DE102020127020B3

DE102020127020B3 - Gaseinblasevorrichtung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102020127020B3
Application number: DE102020127020.8A
Authority: DE
Inventors: Karsten Wittek
Original assignee: HOCHSCHULE HEILBRONN
Current assignee: HOCHSCHULE HEILBRONN
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2040-10-15

Abstract

Es werden ein Injektor zum Einblasen eines gasförmigen Brennstoffs in den Brennraum und/oder in den Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einblasung von gasförmigem Kraftstoff insbesondere Wasserstoffgas (H2) in den Brennraum und in das Ansaugsystem einer Hubkolbenbrennkraftmaschine.
Die Erfindung betrifft alle Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die mit einem gasförmigen Kraftstoff, auch Brenngas genannt, betrieben werden. Die Anwendung zielt in erster Linie auf den Einsatz von Wasserstoffgas, im Folgenden mit H2 bezeichnet, ab. Es können aber auch andere gasförmige Kraftstoffe gemäß dieser Erfindung genutzt werden z.B. Methan (CH4), Ammoniak, Wasserstoff/Methan-Mischungen oder weitere Gase und Gasgemische.
Vorzugsweise verfügt die Hubkolbenbrennkraftmaschine über Mittel zur Variation des Verdichtungsverhältnisses.
Stand der Technik
Die Nutzung gasförmiger Kraftstoffe gehört zum Stand der Technik. Fast ausnahmslos wird das Brenngas (meistens H2 oder CH4) außerhalb des Brennraumes mit Luft vermischt. Diese Art der Gemischbildung wird als äußere Gemischbildung bezeichnet.
Insbesondere bei der Nutzung von H2 weist eine äußere Gemischbildung einige Schwachstellen auf.
Infolge der geringen Dichte von H2 wird mehr Luftvolumen verdrängt als im Falle von Benzindampf. Der auf den thermischen Zustand der Umgebung bezogene Gemischheizwert eines stöchiometrischen H2-Luftgemisches ist daher niedriger als der eines stöchiometrischen Benzindampf-Luftgemisches. Das erreichbare Volllastdrehmoment des H2-Motors ist somit bei gleichem thermischen Zustand der Ansaugluft, niedriger als im Falles eines Benzinmotors.
H2-Luftgemische benötigen nur sehr geringe Zündenergien. Das H2-Luftgemisch im Einlasskanal kann sich entzünden bevor es in den Brennraum eintritt. Solche Rückzündungen rufen unerwünschte Geräusche hervor und können zu Beschädigungen von Bauteilen führen.
Bei einer inneren Gemischbildung wird das Brenngas erst nach Schließen der Einlassventile in den Brennraum eingeblasen. Ein Verdrängen von Luft ist daher ausgeschlossen, da der Brennraum geschlossen ist. Der auf den thermischen Zustand der Umgebung bezogene Gemischheizwert eines stöchiometrischen H2-Luftgemisches ist größer als der eines stöchiometrischen Benzindampf-Luftgemisches. Das erreichbare Volllastdrehmoment des H2-Motors ist somit bei gleichem thermischen Zustand der Ansaugluft, größer als im Falles eines Benzinmotors.
Rückzündungen stromaufwärts in den Ansaugkanal sind bei innerer Gemischbildung ausgeschlossen. Die Einbringung von Brenngas in den geschlossenen Brennraum wird als Direkteinblasung bezeichnet.
Eine Direkteinblasung wurde mehrfach an Versuchsmotoren untersucht. Die Einbringung des Brenngases erfolgt über Injektoren. Die gewünschte Menge an Brenngas je Arbeitsspiel wird in den meisten Fällen über die Öffnungsdauer des Injektors eingestellt. Mit einer Direkteinblasung ist es möglich, existierende Benzinmotoren für H2-Betrieb zu ertüchtigen, wobei die Volllastdrehmomentkurve des Benzinmotors auch bei H2-Betrieb dargestellt werden kann. Dies gilt für Saugmotoren und für aufgeladenen Motoren, wobei bei aufgeladenen Motoren auch noch H2-spezifische Anpassungen am Aufladesystem vorgenommen werden müssen.
Injektoren zur Direkteinblasung, auch als DI-Injektoren (DI = direct injection) bezeichnet, gehören zum Stand der Technik.
Zur Freigabe bzw. zum Verschließen eines Einblasequerschnitts werden aufgrund der Dichtigkeitsanforderungen und des abzudichtenden Druckniveaus Absperrorgane in Sitzventilbauart bevorzugt. Als Sitzgeometrien sind sowohl Kegelsitz- als auch Flachsitzausführungen bekannt.
Das bewegliche Element des Absperrorgans kann zum Brennraum hin geöffnet werden, dann spricht man von einer nach außen öffnenden Düse oder das bewegliche Element kann zum Brenngaszulauf hin geöffnet werden, dann spricht man von einer nach innen öffnenden Düse.
Bei der nach innen öffnenden Düse muss durch geeignete Mittel, meistens durch Federn, verhindert werden, dass das bewegliche Element des Absperrorgans durch den anliegenden Brennraumdruck ungewollt geöffnet wird. Bei einer nach außen öffnenden Düse muss durch geeignete Mittel, meistens durch Federn, verhindert werden, dass das bewegliche Element des Absperrorgans durch den anliegenden Brenngasanschlussdruck ungewollt geöffnet wird.
Zum gewollten Öffnen des beweglichen Elementes des Absperrorgans sind verschiedene Antriebe bekannt. Das bewegliche Element des Absperrorgans kann durch einen Elektromagneten oder durch einen Piezo-Stack direkt oder über mechanische Übersetzungen betätigt werden. Das bewegliche Element des Absperrorgans kann aber auch durch einen hydraulischen oder pneumatischen Aktuator direkt oder über mechanische Übersetzungen betätigt werden.
Aus der DE 10 2015 010 995 A1 ist ein gattungsgemäßer Injektor mit einem Eingang und zwei steuerbaren Ausgängen bekannt.
Aus der DE 10 2014 010 127 A1 ist ein Verfahren zum Einbringen von compressed natural gas (CND) bekannt, bei dem das CNG wahlweise in den Brennraum oder in das Saugrohr eingeblasen wird. Dazu werden zwei Injektoren benötigt.
Nachteile der bekannten Lösungen
DI-Injektoren sind wegen der hohen Betriebsdrücke und der daraus resultierenden Notwenigkeit von Präzisionsbearbeitungen in der Herstellung vergleichsweise teuer. Bei Injektoren mit piezo-elektrischer Betätigung kommen noch die relativ hohen Kosten für die Piezo-Aktuatoren hinzu. DI-Injektorausgestaltungen mit einer kegeligen Sitzgeometrie verschleißen beim H2-Betrieb vergleichsweise schnell.
Der erforderliche Öffnungsquerschnitt ergibt sich aus der geforderten Gaseinblasemasse je Motorarbeitsspiel, der zur Verfügung stehenden Einblasedauer und dem anliegenden Einblasedruck.
Je niedriger der Einblasedruck gewählt wird desto vollständiger kann ein H2-Drucktank entleert werden, was bei mobilen Anwendungen in direktem Zusammenhand zur Reichweite steht. Andererseits sollte der Einblasedruck noch hoch genug sein, damit während des Einblasens ein überkritisches Druckverhältnis am Öffnungsquerschnitt herrscht. Die zur Verfügung stehende Einblasedauer ergibt sich aus der geforderten Motordrehzahl.
Der erforderliche Öffnungsquerschnitt bei H2-Betrieb liegt in jedem Falle um ein Vielfaches über dem Öffnungsquerschnitt, welchen DI-Benzininjektoren aufweisen. Die Darstellung entsprechend großer Öffnungsquerschnittsflächen hat zur Folge, dass das bewegliche Verschlusselement entsprechend groß und damit schwer ist. Dies erfordert wiederum entsprechend große Betätigungskräfte oder ermöglicht nur vergleichsweise lange Öffnungs- und Schließdauern. Die Ziele einer großen Öffnungsquerschnittsfläche und einer kurzen Öffnungs- und Schließdauer stehen somit im Konflikt zueinander.
Bei hohen Motorlasten ist eine Direkteinblasung einer Saugrohreinblasung wegen des nicht auftretenden Luftverdrängungseffektes zu bevorzugen. Bei niedrigen Motorlasten hingegen ist ein Luftverdrängungseffekt jedoch wünschenswert, weil zwecks Einstellung einer geringen Zylinderfüllung weniger bzw. gar kein Androsseln des angesaugten Luftstromes erforderlich ist. Die Ladungswechselarbeit ist bei tiefer Teillast und Saugrohreinblasung somit geringer als im Falle einer Direkteinblasung.
Zur sprachlichen Vereinfachung wird im Zusammenhang mit der Erfindung von einem „Injektor“ gesprochen; gemeint ist damit eine Gaseinblasevorrichtung für einen gasförmigen Brennstoff (Brenngas) oder ein gasförmiges Brennstoff-Gemisch (BrenngasGemisch).
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor für einen gasförmigen Brennstoff bzw. ein gasförmiges Brennstoffgemisch bereitzustellen, der kostengünstig herstellbar ist, eine lange Lebensdauer aufweist, gut in vorhandene Motoren integrierbar ist und eine fast vollständige Nutzung des im Gastank vorhandenen Gases erlaubt.
Der dazu notwendige Druck am Injektoreingang sollte möglichst gering sein. Vorzugsweise reicht ein Druck von 20 bar aus.
Die Gaseinblasevorrichtung soll einen geringen Verschleiß aufweisen und sollte einen kompletten Lebenszyklus eines Motors halten.
Die Bauteile der Gaseinblasevorrichtung sollten sich kostengünstig und möglichst mit herkömmlichen und weit verbreiteten Fertigungsprozessen herstellen lassen.
Die Gaseinblasevorrichtung soll sich mit moderatem Anpassungsaufwand in bestehende Motorarchitekturen integrieren lassen.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gaseinblasevorrichtung bzw. einen Injektor gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Injektor für ein Brenngas umfasst einen (Versorgungs-) Anschluss, einen ersten Brenngas-Ausgang, einen zweiten Brenngas- Ausgang und mindestens ein Wegeventil, wobei der erste Brenngas-Ausgang und der zweite Brenngas- Ausgang) durch das Wegeventil geöffnet und geschlossen werden.
Der erste Brenngasausgang mündet in den Brennraum und der zweite Brenngasaustritt mündet in den Einlasskanal der Brennkraftmaschine. Daher kann eine mit dem erfindungsgemäßen Injektor ausgestattete Brennkraftmaschine wahlweise, je nach Lastanforderung/Betriebspunkt, mit äußerer oder innerer Gemischbildung betrieben werden. Es können auch beide Betriebsarten miteinander kombiniert werden. Somit können die Vorteile beider Betriebsweisen in einer Brennkraftmaschine realisiert und die systemimmanenten Nachteile beider Betriebsweisen weitestgehend eliminiert werden.
Beispielsweise besteht ein Nachteil der direkten Einblasung darin, dass der Druck im Gastank nicht unter ein bestimmtes Druckniveau abgesenkt werden kann; so, dass der Tank nicht vollständig entleert werden kann. Das verringert die Reichweite des Fahrzeugs.
Dieser Nachteil der direkten Einblasung kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Injektors dadurch eliminiert werden, dass die Brennkraftmaschine ausschließlich mit äußerer Gemischbildung betrieben wird, sobald der Druck im Gastank einen Schwellwert unterschreitet. Somit kann der Gastank nahezu vollständig entleert werden.
Um die Betätigungskräfte zu minimieren und ausreichend große Strömungsquerschnitte bei geöffnetem Wegeventil zu erreichen, wird das Wege-Ventil bevorzugt durch ein Vorsteuerventil betätigt beziehungsweise geschaltet.
Das Vorsteuerventil kann durch einen elektrischen Hubmagneten oder einen Piezo-Aktor betätigt werden.
Das erfindungsgemäße Wege-Ventil kann nach außen öffnend oder nach innen öffnend ausgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Wege-Ventil kann einen Flachsitz oder einen Kegelsitz aufweisen, so dass je nach Anwendungsfall, der einen oder der anderen Bauart der Vorzug gegeben werden kann.
Die erfindungsgemäßen Vorteile werden auch verwirklicht bei einer Brennkraftmaschine mit interner Verbrennung umfassend mindestens einen Zylinder, mindestens einen Brennraum, mindestens einen Einlasskanal, mindestens einen erfindungsgemäßen Injektor und ein Steuergerät zur Steuerung des mindestens einen Injektors, wobei der erste Brenngas-Ausgang in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet, und wobei der zweite Brennas-Ausgang in den Ansaugtrakt/den Einlasskanal der Brennkraftmaschine (1) mündet.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine durchdringt der erste Brenngas-Ausgang des Injektors die Zylinderlaufbahn der Brennkraftmaschine. Dadurch kann das Brenngas gerichtet in den Brennraum eingeblasen werden. Es werden keine Änderungen am Zylinderkopf erforderlich. Das vereinfacht den Umbau einer mit Otto- oder Dieselkraftstoffen betriebenen Brennkraftmaschine auf die Gaseinblasung.
Die Brennkraftmaschine kann auch mehr als einen Zylinder aufweisen. Dann hat sie entsprechend der Zahl der Zylinder, mehrere Brennräume und mehrere Einlasskanäle und jedem Zylinder bzw. jedem Brennraum ist ein Injektor zugeordnet.
Betrieben kann die Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, nach einem erfindungsgemäßen Verfahren umfassend die Schritte:

Ansteuern jedes Injektors in Abhängigkeit von Drehomentanforderung [Nm] und/oder Drehzahl [1/min], so dass die Menge des einzublasenden Brenngases ganz oder teilweise über den zweiten Brenngas-Ausgang des oder der Injektoren in den oder die Einlasskanäle der Brennkraftmaschine eingeblasen werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Anteil des über den ersten Brenngas-Ausgang direkt eingeblasenen Brenngases mit zunehmender Drehmomentanforderung zunimmt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Anteil des über den ersten Brenngas-Ausgang direkt eingeblasenen Brenngases mit zunehmender Drehzahl abnimmt.
Um den Gastank weitestgehend entleeren zu können, wird ein Druck p des Brenngases im Tank erfasst. Unterhalb eines ersten Druckgrenzwerts pGrenz1 wird die gesamte einzublasende Menge des Brenngases über den zweiten Brenngas-Ausgang des oder der Injektoren in den oder die Einlasskanäle der Brennkraftmaschine eingeblasen werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung und deren Beschreibung entnehmbar.
Figurenliste
Es zeigen:

1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Gaseinblasevorrichtung. Die Schnittebene ist senkrecht zur Kurbelwellenachse und die Zylinderachse liegt in dieser Ebene.
2 zeigt einen ersten Ausschnitt der Schnittdarstellung aus 1.
3 zeigt einen zweiten Ausschnitt der Schnittdarstellung aus 1.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Zylinderkurbelgehäuses der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus 1 mit montierter Gaseinblasevorrichtung.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung der Gaseinblasevorrichtung der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus 1 alleine.
6 zeigt eine Schnittdarstellung eines Injektors der Gaseinblasevorrichtung aus 5 in geschlossenem Zustand.
7 zeigt eine Schnittdarstellung des Injektors aus 6 in geöffnetem Zustand.
8 zeigt einen Ausschnitt der Schnittdarstellung aus 7.
9 zeigt eine Schnittdarstellung eines Injektors einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung einer Gaseinblasevorrichtung.

Anhand der 1 bis 4 wird die Integration des erfindungsgemäßen Injektors in eine Brennkraftmaschine am Beispiel eines Vierzylinder-Reihenmotors illustriert und erläutert.
Mit Hilfe der Bezugszeichenliste sind diese Figuren mehr oder minder selbsterklärend. Zunächst wird daher die 5 erläutert.
Die 5 zeigt die erfindungsspezifischen Bauteile und - gruppe, nämlich die Injektoren und deren Anschlüsse und Leitungen.
Die Gaseinblasevorrichtung 20 besteht aus mehreren Injektoren 21, wobei jede Zylindereinheit des Motors einen eigenen Injektor 21 aufweist. 5 zeigt eine Gaseinblasevorrichtung beispielhaft für einen 4-Zylinder-Reihenmotor.
Zu den Figuren 6 bis 9:
Schnittstellen des Injektors
Jeder Injektor 21 weist einen Versorgungsanschluss 21.1 auf. An dem Versorgungsanschluss 21.1 wird ein konstanter Gasanschlussdruck angelegt. Die Einstellung eines konstanten Anschlussdrucks erfolgt vorzugsweise über eine Druckmindervorrichtung. Druckmindervorrichtungen gehören zum Stand der Technik und werden hier nicht näher beschrieben.
Der Injektor 21 weist eine Hochdruckdüse 22 auf, die stromabwärts des ersten (in 5 nicht sichtbaren Brenngausaustritts 21.4 des Injektors 21 angeordnet ist. In der Hochdruckdüse 22 ist ein Hochdruckdüsenkanal 22.1 ausgebildet. Der Versorgungsanschluss 21.1 und der Hochdruckdüsenkanal 22.1 sind je nach Zustand des Injektors miteinander fluidisch verbunden oder abgesperrt. Jede Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 weist eine Aufnahmebohrung 1.2 (siehe 2) auf. Diese Aufnahmebohrung 1.2 nimmt die Hochdruckdüse 22 auf. Die Aufnahmebohrung 1.2 mündet in den Brennraum 1.1. Somit mündet auch der Hochdruckdüsenkanal 22.1 in den Brennraum 1.1 der Hubkolbenbrennkraftmaschine 1.
Der Injektor 21 weist einen Niederdruckausgang 21.2 auf. Der Versorgungsanschluss 21.1 und der Niederdruckausgang 21.2 sind je nach Zustand des Injektors miteinander fluidisch verbunden oder getrennt. An den Niederdruckausgang 21.2 ist eine Niederdruckleitung 23 angeschlossen. Diese Niederdruckleitung 23 mündet in einen Einlasskanal 3.1 der Zylindereinheit in dessen Brennraum 1.1 die Hochdruckdüse 22 mündet. Siehe zum Beispiel die 4 und 5.
Injektoranordnung
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Hubkolbenbrennkraftmaschine durchdringt die Aufnahmebohrung 1.2 die Zylinderlaufbahn 2.1 des Zylinderkurbelgehäuses 2.
In 2 ist diese Durchdringung im Detail dargestellt. Der Kolben 6 befindet sich in 2 in seiner höchst möglichen Stellung, d.h. im oberen Totpunkt. Die Aufnahmebohrung 1.2 ist so angeordnet, dass der tiefste Punkt der Durchdringung mit der Zylinderlaufbahn 2.1 oberhalb des erster Kolbenringes 9 liegt, wenn sich der Kolben 6 wie in 2 dargestellt, im oberen Totpunkt befindet. Auf diese Weise wird vermieden, dass der erste Kolbenring 9 die Aufnahmebohrung 1.2 überfährt.
Vorzugsweise ist die Injektorachse 21.3 gegenüber der Zylinderkopfflanschfläche 2.2 um den Neigungswinkel 1.3 geneigt. Dadurch wird der Bauraumbedarf für den Injektor oberhalb der durch die Zylinderkopfflanschfläche 2.2 definierten Ebene reduziert.
Vorzugsweise liegt die Injektorachse 21.3 in der zu 2 gehörigen Schnittebene. Eine zu dieser Ebene parallelversetzte Anordnung der Aufnahmebohrung 1.2 ist möglich. Ebenso kann die Injektorachse 21.3 auch gegenüber dieser Ebene geneigt angeordnet sein. Dabei kann die Injektorachse 21.3 die Zylinderachse 1.4 schneiden oder windschief zu ihr angeordnet sein.
Eine optimale Anordnung der Aufnahmebohrung 1.2 kann z.B. durch eine Strömungssimulation gefunden werden. Ein mögliches Optimierungsziel ist es, einen hohen Homogenisierungsgrad der Brenngas-Luft-Mischung zu erzielen. Es kann aber auch ein Ziel sein, bestimmte örtliche Unterschiede im Brenngas-Luftverhältnis zu erzielen.
Neben der dargestellten Injektoranordnung kann die Aufnahmebohrung 1.2 auch im Zylinderkopf 3 erfolgen, d.h. in analoger Weise wie bei einer Benzindirekteinspritzung.
Die dargestellte Injektoranordnung weist gegenüber einer Anordnung im Zylinderkopf den Vorteil auf, dass im Prinzip jeder existierende Benzin- oder Dieselmotor mit vergleichsweise geringem Änderungsaufwand zu einem Gasmotor mit Direktgaseinblasung umgerüstet werden kann. Die notwendigen konstruktiven Änderungen beschränken sich im Wesentlichen auf das Zylinderkurbelgehäuse.
Beschreibung eines Injektors mit nach außen öffnender Düse (Variante I)
In den 6 bis 9 werden zwei vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Gaseinblasevorrichtungen (Injektoren) illustriert. Beide Ausgestaltungen weisen einen Injektor je Motorzylinder auf. Die beiden Ausgestaltungen der Gaseinblasevorrichtung unterscheiden sich in der Ausgestaltung des Injektors. In den 6 bis 8 wird ein nach außen öffnender Injektor dargestellt. In der 9 wird ein nach innen öffnender Injektor dargestellt.
6 zeigt einen Längsschnitt durch den Injektor 21. Dieser umfasst einen ersten absperrbaren Brenngasaustritt 21.4. In 8 ist dieser Brenngasaustritt geöffnet. Es besteht in diesem Zustand eine Fluidverbindung zwischen dem Versorgungsanschluss 21.2 und dem Brennraum 1.1 infolge dessen Brenngas in den Brennraum 1.1 einströmen kann.
Dieser erste absperrbare Brenngasaustritt 21.4 wird durch eine fest stehende Ventilsitzplatte 25 und eine Ventilplatte 26 ausgebildet. An einer ersten Stirnseite der zylindrischen Ventilsitzplatte 25 ist eine plane Dichtfläche 25.1 ausgebildet. An einer ersten Stirnseite der zylindrischen Ventilplatte 26 ist eine weitere plane Dichtfläche 26.1 ausgebildet. Diese beiden planen Dichtflächen bilden zusammen einen Flachsitz aus. In 6 ist dieser erste absperrbare Brenngasaustritt 21.4 in geschlossenem Zustand dargestellt. Die Ventilplatte 26 wird gegen die plane Dichtfläche 25.1 gepresst. Die im Flachsitz entstehende Flächenpressung bewirkt die gewünschte Abdichtung.
Die fest stehende Ventilsitzplatte 25 weist mindestens eine Austrittsöffnung 25.2 auf, welche die plane Dichtfläche 25.1 vorzugsweise normal durchdringt. Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise rund. Zur Darstellung einer geforderten gesamten Öffnungsquerschnittsfläche werden mehrere Austrittsöffnungen vorzugsweise mit äquidistanter Winkelteilung um die Injektorachse 21.3 herum mit vorzugsweise jeweils konstantem radialem Abstand zur Injektorachse angeordnet. Der Hub der Ventilplatte 26 ist so zu bemessen, dass die zylindrische Abströmfläche 21.4.1 mindestens der Summe der Querschnittsflächen aller Austrittsöffnungen 25.2 entspricht.
Die Austrittsöffnungen 25.2 werden von einem in der Ventilsitzplatte 25 eingearbeiteten Ringraum 25.4 und einer entsprechenden Anzahl von Verbindungskanälen 25.3 mit Brenngas versorgt.
Die planen Dichtflächen der Ventilsitzplatte 25 und der Ventilplatte 26 müssen einen entsprechenden Verschleißschutz aufweisen. Dieser kann durch geeignete Beschichtungen dargestellt werden. Die Ventilsitzplatte 25 und die Ventilplatte 26 können auch aus einem verschleißunempfindlichen Material gefertigt werden, z.B. aus einem keramischen Werkstoff.
Dadurch, dass die bewegliche Ventilplatte 26 auf der Brennraumseite angeordnet ist, bewirkt der im Brennraum wirksame Gasdruck eine Verstärkung der Abdichtwirkung des Absperrorgans. Die Ventilfeder 31 übt eine weitere in Schließrichtung wirkende Kraft aus. Diese Federkraft ist so zu bemessen, dass in Phasen, in denen der im Brennraum 1.1 herrschende Druck niedriger ist als der Brenngasanschlussdruck, ein ungewolltes Öffnen verhindert wird.
Die Federkraft wird mittels des Führungskolbens 30 auf die Ventilplatte 26 übertragen. Der Führungskolben 30 vermag die Ventilplatte 26 in einer festen radialen Position in Bezug zur Injektorachse 21.3 zu halten. Auf diese Weise bilden die Führungshülse 34 und die Ventilplatte 26 einen Ringraum mit einer axialen Abströmfläche 21.4.2 aus. Auch diese Fläche sollte mindestens der Summe der Querschnittsflächen aller Austrittsöffnungen 25.2 entsprechen. Der Führungskolben 30 weist mindestens eine radiale Öffnung 30.1 auf, durch welche das Brenngas hindurch strömen kann und in den Federraum 30.2 des Führungskolbens 30 gelangen kann. Die Federkraft stützt sich über ein Federauflager 32 gegenüber der fest stehenden Führungshülse 34 ab. Das Federauflager 32 weist eine zur Injektorachse 21.3 vorzugsweise koaxial angeordnete Öffnung 32.1 auf, durch welche das Brenngas in den Hochdruckdüsenkanal 22.1 einströmen kann.
Die brennraumseitige Anordnung der Ventilplatte 26 und der Ventilfeder 31 werfen zwei Probleme auf. Die Ventilfeder 31 kommt mit heißem Gas in Berührung. Es besteht die Gefahr, dass die sich einstellende Materialtemperatur in der Ventilfeder 31 einen höheren als den zulässigen Temperaturwert annimmt. Abhilfe könnte hier ein entsprechend temperaturfester Federwerkstoff bieten. Eine weitere Abhilfemöglichkeit könnte dadurch geschaffen, indem die Ventilfeder 31 im zweiten Druckraum 21.6 angeordnet wird. Der Öffnerstift 29 müsste dann im Stande sein, eine Zugkraft zwischen der Ventilplatte 26 und dem Aktuatorkolben 27 übertragen zu können, was mit bekannten konstruktiven Prinzipien aber darstellbar ist.
Das zweite Problem stellt das vergleichsweise große Schadvolumen in der Hochdruckdüse 22 und in der Führungshülse 34 dar. Es wird deshalb von Schadvolumen gesprochen, da die Wärme, die in diesem Volumen durch Verbrennung freigesetzt wird, größtenteils über die festen Bauteile abgeleitet wird und somit nicht zur Wandlung in Kolbenarbeit genutzt werden kann.
Der Einbau einer Flammensperre im Hochdruckdüsenkanal 22.1 möglichst nahe der Eintrittsstelle in den Brennraum 1.1 kann für beide beschriebenen Probleme wirksam Abhilfe schaffen. Brenngas rechts der Flammensperre würde nicht an der Verbrennung teilnehmen und die Ventilfeder 31 würde nicht mit heißem Gas in Kontakt kommen. Flammensperren können durch Kanäle oder Siebe realisiert werden. Flammensperren gehören zum Stand der Technik.
Dieser erste absperrbare Brenngasaustritt 21.4 wird durch einen pneumatischen Aktuator aktiv geöffnet. Dieser Aktuator umfasst einen Aktuatorkolben 27 und einen Aktuatorzylinder 28 wie in 8 zu sehen. Der Aktuatorkolben 27 ist mit einer entsprechend engen Passung in dem Aktuatorzylinder 28 geführt. Die zylindrische Lauffläche 28.1 ist als Durchgangsbohrung ausgeführt und wird vorzugsweise durch Honen auf die geforderte präzise zylindrische Form feinbearbeitet. Über die beiden Stirnseiten des Aktuatorzylinders 28 wird der Aktuatorzylinder 28 fest im Injektorgehäuse 24 eingespannt. An den Stirnseiten des Aktuatorkolbens 27 werden Druckräume ausgebildet.
Ein erster Druckraum 21.5 wird durch die zylindrische Lauffläche 28.1, den Aktuatorkolben 27 und die Leitplatte 40 begrenzt. Der erster Druckraum 21.5 steht über einen Verbindungskanal 40.1 permanent mit dem Versorgungsanschluss 21.1 in Fluidverbindung, d.h. im ersten Druckraum herrscht permanent der Brenngasanschlussdruck.
Ein zweiter Druckraum 21.6 wird durch die zylindrische Lauffläche 28.1, den Aktuatorkolben 27 und die Ventilsitzplatte 25 begrenzt. Der in diesem zweiten Druckraum 21.6 herrschende Druck kann gezielt eingestellt werden. Auf diese Weise kann zwischen den beiden Druckräumen eine Druckdifferenz erzeugt werden, die zur Entstehung einer resultierenden Kraft führt.
Der zweite Druckraum 21.6 steht über eine Zuströmblende 25.5 und einen Verbindungskanal 25.3 mit dem Versorgungsanschluss 21.2 in Fluidverbindung. Im Verbindungskanal 25.3 herrscht somit der gleiche Druck wie im Versorgungsanschluss 21.2.
Die Pilotventilsitzplatte 41 und die Kugel 43 bilden einen zweiten absperrbaren Brenngasaustritt 21.7 aus. Wie in 6 zu sehen, steht dieser zweite absperrbare Brenngasaustritt 21.7 permanent mit dem Niederdruckausgang 21.2 des Injektors 21 über eine Niederdruckabströmleitung 21.8 in Fluidverbindung. Der zweite Brenngasaustritt 21.7 ist über eine Niederdruckleitung 23 (siehe 3) mit einem Einlasskanal 3.1 verbunden, so dass im Niederdruckausgang 21.2 des Injektors 21 und der Niederdruckabströmleitung 21.8 der Druck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine herrscht. Der Druck im Ansaugtrakt ist sehr viel niedriger als der im Versorgungsanschluss 21.1 herrschende Brenngasanschlussdruck.
Weil der zweite Brenngasaustritt 21.7 über die Niederdruckleitung 23 in den Einlasskanal 3.1 mündet, ist das durch den zweiten Brenngasaustritt 21.7 strömenden Brenngas nicht verloren; es wird vielmehr über den Einlasskanal 3.1 dem Brennraum der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.
Das Brenngas kann wahlweise über den ersten Brenngasaustritt 21.4 direkt in den Brennraum bzw. den Zylinderraum einer Brennkraftmaschine eingeblassen werden oder in den Ansaugtrakt bzw. einen Einlasskanal 3.1 eingeblasen werden. Von dort wird das Brenngas zusammen mit der Verbrennungsluft in den Brennraum angesaugt, bzw. bei aufgeladenen Motoren gepresst.
Eine mit dem erfindungsgemäßen Injektor ausgestattete Brennkraftmaschine kann wahlweise mit äußerer oder innerer Gemischbildung betrieben werden. Daraus können die Vorteile beider Betriebsweisen in einer Brennkraftmaschine realisiert und die systemimmanenten Nachteile beider Betriebsweisen weitestgehend eliminiert werden.
Nicht alle Abschnitte der Niederdruckabströmleitung 21.8 sind in 6 sichtbar; sie werden teilweise von dem Hubmagnet 54 verdeckt. Die nicht sichtbaren Abschnitte der Niederdruckabströmleitung 21.8 können über mehrere Leitungsabschnitte oder Bohrungen realisiert werden, welche nicht weiter beschrieben werden. Es sei lediglich erwähnt, dass die Niederdruckabströmleitung 21.8 so auszuführen ist, dass ihr (Durch-)Strömungswiderstand wesentlich geringer ist als der (Durch-)Strömungswiderstand durch die Zuströmblende 25.5.
Auf diese Weise können mit dem zweiten absperrbaren Brenngasaustritt 21.7 zwei definierte stationäre Druckzustände im zweiten Druckraum 21.6 aufprägt werden.
Bei geschlossenem Zustand des zweiten absperrbaren Brenngasaustrittes 21.7 strömt Brenngas durch die Zuströmblende 25.5 hindurch in den zweiten Druckraum 21.6 bis in beiden Druckräumen 21.5 und 21.6 derselbe Druck herrscht. Die resultierende Kraft auf den Aktuatorkolben 27 wird zu null.
Bei geöffnetem Zustand des zweiten Brenngasaustrittes 21.7 wird dem zweiten Druckraum 21.6 der in dem Niederdruckausgang 21.2 herrschende niedrige Druck aufgeprägt. Im zweiten Druckraum 21.6 herrscht der gleiche Druck wie im Niederdruckausgang 21.2. Da der im Niederdruckausgang 21.2 herrschende Druck (= Druck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine) wesentlich geringer ist, als der im ersten Druckraum 21.5 herrschende Brenngasanschlussdruck, wirkt bei geöffnetem zweiten Brenngasaustrittes 21.7 auf den Aktuatorkolben 27 eine (in 6 und 8 nach links gerichtete) Öffnungskraft, welche über den Öffnerstift 29 auf die Ventilplatte 26 übertragen wird. Diese Öffnungskraft ist größer als die Kraft der Ventilfeder 31, so dass die Ventilplatte 26 von der Dichtfläche 25.1 der Ventilsitzplatte 25 abgehoben wird und der erste absperrbare Brenngasaustritt 21.4 in den in 7 und 8 dargestellten geöffneten Zustand überführt wird.
Zum Öffnen oder Schließen des zweiten absperrbaren Brenngasaustrittes 21.7 kann ein federvorgespannter Hubmagnet 54 verwendet werden. Derartige federvorgespannten Hubmagnete 54 gehören zum Stand der Technik und werden hier nur soweit es für das Verständnis der Funktion der Erfindung notwendig ist beschrieben.
Der federvorgespannte Hubmagnet 54 umfasst einen Magnetkern 47 und einen axial beweglich gelagerten Anker 45. Die um den Magnetkern 47 gewickelte Spule 48 erzeugt bei elektrischer Bestromung eine in den 6 bis 8 nach rechts gerichtete Anzugskraft auf den Anker 45, welche der nach links gerichteten Druck- oder Schließkraft einer Ankerrückstellfeder 49 entgegenwirkt.
Im unbestromten Zustand wirkt nur die Schließkraft der Ankerrückstellfeder 49 auf den Anker 45. In Folge dessen presst der Anker 45 die Kugel 43 gegen einen Sitzkegel 41.1 in der Pilotventilsitzplatte 41. Der zweite absperrbare Brenngasaustritt 21.7 ist in diesem Zustand geschlossen.
Im bestromten Zustand der Spule 48 überwindet die auf den Anker 45 wirkende Anzugskraft die Schließkraft der Feder 49 und die Kugel 43 wird durch die an ihr wirkenden Druckdifferenz von dem Sitzkegel 41.1 der Pilotventilsitzplatte 41 abgehoben. Der zweite absperrbare Brenngasaustritt 21.7 ist in diesem Zustand geöffnet.
Die Passung zwischen Aktuatorkolben 27 und der zylindrischen Lauffläche 28.1 des Aktuatorzylinders 28 muss so beschaffen sein, dass bei geöffnetem zweitem absperrbarem Brenngasaustritt 21.7 nur ein geringer Leckagestrom vom ersten Druckraum 21.5 in den zweiten Druckraum 21.6 überströmt.
Um diesen Leckagestrom weiter zu minimieren, können Dichtringe verwendet werden, z.B. aus PTFE. Eine vollumfängliche Unterdrückung der Leckage lässt sich mit einer elastischen Membran realisieren. Eine solche Membran trennt anstelle des Aktuatorkolbens 27 die beiden Druckräume 21.5 und 21.6.
Die dargestellte Ausgestaltung des Injektors 21 erlaubt eine sehr kostengünstige Herstellung. Es wird vorzugsweise aus einem gegen Wasserstoffversprödung unempfindlichen Stahl gefertigt, z.B. aus dem gut zu zerspanenden austenitischen Edelstahl 1.4301. Aluminiumlegierungen kommen aufgrund der vergleichsweise geringen mechanischen Belastung ebenfalls in Frage.
Im Inneren des Injektorgehäuses 24 wird eine zylindrische Aufnahmefläche 24.1 und eine (plane) Anlagefläche 24.2 ausgebildet. Die Ventilsitzplatte 25, der Aktuatorzylinder 28, die Leitplatte 40 und die Pilotventilsitzplatte 41 werden über einen an der Führungshülse 34 ausgeführten Bund 34.1 mittels einer Spannmutter 37 axial verspannt und gegen die (plane) Anlagefläche 24.2 gepresst.
Mittels einer Pratze 38 und zwei Schrauben 55 je Injektor wird der Injektor 21 gegen das Zylinderkurbelgehäuse 2 gepresst. Die von der Pratze 38 aufgebrachte Spannkraft wird über die Spannmutter 37 und über den Distanzring 36 in das Zylinderkurbelgehäuse 2 geleitet.
Beschreibung eines erfindungsgemäßen Injektors mit nach innen öffnender Düse (Variante II)
9 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Injektors mit nach innen öffnender Düse. Der Aktuatorkolben 27 fungiert hierbei auch als bewegliches Element des Absperrorgans. Die Funktionsweise dieser Injektorvariante ist analog zu der Funktionsweise der ersten Variante.
Der Vorteil dieser Variante ist, dass das Schadvolumen geringer ist und die Ventilfeder 31 nicht mit heißen Gasen in Berührung kommen kann.
Der Nachteil dieser Variante ist, dass die Ventilfeder 31 eine wesentlich größere Federkraft aufbringen muss als bei der ersten Variante, da ein ungewolltes Öffnen durch den im Brennraum 1.1 wirkenden Druck verhindert werden muss. Je höher der Gaseinblasedruck gewählt wird, desto geringer ist der Federkraftbedarf.
Betriebsweise der Gaseinblasevorrichtung
Nach Einschalten des Spulenstroms wird nach einer ersten Zeitspanne Δt₁ der zweite absperrbare Brenngasaustritt 21.7 öffnen. Während einer zweiten Zeitspanne Δt₂ wird der Druck im zweiten Druckraum 21.6 auf das Niveau des am Niederdruckausgang 21.2 herrschenden Druckes abfallen. Während dieser Zeitspanne wird eine Brenngasmasse m_ND1 über die Niederdruckleitung 23 in den Einlasskanal 3.1 strömen. Diese Brenngasmasse ist vom Brenngasanschlussdruck und vom anfänglichen Volumen des zweiten Druckraumes 21.6 abhängig. Während einer dritten Zeitspanne Δt₃ wird der Aktuatorkolben 27 vollständig verfahren und es wird währenddessen eine Brenngasmasse m_ND2 über die Niederdruckleitung 23 in den Einlasskanal 3.1 strömen. Während einer vierten Zeitspanne Δt₄ sind beide absperrbaren Brenngasaustritte 21.4 und 21.7 geöffnet. Während dieser Zeitspanne wird eine Brenngasmasse m_HD in den Brennraum 1.1 strömen und eine Brenngasmasse m_ND3 wird über die Niederdruckleitung 23 in den Einlasskanal 3.1 strömen. In Summe wird die Brenngasmasse m_ND = m_ND1 + m_ND2 + m_ND3 in den Einlasskanal 3.1 strömen und die Brenngasmasse m_HD strömt in den Brennraum 1.1.
Es kann ein Betriebsparameter der Gaseinblasevorrichtung definiert werden, der als Aufteilungsparameter „a“ bezeichnet wird: $a = \frac{m_{H D}}{m_{H D} + m_{N D}}$
Bei mittleren und hohen Motorlasten ist es wünschenswert, wenn möglichst viel Brenngas in den Brennraum 1.1 strömt. Der Aufteilungsparameter sollte somit so hoch wie möglich sein. Der Aufteilungsparameter ergibt sich aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung und aufgrund der realisierten Dichtheit der Passung zwischen Aktuatorkolben 27 und Aktuatorzylinder 28 und aufgrund des Widerstandes der Zuströmblende 25.5.
Bei niedrigen Motorlasten ist es wünschenswert, wenn auch ein nennenswerter Anteil in den Einlasskanal 3.1 strömt, da bei niedriger Last die Verdrängungswirkung des Brenngases erwünscht ist, um die Drosselverluste beim Ladungswechsel zu verringern.
Der Aufteilungsparameter kann gezielt verringert werden, indem der Spulenstrom während des Einblasevorganges nicht andauernd eingeschaltet ist, sondern pulsiert. Bei entsprechend kurzer Spulenbestromung strömt die Brenngasmasse m_ND1 über die Niederdruckleitung 23 in den Einlasskanal 3.1. Der Aktuatorkolben 27 hat sich noch nicht in Bewegung gesetzt und folglich ist noch kein Brenngas in den Brennraum 1.1 geströmt. Danach wird der Spulenstrom abgeschaltet und der zweite Druckraum 21.6 wird über die Zuströmblende 25.5 wieder aufgefüllt. Durch eine erneute kurze Spulenbestromung kann der zweite Druckraum 21.6 wieder entspannt werden und die Brenngasmasse m_ND1 strömt ein weiteres Mal in den Einlasskanal 3.1. Diese Sequenz kann so oft wiederholt werden, bis die gewünschte Brennstoffmasse in den Einlasskanal 3.1 geströmt ist. Im Extremfall kann der Aufteilungsparameter auf null gesenkt werden. Durch eine entsprechende Abfolge von Bestromungen kann der Aufteilungsparameter kontinuierlich zwischen null und einem systemimmanenten Maximalwert variiert werden.
Zur Dimensionierung des Injektors:
Annahmen eines Auslegungsbeispiels für einen H2-Motor im Nennleistungspunkt:

Hubraum eines Motorzylinders, V_h = 0,5 dm³
Brenngasanschlussdruck, p_inj = 20 bar
Kurbelwinkelbereich nach UT währenddessen der Druck im Brennraum geringer als 10 bar ist, Δα; = 126°
Motordrehzahl, n_Mot = 6000 min^-1
Effektiver Mitteldruck, p_me = 14 bar
Effektiver Wirkungsgrad, η_e = 0,4
Aufteilungsparameter, a = 1
Verfügbares Zeitfenster zum Einblasen in den Brennraum, Δt_inj = 3,5 ms
Stationärer Brennstoffmassenstrom durch den Injektor, ṁ_stat = 4,13 g/s.
Effektiver Öffnungsquerschnitt des ersten absperrbaren Brenngasaustrittes (21.4), A_eff = 3,33 mm².
Unter Annahme eines Düsendurchflussbeiwertes von 0,6 ergibt sich ein erforderlicher geometrischer Öffnungsquerschnitt von A_geom = 5,55 mm².

Bezugszeichenliste

1: Hubkolbenbrennkraftmaschine
1.1: Brennraum
1.2: Aufnahmebohrung
1.3: Neigungswinkel
1.4: Zylinderachse
2: Zylinderkurbelgehäuse
2.1: Zylinderlaufbahn
2.2: Zylinderkopfflanschfläche
3: Zylinderkopf
3.1: Einlasskanal
3.2: Auslasskanal
4: Kurbelwelle
5: Pleuelstange
6: Kolben
7: Einlassventil
8: Auslassventil
9: erster Kolbenring
10: Zylinderkopfdichtung
20: Gaseinblasevorrichtung
21: Injektor
21.1: Versorgungsanschluss
21.2: Niederdruckausgang
21.3: Injektorachse
21.4: erster absperrbarer Brenngasaustritt
21.4.1: zylindrische Abströmfläche
21.4.2: axiale Abströmfläche
21.5: erster Druckraum
21.6: zweiter Druckraum
21.7: zweiter absperrbarer Brenngasaustritt
21.8: Niederdruckabströmleitung
22: Hochdruckdüse
22.1: Hochdruckdüsenkanal
23: Niederdruckleitung
24: Injektorgehäuse
24.1: zylindrische Aufnahmefläche
24.2: plane Anlagefläche
25: Ventilsitzplatte
25.1: plane Dichtfläche
25.2: Austrittsöffnung
25.3: Verbindungskanal
25.4: Ringraum
25.5: Zuströmblende
26: Ventilplatte
26.1: plane Dichtfläche
27: Aktuatorkolben
28: Aktuatorzylinder
28.1: zylindrische Lauffläche
29: Öffnerstift
30: Führungskolben
30.1: radiale Öffnung
30.2: Federraum
31: Ventilfeder
32: Federauflager
32.1: Öffnung
33: Sicherungsring
34: Führungshülse
34.1: Bund
35: O-Ring
36: Distanzring
37: Spannmutter
38: Pratze
39: O-Ring
40: Leitplatte
40.1: Verbindungskanal
41: Pitotventilsitzplatte
41.1: Sitzkegel
42: O-Ring
43: Kugel
44: Ausgleichselement
45: Anker
46: Topfmagnetgehäuse
47: Magnetkern
48: Magnetspule
49: Ankerrückstellfeder
50: O-Ring
51: Überwurfmutter
52: Steckergehäuse
53: Sicherungselement
54: Hubmagnet
55: Schraube

Claims

Injektor für ein Brenngas umfassend einen (Versorgungs-) Anschluss (21.1), einen ersten Brenngas-Ausgang (21.4), einen zweiten Brenngas- Ausgang (21.7) und mindestens ein Wegeventil wobei der erste Brenngas-Ausgang (21.4) und der zweite Brenngas- Ausgang (21.7) durch das Wegeventil geöffnet und geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Brenngas-Ausgang (21.4) in den Brennraum (1.1) einer Brennkraftmaschine (1) mündet und dass der zweite Brenngas-Ausgang (21.7) in den Ansaugtrakt/den Einlasskanal (3.1) der Brennkraftmaschine (1) mündet.
Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wege-Ventil durch ein Vorsteuerventil betätigt wird.
Injektor nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil durch einen elektrischen Hubmagneten (54) oder einen Piezo-Aktor betätigt wird.
Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wege-Ventil nach außen öffnend oder nach innen öffnend ist.
Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wege-Ventil einen Flachsitz oder einen Kegelsitz aufweist.
Brennkraftmaschine mit interner Verbrennung umfassend mindestens einen Zylinder, mindestens einen Brennraum (1.1), mindestens einen Einlasskanal (3.1), mindestens einen Injektor (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und ein Steuergerät zur Steuerung des mindestens einen Injektors (21) dadurch gekennzeichnet, dass der erste Brenngas-Ausgang (21.4) in den Brennraum (1.1) einer Brennkraftmaschine (1) mündet und dass der zweite Brenngas-Ausgang (21.7) in den Ansaugtrakt/den Einlasskanal (3.1) der Brennkraftmaschine (1) mündet.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Brenngas-Ausgang (21.4) des Injektors (21) die Zylinderlaufbahn (2.1) durchdringt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Zylinder, mehrere Brennräume (1.1) und mehrere Einlasskanäle (3.1) aufweist, und dass jedem Zylinder bzw. jedem Brennraum (1.1) ein Injektor (21) zugeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, umfassend die Schritte: - Ansteuern jedes Injektors (21) in Abhängigkeit von Drehmomentanforderung [Nm] und/oder Drehzahl [1/min], so dass die Menge des einzublasenden Brenngases ganz oder teilweise über den zweiten Brenngas-Ausgang (21.7) des oder der Injektoren (21) in den oder die Einlasskanäle (3.1) der Brennkraftmaschine (1) eingeblasen werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des über den ersten Brenngas-Ausgang (21.4) direkt eingeblasenen Brenngases mit zunehmender Drehmomentanforderung zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des über den ersten Brenngas-Ausgang (21.4) direkt eingeblasenen Brenngases mit zunehmender Drehzahl abnimmt.
Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck (p) des Brenngases im Tank erfasst wird, und dass unterhalb eines ersten Druckgrenzwerts (p_Grenzl) die gesamte einzublasende Menge des Brenngases über den zweiten Brenngas-Ausgang (21.7) des oder der Injektoren (21) in den oder die Einlasskanäle (3.1) der Brennkraftmaschine (1) eingeblasen werden.