CN111712622A - 操作活塞发动机的方法和活塞发动机 - Google Patents

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Abstract

操作活塞发动机(1)的方法包括以下步骤：监测发动机(1)的汽缸(2)中的压力(101)，基于监测确定表示一个或更多个发动机循环期间发动机(1)的单个汽缸(2)中直到第一参考点(R1)的累积热释放发展的第一变量(CA1、HR1)的值(102)，比较第一变量(CA1、HR1)的值与预定第一目标范围(103)，基于比较调节第一发动机参数(104)，基于汽缸压力的监测(101)确定表示一个或更多个发动机循环期间多个汽缸(2)中直到第二参考点(R2)的累积热释放平均发展的第二变量(CA2、HR2)的值，第二参考点(R2)位于比第一参考点(R1)晚的燃烧阶段(202)，将第二变量(CA2、HR2)的值与预定第二目标范围进行比较，以及基于比较调节第二发动机参数(204)。

Description

操作活塞发动机的方法和活塞发动机
技术领域
本发明涉及根据权利要求1所述的操作活塞发动机的方法。本发明还涉及如在另一独立权利要求中规定的活塞发动机。
背景技术
对活塞发动机在燃料效率、排放和性能方面的要求变得越来越严格。同时，使用不同燃料操作发动机的能力已经成为更理想的特性。然而，燃料的类型和质量会对发动机的性能和排放具有显著影响。在一些情况下，燃料质量的变化会导致发动机不能满足所需的排放限制或承诺的效率、或者排气温度超过允许的限制的情况。因此，需要一种方法，该方法能够调节活塞发动机的操作以考虑燃料质量的变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作活塞发动机的改进方法。根据本发明的方法的表征特征在权利要求1中给出。本发明的另一个目的是提供一种改进的活塞发动机。根据本发明的发动机的表征特征在另一独立权利要求中给出。
根据本发明的方法包括以下步骤：监测所述发动机的多个汽缸中的压力；基于汽缸压力的所述监测，确定第一变量的值，所述第一变量的值表示在一个或更多个发动机循环期间所述发动机的单个汽缸中直到第一参考点的累积热释放的发展；将所述第一变量的值与预定的第一目标值或目标范围进行比较，所述第一目标值或目标范围表示所述单个汽缸中直到所述第一参考点的累积热释放的期望发展；基于所述比较，调节第一发动机参数，其中，所述第一发动机参数是影响所述单个汽缸中的燃烧的开始的特定于汽缸的参数；基于汽缸压力的所述监测，确定第二变量的值，所述第二变量的值表示在一个或更多个发动机循环期间所述发动机的多个汽缸中直到第二参考点的累积热释放的平均发展，所述第二参考点位于比所述第一参考点晚的燃烧阶段；将所述第二变量的值与预定的第二目标值或目标范围进行比较，所述第二目标值或目标范围表示所述多个汽缸中直到所述第二参考点的累积热释放的期望平均发展；以及基于所述比较，调节第二发动机参数，所述第二发动机参数影响所述多个汽缸中的燃烧。
在根据本发明的方法中，早期的燃烧阶段和较晚的燃烧阶段都被监测，并且两个不同的发动机参数被控制。通过调节第一发动机参数，可以在每个汽缸中单独地控制燃烧的开始。这允许快速调节燃烧过程。第二发动机参数的调节允许较慢地控制燃烧并影响较晚的燃烧阶段。通过两个发动机参数的调节的组合，例如燃料质量的变化可以被有效地补偿。
根据本发明的活塞发动机包括用于确定燃烧期间所述发动机的多个所述汽缸中的累积热释放的装置和控制单元，其中，所述控制单元被配置为根据上面规定的方法操作所述发动机。
根据本发明的实施方式，所述第一参考点被选择为使得所述第一变量的值描述早期的燃烧阶段。
根据本发明的实施方式，所述第一发动机参数是引燃燃料喷射的正时。另选地，所述第一发动机参数可以是引燃燃料的喷射量。两种替代方案都允许燃烧过程的特定于汽缸的调节，并且特别地影响燃烧的早期部分。引燃燃料喷射的正时尤其影响燃烧的开始。
根据本发明的实施方式，通过控制引燃燃料喷射的持续时间和/或通过控制引燃燃料的喷射压力来调节所述引燃燃料的量。
根据本发明的实施方式，所述第一发动机参数是进气阀正时。
根据本发明的实施方式，所述第一发动机参数是火花正时。在火花点火式发动机中，火花正时是调节点火正时的有效方式。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：确定至少三个早前的发动机循环的引燃燃料的平均喷射量，将所述平均喷射量与预定上限进行比较，以及在所述平均喷射量未达到所述上限的情况下，调节所述引燃燃料的所述喷射量作为所述第一发动机参数。因此，喷射量可以用作控制燃烧的早期部分的主要方式，但是通过设定喷射量的上限，可以避免过度排放。
根据本发明的实施方式，在所述平均喷射量已经达到所述上限的情况下，调节所述引燃燃料的喷射正时和/或汽缸压缩温度作为所述第一发动机参数。
根据本发明的实施方式，借助于废气再循环来调节所述压缩温度。
根据本发明的实施方式，通过调节进气阀关闭正时来调节所述压缩温度。
根据本发明的实施方式，所述第一变量是达到预定的第一累积释放热量时所处的曲柄角。
根据本发明的实施方式，所述预定的第一累积释放热量是在一个发动机循环期间所述单个汽缸中释放的总热量的2％至40％。
根据本发明的实施方式，所述第一变量是热释放值，该热释放值表示所述单个汽缸中直到第一预定曲柄角的累积热释放。
根据本发明的实施方式，所述第二发动机参数是进气空气的压力。通过控制所述进气空气压力，多个汽缸中的燃烧受到影响。
根据本发明的实施方式，所述第二变量是达到预定的第二累积释放热量时所处的平均曲柄角。
根据本发明的实施方式，所述预定的第二累积释放热量是在一个发动机循环期间释放的总热量的41％至95％。
根据本发明的实施方式，所述预定的第二累积释放热量是在一个发动机循环期间释放的总热量的50％至95％。
根据本发明的实施方式，所述预定的第二累积释放热量比所述预定的第一累积释放热量大至少10个百分比单位。
根据本发明的实施方式，所述预定的第二累积释放热量比所述预定的第一累积释放热量大至少20个百分比单位。
根据本发明的实施方式，所述第二变量是热释放值，该热释放值表示直到预定的第二曲柄角的平均累积热释放。
根据本发明的实施方式，所述第二变量表示在若干发动机循环期间累积热释放的平均发展。通过监测在若干发动机循环期间的热释放，可以更好地考虑燃烧的缓慢变化。
根据本发明的实施方式，所述第一变量表示在单个发动机循环期间累积热释放的发展。这允许在燃烧过程的早期部分中的快速调节。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：计算第三变量的值，所述第三变量的值是至少三个早前的发动机循环的所述第一变量的值的平均，将所述第三变量的值与预定的第三目标值或目标范围进行比较，所述第三目标值或目标范围表示直到所述第一参考点的累积热释放的期望的平均发展，以及基于所述比较，调节不同于所述第一发动机参数的第三发动机参数。这允许进一步调节燃烧的早期部分。
根据本发明的实施方式，所述第三发动机参数不同于所述第二发动机参数。
根据本发明的实施方式，所述第三发动机参数是再循环废气量和/或引燃燃料喷射的正时。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：确定所述发动机的所有汽缸的所述第一变量的平均值，将所述发动机的单个汽缸的所述第一变量的值与所述第一变量的平均值进行比较，以及在所述单个汽缸的所述第一变量的值不在距所述第一变量的平均值的预定限度内的情况下，调节第四发动机参数，所述第四发动机参数不同于所述第一发动机参数。因此，可以减小不同汽缸的燃烧过程的差异。
根据本发明的实施方式，所述第四发动机参数是进气阀正时。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：确定所述第一变量的值与所述第二变量的值之间的差，将所述差与预定目标值或目标范围进行比较，以及在所述差不在期望范围内的情况下，调节第五发动机参数。
根据本发明的实施方式，所述第五发动机参数不同于所述第一发动机参数。
附图说明
下面参照附图更详细地描述本发明的实施方式，其中
图1示意性地示出了活塞发动机，
图2示意性地示出了活塞发动机的一个汽缸，
图3示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图，
图4示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图部分，
图5示出了根据本发明的另一实施方式的方法的流程图部分，
图6示出了根据本发明的又一实施方式的方法的流程图部分，
图7示出了在根据本发明的方法中参考点的选择的示例，
图8示出了参考点的选择的另一示例，以及
图9示出了根据本发明的又一实施方式的方法的流程图部分。
具体实施方式
图1示意性地示出了活塞发动机1。发动机1可以是大型内燃发动机，例如船舶的主发动机或辅助发动机，或者是在发电厂用于产生电力的发动机。“大型内燃发动机”的说法是指缸膛至少为150mm的发动机。发动机1是四冲程发动机1。发动机1包括多个汽缸2。图1中示出了四个汽缸2，但是发动机1可以包括任何合理数量的汽缸2。发动机1可以是例如图1所示的直列式发动机或V型发动机。发动机可以是例如气体发动机、双燃料发动机或多燃料发动机。双燃料发动机或多燃料发动机可以选择性地使用两种或更多种不同的主燃料(例如液体主燃料和气体主燃料)来操作。在气体发动机中或在以气体模式操作的双燃料或多燃料发动机中，可以使用例如液体引燃燃料或火花塞来点燃气态主燃料，以触发气态主燃料的燃烧。
图1的发动机1设有涡轮增压器5，该涡轮增压器包括涡轮5a和压缩机5b。发动机1也可以设有两个或更多个涡轮增压器。涡轮增压器可以串联和/或并联布置。发动机的进气空气由涡轮增压器5的压缩机5b增压，并经由进气管8被引入发动机1的汽缸2。废气经由排气管9被引入涡轮增压器5的涡轮5a。进气管8包括连接到汽缸2的支路8a。类似地，排气管9包括连接到汽缸2的支路9a。在涡轮增压器5的压缩机5b的下游侧的进气管8可以被称为进气或入口接收器或者进气或入口歧管。
图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的活塞发动机的一个汽缸2。图2所示的汽缸2属于气体发动机或双燃料或多燃料发动机，该气体发动机或双燃料或多燃料发动机可以以气体模式操作并设有引燃燃料喷射***。然而，除了引燃燃料喷射***的描述之外，下面讨论的特征也可以存在于其它类型的发动机中。
发动机1的每个汽缸2都设有活塞4，该活塞被构造成在汽缸2内以往复的方式移动。活塞4经由连杆6连接到曲轴16。飞轮17附接到曲轴16的一个端部。连同汽缸2的壁和汽缸盖7，活塞4限定了燃烧室10。发动机1的每个汽缸2都设有至少一个进气阀3。根据本发明的实施方式，每个汽缸2都设有两个进气阀3。进气阀3用于打开和关闭进气管(进气接收器)8与燃烧室10之间的流体连通。发动机1的每个汽缸2都设有至少一个排气阀11。根据本发明的实施方式，每个汽缸2都设有两个排气阀11。排气阀11用于打开和关闭燃烧室10与排气管9之间的流体连通。
进气阀3连接到进气阀致动装置12。进气阀致动装置12用于打开和关闭进气阀12。进气阀致动装置12可以被构造成允许可变的进气阀正时。打开和/或关闭进气阀3时所处的曲柄角因此可以改变。进气阀致动装置12可以以许多替代方式实现。进气阀致动装置12可以包括电动、液压或机械致动器。进气阀致动装置12也可以是电气、液压和/或机械装置的任何组合。例如，进气阀3可以借助于凸轮轴打开。用于关闭进气阀3的关闭力可以借助于一个或更多个弹簧(例如螺旋弹簧和/或空气弹簧)来产生。进气阀3的关闭可以借助于液压***来延迟。另选地，打开正时和关闭正时两者都可以借助于电致动器(例如螺线管)来确定。另选地，进气阀3可以液压地打开和关闭。进气阀致动装置12连接到控制单元14，该控制单元被构造成将控制信号传输到进气阀致动装置12，以确定进气阀3的打开和/或关闭正时。
在图2的实施方式中，排气阀11连接到与进气阀3类似的致动装置13。然而，排气阀11也可以设有不同的致动装置。例如，排气阀11的致动装置13允许可变阀正时不是必需的。在图2的实施方式中，排气阀致动装置13也连接到控制单元14，该控制单元被构造成将控制信号传输到排气阀致动装置13，以确定排气阀11的打开和/或关闭正时。代替上述布置，进气阀3和排气阀11两者都可以是凸轮控制的。阀正时可以是可变的或固定的。
图2的发动机可以以气体模式操作。发动机的每个汽缸2都设有气体进入阀20。经由气体进入阀20，气态主燃料可以被引入发动机1的汽缸2中。气态燃料可以是例如天然气。在图2的实施方式中，气体进入阀20被设置成在进气接收器8与进气阀3之间引入气态主燃料。气态燃料在进气冲程和压缩冲程期间与进气空气混合以形成均匀的混合物。发动机的每个汽缸2也可以设有附加的气体进入阀，用于将气态主燃料的一部分引入预燃室。
在图2的实施方式中，发动机1的每个汽缸2都设有引燃燃料喷射器21。经由引燃燃料喷射器21，液体引燃燃料可被喷射到汽缸2中。引燃燃料被直接喷射到燃烧室10中。引燃燃料的点火触发气态主燃料的燃烧。引燃燃料可以是例如轻质燃料油。代替引燃燃料喷射，发动机1的每个汽缸2可设有用于控制点火正时的火花塞。发动机还可以设有附加的燃料喷射***，用于当发动机以液体燃料模式操作时将液体主燃料喷射到汽缸2中。
气体进入阀20和引燃燃料喷射器21连接到控制单元14。引燃燃料喷射和主燃料喷射两者的喷射正时和持续时间因此可以在发动机1的每个汽缸2中单独地控制。
发动机1的每个汽缸2都设有汽缸压力传感器15。汽缸压力传感器15被布置成测量汽缸2中的压力。发动机1设有数据处理装置，例如控制单元14，该数据处理装置接收来自汽缸压力传感器15的测量数据。发动机1还包括曲柄角传感器18或用于确定曲轴16的角位置的其它装置。在图2的实施方式中，曲柄角传感器18监测飞轮17的角位置。基于飞轮17的角位置，可以确定活塞4在每个汽缸2中的位置。除了压力测量数据之外，控制单元14还接收来自曲柄角传感器18的测量数据。因此可以确定与曲柄角相关的汽缸压力。
发动机1还设有进气空气压力传感器19。进气空气压力传感器19监测进气空气的压力。进气空气压力传感器19连接到控制单元14，该控制单元14从进气空气压力传感器19接收测量数据。
控制单元14可被布置成从许多其它传感器接收测量数据并控制不同的装置。例如，控制单元14可以监测和控制进气空气温度，监测和控制引燃燃料喷射压力，监测废气温度，和/或控制进气空气压力。
图3示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图。在根据本发明的方法中，发动机1的多个汽缸2中的压力被监测101。优选地，发动机1的所有汽缸2的压力都被监测。汽缸压力可以借助于压力传感器15来监测。至少在每个动力冲程期间，每个汽缸2中的汽缸压力被测量数次。
基于汽缸压力测量，确定第一变量CA1、HR1的值102。第一变量CA1、HR1表示在一个或更多个发动机循环期间发动机1的单个汽缸2中直到第一参考点R1的累积热释放的发展。第一参考点R1是预定值，该第一参考点R1位于早期的燃烧阶段。第一变量CA1、HR1的值因此描述了早期的燃烧阶段。
图7和图8示出了选择第一参考点R1和确定第一变量CA1、HR1的值的两个示例。在这两个图中，虚线曲线示出了在发动机1的单个汽缸2中作为曲柄角的函数的累积热释放的发展的示例。该曲线可以表示单个发动机循环或多个发动机循环的平均值。水平轴表示曲柄角，“0”表示上止点，即，动力冲程的开始。
在图7中，第一参考点R1是第一累积释放热量，即，预定热释放百分比。第一累积释放热量可以例如在一个发动机循环期间的总的热释放的2％至40％的范围内。第一变量的值是在单个发动机循环期间在单个汽缸2中达到预定的第一累积释放热量时所处的曲柄角CA1，或者是在多个发动机循环期间在单个汽缸2中达到预定的第一累积释放热量时所处的平均曲柄角。
另选地，第一参考点R1可以是预定的曲柄角，如图8所示。第一变量因此是热释放值HR1，该热释放值表示直到第一预定曲柄角R1的累积热释放。
再次参照图3，将第一变量CA1、HR1的值与预定的第一目标值或目标范围进行比较103。第一目标范围表示单个汽缸2中直到第一参考点R1的累积热释放的期望发展。如果第一参考点R1是某一曲柄角，如图8所示，则在该曲柄角处的累积释放热量HR1因此与期望热释放值或范围进行比较。如果第一参考点R1是某一热释放百分比，如图7所示，则将达到预定热释放量时所处的曲柄角CA1与期望的曲柄角或曲柄角范围进行比较。
基于该比较，调节第一发动机参数104。第一发动机参数是影响单个汽缸2中的燃烧的开始的特定于汽缸的参数。因此该参数的调节不会影响发动机1的其它汽缸2中的燃烧。第一发动机参数仅在第一变量CA1、HR1的值不在期望范围内的情况下改变。例如，如果第一变量CA1、HR1的值在第一目标范围之外，或者在第一变量CA1、HR1的值与第一目标值之间存在某一预定偏差，则改变第一发动机参数。如果值CA1、HR1在期望范围内，则维持第一发动机参数的现行值。汽缸压力的监测继续。
第一变量CA1、HR1的值的确定102、比较步骤103和第一发动机参数的调节104可以同时对发动机1的多个汽缸2或所有汽缸2进行。因此可以在发动机1的每个汽缸2中单独地调节第一发动机参数。
在确定第一变量CA1、HR1的值的同时，确定第二变量CA2、HR2的值202。第二变量CA2、HR2表示在一个或更多个发动机循环期间多个汽缸2中直到第二参考点R2的累积热释放的平均发展。在图7和图8中，实线曲线示出了多个汽缸2中的累积热释放的平均发展的示例。该曲线可以表示单个发动机循环或多个发动机循环的平均值。第二参考点R2位于比第一参考点R1晚的燃烧阶段。第二变量CA2、HR2因此描述了晚期的燃烧阶段。第二变量CA2、HR2可以基于发动机的所有汽缸2中的热释放。另选地，第二变量CA2、HR2可以例如基于V型发动机的一个汽缸列的汽缸2中的热释放。
与第一参考点R1类似，第二参考点R2也可以是某一热释放百分比，如图7所示。第二变量的值因此可以是在多个汽缸2中达到预定的第二累积释放热量时所处的平均曲柄角CA2。该预定的第二累积释放热量可以例如在一个发动机循环期间的总的热释放的41％至95％的范围内，或者在一个发动机循环期间的总的热释放的50％至95％的范围内。预定的第二累积释放热量应比预定的第一累积释放热量大至少10个百分比单位。预定的第二累积释放热量可以可选地比预定的第一累积释放热量大至少20个百分比单位。作为示例，如果预定的第一累积释放热量是一个发动机循环期间的总的热释放的40％，则预定的第二累积释放热量应当是一个发动机循环期间的总的热释放的至少50％。
另选地，第二参考点R2可以是某一曲柄角，如图8所示。因此，第二变量是表示多个汽缸2中直到第二预定曲柄角R2的平均累积热释放的热释放值HR2。
第二变量可表示在若干发动机循环期间累积热释放的发展。
将第二变量CA2、HR2的值与预定第二目标值或目标范围进行比较203。第二目标值或目标范围表示多个汽缸2中直到第二参考点R2的累积热释放的期望平均发展。
基于该比较，调节第二发动机参数204。第二发动机参数影响多个汽缸2中的燃烧。因此第二发动机参数可以影响发动机的所有汽缸2中的燃烧，或者例如在V型发动机的情况下影响一个汽缸列的汽缸中的燃烧。第二发动机参数可以是例如进气空气的压力。例如，可以通过控制一个或更多个涡轮增压器5的操作来调节进气空气的压力。
发动机1以闭环控制来操作。因此，连续地监测汽缸压力，并且只要第一变量和第二变量处于期望范围之外，就调节第一发动机参数和第二发动机参数两者。
对于可用作第一发动机参数的参数存在各种替代方案。第一发动机参数可以是例如引燃燃料喷射的正时、引燃燃料的喷射量、进气阀正时或火花正时。在调节引燃燃料喷射的量的情况下，可通过控制引燃燃料喷射的持续时间和/或通过控制引燃燃料的喷射压力来控制该量。在发动机1的每个汽缸2中单独地调节引燃燃料喷射。
在不同的情况下，要调节的第一发动机参数也可能不同。图4的流程图示出了使用两个不同参数作为第一发动机参数的示例。该流程图仅示出了根据本发明的方法的一部分，即，第一发动机参数的调节。第二发动机参数可以以上述方式调节。在图4的实施方式中，按与图3的实施方式中相同的方式确定第一变量的值102并将第一变量的值与目标值或目标范围进行比较103。在需要调节第一变量的情况下，确定在一个或更多个早前的发动机循环期间喷射的引燃燃料的量105。要确定的引燃燃料量可以是三个或更多个早前的发动机循环的平均喷射量。将实际(平均)喷射量与预定上限进行比较106。在(平均)喷射量未达到预定上限的情况下，调节喷射量作为第一发动机参数104a。如果喷射量已经达到上限，则调节另一参数作为第一发动机参数104b。这防止了由于过多的引燃燃料喷射量而导致的过度排放。其它参数可以是例如引燃燃料的喷射正时或汽缸压缩温度。另选地，可以调节喷射正时和压缩温度两者。表述“压缩温度”是指在压缩冲程期间的汽缸温度。温度在压缩冲程期间变化，因此压缩温度可以被定义为压缩冲程期间的平均温度或定义为压缩冲程期间处于预定曲柄角时的瞬时温度。例如，可以通过控制废气再循环(EGR)和/或通过控制进气阀的关闭正时来调节压缩温度。发动机可以设有内部EGR***，其中可以在发动机的每个汽缸2中单独地控制从排气管9回到燃烧室10中的废气流。该方法的步骤也可以按不同的顺序执行。例如，实际引燃燃料量可与第一变量的值的确定同时确定。
作为示例，第一变量的值与第一目标值或目标范围的比较可以表明燃烧的早期部分的热释放太慢。因此，在比期望的曲柄角晚的曲柄角处达到某一热释放百分比，或者在某一曲柄角处，累积热释放百分比太低。校正动作可以是增加引燃燃料喷射的量。可以逐步增加引燃燃料喷射的量，并且继续监测汽缸压力。如果喷射量达到上限且热释放率仍然过低，则喷射正时提前，直到第一变量的值在可接受范围内。
图5示出了根据本发明的另一实施方式的方法的一部分。在图3的实施方式中，确定第三变量的值302。可以按与图3或图4的实施方式相同的方式确定第一变量以及调节第一发动机参数。同样，可以按与图3的实施方式相同的方式确定第二变量以及调节第二发动机参数。基于第一变量的值确定第三变量的值。在这种情况下，第一变量的值基于单个发动机循环。第三变量是至少三个早前的发动机循环的第一变量的值的平均值。将第三变量的值与预定的第三目标值或目标范围进行比较303。第三目标值或目标范围表示发动机1的单个汽缸2中直到第一参考点R1的累积热释放的期望的平均发展。基于该比较，调节第三发动机参数304。第三发动机参数不同于第一发动机参数。优选地，第三发动机参数也不同于第二发动机参数。如果第三变量的值不在第三目标范围内或者第三变量的值与目标值之间的偏差超过预定限度，则改变第三发动机参数。第三发动机参数可以例如通过控制再循环废气的量和/或通过控制引燃燃料喷射的正时来调节。
图6示出了根据本发明的又一实施方式的方法的一部分。与图3至图5中所示的任何实施方式相比，图6的方法包括确定多个汽缸2的第一变量CA1、HR1的平均值的附加步骤402。然后，将单个汽缸2的第一变量的值与平均值进行比较403。在单个汽缸2的第一变量CA1、HR1的值不在距平均值预定限度内的情况下，调节第四发动机参数404。第四发动机参数不同于第一发动机参数。第四发动机参数优选地也不同于第二发动机参数和/或第三发动机参数。第四发动机参数也是特定于汽缸的参数，其影响单个汽缸中的燃烧。第四参数可以是例如进气阀正时。第四参数是针对每个汽缸2单独地调节的。
图9示出了根据本发明的又一实施方式的方法的一部分。该实施方式也可以与其它实施方式组合。在图9的实施方式中，确定第一变量的值之间的差。将该值与目标值或目标范围进行比较。如果该值在目标范围内或在距目标值的预定限度内，则继续监测汽缸压力而不调节发动机参数。在该值在目标范围之外的情况下，调节第五发动机参数。第五发动机参数可以是例如增压空气压力、增压空气温度或进气阀正时。
本领域技术人员将理解，本发明不限于上述实施方式，而是可以在所附权利要求的范围内变化。例如，可以组合不同实施方式的特征。

Claims (31)

1.一种操作活塞发动机(1)的方法，所述方法包括以下步骤：
-监测所述发动机(1)的多个汽缸(2)中的压力(101)，
-基于汽缸压力的所述监测(101)，确定第一变量(CA1、HR1)的值，所述第一变量的值表示在一个或更多个发动机循环期间所述发动机(1)的单个汽缸(2)中直到第一参考点(R1)的累积热释放的发展(102)，
-将所述第一变量(CA1、HR1)的值与预定的第一目标值或目标范围进行比较，所述第一目标值或目标范围表示所述单个汽缸(2)中直到所述第一参考点(R1)的累积热释放的期望发展(103)，
-基于所述比较，调节第一发动机参数，其中，所述第一发动机参数是影响所述单个汽缸(2)中的燃烧的开始的特定于汽缸的参数(104、104a、104b)，
-基于汽缸压力的所述监测(101)，确定第二变量(CA2、HR2)的值，所述第二变量的值表示在一个或更多个发动机循环期间所述发动机(1)的多个汽缸(2)中直到第二参考点(R2)的累积热释放的平均发展，所述第二参考点(R2)位于比所述第一参考点(R1)晚的燃烧阶段(202)，
-将所述第二变量(CA2、HR2)的值与预定的第二目标值或目标范围进行比较，所述第二目标值或目标范围表示所述多个汽缸(2)中直到所述第二参考点(R2)的累积热释放的期望平均发展(203)，以及
-基于所述比较，调节第二发动机参数，所述第二发动机参数影响所述多个汽缸(2)中的燃烧(204)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一参考点(R1)被选择为使得所述第一变量(CA1、HR1)的值描述早期的燃烧阶段。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一发动机参数是引燃燃料喷射的正时。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一发动机参数是引燃燃料的喷射量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过控制引燃燃料喷射的持续时间和/或通过控制引燃燃料的喷射压力来调节所述引燃燃料的量。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一发动机参数是进气阀正时。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一发动机参数是火花正时。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-确定至少三个早前的发动机循环的引燃燃料的平均喷射量(105)，
-将所述平均喷射量与预定上限进行比较(106)，以及
-在所述平均喷射量未达到所述上限的情况下，调节所述引燃燃料的所述喷射量作为所述第一发动机参数(104a)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述平均喷射量已经达到所述上限的情况下，调节所述引燃燃料的喷射正时和/或汽缸压缩温度作为所述第一发动机参数(104b)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，借助于废气再循环来调节所述压缩温度。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，通过调节进气阀关闭正时来调节所述压缩温度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一变量是达到预定的第一累积释放热量时所处的曲柄角(CA1)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定的第一累积释放热量是在一个发动机循环期间所述单个汽缸(2)中释放的总热量的2％至40％。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述第一变量是表示所述单个汽缸(2)中直到第一预定曲柄角的累积热释放的热释放值(HR1)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二发动机参数是进气空气的压力。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二变量是达到预定的第二累积释放热量时所处的平均曲柄角(CA2)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述预定的第二累积释放热量是在一个发动机循环期间释放的总热量的41％至95％。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述预定的第二累积释放热量是在一个发动机循环期间释放的总热量的50％至95％。
19.根据权利要求12或13和权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，所述预定的第二累积释放热量比所述预定的第一累积释放热量大至少10个百分比单位。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述预定的第二累积释放热量比所述预定的第一累积释放热量大至少20个百分比单位。
21.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述第二变量是表示直到预定的第二曲柄角的平均累积热释放的热释放值(HR2)。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二变量表示在若干发动机循环期间累积热释放的平均发展。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一变量表示在单个发动机循环期间累积热释放的发展。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-计算第三变量的值，所述第三变量的值是至少三个早前的发动机循环的所述第一变量(CA1、HR1)的值的平均值(302)，
-将所述第三变量的值与预定的第三目标值或目标范围进行比较，所述第三目标值或目标范围表示直到所述第一参考点(R1)的累积热释放的期望的平均发展(303)，以及
-基于所述比较，调节不同于所述第一发动机参数的第三发动机参数(304)。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第三发动机参数不同于所述第二发动机参数。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述第三发动机参数是再循环废气量和/或引燃燃料喷射的正时。
27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-确定所述发动机(1)的所有汽缸(2)的所述第一变量(CA1、HR1)的平均值(402)，
-将所述发动机(1)的单个汽缸(2)的所述第一变量(CA1、HR1)的值与所述第一变量的平均值进行比较(403)，以及
-在所述单个汽缸(2)的所述第一变量(CA1、HR1)的值不在距所述第一变量(CA1、HR1)的平均值的预定限度内的情况下，调节第四发动机参数，所述第四发动机参数不同于所述第一发动机参数(404)。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第四发动机参数是进气阀正时。
29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-确定所述第一变量(CA1、HR1)的值与所述第二变量(CA2、HR2)的值之间的差(502)，
-将所述差与预定目标值或目标范围进行比较(503)，以及
-在所述差不在期望范围内的情况下，调节第五发动机参数(504)。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第五发动机参数不同于所述第一发动机参数。
31.一种活塞发动机(1)，所述活塞发动机(1)包括用于确定燃烧期间所述发动机(1)的多个汽缸(2)中的累积热释放的装置(15、18)以及控制单元(14)，其中，所述控制单元(14)被配置为根据前述权利要求中任一项操作所述发动机(1)。
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