CN106246413B - 气体喷射组件、气体喷射组件的运行方法及内燃机 - Google Patents

气体喷射组件、气体喷射组件的运行方法及内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN106246413B
CN106246413B CN201610407436.1A CN201610407436A CN106246413B CN 106246413 B CN106246413 B CN 106246413B CN 201610407436 A CN201610407436 A CN 201610407436A CN 106246413 B CN106246413 B CN 106246413B
Authority
CN
China
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
gaseous fuel
storage
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610407436.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106246413A (zh
Inventor
D·施米德尔
T·兰登费尔德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN106246413A publication Critical patent/CN106246413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106246413B publication Critical patent/CN106246413B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239—Pressure or flow regulators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/022—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/025—Failure diagnosis or prevention; Safety measures; Testing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0242—Shut-off valves; Check valves; Safety valves; Pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0275—Injectors for in-cylinder direct injection, e.g. injector combined with spark plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本发明涉及一种气体喷射组件(100)，一种用于内燃机(8)的运行方法及一种具有气体喷射组件(100)的内燃机(8)，其中，(i)在内燃机(8)的关机启动之后，关断并由此封闭压力调节器(16)，使得不再有气态燃料(20)由气罐(4)到达存储和分配管路(14)中，(ii)在内燃机(8)的关机的启动之后，在压力调节器(16)关断且封闭的情况下使内燃机(8)继续运行一个确定的继续运行时间段，以及(iii)在内燃机(8)继续运行期间使气态燃料(20)由存储和分配管路(14)导入内燃机(8)的燃烧室(6)并在燃烧室中燃烧，使得由此在存储和分配管路(14)中的气态燃料(20)的量和相应的气体压力减小。

Description

气体喷射组件、气体喷射组件的运行方法及内燃机
技术领域
本发明涉及一种气体喷射组件，一种用于气体喷射组件的运行方法以及一种内燃机。本发明尤其涉及一种具有用于将气态燃料喷入内燃机的燃烧室的气体喷射器的气体喷射组件，一种用于具有根据本发明的气体喷射组件的内燃机的运行方法以及一种具有燃烧室和根据本发明的气体喷射组件的内燃机。
背景技术
在内燃机并且尤其在机动车领域中，除了液态燃料之外也使用气态燃料，例如天然气或氢气。在此情况下，将气态燃料在压力下例如在200×105Pa的情况下保存在一个储存容器中。借助一个压力调节器使气态燃料由存储容器压力调节地输送给一个存储和分配管路。使用气体喷射器，用于与存储和分配管路形成流体力学的连接并且以可控的方式通过喷射将燃料导入内燃机的燃烧室中。在燃烧室中将导致喷入的气态燃料被点火。在此情况下，气态燃料的化学能通过热力学转换过程被转换成机械能，以便例如驱动机动车和/或获取电能。
在此，气态燃料、例如压缩天然气(CNG：compressed natural gas)形式的气态燃料的喷射在一个做功周期或一个做功冲程期间进行。虽然通过前置的压力调节器在将储存容器中处于高压下的气体输入到存储和分配管路时使其压力下调，但即使在内燃机关停之后在压力调节器与喷射器阀座之间的输入区域中、例如在存储和分配管路中仍未改变地保持高的喷射压力，该压力可在约20×105Pa的范围中。为了在发动机关停之后使压力调节器与喷射器的阀座之间的存储和分配管路中存在的气体量不能漏出到周围环境中，压力调节器的阀座和喷射器的阀座必需非常密封地实施。这尤其对于喷射器的阀座是有问题的，因为喷射器被设置在燃烧室的区域中并且由此承受高的热交变负荷。为了能保证所需的密封度，这需要专门的、非常费事的并且由此昂贵的措施。
因此所希望的是，提供一种气体喷射组件，一种用于内燃机的运行方法以及一种内燃机，其中，将尽可能减小用于防止内燃机关停之后所不希望的气体由存储和分配管路向周围环境漏出的花费。
发明内容
根据本发明的气体喷射组件与已知的措施相比较具有其优点，即借助相对简单并且成本有利的方式能尽可能地防止在内燃机关停之后在存储和分配管路中剩余气体的泄漏。这根据本发明通过如下方式实现：设有气体喷射组件，其具有：气体喷射器，用于将气态燃料喷射到内燃机的燃烧室中；与气体喷射器形成流体力学的连接的存储和分配管路，用于接收气态燃料并且使气态燃料输送到气体喷射器；与存储和分配管路形成流体力学的连接的压力调节器，用于压力调节地将气态燃料由气罐输送给存储和分配管路；以及控制单元。所述控制单元被设置用于在内燃机的关机启动之后，关断且封闭压力调节器，使得不再有气态燃料到达存储和分配管路中；在内燃机的关机启动之后，在压力调节器关断且封闭的情况下，允许内燃机继续运行(nachlaufen)一个确定的继续运行时间段，以及，在内燃机继续运行期间使气态燃料由存储和分配管路导入燃烧室并且在内燃机的燃烧室中燃烧，使得由此在存储和分配管路中气态燃料的量和相应的气体压力减小。
通过压力调节器的关断和封闭一方面实现：不再有气态燃料可由气罐流入存储和分配管路，并且由此使存储和分配管路不再以气体压力被加载。另一方面，通过内燃机的继续运行和使气态燃料由存储和分配管路导入燃烧室中并且通过导入的气态燃料在燃烧室中的燃烧实现：使已处在存储和分配管路中的气态燃料的量减小，使得在存储和分配管路中的气体压力随着内燃机的继续运行而下降。因此根据本发明由此实现：在内燃机的继续运行阶段之后，使在存储和分配管路中的压力并且由此使由存储和分配管路作用到气体喷射器上的气体压力下降。气体压力下降的结果是现在不再需要将特别高的花费用于密封气体喷射器以防止内燃机关停情况下气体的漏出，因为相对于来自气罐的高压力的密封可仅由压力调节器来承担。
因此在气体喷射器的构型方面根据本发明在结构上简化的实施方式就足以满足废气及燃料的排放标准。简化的气体喷射器的结构在工作寿命提高的情况下尤其使根据本发明的气体喷射组件的制造成本和运行成本下降。
在一个优选的实施方式中，控制单元设置用于实现：在内燃机继续运行的情况下在内燃机的吸气阶段并且尤其在内燃机的气缸的吸气冲程期间由存储和分配管路导入气态燃料。由此达到：在内燃机吸气阶段产生的低压借助在燃烧室区域中的相应阀设置被用来抽吸处于存储和分配管路中的剩余气体。由此使继续运行工作简化，因为对于由存储和分配管路喷入剩余气体不必采取特殊的措施。
根据本发明的气体喷射组件的另一优选实施方式，控制单元设置用于实现：维持内燃机的继续运行，直至存储和分配管路中的气体压力达到一个预给定的、尤其最小的压力为止，该压力有利地例如大致相应于气体喷射组件的环境压力。这一方面能对存储和分配管路中相应存在的压力状况作到特别灵活的适配，并且另一方面使相对于周围环境的气体排放得到特别可靠的减少，因为根据该实施方式相对于周围环境压力的压力梯度得到特别强的下降。
在根据本发明的气体喷射组件的另一有利的实施方式中，控制单元设置用于实现：在内燃机工作期间，能通过将气态燃料在内燃机的压缩阶段期间导入燃烧室转换为将气态燃料在内燃机的吸气阶段期间导入燃烧室来实施内燃机的关机的启动。通过该措施可实现：内燃机的常规运行得以利用，以便在有意关闭内燃机时使存储和分配管路中留有的剩余气体量减小。由此例如可使剩余气体仍用于常规的功率产生和输出。由此还使实际的继续运行时间段减少，在该继续运行时间段期间使存储和分配管路中的剩余气体量减少，尤其无需例如通过功率输出进行有效利用。这是一个特别经济的作法，其中使燃料损失和热损失特别小地发生。
在此情况下，特别有利的是，构造有一个可由使用者操纵的转换装置，其中，该转换装置与控制单元功能性地耦合，并且，转换装置与控制单元设置用于通过操纵该转换装置——例如通过车辆驾驶员——导致由在内燃机的压缩阶段期间将气态燃料导入燃烧室到在内燃机的吸气阶段期间将气态燃料导入燃烧室的转换。这使得使用者、例如车辆驾驶员能特别容易地引入内燃机的关机。这里可由使用者操纵的转换装置可构造为按钮、按键或也可构造为点火开关形式的锁装置。也可考虑与用于泊车模式的选择杆或与驻车制动器的耦合件。
本发明还涉及一种用于内燃机的运行方法，所述内燃机设有气体喷射组件。在此，气体喷射组件至少构造有：气体喷射器，用于将气态燃料喷射到内燃机的燃烧室中；与气体喷射器形成流体力学的连接的存储和分配管路，用于接收气态燃料并且将气态燃料输送到气体喷射器；以及与存储和分配管路形成流体力学的连接的压力调节器，用于压力调节地将气态燃料由气罐输送给存储和分配管路。根据本发明的该运行方法至少具有以下步骤：在内燃机的关机启动后，关断并且由此封闭压力调节器，使得不再有气态燃料到达存储和分配管路中；在内燃机的关机启动之后，在压力调节器关断且封闭的情况下，使内燃机继续运行一个确定的继续运行时间段；以及在内燃机继续运行期间使气态燃料由存储和分配管路导入内燃机的燃烧室并在燃烧室中燃烧，使得由此使存储和分配管路中气态燃料的量和相应的气体压力减小。
如根据本发明的气体喷射组件的情况那样，在根据本发明的运行方法中通过压力调节器的关断和封闭实现：不再有气态燃料可由气罐流入存储和分配管路，并且由此使存储和分配管路不再以气体压力加载。内燃机的继续运行，气态燃料由存储和分配管路导入燃烧室中以及导入的气态燃料随后在燃烧室中的燃烧确保了：已处在存储和分配管路中的气态燃料的量减小，使得存储和分配管路中的气体压力随着内燃机的继续运行而下降。因此通过根据本发明的运行方法可实现：在内燃机的继续运行阶段之后，使存储和分配管路中的压力并且由此使存储和分配管路作用在气体喷射器上的气体压力下降。压力下降的结果是现在不再需要将特别高的成本用来密封气体喷射器以防止内燃机关机情况下气体的漏出，因为相对气罐中高压的密封可仅由压力调节器来承担。
通过根据本发明的运行方法的使用对于气体喷射器的构型结构上简化的实施就足以满足废气和气体排放标准。这在工作寿命增高的同时使气体喷射组件的制造成本和工作成本下降。
在该运行方法的一个优选实施方式中，在内燃机继续运行的情况下，在内燃机的吸气阶段并且尤其在内燃机的气缸的吸气冲程期间由存储和分配管路导入气态燃料。由此实现：在内燃机吸气阶段期间产生的低压借助在燃烧室区域中的相应阀设置被用于抽吸处于存储和分配管路中的剩余气体。由此使继续运行工作简化，因为对于由存储和分配管路喷入剩余气体不必采取特殊的措施。
特别有利的是，在该运行方法中维持内燃机的继续运行，直至存储和分配管路中的气体压力达到一个预给定的、尤其最小的压力为止，该压力有利地例如大致相应于气体喷射组件的环境压力。这就能实现对存储和分配管路中相应存在的压力状况特别灵活的适配，并且使相对于周围环境的气体排放特别可靠的减少，因为相对于周围环境压力的压力梯度得到特别强的下降。
在根据本发明的运行方法的另一有利的实施方式中，在内燃机运行期间，在压力调节器关断的情况下，通过将气态燃料在内燃机的压缩阶段期间导入燃烧室中转换为将气态燃料在内燃机的吸气阶段期间导入燃烧室中来实现内燃机的关机的启动。通过该措施可实现：内燃机的常规运行得以利用，以便在有意关闭内燃机时使存储和分配管路中留有的气体剩余量减小。由此可使剩余气体用于常规的功率产生和输出，并且使实际的继续运行时段缩短。
根据本发明的运行方法的另一优选实施方式规定：将内燃机作为混合动力驱动装置的一部分来使用；并且，内燃机的继续运行被用来对混合动力驱动装置的电池充电。由此在内燃机继续运行阶段通过至少部分地将释放的能量有效地转换成电能来对混合动力驱动系统的电池充电而特别有利地降低热损失和燃料损失。
本发明还涉及一种内燃机，其具有燃烧室并且具有根据本发明的气体喷射组件，本发明尤其涉及一种直接喷射式内燃机。这种内燃机的应用是有利的，因为通过所采取的措施可特别简单地保持气体喷射器的结构前提。与气体喷射器的热交变负荷相关的由于存储和分配管路侧增高的气体压力引起的附加负荷得以消除。
附图说明
以下将参照附图详细说明本发明的实施例。相同的或功能等同的或等效的元件分别标以相同的附图标记。
图1：按照方框图的方式示出根据本发明的气体喷射组件的一个实施方式的示意性且简化的示图。
图2A至2D：图解说明根据本发明的内燃机的常规工作的不同阶段的示意性且部分剖切的侧视图。
图3A至3D：图解说明根据本发明的内燃机的继续运行的不同阶段的示意性且部分剖切的侧视图。
具体实施方式
以下将参照附图1至3详细描述根据本发明的气体喷射组件100的一个实施方式。
图1以示意性方框图的形式示出气体喷射组件100的第一实施方式。
多个气体喷射器1流体力学地耦合到一个共同的存储和分配管路14上。每个气体喷射器1在另一方面流体力学地耦合到内燃机8的相应气缸18的燃烧室6上。
喷射器1构造用于使处在存储和分配管路14中的气态燃料20通过直接喷射受控地导入到相应气缸18的燃烧室6中。替代于此，也可设置通过抽吸管道或通过抽吸管路间接地喷入。
每个气缸18一方面构成燃烧室6并且另一方面围绕相应的活塞19，所述活塞在工作中在气缸18内沿其纵轴线周期性往复地运动、使燃烧室6——在图1中向下——限界并且在此——也是周期性地——使燃烧室6扩大到一个最大的延伸尺寸并且缩小到一个最小的延伸尺寸。
内燃机8和尤其气体喷射组件100的工作通过一个控制单元10来控制。为此，喷射器1通过控制线路21与控制单元10连接。
此外。设有控制线路22和测量线路23，这些线路也可相互组合地构造并且通过它们衔接传感器12和13。传感器12和13可涉及压力传感器和/或温度传感器。传感器12和13流体力学地与存储和分配管路14连接，以便求取处在存储和分配管路14中的气态燃料20的气体压力和/或气体温度。
为此，控制单元10可构造用于接收由传感器12和13检测到的测量值并且为内燃机8的控制并且尤其为气体喷射组件100的控制奠定基础。
存储和分配管路14通过一个接头17与一个压力调节器16连接。此外，压力调节器16也流体力学地与一个气罐4连接，该气罐预储存处于高压下的气态燃料20。被填充的气罐4的内部中的压力可高达200×105Pa。
压力调节器16被构造用于使存储和分配管路14在工作中以压力调节的形式被连续地供给气态燃料20。为此，在控制单元10与压力调节器16之间构造有一个控制线路26。通过该控制线路26可使来自气罐4的输入压力下调到存储和分配管路14中的存储压力或喷射压力。并且通过由控制线路26给出相应信号也可闭锁和密封该压力调节器，使得不再有燃料20由气罐4补充供给到存储和分配管路14中。
具有燃烧室6的气缸18被构造在内燃机8的发动机体或机座9中。在图1中所示的气体喷射组件100的直接喷射的实施方式中，喷射器1也被嵌入或置入在机座9中。各个喷射器1在另一侧通过保持夹或保持弹簧2被安置在存储和分配管路14上。
选择性地，通过一个控制线路42还使一个转换装置40与控制单元10连接。使用者例如可通过操纵按键41借助该转换装置使气态燃料20的导入由工作阶段转换到抽吸阶段，以便尤其由此启动内燃机8的关机。
图2A至3D以示意性且部分剖切的侧视图示出构造有根据本发明的气体喷射组件100的内燃机8的常规工作或者说继续运行中的不同工作循环。各个图示例性地示出以4冲程模式工作的单个气缸18。
气缸18以其壳体包围活塞19，使得气缸18借助其壳体和活塞19限定且限界相应的燃烧室6。
气缸18的总是与活塞19相对置的端面构造有两个阀：一个用于输入空气的进入阀或进气阀15-1以及一个用于排出燃烧气体的排出阀或排气阀。在该端面上还设有一个点火机构5，该点火机构也可通过相应线路(未示出)与控制单元10连接。此外，在该端面中嵌入有一个用于将气态燃料20直接喷射到燃烧室6中的气体喷射器1。
在图2A至2D和图3A至3D的两个序列中用数字“1”至“4”指示不同的冲程。在此情况下，这些冲程例如涉及一个四冲程内燃机的典型冲程。
第一冲程“1”是吸气冲程，其中，活塞19背离气缸18的与活塞19相对置的端面运动并且使进入阀暂时打开以输入空气。第二冲程“2”是压缩冲程，其中，活塞19朝向气缸18的与活塞19相对置的端面运动并且这时使燃料-空气混合物压缩。第三冲程“3”是做功冲程，其中，通过操纵点火机构5使燃料-空气混合物点燃，由于膨胀的燃烧气体使活塞19由气缸18的与活塞19相对置的端面向前继续行进并且这时将机械功率输出到一个相应的机械耦合的取用系统。第四冲程“4”是排气冲程，其中，排出阀15-2打开，使得在活塞19向着气缸18的与活塞19相对置的端面返回运动的情况下将燃烧气体排出燃烧室6。
在根据图2A至2D的序列的内燃机8的常规工作中，在根据图2B的压缩冲程“2”时，活塞19向着气缸18的与活塞19相对置的端面运动，其中，同时通过喷射器1将处在存储和分配管路14中的气态燃料20直接喷射到燃烧室中。活塞19沿向上的方向向着气缸18的与活塞19相对置的端面的运动同时引起空气-燃料混合物的压缩。然后在做功冲程“3”中，如上文已经描述地，借助点火机构5进行点火，由此使活塞19重新背离气缸18的与活塞19相对置的端面运动。
图3A至3D的序列在活塞19于气缸18中的机械运动过程上与图2A至2D中所示的序列相同。但这里该序列涉及内燃机8的关机的启动之后的内燃机8的继续运行。
在此情况下，由存储和分配管路14导入气态燃料20不是在第二冲程“2”、即压缩冲程中进行的，而是根据图3A在第一冲程“1”内就进行了，即通过控制单元10协调在喷射器1相应提前操纵的情况下在吸气冲程中1进行。在第一冲程中，燃烧室中的压力非常低，使得即使当由于在压力调节器关断情况下的多次喷射使在存储和分配管路14中的压力降低时总还能够将气体喷射到燃烧室中。
接着进行根据图3B的第二冲程“2”——但这时没有通过喷射器1的直接喷射——并且根据图3C和3D的未改变的第三和第四冲程“3”和“4”。

Claims (15)

1.一种气体喷射组件(100)，包括：
-气体喷射器(1)，用于将气态燃料(20)喷射到内燃机(8)的燃烧室(6)中，
-与所述气体喷射器(1)形成流体力学的连接的存储和分配管路(14)，用于接收气态燃料(20)并且将气态燃料(20)输送到气体喷射器(1)，
-与所述存储和分配管路(14)形成流体力学的连接的压力调节器(16)，用于压力调节地将气态燃料(20)由气罐(4)输送到所述存储和分配管路(14)，以及
-控制单元(10)，其设置用于在内燃机(8)的关机启动之后：
-关断且封闭所述压力调节器(16)，使得不再有气态燃料(20)到达所述存储和分配管路(14)中，
-在内燃机(8)的关机启动之后，在所述压力调节器(16)关断且封闭的情况下，允许内燃机(8)继续运行一个确定的继续运行时间段，以及
-在内燃机(8)继续运行期间，使气态燃料(20)由所述存储和分配管路(14)导入燃烧室(6)并且在内燃机(8)的燃烧室(6)中燃烧，使得由此在所述存储和分配管路(14)中气态燃料(20)的量和相应的气体压力减小。
2.根据权利要求1所述的气体喷射组件(100)，其特征在于：所述控制单元(10)设置用于实现：在内燃机(8)继续运行的情况下，在内燃机(8)的吸气阶段期间使气态燃料(20)由所述存储和分配管路(14)导入。
3.根据权利要求1或2所述的气体喷射组件(100)，其特征在于：所述控制单元(10)设置用于实现：维持内燃机(8)的继续运行，直至在所述存储和分配管路(14)中的气体压力达到预给定的最小压力为止。
4.根据权利要求1或2所述的气体喷射组件(100)，其特征在于：所述控制单元(10)设置用于实现：在内燃机(8)工作期间，能通过将气态燃料(20)在内燃机(8)的压缩阶段期间导入燃烧室(6)转换为将气态燃料(20)在内燃机(8)的吸气阶段期间导入燃烧室(6)来实施内燃机(8)的关机的启动。
5.根据权利要求4所述的气体喷射组件(100)，还包括：
-能由使用者操纵的转换装置(40)，
-其中，所述转换装置(40)与所述控制单元(10)功能性地耦合，以及
-其中，所述转换装置(40)和所述控制单元(10)设置用于：通过操纵所述转换装置(40)实现由在内燃机(8)的压缩阶段期间将气态燃料(20)导入燃烧室(6)到在内燃机(8)的吸气阶段期间将气态燃料(20)导入燃烧室(6)的转换。
6.根据权利要求1所述的气体喷射组件(100)，其特征在于：所述控制单元(10)设置用于实现：在内燃机(8)继续运行的情况下，在内燃机(8)的气缸(18)的吸气冲程期间使气态燃料(20)由所述存储和分配管路(14)导入。
7.根据权利要求3所述的气体喷射组件(100)，其特征在于：所述最小压力大致相应于该气体喷射组件(100)的环境压力。
8.一种用于内燃机(8)的运行方法，所述内燃机具有气体喷射组件(100)，所述气体喷射组件至少构造有：
-气体喷射器(1)，用于将气态燃料(20)喷射到内燃机(8)的燃烧室(6)中，
-与所述气体喷射器(1)形成流体力学的连接的存储和分配管路(14)，用于接收气态燃料(20)并且使气态燃料(20)输送到所述气体喷射器(1)，以及
-与所述存储和分配管路(14)形成流体力学的连接的压力调节器(16)，用于压力调节地将气态燃料(20)由气罐(4)输送给所述存储和分配管路(14)，
其中，该运行方法至少具有以下步骤：
-在内燃机(8)的关机启动之后，关断且由此封闭所述压力调节器(16)，使得不再有气态燃料(20)到达所述存储和分配管路(14)中，
-在内燃机(8)的关机启动之后，在所述压力调节器(16)关断且封闭的情况下，使内燃机(8)继续运行一个确定的继续运行时间段，以及
-在内燃机(8)继续运行期间，使气态燃料(20)由所述存储和分配管路(14)导入内燃机(8)的燃烧室(6)并且在燃烧室中燃烧，使得由此在所述存储和分配管路(14)中气态燃料(20)的量和相应的气体压力减小。
9.根据权利要求8所述的运行方法，其中，在内燃机(8)继续运行的情况下，在内燃机(8)的吸气阶段期间使气态燃料(20)由所述存储和分配管路(14)导入。
10.根据权利要求8或9所述的运行方法，其中，维持内燃机(8)的继续运行，直至在所述存储和分配管路(14)中的气体压力达到预给定的最小压力为止。
11.根据权利要求8或9所述的运行方法，其中，在内燃机(8)工作期间，通过将气态燃料(20)在内燃机(8)的压缩阶段期间导入燃烧室(6)转换为将气态燃料(20)在内燃机(8)的吸气阶段期间导入燃烧室(6)来实现内燃机(8)的关机的启动。
12.根据权利要求8或9所述的运行方法，
-其中，所述内燃机(8)用作混合动力驱动装置的一部分，以及
-其中，所述内燃机(8)的所述继续运行被用于对混合动力驱动装置的电池充电。
13.根据权利要求8所述的运行方法，其中，在内燃机(8)继续运行的情况下，在内燃机(8)的气缸(18)的吸气冲程期间使气态燃料(20)由所述存储和分配管路(14)导入。
14.根据权利要求10所述的运行方法，其中，所述最小压力大致相应于所述气体喷射组件(100)的环境压力。
15.一种内燃机(8)，其具有燃烧室(6)并且具有根据权利要求1至7中任一项所述的气体喷射组件(100)。
CN201610407436.1A 2015-06-12 2016-06-12 气体喷射组件、气体喷射组件的运行方法及内燃机 Active CN106246413B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015210756.6 2015-06-12
DE102015210756.6A DE102015210756A1 (de) 2015-06-12 2015-06-12 Gasinjektoranordnung, Betriebsverfahren für eine Gasinjektoranordnung und Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106246413A CN106246413A (zh) 2016-12-21
CN106246413B true CN106246413B (zh) 2020-08-18

Family

ID=57395614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610407436.1A Active CN106246413B (zh) 2015-06-12 2016-06-12 气体喷射组件、气体喷射组件的运行方法及内燃机

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN106246413B (zh)
DE (1) DE102015210756A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018215847A1 (de) * 2018-09-18 2020-03-19 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffdosiersystem für gasförmigen und flüssigen Kraftstoff
AT525458B1 (de) * 2021-12-13 2023-04-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer gasbetriebenen brennkraftmaschine
DE102022209617A1 (de) * 2022-09-14 2024-03-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Gasinjektors
GB2627990A (en) * 2023-03-10 2024-09-11 Jcb Res An engine control system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6267104B1 (en) * 1999-03-18 2001-07-31 Institut Francais Du Petrole System intended for pressure supply of liquid fuel to an internal-combustion engine
CN1479006A (zh) * 2002-08-27 2004-03-03 净化空气合伙公司 具有最大引导点火强度的、供给气体燃料的压燃式发动机
CN1793631A (zh) * 2004-11-12 2006-06-28 卡特彼勒公司 电子流量控制阀
CN1993546A (zh) * 2004-08-03 2007-07-04 罗伯特·博世有限公司 燃料喷射系统
JP2013136992A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Toyota Motor Corp 内燃機関
CN103249942A (zh) * 2010-12-09 2013-08-14 罗伯特·博世有限公司 汽油和天然气的燃料分配器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6267104B1 (en) * 1999-03-18 2001-07-31 Institut Francais Du Petrole System intended for pressure supply of liquid fuel to an internal-combustion engine
CN1479006A (zh) * 2002-08-27 2004-03-03 净化空气合伙公司 具有最大引导点火强度的、供给气体燃料的压燃式发动机
CN1993546A (zh) * 2004-08-03 2007-07-04 罗伯特·博世有限公司 燃料喷射系统
CN1793631A (zh) * 2004-11-12 2006-06-28 卡特彼勒公司 电子流量控制阀
CN103249942A (zh) * 2010-12-09 2013-08-14 罗伯特·博世有限公司 汽油和天然气的燃料分配器
JP2013136992A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Toyota Motor Corp 内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015210756A1 (de) 2016-12-15
CN106246413A (zh) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106246413B (zh) 气体喷射组件、气体喷射组件的运行方法及内燃机
US8381522B2 (en) Steam powered engine
US8327831B2 (en) Dual fuel compression ignition engines and methods
KR960010281B1 (ko) 양변위 엔진의 가스 연료용 증강기 및 분사기
CN101435376B (zh) 内燃机起动系统及方法
CN105980694B (zh) 起动以气态燃料和引燃燃料为燃料的发动机
JP6148306B2 (ja) 自己着火式内燃エンジンの燃料室にガス燃料を噴射するための燃料バルブ及び方法
US9856835B1 (en) Fuel supply system for an engine with an electric ignition power source
JP6080930B2 (ja) 燃料バルブ及び内燃エンジンの燃料室にガス燃料を噴射する方法
KR101284804B1 (ko) 직접분사 엘피아이 시스템 및 그의 제어방법
US10087817B2 (en) Reciprocating piston internal combustion engine having an ancillary chamber containing a piston, and method for operating the same
EP2690280B1 (en) Injection device
KR102206923B1 (ko) 이중 연료 엔진의 기체 연료 모드의 종료 방법
KR102261412B1 (ko) 연료를 엔진에 공급하는 방법
US9732713B2 (en) Purge system for a dual-fuel engine
US20110251776A1 (en) Fuel accumulator and fuel system using the same
US6298825B1 (en) Method for igniting a multi-cylinder reciprocating gas engine by injecting an ignition gas
US9995258B2 (en) Fuel supply device and control method
EP3529478A1 (en) A gas tank arrangement
JP6301338B2 (ja) 燃料供給システムのためのシリンダー内給気システムおよびその方法
US20080035110A1 (en) Fuel supply system for an internal combustion engine
US20160053694A1 (en) Engine system of duel injector
JP2871317B2 (ja) ガスエンジンにおける燃料供給装置
EP2072809A1 (en) Combustion engine and start system therefore
RU2544121C1 (ru) Способ реверсирования вращения вала двигателя

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant