JP6306772B2 - 燃料ガス特性測定システムを有する内燃エンジン - Google Patents
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Claims (22)
- 1つ又は複数のシリンダ(1)と、
燃料ガスの流れを所定の圧力及び温度で前記シリンダ(1)に供給するように構成された燃料ガス供給システム(30)とを備え、
前記1つ又は複数のシリンダ(1)は、それぞれが少なくとも1つの燃料吸入バルブ(31)を備える、内燃エンジンであって、
前記内燃エンジンの燃焼室とは異なる燃焼セル(40)を備え、
前記燃料ガス供給システム(30)は、前記燃料ガスの流れを同じ所定の圧力及び温度で前記燃焼セル(40)に供給するように構成され、
前記内燃エンジンは、
酸化剤ガスの流れを前記燃焼セル(40)に供給するための供給ライン(42)と、
燃焼ガスの流れを前記燃焼セル(40)から排出するための排気導管(47)と、
燃焼ガスの前記流れにおける酸素の比率を測定するためのセンサ(48)とを備えることを特徴とする内燃エンジン。 - 前記酸化剤ガスの前記流れ中の酸素質量流量を一定に保つための構成(44、45)を備える、請求項1記載の内燃エンジン。
- 前記酸化剤ガスの前記流れ中の酸素質量流量を制御するための構成(44、45、50)を備える、請求項1記載の内燃エンジン。
- 前記燃焼セル(40)に供給される酸化剤ガスの流量、又は前記燃焼セル(40)に供給される酸化剤ガスの流れ中の酸素質量流量を測定又は決定するための構成(45)を備える、請求項1〜3の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 前記燃焼セル(40)への酸化剤ガス流中の酸素質量流量について通知され、燃焼ガスの流れ中の酸素の比率を測定するための前記センサ(48)から信号を受信する制御ユニット(50)を更に備える、請求項1〜4の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 前記制御ユニット(50)は、前記燃焼セル内での燃焼中に消費される酸素の量を決定するように構成される、請求項5記載の内燃エンジン。
- ノズル(49)を備える前記燃焼セル(40)が、前記供給ライン(42)に接続されており、
前記制御ユニット(50)は、酸化剤ガス流中の酸素質量流量を測定又は決定するための構成(45)からの信号、及び燃焼ガスの流れ中の酸素の比率を測定するための前記センサ(48)からの信号に基づいて、前記ノズル(49)を通じて噴射される燃料のエネルギーを決定するように構成される、請求項5又は6記載の内燃エンジン。 - 前記制御ユニット(50)は、前記シリンダ(1)及び前記燃焼セル(40)に供給される燃料ガスの発熱量を表す値を決定するように構成される、請求項6又は7記載の内燃エンジン。
- ノズル(49)を備える前記燃焼セル(40)が、前記供給ライン(42)に接続されており、
制御ユニット(50)は、前記ノズル(49)を通じて噴射される燃料のエネルギーの量を計算に含めて、又は前記シリンダ(1)及び前記燃焼セル(40)に供給される燃料ガスの発熱量を表す値を計算に含めて、前記燃料吸入バルブ(31)を通じて前記1つ又は複数のシリンダ(1)内に噴射又は吸入されるエネルギーを決定するように構成される、
請求項1〜8の何れか一項に記載の内燃エンジン。 - 前記制御ユニット(50)は、前記燃料吸入バルブ(31)を介して前記1つ又は複数のシリンダ(1)内に噴射又は吸入される燃料のエネルギーの量からエンジン負荷を決定するように構成される、請求項9記載の内燃エンジン。
- ノズル(49)を備える前記燃焼セル(40)が、前記供給ライン(42)に接続されており、
制御ユニット(50)は、前記ノズル(49)内のノズル穴のサイズと前記燃料吸入バルブ(31)のノズル内のノズル穴のサイズとの間の関係について通知される、請求項1〜10の何れか一項に記載の内燃エンジン。 - ノズル(49)を備える前記燃焼セル(40)が、前記供給ライン(42)に接続されており、
制御ユニット(50)は、較正によって、前記ノズル(49)内のノズル穴の正確なサイズ及び前記燃料吸入バルブ(31)のノズル内のノズル穴の正確なサイズについて通知される、請求項1〜11の何れか一項に記載の内燃エンジン。 - 前記制御ユニット(50)は、前記シリンダ(1)及び前記燃焼セル(40)に供給される燃料ガスの発熱量を表す値を、エンジン負荷を計算するための補正係数として使用するように構成される、請求項9〜12の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 前記酸化剤ガスは、空気と追加の窒素の混合物である、請求項1〜13の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 前記酸化剤ガスは、空気の酸素含有量より低い酸素含有量を有する、請求項1〜14の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 燃焼ガス流中の酸素の比率を決定するための前記センサ(48)は、ラムダ・センサ(48)を含む、請求項1〜15の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 制御ユニット(50)は、燃焼ガス中の酸素の比率を決定するための前記センサ(48)からの信号に応答して、酸素質量流量又は酸化剤ガスの流量を制御するように構成される、請求項5〜16の何れか一項に記載の内燃エンジン。
- 燃料ガスで動作する内燃エンジン内の燃料ガスの特性を決定するための方法であって、
燃料ガスを所定の圧力及び温度で前記内燃エンジンのシリンダ(1)に供給し、前記燃料ガスの流れを同じ所定の圧力及び所定の温度で燃焼セル(40)に供給するステップと、
酸化剤ガスの流れを前記燃焼セル(40)に供給するステップと、
前記燃料ガスを前記酸化剤ガスと共に前記燃焼セル(40)内で燃焼し、それにより燃焼ガスの流れを生み出すステップと、
前記燃焼ガス中の酸素の比率を測定するステップとを含み、
燃焼セル(40)は、前記内燃エンジンの燃焼室とは異なることを特徴とする方法。 - 前記燃焼ガス中の酸素の測定された比率に応答して、酸化剤ガスの前記流れの中の酸素質量流量を決定又は制御するステップを更に含む、請求項18記載の方法。
- 前記燃料ガスの発熱特性を表す値を決定するステップを更に含む、請求項18又は19記載の方法。
- 前記内燃エンジンの燃料吸入バルブ(31)が開いている持続時間、及び前記燃料ガスの発熱特性を表す前記値に基づいてエンジン負荷を決定するステップを更に含む、請求項20記載の方法。
- 前記燃焼セル(40)内で燃焼中に消費される酸素の量を決定するステップを更に含む、請求項18〜21の何れか一項に記載の方法。
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