AT414297B - GAS ENGINE - Google Patents

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AT414297B AT0169599A AT169599A AT414297B AT 414297 B AT414297 B AT 414297B AT 0169599 A AT0169599 A AT 0169599A AT 169599 A AT169599 A AT 169599A AT 414297 B AT414297 B AT 414297B
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Description

22

AT 414 297 BAT 414 297 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasmotor mit wenigstens einem Zylinder, dessen Zylinderkopf zumindest einen über ein Einlaßventil steuerbaren Einlaßkanal aufweist, der unmittelbar vor dem Einlaßventil an eine Gaszufuhrleitung angeschlossen ist.The invention relates to a gas engine having at least one cylinder, the cylinder head having at least one controllable via an inlet valve inlet channel which is connected immediately upstream of the inlet valve to a gas supply line.

Wie bei anderen Verbrennungsmotoren kommt es auch bei Gasmotoren auf ein möglichst homogenes, zündfähiges Gemisch im Brennraum an, um eine gute Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad, hoher Leistung und niedrigen Emissionen zu erreichen. Inhomogene Zylinderladungen führen zu einer verstärkten Klopfneigung und aufgrund der stark nichtlinearen Temperaturabhängigkeit der Stickoxidbildung zu hohen Stickoxidemissionen. Damit in einfacher Weise für ein homogenes Gemisch im Brennraum gesorgt werden kann, ist es bekannt, für eine frühzeitige Gemischbildung zu sorgen, so daß sich dann aufgrund der vergleichsweise langen Ansaugstrecke vom Mischer bis in den Brennraum ein gleichmäßiges Gas-Luftgemisch einstellt. Nachteilig bei einer solchen frühzeitigen Gemischbildung ist allerdings, daß die vergleichsweise große Menge an zündfähigem Gemisch in der Saugstrecke nicht nur eine Gefahrenquelle darstellt, sondern auch eine entsprechende Trägheit hinsichtlich der Motorsteuerung mit sich bringt. Dazu kommt, daß bei wasserdampfhaltigen Gasen eine Kondenswasserbildung zu berücksichtigen ist. Diese Nachteile werden bei einer Gaszuleitung unmittelbar vor dem Einlaßventil vermieden, so daß sich eine schnellere Motorsteuerung mit kürzeren Totzeiten ergibt, und zwar unter energetisch günstigen Verhältnissen, wenn bei aufgeladenen Gasmotoren das Gas bereits unter Druck dem Einlaßkanal zugeführt wird. Diese Vorteile werden allerdings mit einer unzureichenden Gemischbildung erkauft, die ein nur wenig homogenes Gemisch im Brennraum zur Folge hat.As with other internal combustion engines, gas engines also require a mixture that is as homogeneous as possible in the combustion chamber in order to achieve good combustion with high efficiency, high performance and low emissions. Inhomogeneous cylinder charges lead to an increased tendency to knock and, due to the highly non-linear temperature dependence of the formation of nitrogen oxides, high nitrogen oxide emissions. In order to ensure a homogeneous mixture in the combustion chamber in a simple manner, it is known to provide for premature mixture formation, so that then sets a uniform gas-air mixture due to the comparatively long intake from the mixer to the combustion chamber. The disadvantage of such early mixture formation, however, is that the comparatively large amount of ignitable mixture in the suction section is not only a source of danger, but also brings a corresponding inertia in terms of engine control with it. In addition, with water vapor-containing gases, condensation must be taken into account. These disadvantages are avoided in a gas supply line immediately in front of the inlet valve, so that faster motor control results in shorter dead times, under energetically favorable conditions, when charged gas engines, the gas is already supplied under pressure to the inlet channel. These advantages are, however, bought with an insufficient mixture formation, which has a little homogeneous mixture in the combustion chamber result.

Zur Bereitstellung eines gleichmäßigen Gas-Luftgemisches für Gasmotoren ist es außerdem bekannt (AT 133 395 B) ein Mischventil einzusetzen, überdas die Gemischzufuhr zum Zylinder gesteuert wird. Dieses Mischventil besteht aus einem Gas- oder Lufteinlaß, der von einer Luft-bzw. Gaszufuhr konzentrisch umschlossen wird, in der der Einlaß stirnseitig mündet. Durch eine Mischwand im Bereich der Vereinigung der zu mischenden Gas- und Luftströme wird die Vermischung dieser Ströme unterstützt, wobei die Strömungsquerschnitte durch gemeinsam betätigbare, als Schieber und Ventil ausgebildete Steuerorgane gesteuert werden, und zwar in Abhängigkeit von einem den Gemischaustritt aus dem Mischventil steuernden Ventilkörper, über dessen Spindel auch die beiden Steuerorgane verstellt werden. Diese konstruktiv aufwendigen Mischventile müssen außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet werden, so daß sich wiederum eine vergleichsweise träge Motorsteuerung über diese Mischventile ergibt.To provide a uniform gas-air mixture for gas engines, it is also known (AT 133 395 B) to use a mixing valve, via which the mixture supply to the cylinder is controlled. This mixing valve consists of a gas or air inlet, by an air or. Gas supply is concentrically enclosed, in which the inlet opens at the front. Through a mixing wall in the region of the union of the gas and air streams to be mixed the mixing of these streams is supported, the flow cross sections are controlled by jointly actuated, designed as a slide valve and control members, in response to a mixture outlet from the mixing valve controlling valve body , over whose spindle also the two control organs are adjusted. These structurally complex mixing valves must be arranged outside of the cylinder head, so that in turn results in a comparatively sluggish engine control of these mixing valves.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Gasmotor der eingangs geschilderten Art mit einfachen konstruktiven Mitteln so auszugestalten, daß eine gute Gemischbildung trotz einer Gaszufuhr unmittelbar vor dem Einlaßventil sichergestellt werden kann.The invention is therefore the object of a gas engine of the type described with simple structural means in such a way that a good mixture formation can be ensured despite a gas supply immediately before the intake valve.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zwischen der Gaszufuhrleitung und dem Einlaßkanal eine Gasverteilereinrichtung für einen über den Umfang des Einlaßkanales verteilten Gaseintritt vorgesehen ist.The invention solves this problem by providing a gas distributor device for a gas inlet distributed over the circumference of the inlet channel between the gas supply line and the inlet channel.

Da die Gaszufuhr zum Einlaßkanal aufgrund der vorgesehenen Gasverteilereinrichtung nicht einseitig in einem beschränkten Umfangsbereich, sondern über den Umfang des Einlaßkanales verteilt erfolgt, kann ohne zusätzliche Maßnahmen eine vorteilhafte Gemischbildung sichergestellt werden, die für ein homogenes Gemisch im Brennraum sorgt. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Ventilspaltes des Einlaßventiles kann nämlich mit den im Ventilbereich auftretenden Turbulenzen zu einer homogenen Gemischbildung ausgenützt werden, wenn für eine über den Umfang gleichmäßige Gaszufuhr über die Gasverteilereinrichtung gesorgt wird.Since the gas supply to the inlet channel is not distributed on one side in a limited peripheral region, but distributed over the circumference of the inlet channel due to the proposed gas distribution device, an advantageous mixture formation can be ensured without additional measures, which ensures a homogeneous mixture in the combustion chamber. The high flow velocity in the region of the valve gap of the intake valve can in fact be exploited with the turbulences occurring in the valve region for a homogeneous mixture formation, if provision is made for an evenly distributed gas supply via the gas distributor device.

Eine über den Umfang des Einlaßkanales ausreichend verteilte Gaszuführung könnte durch über den Umfang verteilte Anschlußbohrungen erreicht werden, so daß die Gaszufuhr in über den Umfang verteilte Teilströme aufgeteilt wird. Einfachere Konstruktionsverhältnisse ergebenA sufficient gas supply over the circumference of the inlet channel could be achieved by distributed over the circumference terminal holes, so that the gas supply is divided into distributed over the circumference streams. Easier construction conditions result

Claims (3)

3 AT 414 297 B sich allerdings, wenn die Gasverteilereinrichtung aus einer auf der Innenseite des Einlaßkanales vorgesehenen, über wenigstens eine Anschlußleitung mit der Gaszufuhrleitung verbundenen Ringnut besteht, die zusätzlich die Möglichkeit eröffnet, eine über den Umfang des Einlaßkanales gleichmäßige Gaszufuhr vorzusehen, so daß für eine homogene Gemischbildung im 5 Bereich des Einlaßventiles besonders günstige Voraussetzungen geschaffen werden. Die über den Umfang des Einlaßkanales verteilte Gaszuführung mit Hilfe der vorgesehenen Gasverteilereinrichtung, die im Zusammenhang mit den Strömungsverhältnissen im Bereich des Einlaßventiles die angestrebte homogene Gemischbildung sicherstellt, macht das Vorsehen von io dem Einlaßventil vorgeordneten Mischstrecken überflüssig, so daß die Gasverteilereinrichtung unmittelbar vor dem Ventilspalt des Einlaßventiles angeordnet werden kann. Damit entfallen alle mit solchen Mischstrecken verbundenen Nachteile, ohne auf ein homogenes Gemisch im Brennraum verzichten zu müssen. 15 In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Zylinderkopf eines erfindungsgemäßen Gasmotors mit zwei Einlaßventilen ausschnittsweise in einem schematischen Längsschnitt durch die Einlaßventile, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1 und 20 Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 1. Der Gasmotor gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist je Zylinder 1 zwei Einlaßventile 2 auf, die je aus einem in einer Führung 3 des Zylinderkopfes 4 axial verschiebbar gelagerten Ventilstößel 5 bestehen, dessen Ventilteller 6 mit einem Ventilsitz 7 am ausgangsseiti-25 gen Ende eines Einlaßkanales 8 zusammenwirkt. Der über den Einlaßkanal 8 in den Brennraum 9 des Zylinders 1 angesaugten Luft wird Gas als Brennstoff zugeführt. Zu diesem Zweck ist zwischen einer in der Fig. 2 angedeuteten Gaszufuhrleitung 10 und den Einlaßkanälen 8 unmittelbar vor dem Ventilspalt 11 des zugehörigen Einlaßventils 2 eine Gasverteilereinrichtung 12 für einen über den Umfang des Einlaßkanales 8 verteilten Gaseintritt vorgesehen. Diese 30 Gasverteilereinrichtung 12 besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel jeweils aus einer auf der Innenseite des Einlaßkanales 8 vorgesehenen Ringnut 13, die gegen den Einlaßkanal hin offen ausgebildet und über eine Anschlußleitung 14 mit der Gaszufuhrleitung 10 verbunden ist. Da die Ringnut 13 einen mit wachsender Entfernung von der Anschlußleitung 14 abnehmenden Strömungsquerschnitt aufweist, kann bei einer entsprechenden Gasbeaufschlagung der Gaszu-35 fuhrleitung 10 für eine über den Umfang des jeweiligen Einlaßkanales 8 gleichmäßige Gaszuführung gesorgt werden. Das über den Umfang des Einlaßkanales 8 verteilt in den Einlaßkanal Einlaßkanal 8 strömende Gas wird mit der angesaugten Luft mitgerissen und durch den Ventilspalt 11 in den Brennraum 40 9 gefördert. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Ventilspaltes 11 und der hohen Turbulenzen beim Austritt des Gas-Luftgemisches aus dem Ventilspalt 11 in den Brennraum 9 wird unter der Voraussetzung einer über den Umfang des Einlaßkanales 8 verteilten Gaszuführung eine innige Vermischung der Luft mit dem Gas erzielt und damit ein homogenes Gasluftgemisch im Brennraum 9 sichergestellt. Es zeigt sich somit, daß die jedem Einlaß-45 ventil 2 unmittelbar vorgeordnete Gasverteilereinrichtung 12 für einen über den Umfang des Einlaßkanales 8 verteilten Gaseintritt eine wesentliche Voraussetzung für ein homogenes Gemisch im Brennraum 9 und in Abhängigkeit davon für eine rasche Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad, hoher Leistung und niedrigen Emissionen darstellt. 50 Patentansprüche: 1. Gasmotor mit wenigstens einem Zylinder, dessen Zylinderkopf zumindest einen über ein Einlaßventil steuerbaren Einlaßkanal aufweist, der unmittelbar vor dem Einlaßventil an eine 55 Gaszufuhrleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gaszu- 4 AT 414 297 B fuhrleitung (10) und dem Einlaßkanal (8) eine Gasverteilereinrichtung (12) für einen über den Umfang des Einlaßkanales (8) verteilten Gaseintritt vorgesehen ist.3 AT 414 297 B, however, if the gas distributor device consists of a provided on the inside of the inlet channel, connected via at least one connecting line with the gas supply line annular groove, which additionally provides the possibility to provide a uniform over the circumference of the inlet channel gas supply, so that for a homogeneous mixture formation in the 5 region of the intake valve particularly favorable conditions are created. The distributed over the circumference of the inlet channel gas supply by means of the proposed gas distribution device, which ensures the desired homogeneous mixture formation in connection with the flow conditions in the region of the inlet valve, makes the provision of io the inlet valve upstream mixing sections superfluous, so that the gas distribution device immediately before the valve gap of the Inlet valves can be arranged. This eliminates all the disadvantages associated with such mixing sections, without having to forego a homogeneous mixture in the combustion chamber. In the drawing, the subject invention is shown, for example. 1 shows a cylinder head of a gas engine according to the invention with two intake valves in a fragmentary longitudinal section through the intake valves, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1 and 20 Fig. 3 shows a section along the line III-III The gas engine according to the illustrated embodiment, each cylinder 1 has two intake valves 2, each consisting of an axially displaceable in a guide 3 of the cylinder head 4 mounted valve stem 5, the valve disc 6 with a valve seat 7 on ausgangsseiti-25 conditions End of an intake passage 8 cooperates. The air sucked in via the inlet channel 8 into the combustion chamber 9 of the cylinder 1 is supplied with gas as fuel. For this purpose, a gas distributor 12 is provided for a distributed over the circumference of the intake passage 8 gas inlet between a direction indicated in FIG. 2 gas supply line 10 and the intake ports 8 immediately in front of the valve gap 11 of the associated intake valve 2. According to the exemplary embodiment, this gas distributor device 12 consists in each case of an annular groove 13 provided on the inside of the inlet channel 8, which is open towards the inlet channel and connected to the gas supply line 10 via a connecting line 14. Since the annular groove 13 has a decreasing with increasing distance from the connecting line 14 flow cross-section, can be provided for a over the circumference of the respective inlet channel 8 uniform gas supply with a corresponding gas supply of the gas supply line 35. The over the circumference of the inlet channel 8 distributed in the inlet channel inlet channel 8 flowing gas is entrained with the sucked air and conveyed through the valve gap 11 into the combustion chamber 40 9. Due to the high flow velocity in the region of the valve gap 11 and the high turbulence at the outlet of the gas-air mixture from the valve gap 11 into the combustion chamber 9, an intimate mixing of the air with the gas is achieved on the assumption of a distributed over the circumference of the intake passage 8 gas supply and thus ensuring a homogeneous gas mixture in the combustion chamber 9. It is thus apparent that the each inlet 45 valve 2 directly upstream gas distribution means 12 for a distributed over the circumference of the intake passage 8 gas inlet an essential condition for a homogeneous mixture in the combustion chamber 9 and depending on a rapid combustion with high efficiency, high Represents performance and low emissions. 50 Patent claims: 1. A gas engine having at least one cylinder, the cylinder head has at least one controllable via an inlet valve inlet channel which is connected immediately upstream of the inlet valve to a 55 gas supply line, characterized in that between the gas supply line 4 AT 414 297 B (10 ) and the inlet channel (8) a gas distributor means (12) for a over the circumference of the inlet channel (8) distributed gas inlet is provided. 2. Gasmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteilereinrichtung (12) 5 aus einer auf der Innenseite des Einlaßkanales (8) vorgesehenen, über wenigstens eine Anschlußleitung (14) mit der Gaszufuhrleitung (10) verbundenen Ringnut (13) besteht.2. Gas engine according to claim 1, characterized in that the gas distributor device (12) 5 consists of a on the inside of the inlet channel (8) provided via at least one connecting line (14) with the gas supply line (10) connected annular groove (13). 3. Gasmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteilereinrich-tung (12) unmittelbar vor dem Ventilspalt (11) des Einlaßventiles (2) vorgesehen ist. 10 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 553. Gas engine according to claim 1 or 2, characterized in that the Gasverteilereinrich-device (12) immediately before the valve gap (11) of the inlet valve (2) is provided. 10 For 2 sheets of drawings 15 20 25 30 35 40 45 50 55
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT133395B (en) * 1930-11-08 1933-05-26 Vormals Skodawerke Ag Mixing valve for gas engines.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT133395B (en) * 1930-11-08 1933-05-26 Vormals Skodawerke Ag Mixing valve for gas engines.

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