內(nèi)燃機(jī)裝置及操作方法
【專利摘要】一種操作位于引擎室(9)內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)(1)的方法，其中監(jiān)視進(jìn)氣中的排氣成分的濃度。本發(fā)明還涉及一種內(nèi)燃機(jī)裝置。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)裝置及操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所限定的操作內(nèi)燃機(jī)的方法。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)另一個獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的內(nèi)燃機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的排氣泄漏是相對常見的現(xiàn)象，這導(dǎo)致不同問題。對于帶有選擇性催化還原的發(fā)動機(jī)中的情況，如果部分排氣在通過催化轉(zhuǎn)換器之前從排氣系統(tǒng)泄漏，則可能導(dǎo)致超過排放限制。排氣泄漏引起的另一個問題是由于進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣的雜質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕問題。尤其是在使用高含硫量的燃料(例如，重燃油)時，進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣可能導(dǎo)致嚴(yán)重的腐蝕問題。排氣泄漏是使用高含硫量的燃料和在進(jìn)氣管中噴水的發(fā)動機(jī)中的特別問題。當(dāng)排氣中的二氧化硫(SO2)與水反應(yīng)時，會形成亞硫酸(H2SO3),之后其會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成高腐蝕性的硫酸(H2SO4)或硫酸鹽(SO/—)。如果排氣泄漏沒有被及時探測至IJ，則會對于發(fā)動機(jī)引起嚴(yán)重?fù)p壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的操作內(nèi)燃機(jī)的方法。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)裝置。根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，在操作位于弓I擎室中的內(nèi)燃機(jī)的方法中，對進(jìn)氣中的排氣成分的濃度進(jìn)行監(jiān)視。在監(jiān)視進(jìn)氣中的排氣成分的濃度時，能夠快速地檢測發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中的任何泄漏。因此能及時地采取修復(fù)泄漏或限制對發(fā)動機(jī)或其輔助設(shè)備的損害的必要措施。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，從引擎室的空氣測量排氣成分的濃度。容易在已有系統(tǒng)中改裝布置為用于測量引擎室內(nèi)的排氣濃度的氣體傳感器，并且各種不同的傳感器適合該目的。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，從引擎的進(jìn)氣系統(tǒng)測量排氣成分的濃度。能夠僅從進(jìn)氣系統(tǒng)或者從進(jìn)氣系統(tǒng)和引擎室兩者測量排氣濃度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，將排氣成分的濃度與預(yù)定限值進(jìn)行比較。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，當(dāng)排氣成分的濃度超出預(yù)定限值時，觸發(fā)警報。警報允許引擎的操作者采取防止發(fā)動機(jī)損壞的必要措施。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，當(dāng)排氣成分的濃度超過預(yù)定限值時，終止向發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管或汽缸內(nèi)噴水。進(jìn)氣中的排氣特別是在具有往進(jìn)氣管或氣缸中噴水的發(fā)動機(jī)中是個問題。在檢測到排氣泄漏時停止噴水能防止對于發(fā)動機(jī)的最嚴(yán)重的損壞。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，其濃度被監(jiān)視的排氣成分是S02。因?yàn)镾O2是排氣中導(dǎo)致最嚴(yán)重問題的成分，所以直接測量SO2濃度是有利的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)燃機(jī)裝置包括位于引擎室內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)和用于監(jiān)視進(jìn)氣中的排氣成分的濃度的裝置。[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述裝置包括用于測量引擎室內(nèi)的空氣中的排氣成分的濃度的裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述裝置包括用于測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的排氣成分的濃度的裝置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述裝置包括用于將測量的排氣成分的濃度和預(yù)定限值進(jìn)行比較的裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述裝置包括用于在排氣成分的濃度的預(yù)定限值被超過時觸發(fā)警報的裝置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述裝置包括用于在排氣成分的濃度的預(yù)定限值被超過時終止往發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管或汽缸內(nèi)噴水的裝置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，其濃度被測量的排氣成分是S02。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0020]在圖1中示出的是位于引擎室9內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)I。發(fā)動機(jī)I是大型內(nèi)燃機(jī)，比如船舶的主引擎或輔引擎，或者用于電廠發(fā)電和/或制熱的發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)I具有渦輪增壓器2。渦輪增壓器2包括由發(fā)動機(jī)I的排氣驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的渦輪2b和用于加壓發(fā)動機(jī)I的進(jìn)氣的壓縮機(jī)2a。帶有旁通閥6的旁通管5被布置在發(fā)動機(jī)I的進(jìn)氣管13和排氣管14之間，以在需要時引導(dǎo)過量的進(jìn)氣通過發(fā)動機(jī)I。發(fā)動機(jī)I的進(jìn)氣從引擎室9獲取并在進(jìn)氣管13中被引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)I的汽缸12。排氣管14引導(dǎo)排氣離開引擎室9。發(fā)動機(jī)I還具有廢氣門7和廢氣閥8，以在需要時引導(dǎo)部分排氣通過渦輪增壓器2的渦輪2b。
[0021]為了減少發(fā)動機(jī)I的NOx排放，發(fā)動機(jī)I具有將水引入發(fā)動機(jī)I的汽缸12的裝置。當(dāng)水被引入汽缸12中時，燃燒期間的汽缸溫度能被降低，并且NOx排放被有效地降低。在圖1的實(shí)施方式中，將水引入發(fā)動機(jī)I的汽缸12中的裝置包括加濕器3和水箱4。加濕器3位于渦輪增壓器2的壓縮機(jī)2a下游并且處于進(jìn)氣管13中。水借助于泵15從水箱4噴入加濕器3中，在加濕器3中，壓縮空氣的高溫使水蒸發(fā)，水以蒸汽的形式進(jìn)入汽缸12。加濕器3具有防止液態(tài)水進(jìn)入汽缸12的水霧捕獲器。替代使用加濕器，能夠?qū)⑺苯訃娙氚l(fā)動機(jī)I的汽缸12中。
[0022]引擎室9具有被布置為測量引擎室9中的SO2濃度的氣體傳感器10。第二氣體傳感器16被布置為在渦輪增壓器2的壓縮機(jī)2a上游測量進(jìn)氣管13中的SO2濃度。氣體傳感器10、16連接到控制泵15的運(yùn)行的控制單元11。所測量的SO2的濃度被與預(yù)定的SO2的濃度限值進(jìn)行比較。通過測量引擎室9內(nèi)或進(jìn)氣管13內(nèi)的SO2濃度，能夠快速地檢測發(fā)動機(jī)I的排氣系統(tǒng)中的泄漏。當(dāng)SO2的濃度超過預(yù)定限值時，停止往發(fā)動機(jī)I的汽缸12中噴水直到泄漏被修復(fù)。發(fā)動機(jī)I能夠與排氣泄漏無關(guān)地保持運(yùn)轉(zhuǎn)。通過在排氣系統(tǒng)發(fā)生泄漏時終止噴水，能夠在不需要停止發(fā)動機(jī)I的情況下避免對于發(fā)動機(jī)I的嚴(yán)重?fù)p害。取代或除了終止噴水之外，控制單元11還能夠僅被布置為在檢測到排氣泄漏時觸發(fā)警報。[0023]不必采用兩個氣體傳感器10、16，單個傳感器能夠位于引擎室9內(nèi)或發(fā)動機(jī)I的排氣系統(tǒng)內(nèi)。取代測量進(jìn)氣中的SCU農(nóng)度，能夠測量排氣中的其他成分(比如CO2)的濃度。如果使用兩個氣體傳感器10、16,則能夠?qū)怏w傳感器10、16中的一個布置為測量一種排氣成分的濃度，并且將另一個傳感器布置為測量另一種排氣成分的濃度。多個發(fā)動機(jī)I能夠位于同一引擎室9內(nèi)，并且能夠利用單個氣體傳感器10、16來監(jiān)視所有發(fā)動機(jī)I的排氣泄漏。
[0024]本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，本發(fā)明不限于前面所描述的實(shí)施方式，而是可以在后附獨(dú)立權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。例如，氣體傳感器能夠被布置為從渦輪增壓器的抽吸室或空氣過濾消音器的抽氣口測量排氣成分的濃度。
【權(quán)利要求】
1.一種用于操作位于引擎室(9)中的內(nèi)燃機(jī)(I)的方法，其特征在于，從所述引擎室(9)的空氣監(jiān)視進(jìn)氣中的排氣成分的濃度，并且在所述排氣成分的濃度超過預(yù)定限值時，終止向所述發(fā)動機(jī)(I)的進(jìn)氣管(13)或汽缸(12)內(nèi)噴水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，從所述發(fā)動機(jī)(I)的進(jìn)氣系統(tǒng)測量所述排氣成分的濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，將所述排氣成分的濃度與所述預(yù)定限值進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，當(dāng)所述排氣成分的濃度超出所述預(yù)定限值時，觸發(fā)警報。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于，其濃度被監(jiān)視的所述排氣成分是 SO2。
6.一種內(nèi)燃機(jī)裝置，所述內(nèi)燃機(jī)裝置包括位于引擎室(9)內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)(I)，其特征在于，所述裝置包括用于監(jiān)視所述引擎室(9)的空氣中的排氣成分的濃度的裝置(10，16)和用于在所述排氣成分的濃度的預(yù)定限值被超過時終止向所述發(fā)動機(jī)(I)的進(jìn)氣管(13)或汽缸(12)內(nèi)噴水的裝置(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于測量所述發(fā)動機(jī)(I)的進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的所述排氣成分的濃度的裝置(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于將所測量的所述排氣成分的濃度與預(yù)定限值進(jìn)行比較的裝置(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于在所述排氣成分的濃度的所述預(yù)定限值被超過時觸發(fā)警報的裝置(11)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中的任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，其濃度被測量的所述排氣成分是 SO2。
【文檔編號】F02D41/14GK103797231SQ201280042197
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】V·海拉卡里, T·森德爾 申請人:瓦錫蘭芬蘭有限公司