DE112011103078T5 - Kompressoreintrittmischersystem - Google Patents

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Abstract

Ein Kompressoreintrittmischersystem für Verbrennungsgasmotoren mit einem komprimierten Füllungsbeipasssystem umfasst einen Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischer, der passend zu dem Füllungsbypasssystem angeschlossen ist, um das Druckgefälle zwischen der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung und dem bei geringem Druck vorliegenden Kraftstoff zu reduzieren. Ein einzelner Volumenhauptmischer ist an den Kompressoreinlass stromabwärts des Vormischers angeschlossen, um den Fluss aus vorgemischter Füllung und Luft zu mischen und ein Mischgas für den Kompressoreinlass bereitzustellen. Folglich wird die Notwendigkeit eines separaten Volumens für einen Kraftstoffmischer und einen Bypassmischer eliminiert und ein einzelnes Volumen am Kompressoreinlass bereitgestellt. Die Positionseinschränkung zum notwendigen Positionieren der Volumen am Kompressoreinlass wird durch Bereitstellen eines Vormischers ebenfalls umgangen.

Description

  • FACHGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Verbrennungsgasmotoren.
  • HINTERGRUND
  • Viele Verbrennungsgasmotoren weisen Bypasssysteme auf. Ein Kompressorbypasssystem leitet überschüssige unter Druck stehende Füllung (Luft und Kraftstoff) von einem Kompressorauslass ab und führt die Füllung einem Kompressoreinlass wieder zu, wodurch sie durch Rückführen des komprimierten Gases zu dem Kompressoreinlass am Motor vorbeiläuft. Das Kraftstoffsystem des Motors nimmt Kraftstoff mit geringem Druck von einer Kraftstoffquelle auf und mischt es im Kompressorlufteinlass. Die auf dem Fachgebiet bekannten Systeme erfordern separate Mischer, um das Druckgefälle zwischen dem bei hohem Druck vorliegenden Kompressorbypasssystem und dem bei geringem Druck vorliegenden Kraftstoffsystem zu bewältigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Kompressoreintrittmischersystem für Verbrennungsgasmotoren mit einem komprimierten Füllungs-Bypass-System bereitgestellt, das einen Kompressor, eine Bypassfüllungsleitung, die stromabwärts des Kompressors angeschlossen ist, um eine mit hohem Druck vorliegende Bypassfüllung zum Rückführen vom Kompressor zu leiten, ein Bypasssteuerventil, das ausgelegt ist, einen Bypassfüllungsfluss durch die Bypassfüllungsleitung zu leiten, eine Kraftstoffzufuhrleitung, die zum Leiten von mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoff ausgelegt ist, ein Kraftstoffsteuerventil und eine Luftzufuhrquelle aufweist, wobei das Kompressoreintrittmischersystem gekennzeichnet ist durch
    • • einen Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischer, umfassend ein Vormischergehäuse, das sich entlang der Bypassfüllungsleitung stromabwärts des Bypasssteuerventils befindet, wobei der Vormischer an die Kraftstoffzufuhrleitung angeschlossen ist und ausgelegt ist, das Druckgefälle zwischen der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung und dem mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoff zu reduzieren und einen Fluss einer vorgemischten Füllung aus Kraftstoff und Bypassfüllung bereitzustellen; und
    • • einen einzelnen Volumenhauptmischer, umfassend ein Mischergehäuse, das strömungstechnisch zwischen der Luftzufuhrquelle und dem Kompressor angeschlossen ist, wobei das Mischergehäuse strömungstechnisch an die Bypassfüllungsleitung stromabwärts des Vormischergehäuses angeschlossen ist, um den Fluss aus vorgemischter Füllung und Luft von der Luftzufuhrquelle zu mischen und dem Kompressor ein Mischgas bereitzustellen.
  • Vorzugsweise ist das Mischergehäuse gemäß dieser Offenbarung vom Vormischergehäuse beabstandet.
  • Typischerweise ist der Bypassfüllungs- und Kraftstoffmischer gemäß dieser Offenbarung eine Venturipumpe.
  • Vorzugsweise weist der Bypassfüllungs- und Kraftstoffmischer gemäß dieser Offenbarung auf:
  • • eine im Vormischergehäuse angeordnete Gaskammer, wobei die Gaskammer an die bei geringem Druck vorliegende Kraftstoffzufuhrleitung und die Bypassfüllungsleitung angeschlossen ist;
    • • eine Bypassdüse, die passend zu der Bypassfüllungsleitung angeschlossen und in der Gaskammer angeordnet ist, wobei die Bypassdüse derart ausgelegt ist, dass sie einen konvergierenden Abschnitt aufweist, um Druckenergie der Bypassfüllung in kinetische Energie umzuwandeln und den Kraftstoff von der Kraftstoffzufuhrleitung anzusaugen, um den Fluss aus einer vorgemischten Füllung aus Kraftstoff und Bypassfüllung in der Gaskammer bereitzustellen; und
    • • einen Diffusor, der stromabwärts des Vormischergehäuses angeschlossen ist, wobei der Diffusor ausgelegt ist, den Fluss aus einer vorgemischten Füllung aus Kraftstoff und Bypassfüllung von der Gaskammer aufzunehmen und die kinetische Energie zurück zu einem Förderdruck umzuwandeln.
  • Typischerweise weist das Hauptmischergehäuse gemäß dieser Offenbarung auf:
    • • einen Hauptkörper, der einen Lufteinlass bildet, der ausgelegt ist, Luft von der Luftzufuhrquelle aufzunehmen;
    • • ein einzelnes Misch- und Verteilervolumen, dass sich ringförmig um den Hauptkörper erstreckt, wobei das Misch- und Verteilervolumen ausgelegt ist, den Fluss aus vorgemischter Füllung über eine Einlassöffnung aufzunehmen und die vorgemischte Füllung weiter mischt und verteilt;
    • • eine Mehrzahl an rund um beabstandeten Öffnungen, die im Hauptkörper ausgebildet sind;
    • • eine Mischkammer, die ausgelegt ist, den Fluss aus vorgemischter Füllung über die Öffnungen aufzunehmen und die Luft mit der vorgemischten Füllung zu mischen, um das Mischgas zu erzeugen; und
    • • einen Mischgasauslass, der ausgelegt ist, das Mischgas an den Kompressor abzugeben.
  • Zudem umfasst die Bypassfüllung gemäß dieser Offenbarung einen normalen Bypassfluss und einen Leckverlustfluss der Füllung.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Kompressoreintrittmischersystem zum Mischen von mit hohem Druck vorliegender Bypassfüllung, mit geringem Druck vorliegendem Kraftstoff und Luft für Verbrennungsgasmotoren bereitgestellt, wobei das System aufweist:
    • • Mittel zum Aufnehmen der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung in einer Gaskammer eines Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischers;
    • • Mittel zum Umwandeln von Druckenergie der Bypassfüllung in kinetische Energie;
    • • Mittel zum Ansaugen des mit niedrigen Druck vorliegenden Kraftstoffs in die Gaskammer;
    • • einen ersten Mischer, der ausgelegt ist, die Bypassfüllung mit dem Kraftstoff zu mischen, um einen Fluss aus vorgemischter Füllung bereitzustellen;
    • • Mittel zum Umwandeln von kinetischer Energie der vorgemischten Füllung zurück zu einem Förderdruck;
    • • Zufuhrmittel zum Zuführen der vorgemischten Füllung zu einem Hauptmischer; und
    • • einen zweiten Mischer, der zum Mischen der vorgemischten Füllung mit Luft im Hauptmischer ausgelegt ist.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Mischen von Kompressoreintritt von mit hohem Druck vorliegender Bypassfüllung, mit geringem Druck vorliegendem Kraftstoff und Luft für Verbrennungsgasmotoren bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist:
    • • Aufnahme der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung in einer Gaskammer eines Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischers;
    • • Umwandeln von Druckenergie der Bypassfüllung in kinetische Energie;
    • • Ansaugen des mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoffs in die Gaskammer;
    • • Mischen der Bypassfüllung mit Kraftstoff, um einen Fluss aus vorgemischter Füllung bereitzustellen;
    • • Umwandeln von kinetischer Energie der vorgemischten Füllung zurück zu einem Förderdruck;
    • • Zuführen der vorgemischten Füllung zu einem Hauptmischer; und
    • • Mischen der vorgemischten Füllung mit Luft im Hauptmischer.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN
  • Die Offenbarung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt, in welchen
  • 1 ein Fließdiagramm eines auf dem Fachgebiet bekannten-Kompressoreintrittmischersystems für Gasmotoren veranschaulicht;
  • 2 Details des Hauptmischers des Systems von 1 veranschaulicht;
  • 3 eine Schnittansicht des Hauptmischers von 2 veranschaulicht;
  • die 4a und 4b Details des Kraftstoffmischers von 3 veranschaulichen;
  • die 5a und 5b Details des Bypassmischers von 3 veranschaulichen;
  • 6 ein Fließdiagramm eines Kompressoreintrittmischersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • 7 Details des Hauptmischers des Systems von 6 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
  • die 8a und 8b eine Schnittansicht des Hauptmischers von 7 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen; und
  • 9 Details des Bypass- und Kraftstoffmischers von 6 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN
  • Die Offenbarung wird nun mit Bezug auf die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschrieben. Die Ausführungsform schränkt den Umfang und Bereich der Offenbarung nicht ein. Die Beschreibung bezieht sich nur auf die beispielhafte bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung und deren vorgeschlagene Anwendungen.
  • Die Zeichnungen und die Beschreibung hierzu sind lediglich veranschaulichend und verkörpern die Erfindung und schränken deren Umfang in keinster Weise ein.
  • Gängige auf dem Fachgebiet bekannte Bypasssysteme sind notwendigerweise mit zwei Volumen am Kompressoreinlass versehen.
  • 1 veranschaulicht ein Fließdiagramm eines auf dem Fachgebiet bekannten Kompressoreintrittmischersystems für Gasmotoren und ist allgemein mit der Nummer 100 angegeben. Das Fließdiagramm veranschaulicht, wie zwei Volumen, nämlich ein Kraftstoffmischer und ein separater Bypassmischer als getrennte Kammern in einem Hautmischer bereitgestellt sind, um das Druckgefälle zwischen einem bei hohem Druck vorliegenden Kompressorbypasssystem und einem bei geringem Druck vorliegenden Kraftstoffsystem im Hauptmischer zu bewältigen. Die gestrichelten Pfeile zu und von einem Motordrosselventil, einem Kompressor-Bypassventil und einem Kraftstoffsteuerventil stellen Signale zu und von einem ECM (Electronic Control Module; elektronisches Steuermodul) dar. Der Fluss von Motorfüllung, Kompressor-Bypass- und Kraftstoffzufuhr sind durch die Pfeile mit variierender Dicke angegeben.
  • 2 veranschaulicht Details des Hauptmischers des Systems von 1 und ist allgemein durch die Nummer 200 angegeben. Eine Kraftstoffeinlassöffnung ist durch die Nummer 210 angegeben, Luft tritt durch eine Lufteinlassöffnung ein, wie durch die Nummer 220 angegeben, eine Bypassfüllungseinlassöffnung ist durch die Nummer 230 angegeben, und die Nummer 240 gibt die Auslassöffnung zu dem Kompressoreinlass an.
  • 3 veranschaulicht eine Schnittansicht des Hauptmischers 200 von 2. Der Kraftstoffmischer oder -verteiler ist durch die Nummer 310 angegeben, und der Bypassfüllungsmischer oder -verteiler ist durch die Nummer 330 angegeben. Der Kraftstoffverteiler 310 und der Bypassfüllungsverteiler 330 sind durch eine mit der Nummer 320 angegebene Trennwand getrennt, wodurch veranschaulicht wird, wie die beiden separaten Verteilervolumen bereitgestellt, d. h. in den Körper des Hauptmischers 200 in den auf dem Fachgebiet bekannten Systemen integriert sind. Jedes Verteilervolumen oder jede Verteilerbox 310, 330 erstreckt sich ringförmig um den Hauptmischer 300, um eine Rundumverteilung der Kraftstoff- bzw. Bypassfüllung in die Hauptmischkammer zu erhalten.
  • Die 4a und 4b veranschaulichen Details des Kraftstoffmischers von 3. Der Kraftstoff tritt durch die Kraftstoffeinlassöffnung 210 ein, die Luft tritt durch die Lufteinlassöffnung 220 ein und die Füllung für den Kompressor tritt durch die Auslassöffnung 240 aus.
  • Die 5a und 5b veranschaulichen Details des Bypassmischers von 3. Die Nummer 230 gibt den Bypassfüllungseinlass an, wohingegen die Nummern 220 und 240 allgemein den Lufteinlass bzw. die Füllung für Kompressor 240 angeben.
  • Die Anmelderin erkannte, dass mehrere Mischervolumen, die eine einheitliche Rundumverteilung von Gasen erzeugen, groß und ungünstig zu packen und daneben teuer in der Herstellung sind. Des Weiteren sind Mischervolumen durch eine Positionierungseinschränkung gekennzeichnet, indem das Anordnen der Volumen am Kompressoreinlass notwendig ist. Folglich erwies sich das gängige System mit einem Fluss wie in 1 und detailliert in den 25 veranschaulicht sowohl als teuer in der Konstruktion aufgrund dessen, dass der Kompressor eine hohe Leistungsfähigkeit erfordert, als auch als ungünstig hinsichtlich der Motorpackung
  • Daher besteht Bedarf nach einem Kompressoreintrittmischer, der die folgenden Anforderungen von Kompressorbypasssystemen für Gasmotoren erfüllen kann:
    • • vereinfachter Mischeraufbau;
    • • Eliminieren einer strengen Positionierung des Mischervolumens am Motor;
    • • günstige Motorpackung;
    • • ein kompakter Aufbau; und
    • • ein kosteneffektiver Aufbau.
  • Etliche Versuche wurden durchgeführt, um die Nachteile des Stands der Technik zu bewältigen. Beispielsweise offenbart die US-Patentanmeldung US2009/0287391 ein Motorkraftstoffsteuersystem, wobei die Motorbetriebsparameter eingesetzt werden, um das Mischverhältnis von Leitungskraftstoff und Abfallkraftstoff zu manipulieren. Die US-Patentanmeldung US2006/0092758 offenbart ein Fluidmischventauri mit einem guten Signal/Fluss-Verhältnis für eine verbesserte Reaktion. Etliche andere Versuche wie diejenigen, die in US6026787 , US6725831 , US7007930 , US7395818 , US20050053887 und WO2009033005A2 offenbart sind, zielten auf dieses Gebiet. Allerdings verwendet keine dieser Offenbarungen den Fluss durch die Bypass/Umlauf-Füllungsleitung, der Leckverlustbypassfüllungsflussenergie durch ein Bypasssteuerventil umfasst, um Ansaugung und Mischen von Bypassfüllung und Kraftstoff zu erzeugen.
  • Daher werden gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Motorsystem und ein Verfahren und ein Kompressoreintrittmischer erwogen, die die Nachteile des Stands der Technik bewältigen und die folgenden Merkmale bereitstellen:
    • • einen kompakten Aufbau;
    • • effektive Verwendung der Kompressoransaugung zur Luftansaugung;
    • • effektive Verwendung des Kompressorbypassleckverlusts zum Ansaugen des mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoffs von der Kraftstoffquelle;
    • • vereinfachter Mischeraufbau;
    • • Eliminieren einer strengen Positionierung des Mischervolumens am Motor;
    • • günstige Motorpackung; und
    • • kosteneffektiver Aufbau.
  • 6 veranschaulicht ein Fließdiagramm eines Kompressoreintrittmischersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung, das allgemein mit der Nummer 600 angegeben ist. Komprimierte Füllung 610 vom Kompressor läuft zum Motor durch einen Wärmeaustauscher 620 und die Motordrossel 630 bevor sie zu einem oder mehreren Motorzylindern, d. h. einer ersten Gruppe von Zylindern 632 und einer zweiten Gruppe von Zylindern 634 fließt.
  • Eine Teilfüllung muss zurück zum Kompressoreinlass umgeleitet werden, um während einer Lastabschaltung und niedrigen Umgebungsbedingungen eine Kompressorüberspannung zu vermeiden. Der Bypassmassenfluss durch eine Bypassfüllungsführung oder -leitung 640 wird mithilfe eines Bypasssteuerventils 650, vorzugsweise eines Ventils vom Schmetterlingstyp geleitet. Dieses Ventil 650 neigt dazu, eine gewisse Menge der Füllung durchsickern zu lassen, selbst dann, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist. Typischerweise liegt der Leckverlust in der Ordnung von 0,5% bis 1% des gesamten Motorfüllungsmassenflusses. Der normale Bypassfluss mit dem Ventil in offener Stellung oder teilweise offener Stellung und der Leckverlustfluss mit dem Ventil in geschlossener Stellung wird durch einen Bypasskraftstoffvormischer 660 geleitet, der auch Kraftstoff von einer Kraftstoffzufuhr 680 über ein Kraftstoffsteuerventil 690 aufnimmt.
  • Die Kompressorbypassfüllung, sowohl der normale Fluss als auch der Leckverlustfluss durch das Schmetterlingsventil 650 wird zum Anziehen oder Ansaugen von mit geringem Druck vorliegendem Kraftstoff von der Kraftstoffquelle oder -zufuhr 680 verwendet. Dies ermöglicht das Mischen von Kraftstoff und umgeleiteter Füllung in einer einzelnen Gaskammer vor dem Hauptmischer 700 (7). Der Hauptmischer 700 nimmt auch Luft von einer Luftzufuhrquelle auf.
  • Das System gemäß der vorliegenden Offenbarung erzielt diesen Anzieh- oder Ansaugeffekt und eliminiert eines der beiden Volumen am Kompressoreinlass (wie in 1 veranschaulicht) durch Einsatz eines sich stromaufwärts befindenden Bypass- und Kraftstoffvormischers 660. Die gestrichelten Pfeile zu und von dem Motordrosselventil, dem Kompressorventil und dem Kraftstoffsteuerventil stellen Signale zu und von einem ECM (Electronic Control Module) dar. Der Fluss der Motorfüllung, der Kompressorbypassfluss und die Kraftstoffzufuhr sind durch Pfeile mit variiernder Dicke angegeben.
  • Die 7, 8a und 8b veranschaulichen Details des Hauptmischers 700 des Systems 600 von 6 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der Hauptmischer 700 umfasst ein Mischergehäuse 702, das einen Hauptkörper 704, der einen Lufteinlass 706 ausbildet, um Luft von einer Luftzufuhrquelle über beispielsweise einen Luftfilter (nicht dargestellt) aufzunehmen, eine Mischkammer 708 zum Aufnehmen und Mischen einer Flusseinlassluft und eines Flusses aus vorgemischter Füllung aus Kraftstoff und Bypassgas, und einen Mischgasauslass 710 zum Abgeben von Mischgas an den Kompressoreinlass, umfasst. Das Mischergehäuse 702 umfasst auch ein einzelnes Misch- und Verteilervolumen oder eine ebensolche Box 712, die integral mit der Außenfläche des Hauptkörpers 704 ausgebildet oder daran angebracht ist und sich ringförmig um den Hauptkörper 704 erstreckt, um Bypassgas und Kraftstoff weiter zu mischen und diese Kombination in die Mischkammer 708 über rundum beabstandete Öffnungen 714, die im Hauptkörper 704 ausgebildet sind, zu verteilen. Die einzelne Misch- und Verteilerbox 712 umfasst eine Einlassöffnung 716 für vorgemischte Füllung (Kraftstoff und Bypass) zum Einbringen der vorgemischten Kombination in Bypassfüllung und Kraftstoff. Der Aufbau des Mischers gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei welchem die vorgemischte Füllung (Bypass und Kraftstoff) mit dem Lufteinlass gemischt wird, vereinfacht und reduziert die Größe des Mischers am Kompressoreinlass.
  • Speziell wird das axiale Maß des integrierten Misch- oder Verteilerabschnitts des Mischergehäuses 702 entlang der Längsachse des Mischergehäuses 702 minimiert und daher in Bezug auf gängige Aufbauten reduziert.
  • 9 veranschaulicht Details des Bypass und Kraftstoffvormischers von 6. Der Bypass- und Kraftstoffvormischer 660 ist vorzugsweise wie veranschaulicht eine Venturipumpe. Die Pumpe umfasst ein Vormischergehäuse 900, das eine Gaskammer (Bypass- und Kraftstoffmischer) Q2 umfasst, die an eine bei geringem Druck vorliegenden Kraftstoffzufuhrleitung 1a und eine Bypassfüllungsleitung 1b angeschlossen ist. Die mit der Nummer 1b angegebene unter Druck stehende Bypassfüllung, die jeglichen Leckverlust bei geschlossenem Ventil umfasst und vom Steuerventil 650 kommt, läuft durch den konvergierenden Abschnitt (1b nach 2b) wo Druckenergie in kinetische Energie umgewandelt wird, was eine unter geringem Druck vorliegende Region in der Kammer Q2 und folglich das Ansaugen in der Kraftstoffzufuhrleitung 1a bildet. Die Gaskammer ist als Q2 angegeben und die Bypassdüse ist als Q1 angegeben. Das Gemisch aus Bypassfüllung 910 und Kraftstoff 920 läuft dann durch den Hals Q zu einem Diffusor 930 (der sich von 2a nach 2b erstreckt), wobei die kinetische Energie zurück zu einem Förderdruck umgewandelt wird. Die Nummer 940 gibt vorgemischte Kraftstoff- und Bypassfüllung an, die dem Hauptmischer 700 (veranschaulicht in 6) unter Ausnutzung der Bypassfüllungsenergie zugeführt wird, was zu einem einzelnen Volumenmischer am Kompressoreinlass führt. Die Bypassfüllungsführung 640 (veranschaulicht in 6) umfasst einen Anschlussabschnitt 642 zum Anschließen des Vormischergehäuses 900 an das Hauptmischergehäuse 702 an der Einlassöffnung 716 für vorgemischte Füllung (Kraftstoff und Bypass). Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung befindet sich das Mischergehäuse 702 beabstandet von dem Vormischergehaäuse 900. Folglich erfordert der Hauptmischer 700 von 6 keine zwei Verteiler/Misch-Boxen oder -volumen, wie sie auf dem Fachgebiet bekannte Systeme erfordern, da die Anordnung oder das System einen sich stromaufwärts befindenden Vormischer umfasst, der das Druckgefälle zwischen Bypassfüllungs- und Kraftstoffleitung reduziert, wodurch jeglicher Gegendruck in die Kraftstoffleitung vermieden wird.
  • Der Bypass- und Kraftstoffvormischer 660, d. h. die Venturipumpe des Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist kleiner als das erforderliche Mischervolumen des gegenwärtigen Stands der Technik und kann potentiell an einer Vielzahl von Stellen am Motor positioniert werden, da der Vormischer 660 nicht physikalisch am Hauptmischer angebracht werden muss, sondern beabstandet vom Hauptmischer positioniert werden kann. Dieses Merkmal gleicht nicht gängigen Mischervolumen, die am Kompressoreinlass positioniert werden müssen, wodurch eine strenge Positionierung, die den auf den Fachgebiet bekannten Systemen aufgezwungen ist, eliminiert wird.
  • Das System gemäß der vorliegenden Offenbarung reduziert auch die Gesamthöhe des Lufteinbringungssystems des Gasmotors und verschiedene Grenzflächen wie Bypass- und Kraftstoffmischeranschlüsse an den Kompressoreinlass, was zu einem kompakten und einfachen Mischsystem führt. Durch Eliminieren von einer Misch- und Verteilerbox am Hauptmischer kann der Hauptmischerkörper kleiner gestaltet und leichter in den Packunsbeschränkungen von verschiedenen Motoren positioniert werden.
  • TECHNISCHE WEITERENTWICKLUNGEN UND ÖKONOMISCHE BEDEUTUNG
  • Die technischen Weiterentwicklungen, die durch den Kompressoreintritt-Mischer gemäß der vorliegenden Offenbarung geboten werden und zur ökonomischen Bedeutung beitragen, umfassen die Verwirklichung von Folgendem:
    • • kompakter Aufbau;
    • • effektive Verwendung der Kompressoransaugung zur Luftansaugung;
    • • effektive Verwendung des Kompressorbypassleckverlusts zum Ansaugen des mit niedrigem Druck vorliegenden Kraftstoffs von der Kraftstoffquelle;
    • • vereinfachter Mischeraufbau;
    • • Eliminieren einer strengen Positionierung des Mischervolumens am Motor;
    • • günstige Motorpackung; und
    • • kosteneffektiver Aufbau.
  • Die für verschiedene physikalische Parameter, Maße und Mengen angegebenen Zahlenwerte sind nur Annäherungswerte und es ist zu beachten, dass höhere oder niedrigere Werte als die den physikalischen Parametern, Maßen und Mengen zugewiesenen Werte in den Umfang der Offenbarung fallen, wenn keine gegensätzliche Angabe in der Spezifizierung vorliegt.
  • Wo immer ein Wertebereich spezifiziert ist, ist ein Wert bis zu 10% unter und über dem niedrigsten bzw. höchsten Zahlenwert des spezifizierten Bereichs im Umfang der Offenbarung eingeschlossen.
  • Während hier spezifische Merkmale der bevorzugten Ausführungsform besonders betont werden, ist es einzusehen, dass viele zusätzlichen Merkmale zugefügt werden können und dass viele Änderungen in der bevorzugten Ausführungsform durchgeführt werden können, ohne von den Grundsätzen der Offenbarung abzuweichen. Diese und andere Veränderungen an der bevorzugten Ausführungsform der Offenbarung werden dem Fachmann aus der Offenbarung hier offensichtlich, wobei es eindeutig klar ist, dass die vorstehend gegenständliche Beschreibung lediglich als Veranschaulichung der Offenbarung und nicht als Beschränkung zu interpretieren ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6026787 [0032]
    • US 6725831 [0032]
    • US 7007930 [0032]
    • US 7395818 [0032]
    • US 20050053887 [0032]
    • WO 2009033005 A2 [0032]

Claims (8)

  1. Kompressoreintrittmischersystem für Verbrennungsgasmotoren mit einem komprimierten Füllungsbypasssystem, aufweisend einen Kompressor, eine Bypassfüllungsleitung, die stromabwärts des Kompressors angeschlossen ist, um eine mit hohem Druck vorliegende Bypassfüllung zum Rückführen vom Kompressor zu leiten, ein Bypasssteuerventil, das ausgelegt ist, einen Bypassfüllungsfluss durch die Bypassfüllungsleitung zu lenken, eine Kraftstoffzufuhrleitung, die Leiten von mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoff ausgelegt ist, ein Kraftstoffsteuerventil und eine Luftzufuhrquelle, wobei das Kompressoreintrittmischersystem gekennzeichnet ist durch einen Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischer, umfassend ein Vormischergehäuse, das sich entlang der Bypassfüllungsleitung stromabwärts des Bypasssteuerventils befindet, wobei der Vormischer an die Kraftstoffzufuhrleitung angeschlossen ist und ausgelegt ist, das Druckgefälle zwischen der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung und dem mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoff zu reduzieren und einen Fluss einer vorgemischten Füllung aus Kraftstoff und Bypassfüllung bereitzustellen; und einen einzelnen Volumenhauptmischer, umfassend ein Mischergehäuse, das strömungstechnisch zwischen der Luftzufuhrquelle und dem Kompressor angeschlossen ist, wobei das Mischergehäuse strömungstechnisch an die Bypassfüllungsleitung stromabwärts des Vormischergehäuses angeschlossen ist, um den Fluss aus vorgemischter Füllung und Luft von der Luftzufuhrquelle zu mischen und dem Kompressor ein Mischgas bereitzustellen.
  2. Kompressoreintrittmischersystem nach Anspruch 1, wobei das Mischergehäuse vom Vormischergehäuse beabstandet ist.
  3. Kompressoreintrittmischersystem nach Anspruch 1, wobei der Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischer eine Venturipumpe ist.
  4. Kompressoreintrittmischersystem nach Anspruch 1, wobei der Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischer aufweist: • eine im Vormischergehäuse angeordnete Gaskammer, wobei die Gaskammer an die bei geringem Druck vorliegende Kraftstoffzufuhrleitung und die Bypassfüllungsleitung angeschlossen ist; • eine Bypassdüse, die passend zu der Bypassfüllungsleitung angeschlossen und in der Gaskammer angeordnet ist, wobei die Bypassdüse derart ausgelegt ist, dass sie einen konvergierenden Abschnitt aufweist, um Druckenergie der Bypassfüllung in kinetische Energie umzuwandeln und den Kraftstoff von der Kraftstoffzufuhrleitung anzusaugen, um den Fluss aus einer vorgemischten Füllung aus Kraftstoff und Bypassfüllung in der Gaskammer bereitzustellen; und • einen Diffusor, der stromabwärts des Vormischergehäuses angeschlossen ist, wobei der Diffusor ausgelegt ist, den Fluss aus einer vorgemischten Füllung aus Kraftstoff und Bypassfüllung von der Gaskammer aufzunehmen und die kinetische Energie zurück zu einem Förderdruck umzuwandeln.
  5. Kompressoreintrittmischersystem nach Anspruch 1, wobei das Hauptmischergehäuse aufweist: • einen Hauptkörper, der einen Lufteinlass bildet, der ausgelegt ist, Luft von der Luftzufuhrquelle aufzunehmen; • ein einzelnes Misch- und Verteilervolumen, dass sich ringförmig um den Hauptkörper erstreckt, wobei das Misch- und Verteilervolumen ausgelegt ist, den Fluss aus vorgemischter Füllung über eine Einlassöffnung aufzunehmen und die vorgemischte Füllung weiter mischt und verteilt; • eine Mehrzahl von umfangsmäßig beabstandeten Öffnungen, die im Hauptkörper ausgebildet sind; • eine Mischkammer, die ausgelegt ist, den Fluss aus vorgemischter Füllung über die Öffnungen aufzunehmen und die Luft mit der vorgemischten Füllung zu mischen, um das Mischgas zu erzeugen; und • einen Mischgasauslass, der ausgelegt ist, das Mischgas an den Kompressor abzugeben.
  6. Kompressoreintrittmischersystem nach Anspruch 1, wobei die Bypassfüllung normalen Bypassfluss und Leckverlustfluss der Füllung umfasst.
  7. Kompressoreintrittmischersystem zum Mischen von mit hohem Druck vorliegender Bypassfüllung, mit geringem Druck vorliegendem Kraftstoff und Luft für Verbrennungsgasmotoren, wobei das System aufweist: • Mittel zum Aufnehmen der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung in einer Gaskammer eines Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischers; • Mittel zum Umwandeln von Druckenergie der Bypassfüllung in kinetische Energie; • Mittel zum Ansaugen des mit niedrigen Druck vorliegenden Kraftstoffs in die Gaskammer; • einen ersten Mischer, der ausgelegt ist, die Bypassfüllung mit dem Kraftstoff zu mischen, um einen Fluss aus vorgemischter Füllung bereitzustellen; • Mittel zum Umwandeln von kinetischer Energie der vorgemischten Füllung zurück zu einem Förderdruck; • Zufuhrmittel zum Zuführen der vorgemischten Füllung zu einem Hauptmischer; und • einen zweiten Mischer, der zum Mischen der vorgemischten Füllung mit Luft im Hauptmischer ausgelegt ist.
  8. Verfahren zum Mischen von Kompressoreintritt von mit hohem Druck vorliegender Bypassfüllung, mit geringem Druck vorliegendem Kraftstoff und Luft für Verbrennungsgasmotoren, wobei das Verfahren aufweist: • Aufnahme der mit hohem Druck vorliegenden Bypassfüllung in einer Gaskammer eines Bypassfüllungs- und Kraftstoffvormischers; • Umwandeln von Druckenergie der Bypassfüllung in kinetische Energie; • Ansaugen des mit geringem Druck vorliegenden Kraftstoffs in die Gaskammer; • Mischen der Bypassfüllung mit Kraftstoff, um einen Fluss aus vorgemischter Füllung bereitzustellen; • Umwandeln von kinetischer Energie der vorgemischten Füllung zurück zu einem Förderdruck; • Zuführen der vorgemischten Füllung zu einem Hauptmischer; und • Mischen der vorgemischten Füllung mit Luft im Hauptmischer.
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