multi-engine engines are characterized in that they can optionally be run on different fuels. Document DE 40 33 843 C2 discloses, for example, a dual-fuel combustion engine with gas as the main fuel and self-ignition with liquid ignition fuel. To reduce exhaust emissions, a burner chamber is provided which is formed as a separate structural unit separated from the cylinder head.
Asiakirjasta DE 197 54 354 C1 on tunnettu dieselkaasumoottori, jossa 15 ilma-kaasu-seos sytytetään sytytyssuihkulla. ΝΟχ-päästöjen vähentämiseksi on sovitettu kaasun palamisessa aktivoituva säätölaite, jossa on säädin, joka on paineistettavissa palamistilalämpötilan ja moottoritehon mukaan. Näistä suureista riippuen säädin ohjaa asetuselintä, joka vaikuttaa ilman läpäisymäärään ilmanpu-ristimella.DE 197 54 354 C1 discloses a known diesel gas engine in which an air-gas mixture 15 is ignited by means of an ignition jet. To reduce ΝΟχ emissions, a gas burner actuator is fitted with a regulator that can be pressurized according to combustion temperature and engine power. Depending on these quantities, the controller controls a setting member which affects the air permeability of the air blower.
20 Määrättyjen polttoaineiden, esimerkiksi raskaan polttoöljyn, palamises sa voi syntyä palamiskammioon kerrostumia, jotka käytettäessä muilla polttoaineilla, esimerkiksi kaasulla, vaikuttavat epäedullisesti lisäsytytyslähteinä ja näin voivat häiritä palamistapahtumaa. Erityisesti vaihtokytkennän jälkeen toiseen polttoaineeseen nämä kerrostumat voivat toimia lisäsytytyslähteinä, minkä johdosta 25 rakenneyksikköä vahingoittava ja siten ei-toivottu nakutus lisääntyy.20 Combustion of certain fuels, such as heavy fuel oil, may result in deposits in the combustion chamber which, when used with other fuels, such as gas, adversely affect additional ignition sources and thus interfere with the combustion process. Particularly after switching to another fuel, these deposits can act as sources of additional ignition, resulting in an increase in damaging and thus unwanted knockdown.
Näitä ilmiöitä vastaan toimimiseksi palamiskammio täytyy polttaa va-o paaksi kerrostumista ennen vaihtamista. Vapaaksi polttaminen käytön sisäisessäTo counteract these phenomena, the combustion chamber must be burned to a high deposition prior to replacement. Free-burning within use
C\JC \ J
^ käytännössä on tähän saakka toteutettu siten, että moottoria käytetään väliaikai- ° sesti kolmannella polttoaineella, jolle on erona kerrostumisten vähäinen muodos- ^ 30 tuminen. Toinen mahdollisuus nakutuksen välttämiseksi polttoaineiden vaihtokyt- | kennän yhteydessä muodostuu siitä, että suoritetaan vaihtokytkentä alennetulla ^ moottorikuormituksella, esimerkiksi 75 %:lla nimellistehosta. Molemmat ovat epä- edullisia, koska vaihtokytkentä kolmanteen polttoaineeseen on kallista sekä lait-o teisto- että myös ohjausteknisesti tai tehon alennuksen vuoksi vaihtokytkennän ^ 35 aikana usein toistuva vaihtokytkentä tulee tehottomaksi.In practice, hitherto it has been realized that the engine is temporarily run on a third fuel, which differs from the low formation of deposits. Another way to avoid knocking is to switch fuel in connection with the connection, the switching is performed with a reduced motor load, for example 75% of the rated power. Both are disadvantageous because switching to a third fuel is expensive not only in hardware but also in control technology or due to power reduction, the frequent switching during switching 35 becomes ineffective.
Esillä olevan keksinnön tehtävänä on parantaa vaihtokytkentää ensim- 2 mäisestä polttoaineesta toiseen polttoaineeseen moniainemoottorin yhteydessä.It is an object of the present invention to improve the switching from the first fuel to the second fuel in connection with the multi-fuel engine.
Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä. Patenttivaatimus 9 asettaa suojan piiriin ohjauslaitteen keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi, patenttivaatimus 10 moniainemoottorin varustet-5 tuna tällaisella ohjauslaitteella. AIipatenttivaatimukset kohdistuvat edullisiin edel-leenkehityksiin.This problem is solved by the method of claim 1. Claim 9 places a control device for carrying out the method according to the invention, Claim 10 having a multi-component motor equipped with such a control device. The claims are directed to advantageous further developments.
Keksinnön mukainen menetelmä polttoaineen vaihtokytkemiseksi mo-niainemoottorissa ensimmäisestä polttoaineesta toiseen polttoaineeseen käsittää erityisesti seuraavia menetelmävaiheita: 10 - Ensimmäisestä polttoainesuhteesta lähtien korotetaan toisen poltto aineen osuutta ja pienennetään ensimmäisen polttoaineen osuutta välipoltto-ainesuhteeseen saakka.The method of switching fuel of the invention from a first fuel to a second fuel in a multi-fuel engine comprises in particular the following process steps: 10 - From the first fuel ratio, the proportion of the second fuel is increased and the proportion of the first fuel is reduced to the intermediate fuel ratio.
- Moottoria käytetään tällä välipolttoainesuhteella määrätty aikaväli.- The engine is operated at this intermediate fuel ratio for a specified time interval.
- Sen jälkeen korotetaan edelleen toisen polttoaineen osuutta ja pie-15 nennetään edelleen ensimmäisen polttoaineen osuutta, kunnes säätyy toinen polttoainesuhde.- Subsequently, the proportion of the second fuel is increased further, and the proportion of the first fuel is further reduced to 15, until the second ratio of fuel is adjusted.
Moottorin käyttämisellä välipolttoainesuhteessa tietty aikaväli kerrostumat poltetaan pois kontrolloidusti. Sen jälkeen moottoria voidaan käyttää toisessa polttoainesuhteessa. Sekakäytön yhteydessä välipolttoainesuhteella kerrostu-20 mien uudelleenmuodostuminen vähenee ja samanaikaisesti palamiskammio poltetaan vapaaksi esillä olevista kerrostumista. Lisäksi nakutusta esiintyy sekakäytössä vain heikentyneenä. Keksinnön mukaisen menetelmän etu on siinä, että moottoria voidaan käyttää polttoaineen vaihtokytkennän aikana ilman merkittävää tehonalennusta, edullisesti edelleen täyskuormituksella. Vaihtokytkentä tapahtuu 25 tällöin suoraan ensimmäisestä toiseen polttoainesuhteeseen, ilman että täytyy käyttää kolmatta polttoainetta.By running the engine in an intermediate fuel ratio, the deposits are burned out in a controlled time interval. The engine can then be operated on another fuel ratio. In mixed use, the intermediate fuel ratio reduces the rebuilding of the deposits, while simultaneously burning the combustion chamber free from the present deposits. In addition, knocking only appears to be diminished in mixed use. An advantage of the method according to the invention is that the engine can be operated during the fuel changeover without significant power reduction, preferably further at full load. The changeover is then made directly from the first to the second fuel ratio without the need to use a third fuel.
o Määritelty aikaväli voidaan tällöin saada taulukkomuotoon talletetuistao The specified time interval can then be obtained from tables stored in a table format
CvJCVJ
^ arvoista, jotka puolestaan voivat olla riippuvuudessa muihin tunnuslukuihin kuten ° polttoainelaatuun ja moottorin hetkelliseen käyttötilanteeseen. Vaihtoehtoisesti 00 30 voidaan määritelty aikaväli määrittää nakutusantureiden avulla. Määritelty aikaväli | päättyy tässä tapauksessa edullisesti silloin, kun nakutusantureista havaitaan na- ^ kutuksen selvä väheneminen, erityisesti ei havaita enää lainkaan nakutusta.^ values which, in turn, may depend on other parameters such as ° fuel quality and instantaneous engine condition. Alternatively, the specified time interval 00 00 may be determined by knock sensors. Specified time interval in this case, preferably, when the knock sensors show a marked decrease in knock, especially knock no longer is detected.
Ensimmäistä polttoainesuhdetta nimitetään käytettävissä olevana se-o kasuhteena ensimmäisestä ja toisesta polttoaineesta, jossa ensimmäisen poltto- 00 35 aineen osuus on hallitseva. Tällöin on varsinkin 90 %:n osuutta mukaan luettuna 100 %:iin saakka pidetty hyväksi ensimmäiselle polttoaineelle. Polttoaineosuuk- 3 sien prosenttilukemalla on tässä yhteydessä aina ymmärrettävä kysymyksessä olevan polttoaineen osuutta palamistilaan tuodusta koko energiasta. Toisella polt-toainesuhteella tarkoitetaan vastaavasti sekasuhdetta ensimmäisestä ja toisesta polttoaineesta, jossa toisen polttoaineen osuus on hallitseva. Tällöin erityisesti 5 90 %:n osuutta mukaan luettuna 100 %:iin saakka on pidetty hyväksi toiselle polt toaineelle.The first fuel ratio is referred to as the available blend ratio of the first and second fuels, in which the proportion of the first fuel is predominant. In this case, especially up to 90%, up to 100% has been favored for the first fuel. In this context, the percentage of fuel proportions must always be understood as the proportion of the total energy brought into the combustion chamber by the fuel in question. The second fuel ratio, respectively, refers to the mixed ratio between the first and second fuel in which the proportion of the second fuel is dominant. In this case, especially 5 to 90%, up to 100%, is favored for another fuel.
Varsinkin toisen polttoainesuhteen yhteydessä on tavallista, että ensimmäisestä polttoaineesta muodostuu tietty osuus, joka tarvitaan yksinomaan niin kutsutun sytytyssuihkun polttoainetarvetta varten. Välipolttoainesuhteeksi kut-10 sutaan polttoainesuhdetta, jossa osuudet ensimmäisestä ja toisesta polttoaineesta kulloinkin ovat ensimmäisen ja toisen polttoainesuhteen osuuksien välissä.Especially in the case of the second fuel ratio, it is common for the first fuel to comprise a certain proportion which is needed solely for the so-called ignition jet fuel requirement. The intermediate fuel ratio is called the fuel ratio, wherein the proportions of the first and second fuel are respectively between the first and second fuel ratio portions.
Edullisesti ainakin toisen polttoaineen sytytys tapahtuu sytytyssuihkun avulla, jolloin ainakin ajoittain polttoaineen vaihtokytkennän aikana sytytyssuihkun ruiskutusmäärä on korotettuna, edullisesti selvästi, suhteessa sytytyssuihkun ruis-15 kutusmäärään ensimmäisessä tai toisessa polttoainesuhteessa tapahtuvaan käyttöön. Korottamalla sytytyssuihkun ruiskutusmäärää tapahtuu palamiskammiossa olevan seoksen nopeampi palaminen loppuun, mikä vaikuttaa nakuttavaa palamista vastaan. Ensimmäisessä polttoainesuhteessa tapahtuvalla käytöllä tarkoitetaan siten sitä käyttötilaa, jossa vaihtokytkentätapahtuma ei vielä ole alkanut. Toi-20 sessa polttoainesuhteessa tapahtuvalla käytöllä tarkoitetaan siten sitä käyttötilaa, jossa vaihtokytkentätapahtuma on jo päättynyt täydellisesti.Preferably, at least the second fuel is ignited by means of an ignition jet, wherein at least occasionally during the fuel changeover, the amount of injection of the ignition jet is increased, preferably clearly, relative to the amount of injection of the ignition jet at the first or second fuel ratio. By increasing the amount of ignition jet injection, the mixture in the combustion chamber is burned faster, which acts against knocking combustion. Operation in the first fuel ratio thus refers to the operating mode in which the switching event has not yet begun. Operation in the second-20 fuel ratio thus refers to the operating state in which the changeover event has already been completed.
Edellä mainittu menetelmä on sopiva erityisesti, kun ensimmäinen polttoaine on öljypolttoaine, varsinkin diesel, biodiesel tai raskas polttoöljy, jolloin käsite öljypolttoaine käsittää myös kaikki muut polttoaineet, joiden palamisessa on 25 mahdollista kerrostumien ja jäämien kuten nokihiukkasten muodostuminen. Edellä mainittu menetelmä on sopivaa erityisesti lisäksi silloin, kun toinen polttoaine on 5 kaasu, jolla käsitetään kaikkia palavia kaasuja kuten maakaasua, vetyä, juokseviaThe above method is particularly suitable when the first fuel is petroleum, especially diesel, biodiesel or heavy fuel oil, wherein the term petroleum fuel also includes all other fuels whose combustion is capable of forming deposits and residues such as soot particles. The above method is also particularly suitable when the second fuel is a gas comprising all combustible gases such as natural gas, hydrogen,
C\JC \ J
^ kaasuja ja niiden kaltaisia kaasuja mutta myös muita kaasuuntuvia tai ruiskutetta- ° via nestemäisiä polttoaineita kuten bensiinipolttoaineita tai metanolia.gaseous and similar gases but also other gaseous or injectable liquid fuels such as gasoline fuels or methanol.
00 30 Edullisessa muodostamisessa korotetaan ainakin ajoittain polttoaineen | vaihtokytkennän aikana sytytyssuihkun tunkeutumissyvyyttä. Tämä voi tapahtua ^ varsinkin korottamalla sytytyssuihkun ruiskutuspainetta. Sytytyssuihkun tunkeu- tumissyvyyden vaikutuksesta tapahtuu seoksen nopeampi palaminen loppuun, o mikä vaikuttaa nakuttavaa palamista vastaan. Seoksen edullinen nopeampi pa- 00 35 laminen loppuun saadaan samoin, kun ainakin ajoittain polttoaineen vaihtokytken nän aikana korotetaan sytytyssuihkun käsittämää ilma-kaasuseos-tilavuutta.00 30 Preferably, the fuel is increased at least occasionally during switching, the penetration depth of the ignition jet. This can occur, in particular, by increasing the injection pressure of the ignition jet. The effect of the penetration depth of the ignition jet results in a faster burn-out of the mixture, which in turn acts against knock-on combustion. The advantageous faster combustion of the blend is also accomplished by increasing the volume of the air / gas mixture contained in the ignition jet at least occasionally during fuel changeover.
44
Keksinnön edullisessa muodostamisessa on tehty niin, että havaittaessa nakuttava palaminen toleranssirajan yläpuolella, toisin sanoen kun naku-tusilmaisin ylittää ennalta annetun kynnysarvon, korotetaan sytytyssuihkun ruisku-tusmäärää ainakin ajoittain, korotetaan sytytyssuihkun tunkeutumissyvyyttä aina-5 kin ajoittain, korotetaan sytytyssuihkun käsittämää ilma-kaasuseos-tilavuutta ja/tai säädetään uudelleen välipolttoainesuhde. Näillä toimenpiteillä, jotka kulloinkin voidaan toteuttaa yksittäin mutta myös mielivaltaisissa yhdistelmissä keskenään, voidaan vaikuttaa säätävästi nakuttavaa palamista vastaan. Nakuttava palaminen voidaan tällöin havaita tavallisilla nakutusantureilla. Näitä mainittuja toimenpiteitä 10 voidaan toistaa monta kertaa sekä yksittäin että myös mielivaltaisissa yhdistelmissä keskenään, kunnes palamisilla on lopullisesti tai riittävästi poltettu vapaaksi kerrostumista ja voidaan siirtyä normaaliin käyttöön toisella polttoainesuhteella.In a preferred embodiment of the invention, upon detection of a tactile combustion above the tolerance limit, i.e., when the tactile detector exceeds a predetermined threshold value, the amount of ignition jet injection is increased at least occasionally, the ignition jet penetration depth is increased, and / or re-adjusting the intermediate fuel ratio. These measures, which can be taken individually but also in arbitrary combinations with each other, can be used to control the knock-on burn. Knocking burning can then be detected by conventional knock sensors. These said operations 10 may be repeated many times, individually or in arbitrary combinations, until the burns have finally or sufficiently been burned free of flaking and can be returned to normal operation at another fuel ratio.
Edullisesti polttoainesuhteen muutokset toiseen polttoainesuhteeseen tapahtuvat tasaisesti, erityisesti jaksoittain lineaarisesti. Tasaisella muutoksella on 15 mahdollista pyrkiä kriittisiin polttoainesuhteisiin korotetun nakuttavan palamisen yhteydessä. Jos havaitaan lisääntynyttä nakutusta, voidaan nakutusta vastaan vaikuttaa välittömästi ainakin yhden edellä mainitun toimenpiteen suorittamisella. Tasaisen muuttamisen kautta vähennetään vaaraa yhtäkkiä esiintyvästä voimakkaasta nakutuksesta, mikä on mahdollista polttoainesuhteen äkillisten muutosten 20 yhteydessä. Riippumatta tästä on kuitenkin tehty niin, että havaittaessa nakuttava palaminen toleranssirajan yläpuolella äkillisesti voidaan vaihtaa polttoainesuhteeseen, jossa ensimmäisen polttoaineen osuus on suurempi.Preferably, the changes in fuel ratio to the second fuel ratio occur smoothly, particularly in a periodically linear fashion. With steady change, it is possible to aim for critical fuel ratios with increased knock-on combustion. If an increased knock is detected, at least one of the above actions can be immediately counteracted. Steady adjustment reduces the risk of sudden knocking, which is possible with sudden changes in fuel ratio 20. Notwithstanding this, however, it is made that, upon detection, a knocking combustion above the tolerance limit can be suddenly switched to a fuel ratio with a higher proportion of first fuel.
Menetelmää polttoaineen vaihtokytkemiseksi moniainemoottorissa ohjataan edullisesti ohjauslaitteella, joka on järjestetty menetelmän suorittamiseksi 25 siten, että se voi ohjata polttoainesuhdetta ja analysoida tietoja, esimerkiksi naku-tusilmaisimia. Tämän lisäksi ohjauslaite voi ohjelmateknisesti olla toteutettu moni-o ainemoottorin moottoriohjaukseen tai muodostettu itsenäisenä ohjauslaitteenaPreferably, the method for switching fuel in a multi-engine engine is controlled by a control device arranged to perform the method so that it can control the fuel ratio and analyze data, for example, knock detectors. In addition, the control device may be technically implemented to control the engine of a multi-engine or be designed as an independent control device
CvJCVJ
^ vaihtokytkentää varten. Ohjauslaite voi olla erityisesti integroitu moottorin ohjaus- ° laitteeseen.^ for switching. The control device may be particularly integrated with the engine control device.
^ 30 Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin suoritusesimerkin avul- | la. Tästä samoin kuten alipatenttivaatimuksista ilmenee esillä olevan keksinnön ^ muita etuja ja tunnusmerkkejä.The invention will now be explained in more detail by way of an exemplary embodiment la. Other advantages and features of the present invention, as well as the sub-claims, are apparent therefrom.
't't
Raskasöljy-maakaasu-moniainemoottoria voidaan käyttää vuorotellen o raskaalla polttoöljyllä ja maakaasulla. Myös maakaasukäytössä sytytys tapahtuu ^ 35 raskaan polttoöljyn vähäisen määrän avulla, joka maakaasukäytössä on noin 2 % tuodusta energiasta.The heavy fuel oil / natural gas multi-component engine can be operated alternately with heavy fuel oil and natural gas. In the case of natural gas, the ignition also takes place with the aid of a small amount of 35 heavy fuel oil, which in the case of natural gas uses about 2% of the energy imported.
55
Raskas polttoöljy tuottaa palamisen aikana nokihiukkasia, jotka kiinnittyvät palamistilaan. Nämä nokihiukkaset ovat myös vielä polttoaineen maakaasuun vaihtokytkennän jälkeen esillä palamistilassa ja vaikuttavat silloin lisäsytytys-lähteinä maakaasulle, mikä edistää maakaasun nakuttavaa palamista. Seuraa-5 vassa selostetussa vaihtokytkentämenetelmässä raskaasta polttoöljystä maakaasuun nokihiukkaset poltetaan pois, niin että vähemmän, edullisesti ei lainkaan, kiinnittyneitä nokihiukkasia on enää esillä palamistilassa, kun vaihto maakaasuun on tapahtunut täydellisesti.Heavy fuel oil produces soot particles during combustion, which adhere to the combustion chamber. These soot particles are also still present in the combustion space after switching the fuel to natural gas and then acting as additional ignition sources for the natural gas, which contributes to the knock-on combustion of natural gas. In the following switching method described above, the soot particles from the heavy fuel oil to the natural gas are burned off so that fewer, preferably no at all, the soot particles are present in the combustion space when the natural gas conversion is complete.
Vaihtokytkentämenetelmän ohjaamiseksi raskasöljy-kaasumoottorissa 10 on ohjauslaite, joka on integroitu moottorin ohjauslaitteeseen.To control the switching method, the heavy oil gas engine 10 has a control device integrated with the engine control device.
Ensiksi nostetaan raskaan polttoöljyn määrä, joka toimii polttoaineena sytytyssuihkua varten, noin 50 %:iin, ts. sytytyssuihkun ruiskutusmäärää nostetaan. Tämän jälkeen korotetaan maakaasun osuus tasaisesti noin 0 %:sta noin 50 %:iin. Samanaikaisesti pienennetään raskaan polttoöljyn osuus tasaisesti noin 15 100 %:sta noin 50 %:iin. Täten säädetään välipolttoainesuhde, jossa raskaan polttoöljyn ja maakaasun osuudet ovat noin 50 %. Lisäksi korotetaan ainakin ajoittain sytytyssuihkun tunkeutumissyvyyttä sekä sytytyssuihkun käsittämää ilma-kaasuseos-tilavuutta.First, the amount of heavy fuel oil that serves as the fuel for the ignition jet is raised to about 50%, i.e., the amount of jet injection is increased. The proportion of natural gas is then steadily increased from about 0% to about 50%. At the same time, the proportion of heavy fuel oil is steadily reduced from about 15 100% to about 50%. Thus, an intermediate fuel ratio is controlled, with the proportions of heavy fuel oil and natural gas being about 50%. In addition, the penetration depth of the ignition jet and the volume of air / gas mixture contained in the jet are increased at least from time to time.
Moottoria käytetään nyt määritelty aikaväli tällä välipolttoainesuhteella, 20 kunnes palamisilla on poltettu täydellisesti vapaaksi nokihiukkasista. Aikaväli ilmenee taulukkomuotoon talletetuista arvoista, jotka on määritetty kokeellisesti. Tämän jälkeen korotetaan maakaasun osuus noin 50 %:sta noin 98 %:iin. Samanaikaisesti pienennetään raskaan polttoöljyn osuus tasaisesti noin 50 %:sta 2 %:iin. Tällöin myös raskaan polttoöljyn määrä, joka toimii sytytysaineen sytytys-25 suihkua varten, jälleen pienennetään lähtöarvoon. Raskaan polttoöljyn 2 %:n osuus, joka tuodaan myös maakaasukäytössä edelleen palamiskammioon, johtuu 5 yksinomaan siitä määrästä raskasta polttoöljyä, joka tarvitaan sytytyssuihkua var-The engine is now operated at a defined time interval at this intermediate fuel ratio until combustion is completely burned free of soot particles. The interval is expressed by values stored in a tabular format, which are determined experimentally. The proportion of natural gas is then raised from about 50% to about 98%. At the same time, the proportion of heavy fuel oil is steadily reduced from about 50% to 2%. Here, too, the amount of heavy fuel oil that serves as the ignition medium for the jet 25 is again reduced to the starting value. The 2% share of heavy fuel oil, which is also fed into the combustion chamber for natural gas use, is due to 5 only the amount of heavy fuel oil needed to supply the jet.
C\JC \ J
^ ten edelleen myös maakaasukäytössä.^ still in use in natural gas.
° Muutoksilla polttoainesuhteessa on tällöin aina tasainen kulku, jolloin 00 30 on sovitettu ajanjaksot, joissa muutokset polttoainesuhteessa tapahtuvat lineaari- | sesti.° The changes in the fuel ratio always have a smooth course, 00 00 being the time periods in which the changes in the fuel ratio take place linearly | a.
^ Koko vaihtokytkentämenetelmän aikana moottoria valvotaan naku- tusantureilla. Jos nakutusanturit havaitsevat lisääntyneen nakutuksen, kulloinkin o käyttötilan mukaan nostetaan ensimmäisen polttoaineen osuutta ainakin ajoittain.^ Throughout the changeover procedure, the motor is monitored by knock sensors. If knock sensors detect an increased knock, the proportion of first fuel will be increased at least occasionally depending on operating mode.
00 35 Lisäksi nostetaan kulloinkin käyttötilan mukaan sytytyssuihkun ruiskutusmäärää ainakin ajoittain. Lisäksi kulloinkin käyttötilan mukaan nostetaan sytytyssuihkun 6 tunkeutumissyvyyttä ainakin ajoittain tai lisätään sytytyssuihkun käsittämää ilma-kaasuseos-tilavuutta. Jos jo on suoritettu vapaaksi polttaminen molempien polttoaineiden kulloinkin 50 %:n välipolttoainesuhteella ja maakaasun osuus on jo yli 50 %, voidaan muiden edellä mainittujen toimenpiteiden vaihtoehtona tai lisäksi 5 säätää myös uudelleen välipolttoainesuhde jälleen ja jatkaa palamiskammion vapaaksi polttamista välipolttoainesuhteella.00 35 In addition, the amount of jet injection is increased at least from time to time depending on the application. Furthermore, depending on the operating condition, the penetration depth of the ignition jet 6 is increased at least occasionally or the volume of air-gas mixture comprised in the ignition jet is increased. Alternatively or additionally, if free combustion has already been carried out with 50% intermediate fuel ratio for both fuels and the proportion of natural gas is already more than 50%, the intermediate fuel ratio may be re-adjusted and the combustion chamber released at intermediate fuel ratio.
Moottorin luovuttama käyttöenergia pysyy koko vaihtokytkentätapah-tuman aikana olennaisesti muuttumattomana.The driving energy released by the motor remains substantially unchanged throughout the switching event.
't δ c\j δ δ't δ c \ j δ δ
XX
cccc
CLCL
LOLO
O)O)
OO
o C\lo C \ l
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008031597 | 2008-07-03 | ||
| DE102008031597.4A DE102008031597B4 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Switchable multi-fuel engine and method for switching fuel in such a multi-fuel engine |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20095744A0 FI20095744A0 (en) | 2009-07-01 |
| FI20095744A FI20095744A (en) | 2010-01-04 |
| FI124050B true FI124050B (en) | 2014-02-28 |
Family
ID=41396731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20095744A FI124050B (en) | 2008-07-03 | 2009-07-01 | Switchable multi-part engine and method of fuel switching of such a multi-part engine |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5204042B2 (en) |
| KR (1) | KR101503537B1 (en) |
| CN (1) | CN101619679B (en) |
| DE (1) | DE102008031597B4 (en) |
| FI (1) | FI124050B (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010008097A1 (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-18 | Porep GmbH, 23775 | A method of switching the fuel supply to an internal combustion engine from a first fuel to a second fuel and system for carrying out the method |
| CN103573430B (en) * | 2012-07-27 | 2016-08-03 | 广船国际有限公司 | A kind of fuel oil switched system |
| JP5859471B2 (en) | 2013-03-19 | 2016-02-10 | 富士フイルム株式会社 | Electronic album creating apparatus and electronic album manufacturing method |
| JP6297363B2 (en) | 2014-02-28 | 2018-03-20 | 三菱重工業株式会社 | Dual fuel engine, ship equipped with the same, and control method of dual fuel engine |
| EP2966284A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Method for controlling an internal combustion engine |
| JP6594714B2 (en) | 2015-09-16 | 2019-10-23 | ヤンマー株式会社 | Engine equipment |
| CN106285984A (en) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 大连理工大学 | The method controlling to widen low-temperature burning cylinder performance load |
| JP7428467B2 (en) * | 2018-07-04 | 2024-02-06 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | engine |
| JP6531214B1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-06-12 | 株式会社日立パワーソリューションズ | Gas engine operation method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105740U (en) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 | ||
| JPH0672561B2 (en) | 1988-10-19 | 1994-09-14 | 川崎重工業株式会社 | Fuel control mechanism of dual fuel engine |
| DE4033843C2 (en) | 1989-11-09 | 1996-01-18 | Cooper Ind Inc | Dual-fuel internal combustion engine |
| CN2290704Y (en) * | 1996-11-18 | 1998-09-09 | 吴大经 | Fuel feeder of gasoilne, liquid gas two-purpose engine |
| DE19754354C1 (en) | 1997-12-08 | 1999-07-01 | Man B & W Diesel Ag | Control of nitrogen oxide emissions from gas engine-generator sets |
| EP1616088B1 (en) * | 2003-04-16 | 2006-08-23 | Westport Research Inc. | Internal combustion engine with injection of gaseous fuel |
| JP4378686B2 (en) * | 2004-02-16 | 2009-12-09 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine and method for operating the same |
| CN1644907A (en) * | 2005-01-19 | 2005-07-27 | 上海通运汽车科技有限公司 | Natural gas vehicle by double fuels |
| JP5095973B2 (en) * | 2006-09-25 | 2012-12-12 | 本田技研工業株式会社 | Fuel injection control device for various types of fuel engines |
| DE102007056819A1 (en) | 2007-11-23 | 2009-05-28 | Thomas Porep - Bernd Mamerow GbR (vertretungsberechtiger Gesellschafter: Thomas Porep, 23775 Großenbrode) | Method for switching a marine engine from heavy oil to diesel oil operation |
-
2008
- 2008-07-03 DE DE102008031597.4A patent/DE102008031597B4/en active Active
-
2009
- 2009-05-26 KR KR1020090045903A patent/KR101503537B1/en active IP Right Grant
- 2009-06-12 JP JP2009141551A patent/JP5204042B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-07-01 FI FI20095744A patent/FI124050B/en active IP Right Grant
- 2009-07-03 CN CN2009101518869A patent/CN101619679B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101503537B1 (en) | 2015-03-17 |
| JP5204042B2 (en) | 2013-06-05 |
| CN101619679A (en) | 2010-01-06 |
| FI20095744A0 (en) | 2009-07-01 |
| DE102008031597A1 (en) | 2010-01-07 |
| DE102008031597B4 (en) | 2021-10-07 |
| CN101619679B (en) | 2013-06-19 |
| FI20095744A (en) | 2010-01-04 |
| JP2010014112A (en) | 2010-01-21 |
| KR20100004854A (en) | 2010-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI124050B (en) | Switchable multi-part engine and method of fuel switching of such a multi-part engine | |
| US7603226B2 (en) | Using ion current for in-cylinder NOx detection in diesel engines and their control | |
| US8516991B2 (en) | Multi-fuel internal combustion engine | |
| EP2423493A1 (en) | Upper level key parameter definition for SBS Logical Biodiesel Sensor | |
| JP5569644B2 (en) | Fuel supply control system for multi-fuel internal combustion engine | |
| JP2022107648A (en) | Binary fuel large-sized diesel engine operation method and binary fuel large-sized diesel engine | |
| WO2010109599A1 (en) | Controller for internal combustion engine | |
| US9127599B2 (en) | Control system for multi-fuel internal combustion engine | |
| KR20090102631A (en) | Internal combustion engine and method for operating the same | |
| US7637246B2 (en) | Compensating for varying fuel and air properties in an ion signal | |
| JP2016217346A (en) | Method of operating large type diesel engine, usage of the same, and large type diesel engine | |
| JP7122799B2 (en) | Method of operating a large diesel engine, use of this method and large diesel engine | |
| JP2005171975A (en) | Combustion control method and combustion control device in gas engine | |
| US9016259B2 (en) | Process for controlling the combustion of an internal combustion engine with gasoline direct injection, in particular with controlled ignition | |
| Lee et al. | Comparative study on effect of intake pressure on diesel and biodiesel low temperature combustion characteristics in a compression ignition engine | |
| JP6562847B2 (en) | Engine system and control method thereof | |
| Divekar et al. | Mode switching to improve low load efficiency of an ethanol-diesel dual-fuel engine | |
| JP5168177B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| Stelmasiak et al. | Exhaust emissions of dual fuel self-ignition engine with divided initial dose | |
| WO2012114482A1 (en) | Internal combustion engine control system | |
| US20080264387A1 (en) | Method and System for Adjusting Engine Fuel Rates by Adjusting Fuel Pressure | |
| JP6485129B2 (en) | Natural gas engine and operation method thereof | |
| JP2005105944A (en) | Premixed compression ignition engine and method of controlling operation thereof | |
| Dahlstrom et al. | Reducing the cycle-cycle variability of a natural gas engine using controlled ignition current | |
| JP2012149537A (en) | Fuel feed system for dual fuel engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 124050 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE |