本發(fā)明涉及一種操作大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法、大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和該方法的用途。

背景技術(shù)：

大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以被構(gòu)造成二沖程或四沖程機(jī)器，例如構(gòu)造成縱向掃氣式二沖程大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這種大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)常常用作輪船的驅(qū)動(dòng)機(jī)組(aggregate)，或者還常常用在固定操作模式下，例如用于驅(qū)動(dòng)大型發(fā)電機(jī)來產(chǎn)生電能。就此而言，這些發(fā)動(dòng)機(jī)通常以連續(xù)操作模式運(yùn)行相當(dāng)長的時(shí)間段，這代表了對操作安全性和可用性的較高要求。由于這個(gè)原因，特別是維護(hù)之間的長間隔，低磨損和操作燃料的經(jīng)濟(jì)處理對運(yùn)營商來說是核心標(biāo)準(zhǔn)。

若干年以來，更深遠(yuǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)以及已經(jīng)越來越重要的關(guān)鍵點(diǎn)是排氣的質(zhì)量，特別是排氣中的氮氧化物的濃度。這里，法律規(guī)定和用于對應(yīng)排氣值的閾值正在變得越來越嚴(yán)格。特別是對于二沖程大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，這帶來的結(jié)果是，大量含有污染物的傳統(tǒng)重燃料油的燃燒以及還有柴油或任何其他燃料的燃燒變得越來越有問題，這是因?yàn)榕艢忾撝档木S持變得越來越困難，在技術(shù)上的要求更苛刻，并且這樣的話成本就越來越昂貴，或者最后，以實(shí)用方式對它們進(jìn)行維護(hù)甚至不太可能。

由于該原因，對所謂的“雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)”的要求在實(shí)踐上已經(jīng)長期存在，“雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)”是指能夠利用兩種不同種類的燃料操作的發(fā)動(dòng)機(jī)。在燃?xì)饽Ｊ较?，燃燒燃?xì)?，例如天然氣，如LNG(液化天然氣)或采取液化石油氣形式的燃?xì)?，或者適合于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的不同燃?xì)?，而在液體模式下，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒合適的液體燃料，如汽油、柴油、重燃料油或不同的合適液體燃料。就此而言，發(fā)動(dòng)機(jī)既可以是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)又可以是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，并且就此而言，這些發(fā)動(dòng)機(jī)可以是小型發(fā)動(dòng)機(jī)、中型發(fā)動(dòng)機(jī)，并且還可以是大型發(fā)動(dòng)機(jī)，特別可以是縱向掃氣式二沖程大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

使用術(shù)語“大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)”還指這種大型發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以如下形式操作：與柴油 機(jī)操作模式不同的形式，該形式以燃料自燃為特征；汽油發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式，該模式以燃料的外部點(diǎn)燃為特征；或這兩種操作模式的混合操作形式。術(shù)語“大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)”進(jìn)一步包括特別所謂的“雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)”以及其中燃料自燃用于不同燃料的外部點(diǎn)燃的這種大型發(fā)動(dòng)機(jī)。

在液體模式下，燃料通常被直接引入氣缸的燃燒空間，并且根據(jù)自燃原理在燃燒空間中燃燒。在燃?xì)饽Ｊ较拢阎氖歉鶕?jù)奧托(Otto)原理操作模式將氣態(tài)狀態(tài)的燃?xì)馀c掃氣空氣混合，以便由此在氣缸的燃燒空間中產(chǎn)生可燃混合物。關(guān)于這種低壓方法，通常就在少量液體燃料被噴射到氣缸的燃燒空間內(nèi)或者被噴射到預(yù)燃室內(nèi)(這隨后導(dǎo)致空氣燃?xì)饣旌衔稂c(diǎn)燃)的恰當(dāng)時(shí)刻在氣缸內(nèi)對混合物進(jìn)行點(diǎn)燃。雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在燃?xì)饽Ｊ讲僮髌陂g切換到液體模式，反之亦然。

然而，特別是當(dāng)對排氣需要較高要求并且這種較高要求只能以可接受的技術(shù)需求以經(jīng)濟(jì)上可行的方式通過燃?xì)馊紵齺砭S持時(shí)，就需要純?nèi)細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，純?nèi)細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)是指只能利用燃?xì)舛荒芰磉x地利用柴油、重燃料油或不同燃料操作的發(fā)動(dòng)機(jī)。例如在WO 2010/147071A1中提供了這種純?nèi)細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。在例如DE 10 2010 005814A1中呈現(xiàn)了進(jìn)一步的技術(shù)狀態(tài)。

不管是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)還是純?nèi)細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，將燃料氣體引入到對應(yīng)往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的燃燒空間內(nèi)的過程對于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠的、低污染物的且安全的操作十分重要。

在燃?xì)饽Ｊ较?，特別地，設(shè)置掃氣空氣與燃?xì)獾恼_比率，即所謂的空氣燃?xì)獗嚷?，具有至關(guān)重要的意義。掃氣空氣或增壓空氣通?？梢酝ㄟ^大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪增壓器而獲得，渦輪增壓器產(chǎn)生掃氣空氣壓力或吸入空氣壓力，掃氣空氣壓力或吸入空氣壓力依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷并且這樣也依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和/或扭矩和/或轉(zhuǎn)速。對于給定的掃氣空氣壓力，可以計(jì)算氣缸內(nèi)的空氣量，然后可以確定由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的相應(yīng)地需要的驅(qū)動(dòng)扭矩和/或可以針對對該操作狀態(tài)來說產(chǎn)生理想燃燒過程而期望的轉(zhuǎn)速、扭矩量和/或轉(zhuǎn)速來確定適當(dāng)?shù)臍鈶B(tài)燃料量。

特別是當(dāng)根據(jù)奧托原理操作燃?xì)饽Ｊ綍r(shí)，空氣燃?xì)獗嚷实恼_設(shè)置對于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作至關(guān)重要，從污染觀點(diǎn)、有效性以及經(jīng)濟(jì)可行性來看，該空氣燃?xì)獗嚷时M可能低。如果燃?xì)獠糠诌^大，則空氣燃?xì)饣旌衔镒兊眠^濃。混合物的燃燒過快或過早發(fā)生，這導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。由于燃燒過程不再與氣缸內(nèi)的活塞運(yùn)動(dòng)正確地協(xié)調(diào)一致，除了別的 之外，這還導(dǎo)致了燃燒對活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生部分消極作用。

此外，當(dāng)空氣燃?xì)獗嚷实恼_設(shè)置在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中在正常操作條件下不再帶來任何較大問題時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷中產(chǎn)生非常突然的、頻繁的且猛烈的改變的操作條件下帶來缺點(diǎn)。

在這方面應(yīng)該提到的示例是由大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的抵達(dá)巨浪中的輪船。這可能帶來的結(jié)果是，由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的輪船螺旋槳由于巨浪而或多或少周期性地部分或者完全離開水，以便隨后再完全浸入水中。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和/或由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到水的驅(qū)動(dòng)扭矩自然會(huì)有非常巨大且突然的變化。由于使得掃氣空氣可用的渦輪增壓器系統(tǒng)相對于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化以相移方式作出反應(yīng)，因此在這種操作模式下可能產(chǎn)生氣缸中的空氣燃?xì)饣旌衔镉捎谶^低掃氣空氣壓力而變得過濃，這因而會(huì)導(dǎo)致快速或爆震燃燒，快速或爆震燃燒當(dāng)然是不利的。燃?xì)饽Ｊ较逻@種快速且突然的負(fù)荷變化只有非常困難地才能調(diào)節(jié)或者在實(shí)踐上甚至不可能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得例如需要向下調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)性能或連續(xù)改變和/或修改發(fā)動(dòng)機(jī)速度，或者然而需要從燃?xì)饽Ｊ礁淖兊揭后w模式。對于在液體模式下例如利用重燃料油操作的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于現(xiàn)有的排氣要求，在將來可能不再允許這種大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在海岸附近以液體模式進(jìn)行操作，這是因?yàn)樵谝后w模式下排氣值可能不再可維持。

可能產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷非常突然、頻繁或猛烈變化的不同示例是輪船進(jìn)行作戰(zhàn)行動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由于該原因，從現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)開始，本發(fā)明的目的是建議一種操作大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中對于負(fù)荷的突然、頻繁或猛烈的變化，諸如例如在巨浪中的輪船或執(zhí)行軍事演習(xí)的輪船中出現(xiàn)的這種負(fù)荷的突然、頻繁或猛烈的變化，所述大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)仍然可靠地、高效地并且以環(huán)境友好方式操作。此外，本發(fā)明的目的是建議一種對應(yīng)的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明的方法、方法的用于以及大型柴油機(jī)滿足該目的。

因而，根據(jù)本發(fā)明，建議了一種操作大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在至少一種燃?xì)饽Ｊ较虏僮鳎谠撊細(xì)饽Ｊ较?，燃?xì)獗蛔鳛槿剂弦霘飧變?nèi)并且在燃燒之后經(jīng)由排氣門導(dǎo)走，其中在所述燃?xì)饽Ｊ较逻M(jìn)行操作期間，檢測到負(fù)荷的劇 烈變化狀態(tài)，然后在瞬態(tài)模式下操作所述大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該瞬態(tài)模式包括如下步驟：

確立用于在所述燃?xì)饽Ｊ较玛P(guān)閉所述排氣門的閉合角；

確定用于所述閉合角的修正值；

通過將所述閉合角與所述修正值關(guān)聯(lián)而確定瞬態(tài)閉合角；以及

在所述瞬態(tài)閉合角關(guān)閉所述排氣門。

由于通過閉合角的修正來確定用于排氣門的瞬態(tài)閉合角，因而能夠以有針對性的受控方式設(shè)置壓縮循環(huán)過程中在氣缸內(nèi)被壓縮并可用于燃燒的空氣的量，由此能夠確保氣缸內(nèi)的空氣燃?xì)饣旌衔锏娜紵粫?huì)到達(dá)過快燃燒或爆震燃燒范圍，并且使得氣缸內(nèi)的空氣燃?xì)饣旌衔锏娜紵粫?huì)到達(dá)其中混合物過稀的范圍，混合物過稀意味著氣缸內(nèi)存在的空氣量過大而發(fā)生點(diǎn)火故障。如果對于空氣燃?xì)饣旌衔锏睦硐虢M成來說，當(dāng)前存在的掃氣空氣的增壓壓力過低，則將所述修正值確定成使得用于所述排氣閥的瞬態(tài)閉合角小于正常燃?xì)獠僮髂Ｊ较碌拈]合角，這意味著排氣門現(xiàn)在相對于工作循環(huán)更早地關(guān)閉，使得在氣缸內(nèi)可獲得更大量空氣用于壓縮。由此能夠補(bǔ)償掃氣空氣的過低增壓壓力。如果當(dāng)前存在的掃氣空氣的增壓壓力對于空氣燃?xì)饣旌衔锏睦硐虢M成來說過大，則將修正值確定成使得用于排氣門的瞬態(tài)閉合角比正常燃?xì)獠僮髂Ｊ较麓螅@意味著對于工作循環(huán)來說該排氣門現(xiàn)在較晚關(guān)閉，使得在氣缸內(nèi)可獲得更少量的空氣用于壓縮。由此，能夠補(bǔ)償增壓空氣的過高增壓壓力。

這樣，即使對于突然、頻繁或周期性的負(fù)荷變化或負(fù)荷轉(zhuǎn)移，也可以利用燃?xì)饽Ｊ剑也粫?huì)導(dǎo)致不充分、富含污染物和不經(jīng)濟(jì)的操作結(jié)果。

優(yōu)選地，所述大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造成用于燃?xì)獾娜紵陀糜谝后w燃料的燃燒的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，所述液體燃料特別是柴油或重燃料油。因而，通過根據(jù)本發(fā)明的方法，使得即使對于突然和頻繁的負(fù)荷變化，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)本身也可以在燃?xì)饽Ｊ较赂咝У夭僮?。在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為輪船的驅(qū)動(dòng)機(jī)組這種重要應(yīng)用情形的情況下，這意味著仍然可以高效地使用燃?xì)饽Ｊ?，對于在波濤洶涌的海面航行或?zhí)行軍事演習(xí)的輪船來說，情況同樣如此。

優(yōu)選的措施是，將所述修正值添加至所述閉合角以確定所述定瞬態(tài)閉合角，因?yàn)檫@代表閉合角的一類特別簡單的修正。

如果應(yīng)該更早地關(guān)閉所述排氣門，則所述修正值為負(fù)。在實(shí)踐中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有利的是，在這方面所述修正值至多等于60°。

如果應(yīng)該在更晚的時(shí)間點(diǎn)關(guān)閉該排氣門，則該修正值為正。在實(shí)踐中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有利的是，在這方面所述修正值至多等于60°。

在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在瞬態(tài)模式下，在每個(gè)工作循環(huán)引入到氣缸內(nèi)的燃?xì)獾牧恳彩鞘芟薜?。除了燃?xì)庵猓€將預(yù)定量的液體燃料引入到氣缸內(nèi)，以便補(bǔ)償由于燃?xì)夤?yīng)受限或減少而缺乏的功率。關(guān)于該優(yōu)選實(shí)施方式，所述瞬態(tài)模式包括如下步驟：

確定用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或所述發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩的期望值；

確定在所述大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)都能作為燃料獲得的燃?xì)饬康纳祥撝担?/p>

確定除了所述燃?xì)庵庖氲囊后w燃料的附加量，其中所述附加量的大小被設(shè)置成使得實(shí)現(xiàn)用于所述轉(zhuǎn)速的所述期望值。瞬態(tài)模式下的燃?xì)饬康南拗拼砹诉M(jìn)一步優(yōu)選的措施，該措施特別地與用于排氣門的閉合角的變化組合而能夠?qū)飧變?nèi)的空氣燃?xì)饣旌衔锏慕M成維持在其邊界內(nèi)，在該邊界內(nèi)能夠以高效方式確保理想的燃燒過程。

將所供應(yīng)的燃?xì)庀拗朴谏祥撝堤貏e地有助于氣缸內(nèi)的空氣燃?xì)饣旌衔锏娜紵坏竭_(dá)過于快速燃燒或爆震燃燒的范圍。因而產(chǎn)生由于燃?xì)夤?yīng)受限或減少而引起的實(shí)現(xiàn)想要的期望轉(zhuǎn)速所缺少的功率，因此在瞬態(tài)模式下，除了燃?xì)庵膺€將預(yù)定量的液體燃料引入到氣缸內(nèi)，該預(yù)定量的液體燃料的燃燒提供所缺少的能量，即相應(yīng)缺少的功率。

這樣，就像在只以液體模式操作的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中一樣，特別地通過該優(yōu)選實(shí)施方式，可以在在至少一種燃?xì)饽Ｊ较逻M(jìn)行操作的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷的類似響應(yīng)。這一點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)是因?yàn)樵跉飧變?nèi)空氣燃?xì)饣旌衔锊粫?huì)變得過濃也不會(huì)變得過稀，而且通常根據(jù)柴油原理發(fā)生的液體燃料的燃燒對掃氣空氣的變化的反應(yīng)不是太敏感。此外，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性，并且顯著地降低了速度波動(dòng)。

有利的是，利用能獲得的掃氣空氣的相應(yīng)實(shí)際壓力來確定用于燃?xì)饬康纳祥撝?。這樣，能夠?qū)⒒谌細(xì)馊紵牟糠肿顑?yōu)化。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，手動(dòng)地開始所述瞬態(tài)模式。因而，例如，輪船上的操作人員可以在波濤洶涌的海面上時(shí)或在執(zhí)行軍事演習(xí)時(shí)的緊急情況下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)模式。

優(yōu)選的是，另選地或附加地根據(jù)如下參數(shù)中的至少一者開始所述瞬態(tài)模式：掃氣 空氣的實(shí)際壓力、氣缸壓力、所計(jì)算的空氣燃?xì)獗嚷?、爆震檢測器的信號、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷比率、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷比率的變化、發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、扭矩的變化、噴射所需的燃料量以及噴射所需的燃料量的變化。連續(xù)地或規(guī)則地確定這些參數(shù)中的至少一個(gè)還使得能夠自動(dòng)起動(dòng)瞬態(tài)模式。

關(guān)于具有液體燃料附加燃燒的該實(shí)施方式，存在多個(gè)優(yōu)選變型，以便在瞬態(tài)模式下將附加量的液體燃料引入到燃燒空間內(nèi)：

可以通過在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的液體模式下使用的噴射設(shè)備將附加量的液體燃料引入到燃燒空間內(nèi)。

可以通過在燃?xì)饽Ｊ较率褂糜糜邳c(diǎn)燃燃?xì)獾那皩?dǎo)噴射設(shè)備將附加量的液體燃料引入到燃燒空間內(nèi)。

可以通過為瞬態(tài)操作模式設(shè)置的單獨(dú)噴射設(shè)備將附加量的液體燃料引入到燃燒空間內(nèi)。

此外，對于燃?xì)獾饺紵臻g內(nèi)的供應(yīng)，存在多個(gè)優(yōu)選變型：

可以穿過缸套將燃?xì)夤?yīng)到氣缸內(nèi)。為此，已知一種普遍已知的燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，該燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)設(shè)置在氣缸內(nèi)處并且穿過缸套將燃?xì)庖氲綒飧椎膬?nèi)部空間中。這種燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)優(yōu)選以如下方式布置：它們在從氣缸內(nèi)的活塞的上止點(diǎn)或下止點(diǎn)位置間隔開的位置將燃?xì)庖霘飧變?nèi)，特別地，該間隔等于上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置之間的間隔的40％至60％，優(yōu)選為50％。

還可以在氣缸蓋處將燃?xì)夤?yīng)到氣缸內(nèi)。為此也已知燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)。

還可以在將掃氣空氣引入到氣缸內(nèi)之前或者將掃氣空氣引入到氣缸內(nèi)時(shí)將燃?xì)夤?yīng)到掃氣空氣。最后提到的變型也可以特別地以如下方式實(shí)現(xiàn)：在將相鄰掃氣空氣開口或掃氣空氣狹縫彼此分開的一個(gè)或多個(gè)腹板處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴。

根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步建議了一種大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在至少一種燃?xì)饽Ｊ较虏僮鞑⑶腋鶕?jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行操作。由此得到的優(yōu)點(diǎn)與上文中針對根據(jù)本發(fā)明的方法提供的相同說明對應(yīng)。

優(yōu)選地，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造成用于燃?xì)獾娜紵陀糜谝后w燃料的燃燒的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，所述液體燃料特別是柴油或重燃料油。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器包括用于開始和執(zhí)行瞬態(tài)模式操作的控制設(shè)備。

此外，根據(jù)本發(fā)明，建議了一種根據(jù)本發(fā)明的方法的用于改進(jìn)大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)特別是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的用途。從設(shè)備角度來看，由于無需較大附加要求就能夠在許多應(yīng)用情況下實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，所以該方法還特別適合于修改和/或改進(jìn)已經(jīng)存在的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣，特別是對于頻繁和突然發(fā)生的負(fù)荷變化，例如在波濤洶涌的海面上，這些大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以經(jīng)濟(jì)上可行的方式更高效、安全地操作。

附圖說明

在下文中，將通過實(shí)施方式參照附圖從設(shè)備角度以及從工藝工程角度來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中示出了：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施方式的示意圖；

圖2是為了強(qiáng)調(diào)在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施方式中扭矩對空氣燃?xì)獗嚷实囊蕾囆缘氖疽鈭D；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施方式的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實(shí)施方式的示意圖；以及

圖5是扭矩隨時(shí)間的進(jìn)展的示例性示意圖。

具體實(shí)施方式

關(guān)于本發(fā)明的參照實(shí)施方式進(jìn)行的如下描述，將以示例性特征對在實(shí)踐中大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特別重要的應(yīng)用情況進(jìn)行參考，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造成為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)是指能夠利用兩種不同類型燃料操作的發(fā)動(dòng)機(jī)。具體而言，大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的該實(shí)施方式能夠在液體模式下操作，在該液體模式下，只有液體燃料被噴射到氣缸的燃燒空間內(nèi)。典型地，液體燃料(如重燃料油或柴油)在合適的時(shí)間點(diǎn)被直接噴射到燃燒空間內(nèi)，并且根據(jù)柴油自燃原理在燃燒空間中點(diǎn)燃。然而，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)還能夠在燃?xì)獠僮髂Ｊ较虏僮?，在該燃?xì)獠僮髂Ｊ较?，用作燃料的燃?xì)?如天然氣)被以空氣燃?xì)饣旌衔锏男问揭氲饺紵臻g內(nèi)并在此進(jìn)行點(diǎn)燃。特別地，大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在燃?xì)獠僮髂Ｊ较赂鶕?jù)低壓方法工作，這意味著燃?xì)獗灰詺鈶B(tài)狀態(tài)引入到氣缸內(nèi)。在這方面，與空氣的混合能夠在氣缸本身內(nèi)發(fā)生，或者也可以在氣缸之前發(fā)生。根據(jù)奧托原理，空氣燃?xì)饣旌衔锉煌獠奎c(diǎn)燃。這種外部點(diǎn)燃通常是這樣產(chǎn)生的，即在合適的時(shí)間點(diǎn)將少量液體燃料引入到燃燒空間內(nèi)，然后使該少量燃料自身點(diǎn)燃并 由此導(dǎo)致空氣燃燒混合物發(fā)生外部點(diǎn)燃。

該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)既可以被構(gòu)造成四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)又可以被構(gòu)造成二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣，關(guān)于所描述的實(shí)施方式，該大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造成利用共軌系統(tǒng)在液體模式下工作的縱向掃氣式二沖程大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

圖1以非常鮮明的示意性強(qiáng)調(diào)圖示出了整體上以附圖標(biāo)記20參照的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的該實(shí)施方式的氣缸21。在氣缸21的內(nèi)部中，活塞23以本身公知的方式運(yùn)動(dòng)。

大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20的組件和各個(gè)部件，諸如例如用于液體模式的噴射系統(tǒng)、用于燃?xì)饽Ｊ降娜細(xì)夤?yīng)系統(tǒng)、燃?xì)饨粨Q系統(tǒng)、用于提供掃氣空氣和/或增壓空氣的排氣系統(tǒng)或渦輪增壓器系統(tǒng)以及用于大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，無論是作為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)還是作為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是公知的，因此這里不需要對這些部件進(jìn)行進(jìn)一步說明，并且圖1中僅僅示出了足夠用來理解本發(fā)明的排氣門24。

關(guān)于在縱向掃氣式二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20的這個(gè)示例中描述的實(shí)施方式，掃氣空氣狹縫22通常設(shè)置在各個(gè)氣缸31和/或缸套的下部區(qū)域中并且通過活塞23在氣缸21中的運(yùn)動(dòng)而周期性地打開和關(guān)閉，從而由渦輪增壓器提供的掃氣空氣能夠在這些掃氣空氣狹縫打開的情況下以增壓壓力通過這些掃氣空氣狹縫流入氣缸內(nèi)。在圖1中這由設(shè)有附圖標(biāo)記L的兩個(gè)箭頭表示出。通常居中布置的排氣門24設(shè)置在氣缸蓋和/或氣缸罩中，通過該排氣門能夠在燃燒過程之后將燃燒氣體再次從氣缸分配到排氣系統(tǒng)25。為了引入液體燃料，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴(未示出)，這些燃料噴嘴例如在排氣門24附近布置在氣缸蓋中。設(shè)置燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)(未示出)以在燃?xì)饽Ｊ较鹿?yīng)燃?xì)猓撊細(xì)夤?yīng)系統(tǒng)具有至少一個(gè)具有燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴的燃?xì)膺M(jìn)氣門。燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴通常設(shè)置在氣缸壁中，例如在近似位于活塞的上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置之間的中間的高度處。

在圖1中的左手側(cè)還附加地表述了不同的曲柄角，所述曲柄角以本身已知方式表征大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20的工作循環(huán)。在這方面，所表述的曲柄角涉及活塞23的壓縮沖程。對于180°的曲柄角來說，活塞23出現(xiàn)在下止點(diǎn)位置或反轉(zhuǎn)點(diǎn)，而在360°的曲柄角時(shí)，活塞23出現(xiàn)在上止點(diǎn)位置或反轉(zhuǎn)點(diǎn)。對于作為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)來說，完整的工作循環(huán)包括360°。從0°(在0°時(shí)，活塞23位于與在360°時(shí)相同的位置，即位于上止點(diǎn)位置)開始，活塞23向下移動(dòng)直到其已經(jīng)到達(dá)180°的下止點(diǎn)位 置，然后在壓縮沖程再次向上移動(dòng)直到其到達(dá)360°的上止點(diǎn)位置。在圖1的圖示中，活塞23精確地位于與270°的曲柄角對應(yīng)的位置。

對于作為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)來說，如所公知的那樣，完整的工作循環(huán)包括720°。

此外，在下文中將通過示例對其中大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為輪船的驅(qū)動(dòng)機(jī)組的應(yīng)用情況進(jìn)行參照。

由于關(guān)于排氣值的法律規(guī)定，如今在海岸附近大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在燃?xì)獠僮髂Ｊ较逻M(jìn)行操作，因?yàn)槿绻贿@樣的話，不能再維持排氣排放(特別是氮氧化物、NOx和二氧化硫)的規(guī)定閾值。

在燃?xì)獠僮髂Ｊ较拢廴疚锉M可能低的空氣燃?xì)饣旌衔锏男屎腿紵龑諝饬颗c燃?xì)饬康谋嚷史浅Ｃ舾?。該比率通常表述為用于燃燒可用空氣質(zhì)量與用作燃料的燃?xì)赓|(zhì)量的比的值。

除了其他因素之外，理想的空氣燃?xì)獗嚷嗜Q于將由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩，并且這樣的話還取決于輪船的期望速度。由于大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常直接連接至輪船的螺旋槳，因此對于例如固定螺距螺旋槳來說，在所有情況下速度都與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對應(yīng)。

圖2以非常示例性的圖示示出了空氣燃?xì)獗嚷?和由驅(qū)動(dòng)輪船的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩2之間的示例性聯(lián)系。對于與輪船在基本平靜水域中航行時(shí)輪船的特定速度(或與發(fā)動(dòng)機(jī)的一定轉(zhuǎn)速)對應(yīng)的具體扭矩來說確如該圖所示。特別地，圖2中所示的扭矩2為BMEP扭矩(制動(dòng)平均有效壓力扭轉(zhuǎn))，該BMEP扭矩基本為一個(gè)工作循環(huán)(對于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來說為活塞運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期，而對四沖程機(jī)器來說為活塞運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)周期)上的扭矩平均值。

在圖2的圖示中，可以看到兩個(gè)邊界曲線，即第一爆震曲線3和不點(diǎn)火曲線4。對于根據(jù)該圖示出現(xiàn)在爆震曲線3上方的操作狀態(tài)，空氣燃?xì)獗嚷蔬^濃，這說明在混合物中存在的空氣太少。過濃的混合器會(huì)導(dǎo)致不同的問題，即燃燒發(fā)生的過快(快速燃燒)或發(fā)動(dòng)機(jī)開始爆震或混合物隨后開始過早燃燒(對于還被稱為預(yù)點(diǎn)燃的工作循環(huán)來說)，這種過早燃燒通常是由于氣缸中的燃?xì)饬枯^高而通過自燃而開始的。對于根據(jù)該圖示位于不點(diǎn)火曲線4上方的操作狀態(tài)，空氣燃?xì)獗嚷蔬^大，這說明并不存在足夠用于在燃燒空間中理想燃燒的燃?xì)狻?/p>

由于該原因，人們爭取總是在空氣燃?xì)獗嚷实睦硐朦c(diǎn)5處操作大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在實(shí)踐中，對于輪船的恒定速度和/或恒定轉(zhuǎn)速也不能避免或調(diào)節(jié)扭矩和/或空氣燃?xì)? 比率1的自然偏離，由于該原因，存在公差范圍6，在圖2中該公差范圍6由兩條直線7和8限定，在該公差范圍內(nèi)，可以容忍空氣燃?xì)獗嚷?從理想點(diǎn)5的偏離。燃?xì)饽Ｊ较碌睦硐氩僮髟趫D2中以A指代的操作點(diǎn)給出。

當(dāng)輪船離開平靜水域(圖2所指的)并到達(dá)洶涌澎湃的海浪中時(shí)，對于發(fā)動(dòng)機(jī)來說可能導(dǎo)致負(fù)荷非常突然且劇烈的變化，這意味著由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由輪船螺旋槳施加到水上的扭矩會(huì)非?？焖偾掖罅康刈兓?負(fù)荷偏移)。因而，例如，由于波濤洶涌的海面，可能發(fā)生輪船螺旋槳短時(shí)間地部分地或不完全地離開水面的情況，這相當(dāng)大地減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)荷。如果輪船螺旋槳隨后再次完全浸沒在水中，則這會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷顯著增加，并且這樣的話會(huì)導(dǎo)致扭矩增加。在圖2中，在實(shí)踐中，這意味著從例如點(diǎn)A移動(dòng)到位于爆震曲線3上方的以B指代的點(diǎn)，這樣就位于快速燃燒的范圍內(nèi)和/或爆震范圍內(nèi)。

另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)到達(dá)位于不點(diǎn)火曲線4上方的負(fù)荷顯著降低的操作狀態(tài)，在不點(diǎn)火曲線4上方，對于燃?xì)饬縼碚f，在氣缸21中存在過多空氣，空氣與燃?xì)饣旌衔镏械目諝庖蚨^多。這種操作狀態(tài)例如在圖2中的點(diǎn)C處實(shí)現(xiàn)。由于響應(yīng)渦輪增壓器系統(tǒng)而移位的相位，掃氣空氣在過高增壓壓力時(shí)可用，從而使得空氣燃?xì)饣旌衔镒兊眠^稀。

由于在波濤洶涌的海面中發(fā)動(dòng)機(jī)的這些劇烈波動(dòng)經(jīng)常相繼地并且近似周期性出現(xiàn)，因此在燃?xì)饽Ｊ较麓笮筒裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)20不再可能進(jìn)行高效、經(jīng)濟(jì)且低排放的操作模式。

通過根據(jù)本發(fā)明的方法提供了補(bǔ)救措施。圖3以非常示意性的圖示示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施方式。在步驟10中，起始點(diǎn)是大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在燃?xì)饽Ｊ较虏僮?。如果輪船現(xiàn)在到達(dá)波濤洶涌的海面，則該狀態(tài)可以通過操作人員的觀察11和/或在步驟12中通過評估由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或不同的控制設(shè)備檢測的操作參數(shù)來檢測到。如果確定由此導(dǎo)致的負(fù)荷劇烈變化過大，則在步驟13中做出決定以將大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)切換到瞬態(tài)模式。

在該瞬態(tài)模式中，初始確定用于在燃?xì)饽Ｊ较玛P(guān)閉排氣門24的閉合角。就此而言，通過閉合角來理解曲柄角，對于活塞23的向上運(yùn)動(dòng)來說，排氣門24在該閉合角關(guān)閉。對于燃?xì)饽Ｊ絹碚f，也向用于其他操作參數(shù)的值一樣，通常將排氣門的閉合角以矩陣方式存儲(chǔ)，該矩陣的一個(gè)維度為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(通過所產(chǎn)生的扭矩來確定)，另 一個(gè)維度為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣，對于由負(fù)荷和轉(zhuǎn)速構(gòu)成每個(gè)值對，都可以從該矩陣讀取用于燃?xì)饽Ｊ降恼_閉合角。該閉合角例如等于270°，在圖1中該270°對應(yīng)于活塞23的位置。在步驟14中，控制設(shè)備然后確定用于關(guān)閉角度的修正值。該修正值可以以各種方式確定。特別地，還可以將經(jīng)驗(yàn)值匯合到在控制設(shè)備中存儲(chǔ)的控制值中。

確定修正值的一個(gè)特別優(yōu)選的方法在于利用當(dāng)前可用的掃氣空氣的增壓壓力來確定該修正值。在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中該增壓壓力通過測量來檢測，這樣可在控制設(shè)備中獲得該增壓壓力，或者可以將該增壓壓力傳遞給該控制設(shè)備。就此而言，修正值的確定可以特別地借助于當(dāng)前可獲得的掃氣空氣的增壓壓力的當(dāng)前值與所需的掃氣空氣的增壓壓力之間的差來確定。對于實(shí)際操作參數(shù)來說，該所需增壓壓力例如存儲(chǔ)在查找表或查找矩陣中。根據(jù)當(dāng)前可獲得的增壓壓力與所需增壓壓力之間的差，可以通過對于氣缸的已知容積和/或氣缸蓋和活塞上側(cè)之間的空間的已知容積來說排氣門24必須提前或推遲多長時(shí)間關(guān)閉來進(jìn)行確定，從而使得排氣門24關(guān)閉之后緊接著在氣缸中存在用于當(dāng)前可獲得的增壓壓力的相同量的空氣，如同在燃?xì)饽Ｊ降拈]合角和所需增壓壓力時(shí)將需要的那樣。

控制設(shè)備然后通過將閉合角與修正值關(guān)聯(lián)而確定用于排氣門的瞬態(tài)閉合角。優(yōu)選地，將該修正值增加至閉合角以便確定瞬態(tài)閉合角。在步驟15中，控制設(shè)備然后在瞬態(tài)閉合角關(guān)閉排氣門24。

因而，如果由于響應(yīng)渦輪增壓器系統(tǒng)移位的相位而使得當(dāng)前增壓壓力相對于負(fù)荷變化過小，則該修正值為負(fù)，這意味著排氣門24已經(jīng)在比用于燃?xì)饽Ｊ降拈]合角小的瞬態(tài)閉合角關(guān)閉。

與此相反，如果由于響應(yīng)渦輪增壓器系統(tǒng)移位的相位而使得當(dāng)前增壓壓力相對于負(fù)荷變化過大，則修正值為正，這意味著排氣門24僅在比用于燃?xì)饽Ｊ降拈]合角大的瞬態(tài)閉合角關(guān)閉。

在步驟17中，通過操作人員的觀察和/或通過確定操作參數(shù)來連續(xù)地檢查或以規(guī)則間隔檢查是否仍然滿足啟動(dòng)瞬態(tài)模式的條件。如果為是(yes)，則保持瞬態(tài)模式，如圖3中的箭頭18所示，其中優(yōu)選地，檢查和/或更新用于修正值和/或瞬態(tài)閉合角的值。

如果在步驟17中用于瞬態(tài)模式的條件不再滿足，則可以在步驟19中改變回到正 常燃?xì)饽Ｊ健?/p>

用于引入和執(zhí)行瞬態(tài)模式的控制設(shè)備優(yōu)選地集成到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中。

通過針對排氣門24的關(guān)閉進(jìn)行這些改變，還可以在瞬態(tài)模式下確保大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在位于在圖2中由兩條直線7和8限定的公差范圍6內(nèi)的操作狀態(tài)下工作。

已經(jīng)在實(shí)踐中嘗試并測試了當(dāng)在負(fù)修正值的情況下，其大小至多等于60°，而在正修正值的情況下，該量至多等于60°。這意味著，根據(jù)圖1中的圖示，在燃?xì)饽Ｊ较聦τ?70°的排氣門24的閉合角來說，最小瞬態(tài)閉合角在210°處，而最大瞬態(tài)閉合角在330°處。

通過在瞬態(tài)操作模式下將閉合角改變到瞬態(tài)閉合角，能夠增加或減小氣缸中的空氣燃?xì)饣旌衔锏膲嚎s最終溫度。然而，這通常并不是決定性的，但是應(yīng)該避免壓縮最終溫度采取如此大的值以致于空氣燃?xì)饣旌衔镌跉飧字邪l(fā)生自燃。在具體應(yīng)用中這可以例如通過為修正值和/或其數(shù)量設(shè)置最大值來確保這一點(diǎn)。

在下文中，將描述代表第一實(shí)施方式的擴(kuò)展的第二優(yōu)選實(shí)施方式。至此所做的說明特別是第一實(shí)施方式的說明因此以類似方式同樣適合于第二實(shí)施方式。除了針對瞬態(tài)閉合角對排氣門的閉合角進(jìn)行修正之外，對于第二實(shí)施方式，在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)都可獲得的作為燃料的燃?xì)饬渴艿缴祥撝档南拗?，并且確定附加量的液體燃料，在瞬態(tài)模式下除了該燃?xì)庵膺€將該附加量的液體燃料引入到燃燒空間內(nèi)，其中該附加量的大小被確定成使得實(shí)現(xiàn)用于轉(zhuǎn)速的期望值。

以與圖3的圖示類似的非常示意的圖示，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實(shí)施方式。在步驟10中，起始點(diǎn)為大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在燃?xì)饽Ｊ较虏僮?。與關(guān)于第一實(shí)施方式的情況一樣，在該示例中也可以通過操作人員的觀察11和/或在步驟12中通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或不同控制設(shè)備來參照操作參數(shù)評價(jià)來檢測負(fù)荷的劇烈或突然變化的狀態(tài)，例如在波濤洶涌的海面中或在演習(xí)操作模式中會(huì)發(fā)生這行負(fù)荷的劇烈或突然變化的狀態(tài)。如果確定負(fù)荷的劇烈變化過大，則在步驟13中做出決定以將大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改變到瞬態(tài)模式。

在該瞬態(tài)模式中，初始確定用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩的期望值。例如，這可以是與在平靜水域中輪船的運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的值。在步驟14’中，控制設(shè)備然后確定在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)中可獲得的作為燃料的燃?xì)饬康纳祥撝怠＞痛硕?，該上閾值這樣來確定，即：氣缸21中可用的掃氣空氣足以燃燒通過該上閾值確 定的最大燃?xì)饬?，從而避免快速燃燒范圍?或爆震燃燒范圍和/或預(yù)燃范圍，這意味著空氣燃?xì)獗嚷室蚨贿^小。用于避免超過爆震曲線3(圖1)的最大容許燃?xì)饬康纳祥撝等Q于氣缸中存在的空氣量。對于已知的氣缸容積，該空氣量可以借助于可用的掃氣空氣的增壓壓力來確定。就此而言，當(dāng)然要考慮到增壓壓力的偏差，這意味著在任何情況下都有利地采取可獲得的最小增壓壓力。當(dāng)然，在確定用于燃?xì)饬康倪m當(dāng)上閾值的過程中，也可以利用大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的不同的已知操作參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)值。而且，在步驟14’中，如針對第一實(shí)施方式所描述的，確定用于閉合角的修正值，并且優(yōu)選通過增加而將該修正值與該閉合角關(guān)聯(lián)，以便確定用于排氣門24的瞬態(tài)閉合角。

特別優(yōu)選的是，利用當(dāng)前可獲得的掃氣空氣的增壓壓力來確定燃?xì)饬康纳祥撝怠＞痛硕?，特別是可以借助于當(dāng)前可獲得的掃氣空氣的變化壓力的當(dāng)前值與掃氣空氣所需的增壓壓力之間的差來確定用于燃?xì)饬康纳祥撝档拇_定。用于實(shí)際操作參數(shù)的所需增壓壓力例如存儲(chǔ)在查找表或查找矩陣中。

控制設(shè)備然后包含依賴于增壓壓力并且可能還依賴于用于燃?xì)饬康乃矐B(tài)閉合角的上閾值(該燃?xì)饽軌蜃鳛槿剂蠚怏w供應(yīng)給氣缸)并且將燃?xì)饬肯拗朴谠撋祥撝?。因而現(xiàn)在能夠?qū)⒂砂l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速或扭矩維持在期望值，在步驟14’中通過該控制設(shè)備進(jìn)一步規(guī)定附加量的液體燃料，該附加量的液體燃料的多少被確定成使其對用于轉(zhuǎn)速或扭矩的期望值與將利用最大燃?xì)饬繉?shí)現(xiàn)的值之間的差進(jìn)行補(bǔ)償。

這意味著該控制設(shè)備確定了用于該扭矩或該轉(zhuǎn)速的值，該值能夠利用由該上閾值確定的最大燃?xì)饬繉?shí)現(xiàn)。因而，確定了期望值與該值之間的差。隨后，確定所需要的液體燃料的量，以便對該差進(jìn)行補(bǔ)償。

雖然燃?xì)饬康纳祥撝怠⒁后w燃料的附加量和瞬態(tài)閉合角的確定措施當(dāng)然不是彼此獨(dú)立的，但是相對于彼此協(xié)調(diào)這些措施從而能夠在瞬態(tài)模式下確保大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的盡可能理想的操作狀態(tài)并沒有帶來較大問題。

當(dāng)然還可以將液體燃料的附加量固定至固定額定值。

現(xiàn)在，排氣門24在步驟15c中在瞬態(tài)閉合角關(guān)閉，并且在步驟15a中將所確定的燃?xì)饬恳霘飧變?nèi)，并且使該燃?xì)饬肯裨谌細(xì)饽Ｊ街幸粯舆M(jìn)行燃燒。同時(shí)，這意味著在同一工作循環(huán)中，在步驟15b中將之前確定的量的液體燃料引入到氣缸內(nèi)并使該液體燃料自燃。通過燃?xì)夂透郊右氲囊后w燃料的共同燃燒，可以這樣產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)速或用于扭矩的期望值。就此而言，液體燃料的自燃可以用于空氣燃?xì)饣旌衔锏耐獠奎c(diǎn) 燃。

在步驟17中，通過操作人員的觀察和/或通過確定操作參數(shù)來連續(xù)地或以規(guī)則間隔檢查是否仍然滿足啟動(dòng)瞬態(tài)模式的條件。如果為是(yes)，則維持瞬態(tài)模式，如由圖4中的箭頭18所示，其中優(yōu)選的是，檢查和/或更新用于燃?xì)饬康纳祥撝档闹岛陀糜谝后w燃料的附加量的值。

如果在步驟17中檢查時(shí)不再滿足用于瞬態(tài)模式的條件，則可以在步驟19中再改變回到正常燃?xì)饽Ｊ健?/p>

用于開始和執(zhí)行瞬態(tài)模式的控制設(shè)備優(yōu)選集成到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中。

這樣，通過燃?xì)馊紵鸵后w燃料燃燒的組合并修改排氣門24的閉合角，能夠確保在瞬態(tài)模式下維持用于發(fā)動(dòng)機(jī)速度(這是指轉(zhuǎn)速)的期望值或用于扭矩的期望值，而不會(huì)使燃?xì)庠诳焖偃紵秶鷥?nèi)和/或在爆震范圍內(nèi)發(fā)生燃燒。通過用于燃?xì)饬康纳祥撝荡_保了空氣燃?xì)饣旌衔锊粫?huì)在燃燒空間內(nèi)變得過濃。此外，特別是通過將關(guān)閉角改變到瞬態(tài)閉合角而避免超過不點(diǎn)火曲線4(圖2)。這樣，大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20也在公差范圍6內(nèi)在瞬態(tài)模式下操作(圖2)。

因而，通過該方法，例如，在燃?xì)獠僮髂Ｊ较赂鶕?jù)奧托原理工作的雙燃料大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷變化的響應(yīng)，該響應(yīng)與僅僅根據(jù)柴油機(jī)原理工作(專門以液體燃料操作)的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情形至少大致類似。對于根據(jù)本發(fā)明的方法和/或根據(jù)本發(fā)明的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于一方面確保了空氣燃?xì)饣旌衔锊蛔兊眠^濃以及不變得過稀，因此另一方面與液體燃料相關(guān)的燃燒部件對過低的掃氣空氣的增壓壓力的反應(yīng)明顯不太敏感。這樣，特別是在波濤洶涌的海面上，在燃?xì)獠僮髂Ｊ狡陂g，也可以提高大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，并且能夠抑制速度波動(dòng)。

圖5中的示意性圖示再次通過示例強(qiáng)調(diào)了在瞬態(tài)模式下燃?xì)馊紵鸵后w燃料燃燒的協(xié)作。大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩T依賴于時(shí)間t施加，就像其針對波動(dòng)洶涌的海面所發(fā)生的一樣。于是，輪船所經(jīng)歷的高波浪運(yùn)動(dòng)致使扭矩T隨著時(shí)間進(jìn)行近似周期性變化。曲線G示出了扭轉(zhuǎn)的由燃?xì)馊紵鸬牟糠?，其中最大燃?xì)饬勘幌拗瞥墒沟每色@得的掃氣空氣在考慮瞬態(tài)閉合角時(shí)足以使得空氣燃?xì)饣旌衔锊粫?huì)變得過濃。具有附圖標(biāo)記F的兩個(gè)曲線(這兩個(gè)曲線限定了由陰影線表示的區(qū)域)示出了通過對液體燃料的燃料進(jìn)行增加而產(chǎn)生的關(guān)于扭矩T的附加量。

為了避免氣缸中的混合物過稀，確定瞬態(tài)閉合角是特別合適的。由于與在燃?xì)饽? 式下相比排氣門24較晚關(guān)閉(在該示例中，排氣門24的這種較晚關(guān)閉對應(yīng)于正的修正值，并且這樣對應(yīng)于比燃?xì)獠僮髂Ｊ较碌拈]合角大的瞬態(tài)閉合角)，可以在該關(guān)閉之前將氣缸21中存在的過多空氣經(jīng)由該排氣門24推出。

為了在瞬態(tài)模式期間將附加量的液體燃料引入到氣缸的燃燒空間內(nèi)，存在不同的可能性。在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造成雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，可以使用同一個(gè)噴射設(shè)備來噴射液體燃料，該噴射設(shè)備還用來在液體模式下噴射燃料。

在瞬態(tài)模式下將液體燃料引入的另一個(gè)可能性在于，可以通過在燃?xì)饽Ｊ街杏糜趯⒖諝馊細(xì)饣旌衔稂c(diǎn)燃的前導(dǎo)噴射設(shè)備將液體燃料引入燃燒空間內(nèi)。

當(dāng)然，也可以設(shè)置單獨(dú)的噴射設(shè)備用于在瞬態(tài)模式期間引入液體燃料。當(dāng)大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不是針對液體模式進(jìn)行構(gòu)造并沒有對應(yīng)的噴射設(shè)備時(shí)這是特別優(yōu)選的。

關(guān)于燃?xì)獾綒飧變?nèi)的燃燒空間的引入，在瞬態(tài)模式期間以及在燃?xì)饽Ｊ狡陂g，都存在若干優(yōu)選變型。如已經(jīng)在上文中提到的，可以設(shè)置燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，該燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)具有至少一個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴，該燃燒進(jìn)氣噴嘴布置在缸套中，使得燃?xì)饽軌虮灰霘飧變?nèi)并在此與掃氣空氣混合成可點(diǎn)燃的空氣燃?xì)饣旌衔铩?/p>

然而，還可以在氣缸蓋和/或氣缸罩處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴，使得從氣缸蓋將燃?xì)夤?yīng)到氣缸內(nèi)，然后將燃?xì)馀c掃氣空氣混合。

在瞬態(tài)模式下將液體燃料引入的另一個(gè)可能性在于，可以通過在燃?xì)饽Ｊ街杏糜趯⒖諝馊細(xì)饣旌衔稂c(diǎn)燃的前導(dǎo)噴射設(shè)備將液體燃料引入燃燒空間內(nèi)。

當(dāng)然，也可以設(shè)置單獨(dú)的噴射設(shè)備用于在瞬態(tài)模式期間液體燃料的引入。當(dāng)大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不是針對液體模式進(jìn)行構(gòu)造并沒有對應(yīng)的噴射設(shè)備時(shí)這是特別優(yōu)選的。

關(guān)于燃?xì)獾綒飧變?nèi)的燃燒空間的引入，在瞬態(tài)模式期間以及在燃?xì)饽Ｊ狡陂g，都存在若干優(yōu)選變型。如已經(jīng)在上文中提到的，可以設(shè)置燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，該燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)具有至少一個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴，該燃燒進(jìn)氣噴嘴布置在缸套套中，使得燃?xì)饽軌虮灰霘飧變?nèi)并在此與掃氣空氣混合成可點(diǎn)燃的空氣燃?xì)饣旌衔铩?/p>

然而，還可以在氣缸蓋和/或氣缸罩處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴，使得從氣缸蓋將燃?xì)夤?yīng)到氣缸內(nèi)，然后將燃?xì)馀c掃氣空氣混合。

這里存在的進(jìn)一步可能是在掃氣空氣被引入氣缸內(nèi)之前將燃?xì)夤?yīng)給掃氣空氣。燃?xì)庖蚨呀?jīng)在氣缸內(nèi)部空間外與空氣燃?xì)饣旌衔锘旌?，該空氣燃?xì)饣旌衔锶缓罄缤ㄟ^掃氣空氣狹縫或掃氣空氣開口引入氣缸內(nèi)。由此，可以在渦輪增壓器系統(tǒng)的出口 與通向氣缸內(nèi)部空間的進(jìn)氣開口(如掃氣空氣狹縫)之間的點(diǎn)將燃?xì)夤?yīng)給掃氣空氣。

特別地，那么還可以在掃氣空氣被引入氣缸內(nèi)時(shí)將燃?xì)夤?yīng)給掃氣空氣。為此，那么例如可以分別在將相鄰掃氣空氣狹縫分開的一個(gè)或多個(gè)腹板處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)燃?xì)膺M(jìn)氣噴嘴，使得掃氣空氣在其經(jīng)過掃氣空氣狹縫時(shí)與燃?xì)饣旌稀?/p>

在步驟12(圖3和圖4)中確定或?yàn)榱嗽诓襟E13中判斷是否應(yīng)該對瞬態(tài)模式進(jìn)行改變而分析的操作參數(shù)優(yōu)選是已經(jīng)存在于大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的這些參數(shù)(這意味著這些參數(shù)是以任何方式針對操作或在操作過程中檢測到的)或能夠從這些參數(shù)推導(dǎo)出的值。然而，還可以僅僅利用一個(gè)操作參數(shù)來用于決定變化到瞬態(tài)模式，另選地，可以純粹地通過操作人員觀察來決定變化到瞬態(tài)模式，該操作人員然后還可以手動(dòng)啟動(dòng)瞬態(tài)模式。

例如，如下參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)適合于作為用于步驟12和/或步驟13中的決定的操作參數(shù)：可由渦輪增壓器系統(tǒng)獲得的掃氣空氣的實(shí)際壓力；和/或該壓力的變化；氣缸壓力；所計(jì)算的空氣燃?xì)獗嚷剩槐饳z測器的信號，通過該爆震檢測器能夠識(shí)別氣缸內(nèi)的燃燒何時(shí)以爆震方式進(jìn)行，這意味著空氣燃?xì)饣旌衔镞^濃；發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩載荷比率或該比率的變化或所測量的扭矩或其隨著時(shí)間的變化；或者為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而需要的噴射燃料量(噴射量)或該噴射量的變化。

根據(jù)本發(fā)明的方法還可以特別地用于改進(jìn)已經(jīng)存在的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)特別是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。由于在這種大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，從執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備觀點(diǎn)來看經(jīng)常已經(jīng)滿足了先決條件，或者能夠以低努力要求和成本和/或通過改裝而實(shí)現(xiàn)該先決條件，因此常?？梢酝ㄟ^在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中進(jìn)行對應(yīng)的修改或增補(bǔ)就可以使大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備好瞬態(tài)模式。特別是對于排放值的維持，這種改進(jìn)的可能性也是一個(gè)巨大優(yōu)點(diǎn)。

此外，在這方面，盡管與用于瞬態(tài)模式的瞬態(tài)閉合角的確定組合地描述了用于每個(gè)工作循環(huán)都可獲得的作為燃料的燃?xì)饬康纳祥撝档拇_定以及除了燃?xì)庵膺€引入到燃燒空間內(nèi)的附加量的液體燃料的確定的措施，但是這些措施也可以獨(dú)立地進(jìn)行，這意味著無需改變用于排氣門的閉合角。這意味著第二實(shí)施方式也可以以與燃?xì)獠僮髂Ｊ较啾炔桓淖冮]合角的方式進(jìn)行修改。