燃气发动机的制作方法_2

文档序号:9756533阅读:来源:国知局
/或调节产生的混合物的空气燃料比。控制器优选通过混合单元和/或废气涡轮增压器的驱控实现。
[0028]本发明特别优选用于如下燃气发动机,该燃气发动机如此构成,使得该燃气发动机以化学计量的或超化学计量或低化学计量的混合物工作。因此特别是以这样的方式和方法实现增压空气和燃气的混合,使得产生的混合物以寻求的混合比例特别准确和稳定地被调节。在此可以设有控制器,该控制器如此驱控混合单元和/或涡轮增压器的各个构件,使得产生期望的空气/燃料混合物。在此优选通过空气燃料传感器的信号的反馈或通过借助于其他适合的方法(例如增压或燃烧室温度调节)直接或间接确定混合比例实现混合物调
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[0029]本发明在此可以用于燃气发动机,该燃气发动机根据奥托原理或根据柴油机原理工作。
[0030]在第一变型中,燃气发动机在此具有至少一个用于点燃燃烧室中的混合物的火花塞。
[0031]在另外的实施形式中,燃气发动机具有至少一个用于点燃燃烧室中的混合物的点火喷油装置和/或至少一个在燃烧室中的热线引火塞。
[0032]按照本发明可以应用任意的气态燃料作为燃气,例如天然气、沼气、合成气、LNG、LPG、CNG等。燃气在此如上所述或者借助于第二涡轮增压器或者通过由一个涡轮机和两个单独用于增压空气的压气机组成的唯一的涡轮增压器压缩。因此,排气流中的能量按照本发明不仅用于吸入空气的压缩而且分开地用于气态燃料的压缩。
[0033]结果因此按照本发明在分开压缩吸入空气和燃气的情况下总体上以与在共同压缩燃气空气混合物的情况下类似压缩比压缩相同气体量。那么产生涡轮增压器的类似的总效率并且因此相比于具有燃气吹入的现有系统获得了发动机或设备效率的极大改善。
[0034]本发明除了燃气发动机之外此外还包括一种用于运行燃气发动机的方法,其中排气流中的能量用于,在相互混合之前分开地压缩两种气体成分,特别是燃气和增压空气。
[0035]优选地,按照本发明的方法在此如已经在上文中关于燃气发动机所述的那样实现。
[0036]特别优选地,按照本发明的方法在此是用于运行如上所述的燃气发动机的方法。
[0037]按照本发明的燃气发动机以及按照本发明的方法可以在此用于多种不同应用。
[0038]本发明在此特别是包括静止装置,其具有如上所述的燃气发动机。优选地,燃气发动机在此驱动发电机和/或液压栗。特别优选地,燃气发动机在此连接到静止燃气供给装置。在此燃气特别是可以由燃气供给网络和/或燃气罐提供。
[0039]此外本发明包括船舶,其具有如上所述的燃气发动机。燃气发动机在此特别是驱动船用螺旋桨。燃气在此优选由燃气罐引导到燃气发动机。
[0040]此外本发明包括运输车辆,其具有如上所述的燃气发动机。运输车辆在此特别是用于运输人员和/或运输货物。运输车辆在此可以特别是公共汽车或货车。优选地,燃气发动机在此驱动运输车辆的行走机构。
[0041]本发明此外包括可移动的工作机械,具有如上所述的燃气发动机。特别是燃气发动机在此可以用于驱动行走机构和/或工作设备。在此可以设定,燃气发动机驱动液压系统的液压栗。液压系统又可以用于驱动工作装置的行走机构和/或工作设备。
[0042]独立于应用,燃气可以在罐中存储并且由罐引导到压气机。备选地,燃气也可以通过燃气供给网提供。特别是在此可以设有到燃气供给网的静止燃气管。
【附图说明】
[0043]现在根据各实施例以及附图进一步描述本发明。附图示出:
[0044]图la:按照现有技术的燃气发动机的第一变型,其中混合物形成借助于在废气涡轮增压器的压气机之前的文氏管喷嘴实现;
[0045]图1b:按照现有技术的燃气发动机,其中混合物形成在废气涡轮增压器之后实现,其中电气或机械地压缩燃气;
[0046]图2:本发明的第一实施例,其中借助于两个废气涡轮增压器实现燃气和吸入空气的分开压缩,这两个废气涡轮增压器串联连接;以及
[0047]图3:本发明的第二实施例,其中借助于一个组合式的涡轮增压器实现燃气和吸入空气的分开压缩,其中两个压气机由一个共同的涡轮机驱动。
【具体实施方式】
[0048]为了精确和动态的进气量控制必要的是,尽可能近地在燃气发动机的燃烧室之前实现燃气和增压空气的混合物形成的位置。这通过将燃气引入到进气线路中而实现(中央管吹入,在压气机与进气线路的分支之间的任意位置),或者通过进气道喷射,亦即直接吹入每个单个气缸的吸入通道中实现。因为压缩空气按照本发明通过废气涡轮增压器压缩,所以对于燃气的吹入必要的是,同样压缩该燃气,例如压缩到在8巴与12巴之间的压力。
[0049]在图2和3中示出的实施例中在此设有燃气发动机I,在该燃气发动机的排气系中设置至少一个具有至少一个涡轮机3的废气涡轮增压器,涡轮机由从内燃机I流过排气系5的废气驱动。涡轮机3在此驱动至少一个压气机4,通过压气机压缩通过增压空气输送装置8输送的增压空气并且通过进气线路14将其引导到内燃机I的燃烧室。内燃机I在此具有多个燃烧室,其中增压空气通过进气线路的分支10通到各个燃烧室或气缸。
[0050]在两个实施例中实现燃气在此通过混合单元7吹入,混合单元在进气线路14中设置在压气机4下游。在实施例中,混合单元7在此设置在进气线路的分支1之前。备选地,混合单元也可以设置在分支10之后,从而实现直接吹气到各个气缸的相应吸入通道中。为此燃气管路15也必须具有相应分支。
[0051]按照本发明,吸入空气和燃气在输送给混合单元7之前通过组合的或者两个分开的废气涡轮增压器分开地压缩。因此排气流中的能量不仅用于吸入空气的压缩而且分开地用于燃料的压缩。作为气态燃料在此可以应用例如天然气、沼气、合成气、LNG、LPG、CNG以及诸如此类。
[0052]燃气按照本发明分开的压缩可以如图2所示借助于第二涡轮增压器实现,第二涡轮增压器在用于吸入空气的涡轮增压器之前或之后或者与之并行地设置在排气流中。在本发明在图2中示出的实施形式中在此除了由用于增压空气的涡轮机3和压气机4组成的第一废气涡轮增压器之外还设有由涡轮机3 ’和压气机4 ’组成的第二废气涡轮增压器,通过第二废气涡轮增压器压缩燃气。在实施例中,第二废气涡轮增压器的涡轮机3’在此与第一废气涡轮增压器的涡轮机3串联设置在排气系5中并且连接在第一涡轮机3下游。然而也可考虑的是,两个涡轮机相反的设置或并行设置。第二废气涡轮增压器在此压缩通过燃气输送装置9输送的燃气并且将该燃气通过燃气管路15引导到混合单元7,在那儿加压燃气喷入压缩的增压空气中。
[0053]备选地,可以通过唯一组合的涡轮增压器实现燃气和增压空气的分开的压缩,该涡轮增压器由涡轮机和两个压气机组成,如图3所示。在此涡轮机3驱动不仅用于增压空气的压气机4而且用于燃气的压气机4’。两个压气机4和4’可以在此与涡轮机3安装在共同的轴上。在该实施方案中,第二压气机替代废气涡轮增压器轴的从动装置,该从动装置在已知的废气涡
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