用于启动大型柴油发动机的方法及大型柴油发动机
阅读：901发布：2020-05-15
专利汇可以提供用于启动大型柴油发动机的方法及大型柴油发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于启动大型柴油 发动机 的方法及 大型 柴油发动机 。提出了一种用于启动 大型柴油发动机 的方法，所述大型柴油发动机具有 曲轴 和至少一个缸体，所述至少一个缸体具有用于燃烧 燃料 的 燃烧室 并具有在上死点 位置 与下死点位置之间往复运动以驱动所述曲轴的 活塞 ，所述方法包括：当相应缸体的所述活塞处于所述上死点位置的区域中时，根据 点火顺序 在每个缸体中连续地注入压缩的启动空气；确定指示相应缸体中的燃料点火的控制参数；以及当所述控制参数指示相应缸体中的燃料点火时，断开用于相应缸体的所述压缩的启动空气。另外，提出了一种具有设计为执行该方法的控制装置的大型柴油发动机，尤其是一种大型二冲程柴油发动机。，下面是用于启动大型柴油发动机的方法及大型柴油发动机专利的具体信息内容。
1.一种用于启动大型柴油发动机的方法，所述大型柴油发动机具有曲轴和至少一个缸体，所述至少一个缸体具有用于燃烧燃料的燃烧室并具有在上死点位置与下死点位置之间往复运动以驱动所述曲轴的活塞，所述方法包括：当相应缸体的所述活塞处于所述上死点位置的区域中时，根据点火顺序在每个缸体中连续地注入压缩的启动空气；确定指示相应缸体中的燃料点火的控制参数；以及当所述控制参数指示相应缸体中的燃料点火时，断开用于相应缸体的所述压缩的启动空气。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当压力贮存器中的燃料压力超过预定值时，启动燃料向所述缸体中的注入。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述大型柴油发动机具有多个缸体，并且其中在所述控制参数指示至少一个缸体中的燃料点火之后，对于尚未启动燃料点火的所述缸体，减少每次工作循环所供应的压缩的启动空气的量。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，借助启动阀将所述启动空气注入到所述缸体中，所述启动阀布置在所述缸体处以将所述启动空气注入到所述燃烧室中，并且其中所有启动阀都连接到公共压力线路以将压缩的启动空气供应到每个启动阀。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，只要每个缸体中的燃料点火，就闭合用于所述公共压力线路的主切断阀，以防止将压缩空气供应到所述公共压力线路。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制参数是所述曲轴的加速度。
7.依据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制参数是温度，特别是所述缸体的燃烧室中的温度，或所述缸体的排气管中的温度。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制参数基于声信号、光信号或位移信号。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，对于每个缸体，点着或未点着被记录并储存在发动机控制系统中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，对于发动机的预定数量的连续工作循环，当所述缸体被检测到未点着时，则对于相应的缸体生成警报。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，每个缸体的点着或未点着被记录并用于诊断所述柴油发动机。
12.一种大型柴油发动机，尤其是一种大型二冲程柴油发动机，所述大型柴油发动机具有曲轴和至少一个缸体，所述至少一个缸体具有用于燃烧燃料的燃烧室并具有在上死点位置与下死点位置之间往复运动以驱动所述曲轴的活塞，并且所述大型柴油发动机具有设计为执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法的控制装置。
13.根据权利要求12所述的大型柴油发动机，所述大型柴油发动机具有用于检测所述缸体中的燃料点火的传感器。
14.根据权利要求13所述的大型柴油发动机，其中，所述传感器是温度传感器或光学传感器或声传感器或位移传感器。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的大型柴油发动机，所述大型柴油发动机设计为用于燃烧液体燃料优选用于燃烧重油以及用于燃烧气体的双燃料发动机。
用于启动大型柴油发动机的方法及大型柴油发动机
技术领域
背景技术
[0002] 可以设计为带纵向扫气的二冲程或四冲程发动机(例如大型二冲程柴油发动机)的大型柴油发动机经常用作船只的主推进单元，或者在固定操作中还例如用于驱动大型发电机来生产电力。在此作为一项规则，发动机在相当一段时间恒速运行，这对运行可靠性和可用性的需求较高。出于该原因，对于操作员而言，保养之间的长且可预测的时间间隔、磨损度低以及燃料和运行材料的节约利用是机器运行的中央标准。
[0003] 尤其是鉴于关于环境保护的要求不断增长，大型柴油发动机的运行变得越来越苛刻。大型柴油发动机大多用重油运行，关于由燃烧产生的排气需要有具体措施。鉴于关于限制排气的法律规定更强，所谓的双燃料马达的需要现在已存在好几年。这些马达是可以用两种不同的燃料运行的发动机。在气体模式下，为在缸体中燃烧而使用气体，例如天然气(比如LNG(液化天然气))或用于运行内燃机的另一适合的气体。在液体模式下，为在相同发动机的缸体中燃烧而使用适合的液体燃料，比如汽油、柴油或重油。
[0004] 在本申请的范围内，术语“大型柴油发动机”等还涵盖这样的大型发动机，其可以如此运行，即除了特征在于燃料自点燃的柴油运行外，还有特征在于外部点燃的奥托运行，或这两种运行的混合形式。
[0005] 大型柴油发动机的启动通常执行如下：将压缩空气注入到缸体中，以便将活塞向下移动，从而启动曲轴的旋转。根据发动机的点火顺序将所谓的启动空气连续地提供给缸体，而每当活塞处于上死点或者刚刚经过上死点时开始将压缩的启动空气向相应缸体的燃烧室中注入。
[0006] 尤其是在由大型柴油发动机推进的船只上，压缩的启动空气是有价值的。如果没有可用的启动空气来启动发动机，则可能对船只及其船员带来致命后果。通常，压缩的启动空气储存在储罐中，并且储罐中的空气量必须足以确保若干(根据分类规则)启动过程而无需借助压缩机来重装储罐。
[0008] 当然，本领域中存在的公知若干措施，确保可能甚至在以下这样的不可能事件中提供启动空气：用于启动空气的储罐是空的，以及可能从船只的主推进发动机没有得到电力来运转压缩机而输送压缩空气；然而存在明确的需求来最大限度减少用于启动主发动机的启动空气的消耗。
[0009] 还从经济和环境的观点，期望最大限度减少启动空气的消耗。压缩的启动空气的消耗例如是当确定船舶或发动机室或大型柴油发动机的能效设计指数(EEDI)时应考虑的因素之一。启动空气的低消耗导致EEDI更佳，从而表明发动机的运行非常经济和环保。
[0010] 根据用于启动大型柴油发动机的公知方法，在发动机的每个工作循环期间为发动机的缸体提供启动空气，只要实现曲轴的预定旋转速度(例如40rpm)即可。为了启动发动机，根据发动机的点火顺序将启动空气提供给所有缸体。只要压力贮存器的燃料压力已达到预定值，就启动燃料向缸体中的注入。所有缸体继续注入启动空气，直到曲轴的旋转速度已达到预定值。然后，通过闭合主切断阀而停止向所有缸体供应压缩空气，该主切断阀将用于压缩空气的储罐与向单独缸体供应空气的公共线路连接。
[0011] 使主切断阀闭合的曲轴的旋转速度的阈值对于发动机的类型和大小是特定的，并且总是包括安全余量来确保甚至在不利条件下也启动发动机(例如发动机未处于运行温度下或者船舶处于不利的速度或气候条件下)。由于启动过程需要非常高的可靠性，所以所述阈值设定得相当高，以确保甚至在恶劣条件下也启动发动机。当然，这种高安全余量导致启动空气的消耗相当高。
发明内容
[0012] 基于此现有技术，因此本发明的目的是提出一种用于启动大型柴油发动机的方法，该方法导致用于启动发动机的压缩的启动空气的消耗更低。此外，本发明的目的是提出一种设计为执行这样的方法的大型柴油发动机。
[0013] 本发明的满足这些目的的主题其特征在于第一方面的特征。
[0014] 从而，依据本发明，提出了一种用于启动大型柴油发动机的方法，所述大型柴油发动机具有曲轴和至少一个缸体，所述至少一个缸体具有用于燃烧燃料的燃烧室并具有在上死点位置与下死点位置之间往复运动以驱动所述曲轴的活塞，所述方法包括：当相应缸体的所述活塞处于所述上死点位置的区域中时，根据点火顺序在每个缸体中连续地注入压缩的启动空气；确定指示相应缸体中的燃料点火的控制参数；以及当所述控制参数指示相应缸体中的燃料点火时，断开用于相应缸体的压缩的启动空气。
[0015] 本发明的基本思路是，在启动过程中单独监测每个缸体，并且检测是否已经发生单独缸体中的燃料点火。只要单独缸体检测到点火，就针对所述柴油发动机的随后工作循环断开压缩的启动空气向该缸体的供应。通过每个缸体的这种单独监督，用于启动所述柴油发动机的启动空气的量大大减少，这是因为只要所述控制参数指示该缸体点火，对于每个缸体就单独停止启动空气的供应。针对随后工作循环，启动空气仅提供给尚未发生点火的那些缸体。借此，每次启动过程实现启动空气的消耗低得多，这导致所述压缩的启动空气的利用更经济得多。
[0016] 根据优选实施方式，当压力贮存器的燃料压力超过预定值时，启动燃料向所述缸体中的注入。从而，如果所述燃料在足够高的压力下可用，则只要所述控制参数未指示所述缸体中的燃料点火，所述燃料和所述启动空气两者就注入到所述缸体中。当发生燃料点火时，则针对该缸体停止启动空气的供应，并且所述缸体在其正常运行下工作。
[0017] 对于具有多个缸体的大型柴油发动机的优选措施是，在所述控制参数指示至少一个缸体中的燃料点火之后，对于尚未启动燃料点火的所述缸体减少每次工作循环的压缩的启动空气的供应量。当至少一个缸体中已启动燃料点火时，则该缸体中的燃烧在所述曲轴上生成相当大的扭矩。因此，因为由这些缸体产生的扭矩或力下降，所以供应到尚未点火的缸体的启动空气的量可减少。该措施导致压缩的启动空气的消耗进一步减少。
[0018] 根据优选实施方式，借助启动阀将所述启动空气注入到所述缸体中，所述启动阀布置在所述缸体处用于将所述启动空气注入到所述燃烧室中，并且所有启动阀都连接到公共压力线路以将压缩的启动空气供应到每个启动阀。这是有利的设计，以单独启动以及停止启动空气向每个缸体的供应。优选地，所述启动阀由发动机控制系统电子地控制。
[0019] 优选措施是，只要每个缸体中的燃料点火，就闭合用于所述公共压力线路的主切断阀，以防止将压缩空气供应到所述公共压力线路。
[0020] 特别优选的是，所述控制参数是所述曲轴的加速度。该控制参数能基于可从所述发动机控制系统得到的数据在所述柴油发动机的每个工作循环期间针对每个缸体单独确定。所述曲轴的角位置和所述曲轴的旋转速度始终被测量并被传送到所述发动机控制系统。因此，总是能确定分别由单独缸体或活塞产生的所述曲轴的加速度。压缩的启动空气向缸体的供应增大了所述曲轴的旋转速度，但是所述曲轴的角加速度仅在一段时间保持恒定。此后，由于所述启动空气的有限容量，加速度降低。只要发生缸体中的燃料首次点燃或点火，所述曲轴的角加速度就立即显著增加。从而，所述曲轴的加速度是特别适合的控制参数，用以检测相应缸体中的燃料点火是否已经发生。
[0021] 使用所述曲轴的加速度作为控制参数的进一步优点是，用于确定该控制参数的所有数据无论如何都能在所述柴油发动机中获得。从而，不需要额外传感器或其它额外硬件。根据本发明的方法可通过仅增添一些额外软件来实施。
[0022] 另外，所述曲轴的加速度是给出点火是否发生的即时信息的控制参数。从而，不存在延迟，并且在该缸体中的点火启动之后，可以立即停止启动空气向具体缸体的供应。
[0023] 存在许多可用于执行根据本发明的方法的其它控制参数。对所述控制参数的唯一要求是它指示相应缸体中的燃料点火。
[0024] 另一优选控制参数包括温度，特别是所述缸体的燃烧室中的温度，或所述缸体的排气管中的温度。
[0025] 此外，根据其它优选实施方式，所述控制参数基于声信号、光信号或位移信号。借助声信号，能检测缸体中的点燃的声音。利用光学传感器，一种可能性是检测所述缸体中的燃料燃烧。例如，位移传感器可测量因相应缸体中的燃烧造成的缸盖变形的位移。
[0026] 为了分析启动过程并检测单独缸体的可能问题，优选的是，对于每个缸体，点着或未点着被记录并储存在发动机控制系统中。
[0027] 优选地，当启动缸体出问题时向所述柴油发动机的船员或操作员发出警报，即：对于所述发动机的预定数量的连续工作循环，当所述缸体检测到未点着时，对于相应的缸体生成警报。
[0028] 进一步优选措施是，每个缸体的点着或未点着被记录并用于诊断所述柴油发动机。从而，在每次启动所述柴油发动机期间收集的数据可在保养期间或者在故障排除期间用于检测故障或其它问题或者用于缩小故障位置区域。
[0029] 此外，本发明提出了一种大型柴油发动机，尤其是一种大型二冲程柴油发动机，所述大型柴油发动机具有曲轴和至少一个缸体，所述至少一个缸体具有用于燃烧燃料的燃烧室并具有在上死点位置与下死点位置之间往复运动以驱动所述曲轴的活塞，并且所述大型柴油发动机具有设计为执行根据前述方面中的任一项所述的方法的控制装置。
[0030] 该大型柴油发动机实现对所述压缩的启动空气的非常高效而经济的消耗。
[0031] 检测单独缸体中的燃料点火可基于无论如何例如都可从所述发动机控制系统中获得的数据。根据其它实施方式，提供了用于检测缸体中的燃料点火的传感器。
[0032] 如上文中已经说明的，所述传感器优选是温度传感器或光学传感器或声传感器或位移传感器。
[0033] 特别是，根据本发明的大型柴油发动机可设计为用于燃烧液体燃料(优选重油)以及用于燃烧气体的双燃料发动机。
[0034] 本发明的进一步有利措施和优选实施方式来自其它方面。
具体实施方式
[0035] 本发明现在将在本发明实施方式的帮助下更详细地说明。
[0036] 本发明涉及一种用于启动大型柴油发动机的方法。所述大型柴油发动机例如用作船只的主推进单元，或者在固定操作中例如用于驱动大型发电机来生产电力。所述大型柴油发动机具有至少一个缸体，但是通常具有例如多达十四个缸体，所述至少一个缸体在运行期间根据确定缸体点火顺序的预定点火顺序而点火。通过活塞的运动，使例如经由活塞杆、十字头和连杆与所述活塞连接的曲轴旋转。所述曲轴例如连接到用于驱动船只的推进器或者连接到用于生产电能的发电机。
[0037] 在每个缸体中，活塞的顶侧和缸体盖连同缸体的筒壁界定了注入燃料进行燃烧的燃烧室。所述缸体盖还设置有排气阀，用以排出因燃烧产生的废气。现代大型柴油发动机通常是电子控制的，即比如燃料的注入、排气阀的致动等等的所有实质动作都借助电信号或电子信号或来自发动机控制系统的命令来执行。此外，大型柴油发动机经常设计有用于燃料供应的共轨系统。
[0038] 在以下描述中，通过举例的方式参照实施方式，其中所述大型柴油发动机设计为带纵向扫气的大型二冲程柴油发动机。因为这些大型柴油发动机在本领域熟知，不需要详细描述。
[0039] 当然，本发明并不限于这种具体类型的大型柴油发动机。特别是，所述大型柴油发动机可以设计为二冲程或四冲程发动机。还可能的是，所述大型柴油发动机设计为用于燃烧液体燃料以及用于燃烧气体(例如天然气)的双燃料发动机。本发明适合在输送到缸体燃烧室的压缩空气的帮助下执行启动的所有大型柴油发动机。
[0040] 所述大型二冲程柴油发动机通常用重油运行。同样适用于液体模式下的双燃料发动机的运行。如今，现代大型柴油发动机以完全电子控制的方式运行。所述发动机控制系统经由电子信号和命令来运行并控制所述大型柴油发动机的所有功能，例如用于气体交换的排气阀的运行以及燃料的注入过程。另外，所述发动机控制系统接收来自若干检测器、传感器或测量装置的信息。
[0041] 所述柴油发动机具有共轨系统，所述共轨系统将燃料(例如重油)供应到所述缸体的燃烧室。所述共轨系统包括也被称为“燃料轨”的压力贮存器，所述压力贮存器包含将在基本上对应于注入压力的高压下输送到所述缸体的燃料。一个或多个燃料泵，在该示例中是由驱动单元驱动的两个燃料泵为所述压力贮存器供应高压下的燃料，所述驱动单元又通过所述曲轴的旋转而被驱动。在发动机的正常运行期间压力容器中的燃料压力例如具有700-900巴的值，但是也可更高。与用于燃料的贮存器连接的燃料高压泵将燃料输送到所述燃料泵。
[0042] 为了将所述压力贮存器中的燃料压力维持在恒定值上，设置了闭环控制。一个或多个压力传感器(在该示例中是两个压力传感器)测量所述压力贮存器中的压力的实际值。该值被传送到所述发动机控制系统并与压力的设定值比较。基于这种比较，所述发动机控制系统将信号发送到流量控制阀，利用所述流量控制阀可调整所述燃料泵的输送率。经由该闭环控制，所述压力贮存器中的燃料压力在发动机的运行期间保持为恒定值。
[0043] 所述压力贮存器与用于将燃料注入到相应缸体的燃烧室中的多个电子控制的注入装置流体连通。每个缸体存在至少一个注入装置，然而在多数大型柴油发动机中，每个缸体具有两个或三个注入器装置。
[0044] 为了启动所述大型柴油发动机，压缩的启动空气被提供给所述缸体的燃烧室。所述启动空气储存在一个或多个储罐(出于安全原因，通常具有至少两个储罐)中，当所述储罐完全充满时，所述压缩空气的压力例如是25-30巴。所述储罐可连接到沿着所有缸体延伸的公共压力线路。每个缸体均设置有至少一个启动阀，所述至少一个启动阀安装到所述缸体盖以将压缩空气注入到相应缸体的燃烧室。每个启动阀均与所述公共压力线路流体连通并被来自所述发动机控制系统的电子命令致动。通过这些命令，每个启动阀均可以单独打开以及闭合。从而，开始注入启动空气以及终止注入启动空气两者连同供应到相应缸体的启动空气量都由所述发动机控制系统控制。
[0045] 在所述储罐与所述公共压力线路之间的连接之中，设置了用于所述压缩空气的主切断阀。当所述主切断阀处于其闭合位置时，没有空气可以从所述储罐供应到所述公共压力线路。当所述主切断阀处于其打开位置时，所述压缩空气将从所述储罐流入所述公共压力线路中。
[0046] 另外，存在设置为用压缩空气重填所述储罐的至少一个压缩机。
[0047] 现在，将更详细地描述用于启动所述大型柴油发动机的方法的实施方式。所述大型柴油发动机处于停止状态下。从而，所述曲轴和所述活塞不移动。另外，所述压力贮存器中的燃料尚未处于显著的压力下。所述柴油发动机至少处于例如约40℃的最小运行温度，这对发动机的安全启动是需要的。
[0048] 取决于所述曲轴的期望旋转方向(顺时针或逆时针)、发动机的点火顺序和所述活塞的实际位置，所述发动机控制系统确定适合的缸体被首先供应压缩的启动空气。通常，当该缸体的活塞在其上死点的区域中时，所述启动空气供应到单独缸体。不失一般性，当所述活塞在其上死点位置时，即当相应燃烧室的容积处于最小时，曲柄角被指定为0°(或360°)。启动空气向给定缸体的供应例如在曲柄角为0°时启动，并且例如在曲柄角约为110°时终止。为了确定启动空气供应到的第一缸体，优选选择这样的缸体：所述活塞刚刚经过上死点，以确保所述曲轴在所述期望旋转方向上开始旋转。
[0049] 当启动空气注入的第一缸体已经固定时，打开主切断阀，使得所述公共压力线路被填充压缩的启动空气。所述发动机控制系统打开该第一缸体的启动阀，并且分别在预定时间或曲柄角区域由所述启动阀将压缩空气注入到该缸体中。
[0050] 此后，该启动阀闭合。注入的启动空气将所述缸体中的所述活塞向下推动，并且所述曲轴开始旋转。
[0051] 依次，所述发动机控制系统根据所述发动机的点火顺序打开以及闭合下一个缸体的启动阀，从而使曲轴加速以增加其旋转速度。
[0052] 只要所述曲轴开始旋转，经由所述驱动单元由所述曲轴驱动的燃料泵也增加所述压力贮存器的燃料压力。在所述曲轴的一些旋转(例如约两次旋转)之后，所述压力贮存器中的燃料压力已达到被认为足以启动燃料向所述缸体内的注入的预定值或预设值。该启动压力例如是350-450巴。只要所述压力贮存器中的压力超过该预定值，相应缸体中的燃料注入就根据由所述发动机控制系统发送的注入参数而启动，即启动空气和燃料两者均注入相应缸体中。
[0053] 根据本发明，确定指示缸体中的燃料点火的控制参数。在特别优选的实施方式中，所述控制参数是所述曲轴的加速度或者包括所述曲轴的加速度。从而，针对启动空气向一个缸体的每次注入，所述发动机控制系统确定所述曲轴的最终加速度。因为在大型柴油发动机中始终测量所述曲轴的角位置以及旋转速度，不需要额外的传感器。基于所述曲轴的角位置及其旋转速度，可以确定在注入启动空气之后的所述曲轴的加速度。只要相应缸体中的燃料尚未点火，向所述缸体中供应启动空气会增加所述曲轴的速度，但是所述曲轴的角加速度仅在一段时间内保持恒定，然后由于所述启动空气的有限容量而降低。所述曲轴的这种典型行为会持续，只要在缸体的燃烧室中不发生燃料的自点燃。只要在缸体中发生燃料的第一自点燃，所述曲轴的角加速度立即增加。所述曲轴的加速度的这种显著改变被所述发动机控制系统即时记录。因为已知曲轴角位置，所述发动机控制系统能够确定哪一个或哪几个缸体中发生燃烧。从而，所述曲轴的角加速度是用于明确检测分别在任何缸体或单独缸体中是否已经发生燃料点火的适合参数。
[0054] 只要借助所述控制参数针对具体缸体检测到燃料的点火，就断开所述压缩的启动空气向该缸体的供应。在该缸体的随后工作循环期间，不再向该缸体供应启动空气，所述启动阀保持闭合。
[0055] 该过程应用于所有缸体，即只要所述控制参数指示具体缸体的点火，就停止启动空气向该缸体的供应，并且对于该缸体的所有随后工作循环，对应的启动阀保持在闭合位置。
[0056] 最后当所有缸体的点火都已检测时，闭合用于所述公共压力线路的所述主切断阀。所述大型柴油发动机现在正常运行，并且启动过程完成。
[0057] 也可能在更早的时间点、即当每个缸体尚未点火时已经闭合所述主切断阀。如果燃料的自点燃已经在足够数量的缸体中发生但是尚未在所有缸体中发生，则所述主切断阀可闭合，从而防止压缩的启动空气向所述公共压力线路的进一步供应，因为由其中点火已经发生的所述缸体生成的功率足以驱动其中燃料的点火尚未发生的那些缸体的活塞。另外，在闭合所述主切断阀之后在所述公共压力线路中的剩余压缩空气可能足够额外若干次将启动空气注入到所述缸体中。
[0058] 为所述压缩的启动空气而闭合所述主切断阀的适当时间点取决于发动机的类型、缸体的数量及一些额外因素。然而，选择闭合所述主切断阀的适当时机对技术人员而言不成问题。通常，闭合所述主切断阀是所述柴油发动机的启动的终止。在该闭合之后或一些稍后旋转之后，通常所有缸体中的燃料都在点火并且发动机正常运行。
[0059] 用于启动大型柴油发动机的该方法基于为至少一些缸体单独断开所述启动空气的原理，使得可以更高效经济地利用所述启动空气，这从安全角度也是一个重要优点。
[0060] 根据本发明的方法具有额外优点，启动过程能独立于外部条件而应用，所述外部条件例如是发动机室的环境条件(比如温度、湿度等等)、海洋条件(洋流、平静水面或大风浪条件)、船舶吃水、船舶速度、天气以及发动机的内部条件(比如发动机温度、压力贮存器中的实际燃料压力等等)。对于内部条件和外部条件的每种组合，根据本发明的方法利用压缩的启动空气的非常经济的消耗允许高效控制启动过程及其持续时间。与已知方法比较，根据本发明的方法导致发动机启动过程的非常少的空气消耗，较少能量消耗，并且保存压缩的启动空气使得以用储罐中相同的压缩空气量增加启动过程的次数。
[0061] 甚至更加减少启动过程的启动空气消耗的优选措施是，只要所述控制参数指示至少一个缸体中的燃料点火，就减少每次工作循环向燃料点火尚未启动的那些缸体供应的启动空气量。只要至少一个缸体已启动点火，该缸体就生成所述曲轴的驱动功率，使得可减少启动空气向尚未点火的缸体的供应。
[0062] 作为检测缸体中的燃料点火的控制参数，所述曲轴的加速度是基于始终可从所述发动机控制系统中获得的数据且即时指示缸体中的点火开始的控制参数。使用该控制参数的优点是，对于执行根据本发明的方法而言，不需要额外部件、传感器或硬件。根据本发明的方法可以由集成到大型柴油发动机的所述发动机控制系统中的控制装置执行。因为不一定需要额外的硬件部件，所述方法可以作为计算机软件产品，例如作为实施到所述发动机控制系统中的额外软件特征来提供。
[0063] 当然，所述控制参数还可以是除所述曲轴的加速度之外的另一参数或者包括除所述曲轴的加速度之外的另一参数。基本上，每个参数均适合指示缸体中的燃料点火。优选使用这样的控制参数，其基于无论如何都可能在发动机中获得的数据。所述控制参数可例如是温度，特别是所述缸体的燃烧室中的温度或所述缸体的排气管中的温度。倘若在所述缸体中发生燃料的点火，则两种温度将显著上升。
[0064] 此外，还可以将所述控制参数建立在设计为并适于识别缸体中的燃料点火的传感器的信号上或者根据设计为并适于识别缸体中的燃料点火的传感器的信号来确定所述控制参数。虽然这可能需要额外的部件和硬件(例如额外传感器)，然而节省压缩的启动空气的好处明确超过在所述缸体处的额外传感器的额外成本。例如，所述控制参数可基于：声信号，其指示当点火在此缸体中开始时所述缸体的声发射改变；或传感器的光信号，其适于光学检测相应缸体中的燃料燃烧。又一可能性是使用例如压电式传感器的位移信号，用以检测因所述缸体中的燃料点火造成的相应缸体的缸体盖的位移或变形。
[0065] 另外，根据本发明的方法也可有利地出于诊断目的而使用。根据优选实施方式，在启动过程期间针对每个缸体的每个工作循环，例如在所述发动机控制系统中记录或储存相应缸体是点着还是为点着。未点着意味着注入相应缸体中的燃料尚未点燃。优选地，最迟当启动向所述缸体中注入燃料时，该记录开始。
[0066] 从而，变得可以检测是否存在着在工作循环的给定范围内未开始点火的一个或多个具体缸体。这指示：对于具体的缸体存在扰动或故障。识别这样的具体缸体显著缩小了故障排除区域，因为可以明确识别哪个缸体不正常工作。
[0067] 根据优选实施方式，当针对该缸体的预定数量的连续工作循环检测到所述缸体未点着时，对于具体的缸体生成警报。
[0068] 优选地，在启动过程期间与每个缸体的点着或未点着有关的数据被记录并储存在所述发动机控制系统中。在发动机的保养或维修工作中，这些储存的数据可有利地用于诊断柴油发动机，指示或帮助定位在保养期间必须要关注的柴油发动机的问题。
[0069] 在根据本发明的大型柴油发动机中，提供了一种设计为执行所述方法的控制装置。优选地，所述控制装置被集成到所述发动机控制系统中并且包括适于执行用于启动所述大型柴油发动机的方法的软件产品。
[0070] 在根据本发明的大型柴油发动机的实施方式中可能有利的是，所述柴油发动机具有用于单独检测每个缸体中的燃料点火的一个或多个额外传感器。例如，所述传感器可以是光学传感器、声传感器或位移传感器或应变计传感器或它们的组合。
[0071] 根据本发明的方法或用于执行该方法的控制装置可以应用于具有例如电子曲轴位置和速度测量且使用启动空气向缸体中的注入来启动发动机的所有往复式内燃机。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 用于大型柴油发动机的润滑设备 | 2020-05-18 | 507 |
| 用于操作大型柴油发动机的方法和大型柴油发动机 | 2020-05-15 | 314 |
| 具有废气净化系统的大型二冲程柴油发动机 | 2020-05-27 | 206 |
| 操作大型柴油发动机的方法、其用途以及大型柴油发动机 | 2020-05-16 | 156 |
| 大型柴油发动机 | 2020-05-11 | 175 |
| 大型柴油发动机和用于操作大型柴油发动机的方法 | 2020-05-17 | 763 |
| 大型柴油发动机翻转台架 | 2020-05-23 | 376 |
| 大型柴油发动机用全封闭起动机 | 2020-05-20 | 514 |
| 大型柴油发动机和使大型柴油发动机运行的方法 | 2020-05-17 | 1003 |
| 用于启动大型柴油发动机的方法及大型柴油发动机 | 2020-05-15 | 901 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈