WO2014127888A1 - Gas combustion engine system - Google Patents

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WO2014127888A1
WO2014127888A1 PCT/EP2014/000325 EP2014000325W WO2014127888A1 WO 2014127888 A1 WO2014127888 A1 WO 2014127888A1 EP 2014000325 W EP2014000325 W EP 2014000325W WO 2014127888 A1 WO2014127888 A1 WO 2014127888A1
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WO
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gas
pressure
volume flow
combustion engine
detected
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/000325
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German (de)
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Inventor
Manuel Boog
Wolfgang Fimml
Original Assignee
Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Publication date
Application filed by Mtu Friedrichshafen Gmbh filed Critical Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • 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
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224—Diagnosis of the fuel system
    • F02D2041/225—Leakage detection
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a gas combustion engine system according to the preamble of claim 1 and a method of operating a gas combustion engine system according to the preamble of claim 10.
  • Gas internal combustion engines generally designed as reciprocating gas internal combustion engines, serve as
  • Facilities eg. B. for cogeneration, or as mobile systems, eg.
  • mobile systems eg.
  • a gas as combustion gas eg. Natural gas
  • Biogas mine gas, LNG (liquefied natural gas) or hydrogen, as
  • the gas is supplied from a fuel supply system as a gas-air mixture through a receiver line or multiple receiver lines to the combustion chambers.
  • the gas under high pressure is supplied from a gas reservoir through a pressure reducer to a gas supply line.
  • the gas supply line opens into a gas throttle element and the gas is supplied or injected by the gas throttle element through a gas intermediate line of the receiver line.
  • the gas can be separately injected for each cylinder by a respective gas intermediate line of a receiver line for each cylinder (so-called uiitpoint injection) or it is with only one Gas throttle element and only one gas intermediate line, the gas supplied to a common receiver line for all cylinders, which then branches into the cylinder (single point injection).
  • the gas throttle element serves to control and / or regulate the volume flow of gas which is introduced into the receiver line. By controlling and / or regulating the volume flow of gas and the lambda value of the gas combustion engine can be controlled.
  • DE 102 52 953 B4 shows an Otto gas engine with four cylinders.
  • the cylinders are supplied with an air-gas mixture.
  • the receiver tube opens a fuel gas supply as a gas intermediate line from a throttle as a gas throttle element.
  • the fuel gas supply as a gas intermediate line opens with a gas mixing device in the receiver tube.
  • An air mass meter detects the air mass flow passing through an air intake pipe and a temperature sensor detects the temperature of the air-gas mixture supplied to the gasoline gasoline engine.
  • a gas engine with a fuel supply system for gas as combustion gas is known.
  • the fuel supply system has a gas pressure regulating device with which the pressure of the gaseous fuel is reduced from a source-side pressure at a gas tank to a working-organ-side pressure.
  • two pressure regulators are fluidly connected in series at the gas pressure regulating device.
  • the object of the present invention is therefore to provide a gas combustion engine system and a method for operating a gas combustion engine system in which the functionality of a gas throttle element can be reliably checked and monitored with little technical effort even during operation of the gas combustion engine.
  • a gas combustion engine system comprising a gas combustion engine, a fuel supply system having a piping for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine and at least one gas restrictor for controlling and / or regulating the volume flow of gas flowing through the fuel supply system as gaseous fuel, a control - And / or control unit, wherein the fuel supply system is provided with at least one flow sensor and / or at least one pressure sensor for detecting the flowing through the fuel supply system volumetric flow of gas and / or a dependent thereon size, in particular a pressure and / or a pressure difference , in particular exclusive, checking and / or monitoring the operability of the at least one gas throttle element in cooperation with the control and / or regulating unit.
  • the line arrangement comprises at least one receiver line for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine, at least one gas supply line for supplying gas to the at least one gas throttle element and into the at least one receiver line and at least one gas intermediate line which opens into the at least one receiver line for supplying gas from the at least one gas throttle element into the at least one receiver line and with the at least one flow sensor and / or with the at least one pressure sensor is the one through the at least one gas supply line and / or the at least one gas intermediate line and / or the at least one gas throttle organ flowing volume flow of gas and / or a dependent size detected and / or the flow sensor is formed by two pressure sensors on the line arrangement, so that by means of a differential pressure at the two pressure sensors and the control and / or regulating unit the volumetric flow of gas can be determined, wherein a constriction is preferably formed between the two pressure sensors with respect to the flow of the gas.
  • a pressure sensor in the flow direction of the gas is arranged in front of the constriction and another pressure sensor at the constriction, so that the volume flow with the principle of the Venturi nozzle can be determined.
  • the flow sensor is designed as at least one first pressure sensor for detecting the pressure on the at least one receiver line and at least one second pressure sensor for detecting the pressure on the at least one gas intermediate line, so that by means of the differential pressure between the at least one gas intermediate line and the at least a receiver line, the volume flow of gas is detected and / or the fuel supply system is designed as a single-point injection, so that all the combustion chambers of the engine, in particular only one, gas throttle body is assigned to control and / or regulating the volume flow of gas for all combustion chambers and all Combustion chambers, in particular only one, flow sensor and / or at least one pressure sensor is assigned to detect the volume flow of gas and / or a dependent thereon size for all combustion chambers or Kraftstoffversorgu ngssystem is designed as a multipoint injection, so that a part of the combustion chambers, preferably two combustion chambers or only one combustion chamber, the internal combustion engine depending one, in particular only one, gas throttle body is assigned to the separate Control and /
  • Each of the parts of the combustion chambers or cylinders is thus associated with one gas throttle element and one flow sensor in the multi-point injection and / or the number of throttle elements and the flow sensors corresponds to the number of parts of the combustion chambers in the multi-point injection. Further, in the multipoint injection of the part of the combustion chambers at least two combustion chambers, for. B. three or four, combustion chambers.
  • the throttle valve is a mechanical valve, z. B. with a cam drive, formed with a valve piston as an actuator and an electric motor, which moves the valve piston in different positions, preferably with the cam drive, z. B. in a closed, open or intermediate position.
  • the gas throttle element is designed as an electromagnetic valve with a valve piston as an actuator and an electromagnet for moving the valve piston between a complete closed and open position.
  • solenoid is clocked alternately energized or not energized, so that can be controlled and / or regulated due to the average closing and opening times of the valve piston, the volume flow of the gas passed through the throttle body gas.
  • An increase in the average opening time means opening the throttle valve and vice versa.
  • a portion of the throttle device for supplying gas to the actuator is considered as gas supply.
  • a portion of the gas throttle body for the discharge of gas from the actuator is considered as a gas intermediate line.
  • the gas throttle element is mounted or integrated on the receiver line or air intake line, so that the gas intermediate line is partially or completely formed on the gas throttle element.
  • at least one first constriction for the gas is formed in the flow direction of the gas between the at least one second and at least one first pressure sensor, in particular, in a multipoint injection, a part of the combustion chambers is a first constriction and a second pressure sensor and preferably each associated with a first pressure sensor. At the bottleneck occur energy losses and / or pressure changes, which can be used to calculate the flow rate.
  • the at least one gas intermediate line expediently opens into the at least one receiver line with at least one atomizer, and the at least one first constriction is preferably formed by the at least one atomizer.
  • the at least one flow sensor is designed as an ultrasonic flow sensor, magnetic-inductive flow sensor or a turbine or impeller flow sensor.
  • the at least one atomizer has a multiplicity of openings, in particular the openings are formed on an end region of the at least one gas intermediate line, which is arranged within the flow space of the at least one receiver line.
  • the gas combustion engine is designed as a reciprocating internal combustion engine and / or the fuel supply system comprises an exhaust gas turbocharger and preferably a charge air cooler and / or the fuel supply system comprises a pressure reducer for reducing the pressure of the gas introduced into the at least one gas supply line and / or the fuel supply system has at least one emergency valve for closing the supply of gas to a part of the combustion chambers at a detected damage as a corrective measure.
  • the gas throttle element is controllable and / or regulated and of the control and / or control unit is detected by the at least one flow sensor actual volume flow with a desired volume flow due to a desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle body comparable and in response to a predetermined difference between the actual volume flow and the desired volume flow is at least one corrective measure, in particular an error message, preferably with an optical and / or acoustic reporting device, eg.
  • the throttle device is controllable and / or regulated and of the control and / or regulating unit is the from at least one pressure sensor, detected actual pressure or actual differential pressure with a desired pressure or nominal differential pressure due to a desired position or average desired position of an actuator of the throttle body comparable and in dependence on a predetermined difference between the actual pressure or the actual differential pressure and the target pressure or the target differential pressure is at least one corrective measure, in particular an error message, preferably with an optical and / or acoustic message element, z.
  • Method according to the invention for operating a gas combustion engine system comprising the steps of: passing gas as combustion gas through a fuel supply system to a gasoline engine, passing the gas through at least one gas throttle and controlling and / or regulating the gas the fuel supply system directed volume flow of gas with the at least one throttle device, mixing of air and gas in the fuel supply system to a gas-air mixture, introducing the gas-air mixture into at least one combustion chamber of the gas combustion engine, wherein with at least one flow sensor, the volume flow of the fuel system guided by the Gas is detected and the operability of the at least one throttle device is checked and monitored with the detected volume flow and / or with at least one Drucksenso an actual pressure and / or an actual differential pressure of the gas and / or gas-air mixture is detected and with the detected volume flow
  • the gas mass flow is determined from the detected volumetric flow and the density and the operability of the at least one gas throttle element is checked and monitored with the gas mass flow, so that the functional capability of the at least one gas throttle element is indirectly checked and monitored with the volumetric flow.
  • the gas is passed through at least one gas supply line to the at least one gas throttle element which Gas is passed from the at least one gas throttle element through at least one gas intermediate line in at least one receiver line, the gas is mixed with air in the at least one receiver line to a gas-air mixture, the gas-air mixture is introduced into at least one combustion chamber of the gas combustion engine, with the at least a flow sensor, in particular by means of a differential pressure, the volume flow of the gas passed through the at least one gas supply line and / or the at least one gas intermediate line and / or the at least one gas throttle element is detected and / or with at least one pressure sensor an actual pressure and / or an actual Differential pressure on the at least one gas supply line and / or on the at least one gas intermediate line and / or on the at least one receiver line is detected.
  • the operability of the at least one gas throttle element during operation of the gas combustion engine is checked and monitored.
  • the functionality is preferably monitored during the entire operating time of the gas combustion engine, so that at any time a damage to the at least one throttle device can be detected and / or at least one corrective action can be performed.
  • a desired volume flow of the gas is compared due to a desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle body with an actual volume flow of the gas, which is detected by the at least one flow sensor, and at a predetermined difference between the actual Volumetric flow of the gas to the desired volume flow of the gas of an error or damage to the at least one throttle body is detected and / or depending on the difference at least one corrective action is performed and / or an actual pressure and / or an actual differential pressure with a desired pressure and / or a desired differential pressure due to a desired position or average desired position of an actuator of the Gas throttle element is compared and is detected at a predetermined difference between the actual volume flow of the gas to the desired volume flow of the gas fault or damage to the at least one throttle device and / or executed depending on the difference at least one corrective measure.
  • the flow sensor detects the actual volume flow of gas as gaseous fuel which flows through the throttle valve.
  • the functionality of the throttle device can be easily checked.
  • further parameters eg. B. the desired flow cross-sectional area for the gas due to a desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle organ or the average desired flow cross-sectional area for the gas to the throttle body and the pressure of the gas or a differential pressure of the gas required to a Target volumetric flow of the gas to be determined on the basis of the provided by the gas throttle body target flow cross-sectional area, ie also the average desired flow cross-sectional area.
  • the actuator of the throttle device forms part of the throttle body, a position of the throttle means is equivalent to a position of an actuator of the throttle body.
  • At least one further parameter in particular the pressure of the gas in the at least one gas supply line and / or in the at least one gas intermediate line, is detected for detecting the desired volume flow of the gas in addition to the desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle element and / or in the at least one receiver line.
  • the desired position or average nominal position of an actuator, z. B. a valve spool, the throttle device causes a desired flow cross-sectional area or average desired flow cross-sectional area of the at least one throttle device.
  • the actual volume flow of the gas also deviates from the nominal volume flow of the gas, so that therewith one Deviation of the actual position to a desired position of the gas throttle element, ie a damage or a defect on the throttle device, can be detected.
  • at least one further parameter in particular the pressure of the gas in the at least one gas supply line and / or in the at least one gas intermediate line and / or at least one further parameter, in particular for detecting the desired volume flow of the gas in addition to the desired position or average desired position of the actuator of the throttle body in the at least one receiver line, considered.
  • the throttle device causes a desired flow cross-sectional area or average desired flow cross-sectional area of the at least one throttle device.
  • the actual volume flow of the gas also deviates from the nominal volume flow of the gas, so that a deviation of the actual position from a desired position of the gas throttle element, ie a damage or a defect on the gas restrictor, can be detected.
  • the volume flow of the gas conducted through the at least one gas supply line is detected by detecting the pressure of the gas in the at least one receiver line with a first pressure sensor and in the at least one gas intermediate line with a second pressure sensor and by means of the differential pressure between the pressure in the at least one gas intermediate line and the at least one receiver line, the actual volume flow in the at least one gas intermediate line and / or the at least one gas supply line is calculated and / or the at least one gas throttle element in dependence on the detected volume flow of gas and / or a dependent thereon size is controlled and / or regulated and / or the pressure in the at least one receiver line is detected by the pressure in the.
  • a fully closed throttle device at least one gas intermediate line is detected and / or the first pressure sensor and the second pressure sensor is formed by only one pressure sensor component and of which only one pressure sensor component, the pressure in the gas interface is detected at different times or periods and during a first time or period, the throttle body completely closed is, so that is detected by the only one pressure sensor component during the first time or period, the pressure in the receiver line and in the gas intermediate line and during a second time or period, the gas throttle is open, so that of only one pressure sensor component during the second time or Period the pressure is detected only in the receiver line. If the actual volume flow of the gas is less than the setpoint volume flow of the gas, the gas throttle is opened and vice versa.
  • the pressure sensor component is a single pressure sensor on the gas intermediate line, which takes over the function of the first and second pressure sensor.
  • the pressure of the gas which is supplied to the at least one gas supply line, reduced with a pressure reducer and / or the gas-air mixture is ignited in the at least one combustion chamber and with at least one working member, in particular a reciprocating piston, the combustion energy into mechanical Energy converted and / or supplied to the at least one receiver line air is compressed with a turbocharger, in particular Abgastbolader, and then preferably cooled with a charge air cooler and / or the gas is passed from the at least one gas intermediate line to the at least one gas throttle element and of the at least one Gas throttling directed into the at least one gas intermediate line and passed from the at least one gas intermediate line in the at least one receiver line and / or the gas is passed between the second and first pressure sensor through a constriction, in particular an atomizer.
  • the gas combustion engine is a gas turbine or a gasoline gasoline engine.
  • the gas combustion engine is a 4-stroke gas combustion engine with at least one inlet valve and at least one outlet valve per combustion chamber.
  • a gas mass flow and / or a gas flow rate is dependent on the volume flow size.
  • the gas mass flow is determined from the volume flow and the density of the gas and / or the air and / or the gas-air mixture.
  • the gas combustion engine system comprises a fuel supply system with multipoint injection with a line arrangement for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine, wherein for a part of the cylinder, preferably two cylinders or only one cylinder, the reciprocating gas combustion engine depending on a separate receiver line, each a separate Gaszu111 decis, each a separate gas intermediate line and a separate Gasdrosselorgan is formed and serve the throttle devices for controlling and / or regulating the flowing through the fuel supply system volumetric flow of gas as a gaseous fuel and a control and / or regulating unit, wherein at the fuel supply system each a separate flow sensor for the parts of the cylinder is designed for separate detection of the volume flow of gas which is separately introduced into the parts of the cylinder.
  • a separate flow sensor for the parts of the cylinder is designed for separate detection of the volume flow of gas which is separately introduced into the parts of the cylinder.
  • one part of the cylinders is thus assigned one, in particular only one gas intermediate line and one, in particular only one, gas
  • the volume flow of gas which is the parts of the cylinder can be fed, or a dependent thereof size detectable and with the control and / or Control unit is separately controllable and / or regulated as a function of this separately detected volume flow of gas or a dependent thereon size of Hubkolben- gas combustion engine for the parts of the cylinder.
  • the ignition timing and / or the timing of the intake and / or exhaust valves depending on the separately detected for the parts of the cylinder volume flow of gas or a dependent thereon size for the parts of the cylinder with the control and / or regulating unit controllable and / or controllable.
  • FIG. 1 shows a greatly simplified illustration of a gas combustion engine system in a first exemplary embodiment with a single point injection (SPI) and a greatly simplified representation of the gas combustion engine system in a second exemplary embodiment with a multipoint injection (MPI),
  • SPI single point injection
  • MPI multipoint injection
  • a gas combustion engine system 1 shown in FIG. 1 comprises a gas combustion engine 2 designed as a reciprocating gas combustion engine 2 with four combustion chambers 23 to which a piston 25 is assigned as working member 24 and a fuel supply system 3.
  • the gas combustion engine 2 is used, for example, as a mobile installation for or propulsion of a locomotive or a ship used.
  • the fuel supply system 3 has a line arrangement 4 and a throttle device 1 1, z.
  • the line arrangement 4 comprises a gas supply line 10, a gas intermediate line 9, a receiver line 7 and an air intake line 8.
  • gas for example, natural gas, stored under a high pressure and from the gas tank 13, the gas under high pressure with a pressure reducer 14 under greatly reduced pressure through the gas supply 10 to the gas throttle 11 is supplied. From the gas throttle element 11, the gas is introduced through the gas intermediate line 9 in the receiver line 7.
  • the air intake 8 as a receiver line 7, through which only air is passed, ambient air is sucked and compressed with an exhaust gas turbocharger 15, then cooled by a charge air cooler 16, the compressed and thereby heated air.
  • An end region of the gas intermediate line 9 opens into the air intake line 8 or receiver line 7, so that the gas flowing through the gas throttle element 11 is introduced into the receiver line 7 at this end region of the gas intermediate line 9.
  • the end region of the gas intermediate line 9 has a plurality of openings 22 through which the gas is introduced from the gas intermediate line 9 into the receiver line 7, so that the end region of the gas intermediate line 9 with the openings 22 an atomizer 21 for uniform mixing of the introduced into the air Forms gas to be able to deliver the most homogeneous air-gas mixture to the gas combustion engine 2.
  • the receiver line 7 branches after the supply of the Gas in four separate receiver lines 7 each for a combustion chamber 23rd
  • the throttle device 1 1 is used to control and / or regulating the volume flow of gas, which is the receiver line 7 and thus the gas combustion engine 2 is supplied.
  • a throttle valve 17 serves to control and / or regulate the volume flow of air, which is the receiver line 7 and thus the gas combustion engine 2 is supplied.
  • the throttle valve member 1 1 and the throttle valve 17 are controlled by a control and / or regulating unit 5, z. B. controlled and regulated by a computer as a computer and data storage, by means not shown data line.
  • the power and / or the rotational speed and / or the torque and / or the lambda value of the gas combustion engine 2 can be controlled and / or regulated. It is a single point injection with a gas throttle element 11, a gas intermediate line 9 and a gas supply line 10 for all combustion chambers 23 of the gas combustion engine. 2
  • a first pressure sensor d1a and at the gas intermediate line 9, a second pressure sensor d2 is arranged.
  • a further first pressure sensor d1b and in the flow direction of the air or the gas-air mixture after the gas intermediate line 9, a further first pressure sensor may be formed.
  • the flow cross-sectional area of the gas intermediate line 9 is substantially smaller than the sum of the flow cross-sectional areas of the openings 22, so that the openings 22 form a first constriction 19 as a constriction 18 for the gas.
  • the pressure detected by the first pressure sensor d1a and the second pressure sensor d2 pressure is transmitted to the control and / or regulating unit 5 by means of unillustrated data lines and due to the differential pressure between the first and second pressure sensor d1 a and d2 and the known and unchanged flow cross-sectional area for the Gas, the air and the gas-air mixture may be from the control and / or Control unit of the actual volume flow of the gas flowing through the gas line 9 and thus also the gas throttle member 11 gas are calculated, so that the two pressure sensors d1a and d2 form a flow sensor 6.
  • the data from the other pressure sensors d1 b and di e can also be taken into account.
  • the volumetric flow rate of gas as actual volumetric flow rate determined by the two pressure sensors d1 a and d2 and the control and / or regulating unit 5 as a flow sensor 6 is (not shown) with a desired volume flow of the gas due to a desired position of an actuator (not shown) of the gas throttle element 1 1 compared.
  • the actuator determines the gas available through the gas throttle 11 available flow cross-sectional area.
  • the actuator of the throttle valve member 1 1 can be adjusted between a closed position, many intermediate positions and an open position with full opening or maximum flow cross-sectional area of the control and / or regulating unit 5.
  • the desired volume flow of the gas can be determined.
  • the desired volume flow of the gas can be stored for different position of the actuator of the throttle device 1 1 in the control and / or control unit, in particular at a substantially constant pressure at the gas supply line 10 and preferably at the gas intermediate line 9.
  • the third pressure sensor d3 is arranged at the gas supply 10.
  • the gas throttle element 11 forms a second constriction 20. Due to the predetermined desired position of the actuator and the pressure on the gas supply line 10 and the gas intermediate line 9 and preferably on the receiver line 7 results in a desired volume flow of the gas.
  • An impeller flow sensor 26 on the gas supply line 10 detects the actual volume flow of the gas, so that at a predetermined difference between the actual volume flow and the desired volume flow of the gas damage to the gas throttle body 11 can be detected.
  • the further flow sensor 6 as impeller flow sensor 26 additionally a damage of the gas throttle element 11 can be detected.
  • the fuel supply system 3 with multipoint injection (MPI) for each of four combustion chambers 23 or cylinders has one gas intermediate line 10, one gas throttle element 11 and one gas supply line 9 each, so that each combustion chamber 23 forms one of four parts of the combustion chambers 23 and the total number of combustion chambers.
  • MPI multipoint injection
  • the end regions of four gas supply lines 9 are thus arranged separately in each case one of four receiver lines 7 only after the branching of the air intake lines 8 into the four air intake lines 8 for each combustion chamber 23.
  • the gas supply line 10 from the fuel or gas source 12 branches into four separate gas supply lines 10 each for a cylinder on.
  • an emergency valve 27 is arranged on each of the four separate gas supply lines 10. With the emergency valve 27, the supply of gas from the gas tank 13 as a corrective measure separately for each of the four gas supply lines 10 and thus for each combustion chamber 23 can be prevented separately, if damage has occurred, for example, at a throttle device 1 1.
  • the fuel supply system 3 with multipoint injection (MPI) for each two of a total of twelve combustion chambers 23 and cylinders each have a gas intermediate line 10, depending on a gas throttle element 11 and a respective gas supply 9, so that the fuel supply system six gas intermediate lines 10, six gas throttling members 1 1 and six gas supply lines 9 and the twelve combustion chambers 23 are divided into six parts of combustion chambers 23.
  • MPI multipoint injection
  • a charge air pressure PL is present at the receiver line 7 and at the first pressure sensor d1 due to the compression of the air with the exhaust gas turbocharger, at the gas supply line 10 and at the third pressure sensor d3 there is a gas pressure PG of the gas before and at the gas intermediate line 9 and at the second Pressure sensor d2 is an intermediate pressure pz of the gas.
  • Fig. 3 different pressure ranges of the intermediate pressure pz at the gas intermediate line 9 at an open target position of the gas throttle element 1 1 are shown.
  • the pressure range a as the intermediate pressure pz before, ie there are no corrections required, and to the open target position of the Gas choke member 11 corresponding desired pressure or normal intermediate pressure PZ is centered in the pressure range a.
  • the pressure range a is between the charge air pressure PL at the first pressure sensor d1 and the gas pressure PG at the third pressure sensor d3.
  • the volume flow of the gas flowing through the intermediate gas line 9 is Volumetric flow of gas smaller than provided for the open target position, so that the gas and / or control unit 5, the gas throttle element 1 1 is opened further and in the pressure range ⁇ 2, this is the other way around, ie the throttle valve member 1 1 is closed further.
  • the second pressure sensor d2 is defective.
  • the throttle device 1 1 is defective, because in the gas throttle element 11 in the open actual position, the intermediate pressure pz at the second pressure sensor d2 by an amount x must be greater than at the charge air pressure p_. at the first pressure sensor d1 and twice the amount x corresponds to the pressure expansion in the pressure range b.
  • H. corresponds to the pressure range b at a defective throttle body 1 1.
  • the second pressure sensor d2 is defective.
  • the emergency valve 27 assigned to the gas throttle element 11 is closed as a corrective measure, so that the affected cylinder is shut down.
  • a detected defect in the throttle device 1 1 in which the gas throttle member 1 1 does not open will issue a corrective action a maintenance recommendation, because At least one cylinder is switched off in the case of multipoint injection.
  • the gas throttle element 11 is preferably energized with a pulsed current, ie is either fully open when energized or completely closed in the absence of energization, and the control and / or regulation of the guided through the throttle element 11 volume flow of gas takes place in that to increase the flow Duration of the energization is increased and the duration of the latency of the missing energization is reduced and vice versa.
  • FIG. 5 shows in two diagrams the intermediate pressure pz at the second pressure sensor d2 and the average flow cross-sectional area A for the gas at the gas throttling member 11 as a function of time t.
  • the intermediate pressure pz corresponds to the charge air pressure pi, and in the gas throttle element 11 in the open actual position, the intermediate pressure pz is between the charge air pressure PG and the gas pressure PL.
  • a time delay occurs between the opening of the gas throttle element 1 and the consequent increase in the pressure at the second pressure sensor d2.
  • the pressure on the receiver line 7 can thus also be detected with the second pressure sensor d2 in the case of a closed gas throttle element 11.
  • the substantially same charge air pressure PL is applied to all receiver lines 7 for the combustion chambers 23, so that with the pressure for the charge air pressure PL detected by the second pressure sensor d2, this can be used for control and / or regulation for other gas throttle elements 11, ie no separate pressure sensor d1 is necessary, but the function of the pressure sensor d1 can also be taken over by the pressure sensor d2 on the gas intermediate line 9.
  • the pressure sensor d2 thus detects different pressures at different times, namely at one associated with the pressure sensor d2, fully closed throttle element 11, the charge air pressure PL and at an open throttle device 1, the intermediate pressure pz.
  • the pressure sensor d2 thus also forms the pressure sensor d1 during a pressure measurement in the closed throttle element 1.
  • the functionality of the gas throttle element 11 can be easily checked and monitored with the flow sensor 6, so that during the entire operation of the gas combustion engine system 1 damage or defect on the throttle valve member 11 can be easily detected.
  • consequential damage due to a defect in the gas throttle element 11 can be excluded or substantially ruled out, because with the control and / or regulating unit 5 in case of damage as corrective measures, for example, an error message can be output and / or the gas combustion engine system 1 switched off automatically and the emergency valve 27 is automatically closed at the fuel or gas source 12.

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Abstract

In a gas combustion engine system (1), comprising a gas combustion engine (2), comprising a fuel supply system (3) with a line arrangement (4) for the feed of a gas-air mixture to the gas combustion engine (2), comprising at least one gas throttle element (11) for controlling and/or regulating the volume flow of gas flowing, as gaseous fuel, through the fuel supply system (3), and comprising a control and/or regulating unit (5), it is the intention for the functionality of a gas throttle element (11) to be able to be reliably checked and monitored with little technical outlay even during the operation of the gas combustion engine (2). Said problem is solved in that the fuel supply system (3) is equipped with at least one throughflow sensor (6) and/or with at least one pressure sensor (d1, d2, d3) for detecting the volume flow of gas passing through the fuel supply system (3) and/or for detecting a variable dependent on said volume flow, in particular a pressure or a pressure difference, for the purpose of checking and/or monitoring the functionality of the at least one gas throttle element (11) in interaction with the control and/or regulating unit (5).

Description

Gasverbrennungsmotorsystem  Gas engine system
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gasverbrennungsmotorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Gasverbrennungsmotorsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10. DESCRIPTION The present invention relates to a gas combustion engine system according to the preamble of claim 1 and a method of operating a gas combustion engine system according to the preamble of claim 10.
Gasverbrennungsmotoren, im Allgemeinen als Hubkolben- Gasverbrennungsmotoren ausgebildet, dienen alsGas internal combustion engines, generally designed as reciprocating gas internal combustion engines, serve as
Verbrennungskraftmaschinen zur Umwandlung von Wärme- bzw.Internal combustion engines for the conversion of heat or
Verbrennungsenergie in mechanische Energie und werden für in stationärenCombustion energy into mechanical energy and are used in stationary
Anlagen, z. B. zur Kraftwärmekopplung, oder als mobile Anlagen, z. B. inFacilities, eg. B. for cogeneration, or as mobile systems, eg. In
Schiffen, Lokomotiven oder im Tunnel- und Bergbaubereich, eingesetzt. Hierzu wird in Brennräumen ein Gas als Verbrennungsgas, z. B. Erdgas,Ships, locomotives or in the tunnel and mining sector. For this purpose, a gas as combustion gas, eg. Natural gas,
Biogas, Grubengas, LNG (liquefied natural gas) oder Wasserstoff, alsBiogas, mine gas, LNG (liquefied natural gas) or hydrogen, as
Kraftstoff verbrannt. Fuel burned.
Das Gas wird dabei von einem Kraftstoffversorgungssystem als ein Gas- Luftgemisch durch eine Receiverleitung oder mehrere Receiverleitungen den Brennräumen zugeführt. Hierzu wird von einem Gasspeicher das unter einem hohen Druck stehende Gas durch einen Druckminderer einer Gaszuführleitung zugeführt. Die Gaszuführleitung mündet in ein Gasdrosselorgan und von dem Gasdrosselorgan wird das Gas durch eine Gaszwischenleitung der Receiverleitung zugeführt bzw. eingedüst. Dabei kann das Gas separat für jeden Zylinder durch jeweils eine Gaszwischenleitung einer Receiverleitung für je einen Zylinder eingedüst werden (sog. uiitpoint-Injection) oder es wird mit nur einem Gasdrosselorgan und nur einer Gaszwischenleitung das Gas einer gemeinsamen Receiverleitung für sämtliche Zylinder zugeführt, die sich anschließend aufzweigt in die Zylinder (Singlepoint-Injection). Das Gasdrosselorgan dient zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Gas, welches in die Receiverleitung eingeführt wird. Durch die Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Gas kann auch der Lambdawert des Gasverbrennungsmotors gesteuert werden. The gas is supplied from a fuel supply system as a gas-air mixture through a receiver line or multiple receiver lines to the combustion chambers. For this purpose, the gas under high pressure is supplied from a gas reservoir through a pressure reducer to a gas supply line. The gas supply line opens into a gas throttle element and the gas is supplied or injected by the gas throttle element through a gas intermediate line of the receiver line. In this case, the gas can be separately injected for each cylinder by a respective gas intermediate line of a receiver line for each cylinder (so-called uiitpoint injection) or it is with only one Gas throttle element and only one gas intermediate line, the gas supplied to a common receiver line for all cylinders, which then branches into the cylinder (single point injection). The gas throttle element serves to control and / or regulate the volume flow of gas which is introduced into the receiver line. By controlling and / or regulating the volume flow of gas and the lambda value of the gas combustion engine can be controlled.
Aus Gründen der Betriebssicherheit des Gasverbrennungsmotors ist eine Überwachung und Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Gasdrosselorganes erforderlich. Durch ein unkontrolliert offenstehendes Gasdrosselorgan können explosionsfähige Gas-Luftgemische entstehen, welche ein Sicherheitsrisiko darstellen. Um einen hohen Motorwirkungsgrad unter Vermeidung klopfender Verbrennung oder Verbrennungsaussetzer innerhalb der Emissionsgrenzwerte zu ermöglichen ist eine präzise Gasmenge in jedem Arbeitsprozess notwendig. For reasons of operational safety of the gas combustion engine monitoring and checking the functioning of the gas throttle body is required. An uncontrolled gas throttle device can give rise to potentially explosive gas-air mixtures which pose a safety risk. In order to allow high engine efficiency while avoiding knocking combustion or combustion misfires within the emission limits, a precise amount of gas is required in each work process.
Die DE 102 52 953 B4 zeigt einen Otto-Gasverbrennungsmotor mit vier Zylindern. Durch eine Einlassleitung als Receiverrohr werden die Zylinder mit einem Luft-Gasgemisch versorgt. In das Receiverrohr mündet eine Brenngaszufuhr als Gaszwischenleitung von einer Drossel als Gasdrosselorgan. Die Brenngaszufuhr als Gaszwischenleitung mündet mit einer Gasmischeinrichtung in das Receiverrohr. Ein Luftmassenmesser erfasst den durch ein Luftansaugrohr strömenden Luftmassenstrom und ein Temperatursensor die Temperatur des Luft-Gasgemisches, welches dem Otto-Gasverbrennungsmotor zugeführt wird. DE 102 52 953 B4 shows an Otto gas engine with four cylinders. Through an inlet pipe as a receiver pipe, the cylinders are supplied with an air-gas mixture. In the receiver tube opens a fuel gas supply as a gas intermediate line from a throttle as a gas throttle element. The fuel gas supply as a gas intermediate line opens with a gas mixing device in the receiver tube. An air mass meter detects the air mass flow passing through an air intake pipe and a temperature sensor detects the temperature of the air-gas mixture supplied to the gasoline gasoline engine.
Aus der DE 10 2009 031 933 A1 ist ein Gasmotor mit einem Kraftstoffversorgungssystem für Gas als Verbrennungsgas bekannt. Das Kraftstoffversorgungssystem weist eine Gasdruckregeleinrichtung auf, mit dem der Druck des gasförmigen Kraftstoffes von einem quellenseitigen Druck an einem Gastank auf einen arbeitsorganseitigen Druck reduziert wird. Dabei sind an der Gasdruckregeleinrichtung zwei Druckregler fluidmäßig in Reihe geschaltet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Gasverbrennungsmotorsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Gasverbrennungsmotorsystems zur Verfügung zu stellen, bei dem die Funktionsfähigkeit eines Gasdrosselorganes zuverlässig mit einem geringen technischen Aufwand auch während des Betriebes des Gasverbrennungsmotors überprüft und überwacht werden kann. From DE 10 2009 031 933 A1 a gas engine with a fuel supply system for gas as combustion gas is known. The fuel supply system has a gas pressure regulating device with which the pressure of the gaseous fuel is reduced from a source-side pressure at a gas tank to a working-organ-side pressure. In this case, two pressure regulators are fluidly connected in series at the gas pressure regulating device. The object of the present invention is therefore to provide a gas combustion engine system and a method for operating a gas combustion engine system in which the functionality of a gas throttle element can be reliably checked and monitored with little technical effort even during operation of the gas combustion engine.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Gasverbrenriungsmotorsystem, umfassend einen Gasverbrennungsmotor, ein Kraftstoffversorgungssystem mit einer Leitungsanordnung zur Zuführung eines Gas-Luftgemisches zu dem Gasverbrennungsmotor und wenigstens einem Gasdrosselorgan zur Steuerung und/oder Regelung des durch das Kraftstoffversorgungssystem strömenden Volumenstromes an Gas als gasförmigen Kraftstoff, eine Steuer- und/oder Regeleinheit, wobei das Kraftstoffversorgungssystem mit wenigstens einem Durchflusssensor und/oder mit wenigstens einem Drucksensor versehen ist zur Erfassung des durch das Kraftstoffversorgungssystem strömenden Volumenstromes an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe, insbesondere ein Druck und/oder eine Druckdifferenz, zur, insbesondere ausschließlichen, Überprüfung und/oder Überwachung der Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Gasdrossselorganes in Zusammenwirken mit der Steuer- und/oder Regeleinheit. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Leitungsanordnung wenigstens eine Receiverleitung zur Zuführung eines Gas-Luftgemisches zu dem Gasverbrennungsmotor, wenigstens eine Gaszuführleitung zur Zuführung von Gas zu dem wenigstens einem Gasdrosselorgan und in die wenigstens eine Receiverleitung und wenigstens eine Gaszwischenleitung, welche in die wenigstens eine Receiverleitung mündet, zur Zuführung von Gas von dem wenigstens einen Gasdrosselorgan in die wenigstens eine Receiverleitung und mit dem wenigstens einen Durchflusssensor und/oder mit dem wenigstens einen Drucksensor ist der durch die wenigstens eine Gaszuführleitung und/oder die wenigstens eine Gaszwischenleitung und/oder das wenigstens eine Gasdrosselorgan strömende Volumenstrom an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe erfassbar und/oder der Durchflusssensor ist von zwei Drucksensoren an der Leitungsanordnung gebildet, so dass mittels eines Differenzdruckes an den beiden Drucksensoren und der Steuer- und/oder Regeleinheit der Volumenstrom an Gas bestimmbar ist, wobei vorzugsweise zwischen den beiden Drucksensoren bezüglich der Strömung des Gases eine Engstelle ausgebildet ist. Mittels des Differenzdruckes an den beiden Drucksensoren und der Geometrie, insbesondere der Strömungsquerschnittsfläche, des Strömungsweges kann einfach und zuverlässig von der Steuer- und/oder Regeleinheit der Ist-Volumenstrom des Gases berechnet werden, beispielsweise in ähnlicher oder analoger Weise wie bei einer Venturidüse. Zweckmäßig ist ein Drucksensor in Strömungsrichtung des Gases vor der Engstelle angeordnet und ein weiterer Drucksensor an der Engstelle, so dass der Volumenstrom mit dem Prinzip der Venturidüse ermittelbar ist. This object is achieved with a gas combustion engine system comprising a gas combustion engine, a fuel supply system having a piping for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine and at least one gas restrictor for controlling and / or regulating the volume flow of gas flowing through the fuel supply system as gaseous fuel, a control - And / or control unit, wherein the fuel supply system is provided with at least one flow sensor and / or at least one pressure sensor for detecting the flowing through the fuel supply system volumetric flow of gas and / or a dependent thereon size, in particular a pressure and / or a pressure difference , in particular exclusive, checking and / or monitoring the operability of the at least one gas throttle element in cooperation with the control and / or regulating unit. In a further embodiment, the line arrangement comprises at least one receiver line for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine, at least one gas supply line for supplying gas to the at least one gas throttle element and into the at least one receiver line and at least one gas intermediate line which opens into the at least one receiver line for supplying gas from the at least one gas throttle element into the at least one receiver line and with the at least one flow sensor and / or with the at least one pressure sensor is the one through the at least one gas supply line and / or the at least one gas intermediate line and / or the at least one gas throttle organ flowing volume flow of gas and / or a dependent size detected and / or the flow sensor is formed by two pressure sensors on the line arrangement, so that by means of a differential pressure at the two pressure sensors and the control and / or regulating unit the volumetric flow of gas can be determined, wherein a constriction is preferably formed between the two pressure sensors with respect to the flow of the gas. By means of the differential pressure at the two pressure sensors and the geometry, in particular the flow cross-sectional area, of the flow path can be easily and reliably calculated by the control and / or regulating unit of the actual volume flow of the gas, for example in a similar or analogous manner as in a venturi. Suitably, a pressure sensor in the flow direction of the gas is arranged in front of the constriction and another pressure sensor at the constriction, so that the volume flow with the principle of the Venturi nozzle can be determined.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Durchflusssensor als wenigstens ein erster Drucksensor zur Erfassung des Druckes an der wenigstens einen Receiverleitung und wenigstens ein zweiter Drucksensor zur Erfassung des Druckes an der wenigstens einen Gaszwischenleitung ausgebildet, so dass mittels des Differenzdruckes zwischen der wenigstens einen Gaszwischenleitung und der wenigstens einen Receiverleitung der Volumenstrom an Gas erfassbar ist und/oder das Kraftstoffversorgungssystem als Singlepoint-Injection ausgebildet ist, so dass sämtlichen Brennräumen des Verbrennungsmotors ein, insbesondere nur ein, Gasdrosselorgan zugeordnet ist zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Gas für sämtliche Brennräume und sämtlichen Brennräumen ein, insbesondere nur ein, Durchflusssensor und/oder wenigstens ein Drucksensor zugeordnet ist zur Erfassung des Volumenstromes an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe für sämtliche Brennräume oder das Kraftstoffversorgungssystem als Multipoint- Injection ausgebildet ist, so dass einem Teil der Brennräume, vorzugsweise zwei Brennräumen oder nur einem Brennraum, des Verbrennungsmotors je ein, insbesondere nur ein, Gasdrosselorgan zugeordnet ist zur getrennten Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Gas für die Teile der Brennräume, und einem Teil der Brennräume, vorzugsweise zwei Brennräume oder nur ein Brennraum, je ein, insbesondere nur ein, Durchflusssensor und/oder wenigstens ein Drucksensor zugeordnet ist zur getrennten Erfassung des Volumenstromes an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe für Teile der Brennräume. Jedem der Teile der Brennräume bzw. Zylinder ist somit je ein Gasdrosselorgan und je ein Durchflusssensor zugeordnet bei der Mulitpoint-I njection und/oder die Anzahl der Drosselorgane und der Durchflusssensoren entspricht der Anzahl der Teile der Brennräume bei der Mulitpoint-Injection. Ferner kann bei der Multipoint-Injection der Teil der Brennräume wenigstens zwei Brennräume, z. B. drei oder vier, Brennräume umfassen. In a supplementary embodiment, the flow sensor is designed as at least one first pressure sensor for detecting the pressure on the at least one receiver line and at least one second pressure sensor for detecting the pressure on the at least one gas intermediate line, so that by means of the differential pressure between the at least one gas intermediate line and the at least a receiver line, the volume flow of gas is detected and / or the fuel supply system is designed as a single-point injection, so that all the combustion chambers of the engine, in particular only one, gas throttle body is assigned to control and / or regulating the volume flow of gas for all combustion chambers and all Combustion chambers, in particular only one, flow sensor and / or at least one pressure sensor is assigned to detect the volume flow of gas and / or a dependent thereon size for all combustion chambers or Kraftstoffversorgu ngssystem is designed as a multipoint injection, so that a part of the combustion chambers, preferably two combustion chambers or only one combustion chamber, the internal combustion engine depending one, in particular only one, gas throttle body is assigned to the separate Control and / or regulation of the volume flow of gas for the parts of the combustion chambers, and a part of the combustion chambers, preferably two combustion chambers or only one combustion chamber, each one, in particular only one, flow sensor and / or at least one pressure sensor is assigned for separate detection of the volume flow on gas and / or a dependent thereon size for parts of the combustion chambers. Each of the parts of the combustion chambers or cylinders is thus associated with one gas throttle element and one flow sensor in the multi-point injection and / or the number of throttle elements and the flow sensors corresponds to the number of parts of the combustion chambers in the multi-point injection. Further, in the multipoint injection of the part of the combustion chambers at least two combustion chambers, for. B. three or four, combustion chambers.
Zweckmäßig ist das Gasdrosselorgan als mechanisches Ventil, z. B. mit einem Nockentrieb, ausgebildet mit einem Ventilkolben als Stellorgan und einem Elektromotor, welcher den Ventilkolben in verschiedene Stellungen, vorzugsweise mit dem Nockentrieb, bewegt, z. B. in einer Schließ-, Öffnungs- oder Zwischenstellung. In einer weiteren Ausführungsform ist das Gasdrosselorgan als ein elektromagnetisches Ventil ausgebildet mit einem Ventilkolben als Stellorgan und einem Elektromagneten zum Bewegen des Ventilkolbens zwischen einer vollständigen Schließ- und Öffnungsstellung. Dabei wird Elektromagnet getaktet abwechselnd bestromt oder nicht bestromt, so dass aufgrund der durchschnittlichen Schließ- und Öffnungszeiten des Ventilkolbens der Volumenstrom des durch das Gasdrosselorgan geleiteten Gases gesteuert und/oder geregelt werden kann. Eine Erhöhung der durchschnittliche Öffnungszeit bedeutet ein Öffnen des Gasdrosselorganes und umgekehrt. Zweckmäßig wird auch ein Abschnitt des Gasdrosselorganes zur Zuleitung von Gas an das Stellorgan als Gaszuführleitung betrachtet. In einer ergänzenden Ausführungsform wird auch ein Abschnitt des Gasdrosselorganes zur Ableitung von Gas von dem Stellorgan als Gaszwischenleitung betrachtet. In einer weiteren Ausführungsform ist das Gasdrosselorgan an der Receiverleitung bzw. Luftansaugleitung angebaut oder integriert, so dass die Gaszwischenleitung teilweise oder vollständig an dem Gasdrosselorgan ausgebildet ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist in Strömungsrichtung des Gases zwischen dem wenigstens einen zweiten und wenigstens einen ersten Drucksensor wenigstens eine erste Engstelle für das Gas ausgebildet ist, insbesondere ist bei einer Multipoint-Injection einem Teil der Brennräume je eine erste Engstelle und je ein zweiter Drucksensor und vorzugsweise je ein erster Drucksensor zugeordnet. An der Engstelle treten Energieverluste und/oder Druckänderungen auf, welche zur Berechnung des Volumenstromes genutzt werden können. Suitably, the throttle valve is a mechanical valve, z. B. with a cam drive, formed with a valve piston as an actuator and an electric motor, which moves the valve piston in different positions, preferably with the cam drive, z. B. in a closed, open or intermediate position. In a further embodiment, the gas throttle element is designed as an electromagnetic valve with a valve piston as an actuator and an electromagnet for moving the valve piston between a complete closed and open position. In this case, solenoid is clocked alternately energized or not energized, so that can be controlled and / or regulated due to the average closing and opening times of the valve piston, the volume flow of the gas passed through the throttle body gas. An increase in the average opening time means opening the throttle valve and vice versa. Appropriately, a portion of the throttle device for supplying gas to the actuator is considered as gas supply. In a supplementary embodiment, a portion of the gas throttle body for the discharge of gas from the actuator is considered as a gas intermediate line. In a further embodiment, the gas throttle element is mounted or integrated on the receiver line or air intake line, so that the gas intermediate line is partially or completely formed on the gas throttle element. In a further embodiment, at least one first constriction for the gas is formed in the flow direction of the gas between the at least one second and at least one first pressure sensor, in particular, in a multipoint injection, a part of the combustion chambers is a first constriction and a second pressure sensor and preferably each associated with a first pressure sensor. At the bottleneck occur energy losses and / or pressure changes, which can be used to calculate the flow rate.
Zweckmäßig mündet die wenigstens eine Gaszwischenleitung mit wenigstens einem Zerstäuber in die wenigstens eine Receiverleitung und vorzugsweise ist die wenigstens eine erste Engstelle von dem wenigstens einen Zerstäuber gebildet. The at least one gas intermediate line expediently opens into the at least one receiver line with at least one atomizer, and the at least one first constriction is preferably formed by the at least one atomizer.
In einer weiteren Variante ist der wenigstens eine Durchflusssensor als ein Ultraschalldurchflusssensor, magnetisch-induktiver Durchflusssensor oder ein Turbinen- oder Flügelrad-Durchflussensor ausgebildet. In a further variant, the at least one flow sensor is designed as an ultrasonic flow sensor, magnetic-inductive flow sensor or a turbine or impeller flow sensor.
In einer zusätzlichen Ausführungsform weist der wenigstens eine Zerstäuber eine Vielzahl an Öffnungen auf, insbesondere sind die Öffnungen an einem Endbereich der wenigstens einen Gaszwischenleitung ausgebildet, welcher innerhalb des Strömungsraumes der wenigstens einen Receiverleitung angeordnet ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Gasverbrennungsmotor als ein Hubkolben-Gasverbrennungsmotor ausgebildet und/oder das Kraftstoffversorgungssystem umfasst einen Abgasturbolader und vorzugsweise einen Ladeluftkühler und/oder das Kraftstoffversorgungssystem umfasst einen Druckminderer zur Reduzierung des Druckes des in die wenigstens eine Gaszuführleitung eingeleiteten Gases und/oder das Kraftstoffversorgungssystem weist wenigstens ein Notventil zum Schließen der Zuführung von Gas zu einem Teil der Brennräume bei einem erfassten Schaden auf als eine Korrekturmaßnahme. In an additional embodiment, the at least one atomizer has a multiplicity of openings, in particular the openings are formed on an end region of the at least one gas intermediate line, which is arranged within the flow space of the at least one receiver line. In a further embodiment, the gas combustion engine is designed as a reciprocating internal combustion engine and / or the fuel supply system comprises an exhaust gas turbocharger and preferably a charge air cooler and / or the fuel supply system comprises a pressure reducer for reducing the pressure of the gas introduced into the at least one gas supply line and / or the fuel supply system has at least one emergency valve for closing the supply of gas to a part of the combustion chambers at a detected damage as a corrective measure.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist von der Steuer- und/oder Regeleinheit das Gasdrosselorgan steuerbar und/oder regelbar und von der Steuer- und/oder Regeleinheit ist der von dem wenigstens einen Durchflusssensor erfasste Ist-Volumenstrom mit einem Soll-Volumenstrom aufgrund einer Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes vergleichbar und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Volumenstrom und dem Soll-Volumenstrom ist wenigstens eine Korrekturmaßnahme, insbesondere eine Fehlermeldung, vorzugsweise mit einem optischen und/oder akustischen Meldeorgan, z. B. einer Warnleuchte, einer Warnhupe oder einem Bildschirm, und/oder ein Schließen des Notventils ausführbar, und/oder von der Steuer- und/oder Regeleinheit ist das Gasdrosselorgan steuerbar und/oder regelbar und von der Steuer- und/oder Regeleinheit ist der von wenigstens einem Drucksensor, erfasste Ist-Druck oder Ist- Differenzdruck mit einem Soll-Druck oder Soll-Differenzdruck aufgrund einer Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes vergleichbar und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Druck oder dem Ist-Differenzdruck und dem Soll-Druck oder dem Soll-Differenzdruck ist wenigstens eine Korrekturmaßnahme, insbesondere eine Fehlermeldung, vorzugsweise mit einem optischen und/oder akustischen Meldeorgan, z. B. einer Warnleuchte, einer Warnhupe oder einem Bildschirm, und/oder ein Schließen des Notventils ausführbar, und/oder mit dem Gasverbrennungsmotor ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar. Erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Gasverbrennungsmotorsystems, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Gasverbrennungsmotorsystems, mit den Schritten: Leiten von Gas als Verbrennungsgas bzw. gasförmigen Kraftstoff durch ein Kraftstoffversorgungssystem zu einem Gasverbrennungsmotor, Leiten des Gases durch wenigstens ein Gasdrosselorgan und Steuern und/oder Regeln des durch das Kraftstoffversorgungssystem geleiteten Volumenstromes an Gas mit dem wenigstens einen Gasdrosselorgan, Mischen von Luft und Gas in dem Kraftstoffversorgungssystem zu einem Gas-Luftgemisch, Einleiten des Gas- Luftgemisches in wenigstens einen Brennraum des Gasverbrennungsmotors, wobei mit wenigstens einem Durchflusssensor der Volumenstrom des durch das Kraftstoffversorgungssystem geleiteten Gases erfasst wird und mit dem erfassten Volumenstrom die Funktionsfähigkeit des wenigstens eine Gasdrosselorgan überprüft und überwacht wird und/oder mit wenigstens einem Drucksensor ein Ist-Druck und/oder ein Ist-Differenzdruck des Gases und/oder Gas-Luftgemisches erfasst wird und mit dem erfassten Volumenstrom und/oder dem erfassten Ist-Druck und/oder dem erfassten Ist- Differenzdruck, insbesondere ausschließlich, die Funktionsfähigkeit des wenigstens eine Gasdrosselorgan überprüft und überwacht wird. In einfacher und zuverlässiger Weise kann somit die Funktionsfähigkeit und damit ein möglicher Schaden oder Defekt an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan erkannt werden, um hieraus resultierende Schäden zu vermeiden. In an additional embodiment of the control and / or regulating unit, the gas throttle element is controllable and / or regulated and of the control and / or control unit is detected by the at least one flow sensor actual volume flow with a desired volume flow due to a desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle body comparable and in response to a predetermined difference between the actual volume flow and the desired volume flow is at least one corrective measure, in particular an error message, preferably with an optical and / or acoustic reporting device, eg. As a warning light, a warning horn or a screen, and / or closing the emergency valve executable, and / or by the control and / or regulating unit, the throttle device is controllable and / or regulated and of the control and / or regulating unit is the from at least one pressure sensor, detected actual pressure or actual differential pressure with a desired pressure or nominal differential pressure due to a desired position or average desired position of an actuator of the throttle body comparable and in dependence on a predetermined difference between the actual pressure or the actual differential pressure and the target pressure or the target differential pressure is at least one corrective measure, in particular an error message, preferably with an optical and / or acoustic message element, z. As a warning light, a warning horn or a screen, and / or closing the emergency valve executable, and / or with the gas combustion engine described in this patent application process is executable. Method according to the invention for operating a gas combustion engine system, in particular a gas combustion engine system described in this patent application, comprising the steps of: passing gas as combustion gas through a fuel supply system to a gasoline engine, passing the gas through at least one gas throttle and controlling and / or regulating the gas the fuel supply system directed volume flow of gas with the at least one throttle device, mixing of air and gas in the fuel supply system to a gas-air mixture, introducing the gas-air mixture into at least one combustion chamber of the gas combustion engine, wherein with at least one flow sensor, the volume flow of the fuel system guided by the Gas is detected and the operability of the at least one throttle device is checked and monitored with the detected volume flow and / or with at least one Drucksenso an actual pressure and / or an actual differential pressure of the gas and / or gas-air mixture is detected and with the detected volume flow and / or the detected actual pressure and / or the detected actual differential pressure, in particular exclusively, the functionality of the at least one throttle device is checked and monitored. In a simple and reliable manner thus the functionality and thus a possible damage or defect can be detected at the at least one throttle body to avoid resulting damage.
In einer weiteren Variante wird aus dem erfassten Volumenstrom und der Dichte der Gasmassenstrom bestimmt und mit dem Gasmassenstrom die Funktionsfähigkeit des wenigstens eine Gasdrosselorgan überprüft und überwacht wird, so dass mit dem Volumenstrom mittelbar die Funktionsfähigkeit des wenigstens eine Gasdrosselorgan überprüft und überwacht wird. In a further variant, the gas mass flow is determined from the detected volumetric flow and the density and the operability of the at least one gas throttle element is checked and monitored with the gas mass flow, so that the functional capability of the at least one gas throttle element is indirectly checked and monitored with the volumetric flow.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird das Gas durch wenigstens eine Gaszuführleitung zu dem wenigstens einem Gasdrosselorgan geleitet, das Gas wird von dem wenigstens einen Gasdrosselorgan durch wenigstens eine Gaszwischenleitung in wenigstens eine Receiverleitung geleitet, das Gas mit Luft in der wenigstens einen Receiverleitung zu einem Gas-Luftgemisch gemischt wird, das Gas-Luftgemisches in wenigstens einen Brennraum des Gasverbrennungsmotors eingeleitet wird, mit dem wenigstens einem Durchflusssensor, insbesondere mittels eines Differenzdruckes, der Volumenstrom des durch die wenigstens eine Gaszuführleitung und/oder die wenigstens eine Gaszwischenleitung und/oder das wenigstens eine Gasdrosselorgan geleiteten Gases erfasst wird und/oder mit wenigstens einem Drucksensor ein Ist-Druck und/oder ein Ist-Differenzdruck an der wenigstens einen Gaszuführleitung und/oder an der wenigstens einen Gaszwischenleitung und/oder an der wenigstens einen Receiverleitung erfasst wird. Zweckmäßig wird mit dem erfassten Volumenstrom und/oder dem erfassten Ist-Druck und/oder dem erfassten Ist-Differenzdruck die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Gasdrosselorganes während des Betriebes des Gasverbrennungsmotors überprüft und überwacht. Die Funktionsfähigkeit wird dabei vorzugsweise während der gesamten Betriebszeit des Gasverbrennungsmotors überwacht, so dass jederzeit ein Schaden an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan erkannt und/oder wenigstens eine Korrekturmaßnahme ausgeführt werden kann. In an additional embodiment, the gas is passed through at least one gas supply line to the at least one gas throttle element which Gas is passed from the at least one gas throttle element through at least one gas intermediate line in at least one receiver line, the gas is mixed with air in the at least one receiver line to a gas-air mixture, the gas-air mixture is introduced into at least one combustion chamber of the gas combustion engine, with the at least a flow sensor, in particular by means of a differential pressure, the volume flow of the gas passed through the at least one gas supply line and / or the at least one gas intermediate line and / or the at least one gas throttle element is detected and / or with at least one pressure sensor an actual pressure and / or an actual Differential pressure on the at least one gas supply line and / or on the at least one gas intermediate line and / or on the at least one receiver line is detected. Suitably, with the detected volume flow and / or the detected actual pressure and / or the detected actual differential pressure, the operability of the at least one gas throttle element during operation of the gas combustion engine is checked and monitored. The functionality is preferably monitored during the entire operating time of the gas combustion engine, so that at any time a damage to the at least one throttle device can be detected and / or at least one corrective action can be performed.
In einer Variante wird ein Soll-Volumenstrom des Gases aufgrund einer Soll- Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes mit einem Ist-Volumenstrom des Gases, welcher von dem wenigstens einen Durchflusssensor erfasst wird, verglichen und bei einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Volumenstrom des Gases zu dem Soll-Volumenstrom des Gases einer Fehler oder ein Schaden an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan erkannt wird und/oder in Abhängigkeit von der Differenz wenigstens eine Korrekturmaßnahme ausgeführt wird und/oder ein Ist-Druck und/oder ein Ist-Differenzdruck mit einem Soll-Druck und/oder einem Soll-Differenzdruck aufgrund einer Soll- Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes verglichen wird und bei einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Volumenstrom des Gases zu dem Soll-Volumenstrom des Gases einer Fehler oder ein Schaden an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan erkannt wird und/oder in Abhängigkeit von der Differenz wenigstens eine Korrekturmaßnahme ausgeführt wird. Der Durchflusssensor erfasst den Ist-Volumenstrom an Gas als gasförmigen Kraftstoff, welcher durch das Gasdrosselorgan strömt. Dadurch kann die Funktionsfähigkeit des Gasdrosselorganes einfach überprüft werden. Zweckmäßig sind hier weitere Parameter, z. B. die Soll-Strömungsquerschnittsfläche für das Gas aufgrund einer Soll-Stellung oder auch durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes oder die durchschnittliche Soll- Strömungsquerschnittsfläche für das Gas an dem Gasdrosselorgan und der Druck des Gases oder ein Differenzdruck des Gases erforderlich, um einen Soll-Volumenstrom des Gases zu ermitteln aufgrund der von dem Gasdrosselorganes zur Verfügung gestellten Soll- Strömungsquerschnittfläche, d. h. auch durchschnittlichen Soll- Strömungsquerschnittsfläche. Da das Stellorgan des Gasdrosselorganes ein Teil des Gasdrosselorganes bildet ist eine Stellung des Gasdrosselorganes gleichbedeutend mit einer Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes. In a variant, a desired volume flow of the gas is compared due to a desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle body with an actual volume flow of the gas, which is detected by the at least one flow sensor, and at a predetermined difference between the actual Volumetric flow of the gas to the desired volume flow of the gas of an error or damage to the at least one throttle body is detected and / or depending on the difference at least one corrective action is performed and / or an actual pressure and / or an actual differential pressure with a desired pressure and / or a desired differential pressure due to a desired position or average desired position of an actuator of the Gas throttle element is compared and is detected at a predetermined difference between the actual volume flow of the gas to the desired volume flow of the gas fault or damage to the at least one throttle device and / or executed depending on the difference at least one corrective measure. The flow sensor detects the actual volume flow of gas as gaseous fuel which flows through the throttle valve. As a result, the functionality of the throttle device can be easily checked. Appropriately, here are further parameters, eg. B. the desired flow cross-sectional area for the gas due to a desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle organ or the average desired flow cross-sectional area for the gas to the throttle body and the pressure of the gas or a differential pressure of the gas required to a Target volumetric flow of the gas to be determined on the basis of the provided by the gas throttle body target flow cross-sectional area, ie also the average desired flow cross-sectional area. Since the actuator of the throttle device forms part of the throttle body, a position of the throttle means is equivalent to a position of an actuator of the throttle body.
In einer zusätzlichen Variante wird zur Erfassung des Soll-Volumenstromes des Gases neben der Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes wenigstens ein weiterer Parameter, insbesondere der Druck des Gases in der wenigstens einen Gaszuführleitung und/oder in der wenigstens einen Gaszwischenleitung und/oder in der wenigstens einen Receiverleitung, berücksichtigt. Die Soll- Stellung oder durchschnittliche Soll-Stellung eines Stellorganes, z. B. eines Ventilschiebers, des Gasdrosselorganes bedingt eine Soll- Strömungsquerschnittsfläche oder durchschnittliche Soll- Strömungsquerschnittfläche an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan. Bei einer Abweichung der Soll-Stellung des Gasdrosselorganes von einer Ist- Stellung des Gasdrosselorganes weicht auch der Ist-Volumenstrom des Gases von dem Soll-Volumenstrom des Gases ab, so dass damit eine Abweichung der Ist-Stellung zu einer Soll-Stellung des Gasdrosselorganes, d. h. ein Schaden oder ein Defekt an dem Gasdrosselorgan, erkannt werden kann. Insbesondere wird zur Erfassung des Soll-Volumenstromes des Gases neben der Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung des Stellorganes des Gasdrosselorganes wenigstens ein weiterer Parameter, insbesondere der Druck des Gases in der wenigstens einen Gaszuführleitung und/oder in der wenigstens einen Gaszwischenleitung und/oder in der wenigstens einen Receiverleitung, berücksichtigt. Die Soll- Stellung oder durchschnittliche Soll-Stellung eines Stellorganes, z. B. eines Ventilschiebers, des Gasdrosselorganes bedingt eine Soll- Strömungsquerschnittsfläche oder durchschnittliche Soll- Strömungsquerschnittfläche an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan. Bei einer Abweichung der Soll-Stellung des Gasdrosselorganes von einer Ist- Stellung des Gasdrosselorganes weicht auch der Ist-Volumenstrom des Gases von dem Soll-Volumenstrom des Gases ab, so dass damit eine Abweichung der Ist-Stellung zu einer Soll-Stellung des Gasdrosselorganes, d. h. ein Schaden oder ein Defekt an dem Gasdrosselorgan, erkannt werden kann. In an additional variant, at least one further parameter, in particular the pressure of the gas in the at least one gas supply line and / or in the at least one gas intermediate line, is detected for detecting the desired volume flow of the gas in addition to the desired position or average desired position of an actuator of the gas throttle element and / or in the at least one receiver line. The desired position or average nominal position of an actuator, z. B. a valve spool, the throttle device causes a desired flow cross-sectional area or average desired flow cross-sectional area of the at least one throttle device. In the case of a deviation of the nominal position of the gas throttle element from an actual position of the gas throttle element, the actual volume flow of the gas also deviates from the nominal volume flow of the gas, so that therewith one Deviation of the actual position to a desired position of the gas throttle element, ie a damage or a defect on the throttle device, can be detected. In particular, at least one further parameter, in particular the pressure of the gas in the at least one gas supply line and / or in the at least one gas intermediate line and / or at least one further parameter, in particular for detecting the desired volume flow of the gas in addition to the desired position or average desired position of the actuator of the throttle body in the at least one receiver line, considered. The desired position or average nominal position of an actuator, z. B. a valve spool, the throttle device causes a desired flow cross-sectional area or average desired flow cross-sectional area of the at least one throttle device. In the case of a deviation of the desired position of the gas throttle element from an actual position of the gas throttle element, the actual volume flow of the gas also deviates from the nominal volume flow of the gas, so that a deviation of the actual position from a desired position of the gas throttle element, ie a damage or a defect on the gas restrictor, can be detected.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der Volumenstrom des durch die wenigstens eine Gaszuführleitung geleiteten Gases erfasst, indem der Druck des Gases in der wenigstens einen Receiverleitung mit einem ersten Drucksensor und in der wenigstens einen Gaszwischenleitung mit einem zweiten Drucksensor erfasst wird und mittels des Differenzdruckes zwischen dem Druck in der wenigstens einen Gaszwischenleitung und der wenigstens einen Receiverleitung der Ist-Volumenstrom in der wenigstens einen Gaszwischenleitung und/oder der wenigstens einen Gaszuführleitung berechnet wird und/oder das wenigstens eine Gasdrosselorgan in Abhängigkeit von dem erfassten Volumenstrom an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe gesteuert und/oder geregelt wird und/oder der Druck in der wenigstens einen Receiverleitung erfasst wird, indem während eines vollständig geschlossenen Gasdrosselorganes der Druck in der wenigstens einen Gaszwischenleitung erfasst wird und/oder der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor von nur einem Drucksensorbauteil gebildet wird und von dem nur einem Drucksensorbauteil der Druck in der Gaszwischenleitung zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder Zeiträumen erfasst wird und während eines ersten Zeitpunktes oder Zeitraumes das Gasdrosselorgan vollständig geschlossen ist, so dass von dem nur einem Drucksensorbauteil während des ersten Zeitpunktes oder Zeitraumes der Druck in der Receiverleitung und in der Gaszwischenleitung erfasst wird und während eines zweiten Zeitpunktes oder Zeitraumes das Gasdrosselorgan geöffnet ist, so dass von dem nur einem Drucksensorbauteil während des zweiten Zeitpunktes oder Zeitraumes der Druck nur in der Receiverleitung erfasst wird. Ist der Ist-Volumenstrom des Gases kleiner als der Soll- Volumenstrom des Gases wird das Gasdrosselorgan geöffnet und umgekehrt. Das Drucksensorbauteil ist ein einziger Drucksensor an der Gaszwischenleitung, welcher die Funktion des ersten und zweiten Drucksensors übernimmt. In a further embodiment, the volume flow of the gas conducted through the at least one gas supply line is detected by detecting the pressure of the gas in the at least one receiver line with a first pressure sensor and in the at least one gas intermediate line with a second pressure sensor and by means of the differential pressure between the pressure in the at least one gas intermediate line and the at least one receiver line, the actual volume flow in the at least one gas intermediate line and / or the at least one gas supply line is calculated and / or the at least one gas throttle element in dependence on the detected volume flow of gas and / or a dependent thereon size is controlled and / or regulated and / or the pressure in the at least one receiver line is detected by the pressure in the. During a fully closed throttle device at least one gas intermediate line is detected and / or the first pressure sensor and the second pressure sensor is formed by only one pressure sensor component and of which only one pressure sensor component, the pressure in the gas interface is detected at different times or periods and during a first time or period, the throttle body completely closed is, so that is detected by the only one pressure sensor component during the first time or period, the pressure in the receiver line and in the gas intermediate line and during a second time or period, the gas throttle is open, so that of only one pressure sensor component during the second time or Period the pressure is detected only in the receiver line. If the actual volume flow of the gas is less than the setpoint volume flow of the gas, the gas throttle is opened and vice versa. The pressure sensor component is a single pressure sensor on the gas intermediate line, which takes over the function of the first and second pressure sensor.
In einer Ausgestaltung wird der Druck des Gases, welches der wenigstens einen Gaszuführleitung zugeführt wird, mit einem Druckminderer reduziert und/oder das Gas-Luftgemisch wird in dem wenigstens einen Brennraum gezündet und mit wenigstens einem Arbeitsorgan, insbesondere einem Hubkolben, wird die Verbrennungsenergie in mechanische Energie umgewandelt und/oder die dem wenigstens einen Receiverleitung zugeführt Luft wird mit einem Turbolader, insbesondere Abgastürbolader, verdichtet und vorzugsweise anschließend mit einem Ladeluftkühler gekühlt und/oder das Gas wird von der wenigstens einen Gaszwischenleitung zu dem wenigstens einen Gasdrosselorgan geleitet und von dem wenigstens einen Gasdrosselorgan in die wenigstens eine Gaszwischenleitung geleitet und von der wenigstens einen Gaszwischenleitung in die wenigstens eine Receiverleitung geleitet und/oder das Gas wird zwischen dem zweiten und ersten Drucksensor durch eine Engstelle, insbesondere einen Zerstäuber, geleitet. In einer weiteren Ausführungsform ist der Gasverbrennungsmotor eine Gasturbine oder ein Otto-Gasverbrennungsmotor. In one embodiment, the pressure of the gas which is supplied to the at least one gas supply line, reduced with a pressure reducer and / or the gas-air mixture is ignited in the at least one combustion chamber and with at least one working member, in particular a reciprocating piston, the combustion energy into mechanical Energy converted and / or supplied to the at least one receiver line air is compressed with a turbocharger, in particular Abgastürbolader, and then preferably cooled with a charge air cooler and / or the gas is passed from the at least one gas intermediate line to the at least one gas throttle element and of the at least one Gas throttling directed into the at least one gas intermediate line and passed from the at least one gas intermediate line in the at least one receiver line and / or the gas is passed between the second and first pressure sensor through a constriction, in particular an atomizer. In a further embodiment, the gas combustion engine is a gas turbine or a gasoline gasoline engine.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Gasverbrennungsmotor ein 4-Takt- Gasverbrennungsmotor mit wenigstens einem Einlassventil und wenigstens einem Auslassventil je Brennraum ausgebildet. In a further embodiment, the gas combustion engine is a 4-stroke gas combustion engine with at least one inlet valve and at least one outlet valve per combustion chamber.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist ein Gasmassenstrom und/oder ein Gasmengenstrom eine von dem Volumenstrom abhängige Größe. Beispielsweise wird der Gasmassenstrom aus dem Volumenstrom und der Dichte des Gases und/oder der Luft und/oder des Gas-Luftgemisches bestimmt. In a supplementary embodiment, a gas mass flow and / or a gas flow rate is dependent on the volume flow size. For example, the gas mass flow is determined from the volume flow and the density of the gas and / or the air and / or the gas-air mixture.
In einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst das Gasverbrennungsmotorsystem ein Kraftstoffversorgungssystem mit Multipoint-Injection mit einer Leitungsanordnung zur Zuführung eines Gas- Luftgemisches zu dem Gasverbrennungsmotor, wobei für einen Teil der Zylinder, vorzugsweise zwei Zylinder oder nur einem Zylinder, des Hubkolben-Gasverbrennungsmotors je eine gesonderte Receiverleitung, je eine gesonderte Gaszuführleitung, je eine gesonderte Gaszwischenleitung und je ein gesondertes Gasdrosselorgan ausgebildet ist und die Gasdrosselorgane zur Steuerung und/oder Regelung des durch das Kraftstoffversorgungssystem strömenden Volumenstromes an Gas als gasförmigen Kraftstoff dienen und eine Steuer- und/oder Regeleinheit, wobei an dem Kraftstoffversorgungssystem je ein gesonderter Durchflusssensor für die Teile der Zylinder ausgebildet ist zur gesonderten Erfassung des Volumenstromes an Gas welches in die Teile der Zylinder gesondert einleitbar ist. Bei der Multipoint-Injection ist somit je einem Teil der Zylinder eine, insbesondere nur eine Gaszwischenleitung und ein, insbesondere nur ein, Gasdrosselorgan zugeordnet. In an additional embodiment, the gas combustion engine system comprises a fuel supply system with multipoint injection with a line arrangement for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine, wherein for a part of the cylinder, preferably two cylinders or only one cylinder, the reciprocating gas combustion engine depending on a separate receiver line, each a separate Gaszuführleitung, each a separate gas intermediate line and a separate Gasdrosselorgan is formed and serve the throttle devices for controlling and / or regulating the flowing through the fuel supply system volumetric flow of gas as a gaseous fuel and a control and / or regulating unit, wherein at the fuel supply system each a separate flow sensor for the parts of the cylinder is designed for separate detection of the volume flow of gas which is separately introduced into the parts of the cylinder. In the case of multipoint injection, one part of the cylinders is thus assigned one, in particular only one gas intermediate line and one, in particular only one, gas throttle element.
Zweckmäßig ist für die Teile der Zylinder gesondert und getrennt der Volumenstrom an Gas, welcher den Teilen der Zylinder zuführbar ist, oder einer hiervon abhängigen Größe erfassbar und mit der Steuer- und/oder Regeleinheit ist in Abhängigkeit von diesem gesondert erfassten Volumenstrom an Gas oder einer hiervon abhängigen Größe der Hubkolben- Gasverbrennungsmotor getrennt für die Teile der Zylinder steuerbar und/oder regelbar. Beispielsweise sind damit der Zündzeitpunkt und/oder die Steuerzeiten der Ein- und/oder Auslassventile in Abhängigkeit von dem getrennt für die Teile der Zylinder erfassten Volumenstrom an Gas oder einer hiervon abhängigen Größe getrennt für die Teile der Zylinder mit der Steuer- und/oder Regeleinheit steuerbar und/oder regelbar. Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: eine stark vereinfachte Darstellung eines Gasverbrennungsmotorsystems in einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Singlepoint-Injection (SPI) und eine stark vereinfachte Darstellung des Gasverbrennungsmotorsystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Multipoint-Injection (MPI), It is expedient for the parts of the cylinder separately and separately, the volume flow of gas, which is the parts of the cylinder can be fed, or a dependent thereof size detectable and with the control and / or Control unit is separately controllable and / or regulated as a function of this separately detected volume flow of gas or a dependent thereon size of Hubkolben- gas combustion engine for the parts of the cylinder. For example, thus the ignition timing and / or the timing of the intake and / or exhaust valves depending on the separately detected for the parts of the cylinder volume flow of gas or a dependent thereon size for the parts of the cylinder with the control and / or regulating unit controllable and / or controllable. Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. 1 shows a greatly simplified illustration of a gas combustion engine system in a first exemplary embodiment with a single point injection (SPI) and a greatly simplified representation of the gas combustion engine system in a second exemplary embodiment with a multipoint injection (MPI),
Druckbereiche des Zwischendruckes pz an dem zweiten Drucksensor d2 bei einer geöffneten Soll-Stellung des Gasdrosselorganes, Pressure ranges of the intermediate pressure pz at the second pressure sensor d2 at an open target position of the gas throttle element,
Druckbereiche des Zwischendruckes pz an dem zweiten Drucksensor d2 bei einer geschlossenen Soll-Stellung des Gasdrosselorganes und zwei Diagramme mit einem ersten oberen Diagramm bei dem an der Abszisse die Zeit t und an der Ordinate der Zwischendruck pz an dem zweiten Drucksensor d2 aufgetragen ist und einem zweiten unteren Diagramm bei dem an der Abszisse die Zeit t und an der Ordinate die Strömungsquerschnittsfläche des Gasdrosselorganes aufgetragen ist. Ein in Fig. 1 dargestelltes Gasverbrennungsmotorsystem 1 umfasst einen als Hubkolben-Gasverbrennungsmotor 2 ausgebildeten Gasverbrennungsmotor 2 mit vier Brennräumen 23, denen jeweils ein Kolben 25 als Arbeitsorgan 24 zugeordnet ist, und ein Kraftstoffversorgungssystem 3. Der Gasverbrennungsmotor 2 wird beispielsweise als mobile Anlage zum An- oder Vortrieb einer Lokomotive oder eines Schiffes eingesetzt. Pressure ranges of the intermediate pressure pz at the second pressure sensor d2 at a closed target position of the gas throttle body and two diagrams with a first upper graph in which the abscissa time t and the ordinate the intermediate pressure pz is applied to the second pressure sensor d2 and a second bottom diagram in which the time t is plotted on the abscissa and the flow cross-sectional area of the gas throttle element is plotted on the ordinate. A gas combustion engine system 1 shown in FIG. 1 comprises a gas combustion engine 2 designed as a reciprocating gas combustion engine 2 with four combustion chambers 23 to which a piston 25 is assigned as working member 24 and a fuel supply system 3. The gas combustion engine 2 is used, for example, as a mobile installation for or propulsion of a locomotive or a ship used.
Das Kraftstoffversorgungssystem 3 weist eine Leitungsanordnung 4 und ein Gasdrosselorgan 1 1 , z. B. ein elektromagnetisches Ventil, auf zur Versorgung des Gasverbrennungsmotors 2 mit Gas als gasförmigen Kraftstoff. Die Leitungsanordnung 4 umfasst eine Gaszuführleitung 10, eine Gaszwischenleitung 9, eine Receiverleitung 7 und eine Luftansaugleitung 8. In einem Gastank 13 als Kraftstoff- oder Gasquelle 12 ist Gas, z. B. Erdgas, unter einem hohen Druck gespeichert und von dem Gastank 13 wird das unter dem hohen Druck stehende Gas mit einem Druckminderer 14 unter stark vermindertem Druck durch die Gaszuführleitung 10 dem Gasdrosselorgan 11 zugeführt. Von dem Gasdrosselorgan 11 wird das Gas durch die Gaszwischenleitung 9 in die Receiverleitung 7 eingeleitet. Mit der Luftansaugleitung 8 als Receiverleitung 7, durch welche nur Luft geleitet wird, wird Umgebungsluft mit einem Abgasturbolader 15 angesaugt und verdichtet, anschließend von einem Ladeluftkühler 16 die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt. Ein Endbereich der Gaszwischenleitung 9 mündet in die Luftansaugleitung 8 bzw. Receiverleitung 7, so dass das durch das Gasdrosselorgan 11 strömende Gas an diesem Endbereich der Gaszwischenleitung 9 in die Receiverleitung 7 eingeleitet wird. Der Endbereich der Gaszwischenleitung 9 weist eine Vielzahl von Öffnungen 22 auf, durch welche das Gas von der Gaszwischenleitung 9 in die Receiverleitung 7 eingeleitet wird, so dass der Endbereich der Gaszwischenleitung 9 mit den Öffnungen 22 einen Zerstäuber 21 zur gleichmäßigen Vermischung des in die Luft eingeleiteten Gases bildet, um ein möglichst homogenes Luft-Gasgemisch dem Gasverbrennungsmotor 2 zuleiten zu können. Die Receiverleitung 7 zweigt sich nach der Zuleitung des Gases in vier getrennte Receiverleitungen 7 auf jeweils für einen Brennraum 23. The fuel supply system 3 has a line arrangement 4 and a throttle device 1 1, z. As an electromagnetic valve, to supply the gas combustion engine 2 with gas as the gaseous fuel. The line arrangement 4 comprises a gas supply line 10, a gas intermediate line 9, a receiver line 7 and an air intake line 8. In a gas tank 13 as a fuel or gas source 12 is gas, for. For example, natural gas, stored under a high pressure and from the gas tank 13, the gas under high pressure with a pressure reducer 14 under greatly reduced pressure through the gas supply 10 to the gas throttle 11 is supplied. From the gas throttle element 11, the gas is introduced through the gas intermediate line 9 in the receiver line 7. With the air intake 8 as a receiver line 7, through which only air is passed, ambient air is sucked and compressed with an exhaust gas turbocharger 15, then cooled by a charge air cooler 16, the compressed and thereby heated air. An end region of the gas intermediate line 9 opens into the air intake line 8 or receiver line 7, so that the gas flowing through the gas throttle element 11 is introduced into the receiver line 7 at this end region of the gas intermediate line 9. The end region of the gas intermediate line 9 has a plurality of openings 22 through which the gas is introduced from the gas intermediate line 9 into the receiver line 7, so that the end region of the gas intermediate line 9 with the openings 22 an atomizer 21 for uniform mixing of the introduced into the air Forms gas to be able to deliver the most homogeneous air-gas mixture to the gas combustion engine 2. The receiver line 7 branches after the supply of the Gas in four separate receiver lines 7 each for a combustion chamber 23rd
Das Gasdrosselorgan 1 1 dient zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Gas, welches der Receiverleitung 7 und damit dem Gasverbrennungsmotor 2 zugeführt wird. Eine Drosselklappe 17 dient zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Luft, welches der Receiverleitung 7 und damit dem Gasverbrennungsmotor 2 zugeführt wird. Das Gasdrosselorgan 1 1 und die Drosselklappe 17 werden von einer Steuer- und/oder Regeleinheit 5, z. B. mit einem Computer als Rechner und Datenspeicher, mittels nicht dargestellter Datenleitung gesteuert und geregelt. Dadurch kann beispielsweise die Leistung und/oder die Drehzahl und/oder das Drehmoment und/oder der Lambdawert des Gasverbrennungsmotors 2 gesteuert und/oder geregelt werden. Es handelt sich um eine Singlepoint-Injection mit einem Gasdrosselorgan 11 , einer Gaszwischenleitung 9 und einer Gaszuführleitung 10 für sämtliche Brennräume 23 des Gasverbrennungsmotors 2. The throttle device 1 1 is used to control and / or regulating the volume flow of gas, which is the receiver line 7 and thus the gas combustion engine 2 is supplied. A throttle valve 17 serves to control and / or regulate the volume flow of air, which is the receiver line 7 and thus the gas combustion engine 2 is supplied. The throttle valve member 1 1 and the throttle valve 17 are controlled by a control and / or regulating unit 5, z. B. controlled and regulated by a computer as a computer and data storage, by means not shown data line. As a result, for example, the power and / or the rotational speed and / or the torque and / or the lambda value of the gas combustion engine 2 can be controlled and / or regulated. It is a single point injection with a gas throttle element 11, a gas intermediate line 9 and a gas supply line 10 for all combustion chambers 23 of the gas combustion engine. 2
An der Receiverleitung 7 im Bereich der Gaszwischenleitung 9 ist ein erster Drucksensor d1a und an der Gaszwischenleitung 9 ein zweiter Drucksensor d2 angeordnet. Optional können an der Receiverleitung 7 in Strömungsrichtung der Luft bzw. des Gas-Luftgemisches vor der Gaszwischenleitung 9 ein weiterer erster Drucksensor d1b sowie in Strömungsrichtung der Luft bzw. des Gas-Luftgemisches nach der Gaszwischenleitung 9 ein weiterer erster Drucksensor die ausgebildet sein. Die Strömungsquerschnittsfläche der Gaszwischenleitung 9 ist wesentlich kleiner als die Summe der Strömungsquerschnittsflächen der Öffnungen 22, so dass die Öffnungen 22 eine erste Engstelle 19 als Engstelle 18 für das Gas bilden. Der von dem ersten Drucksensor d1a und dem zweiten Drucksensor d2 erfasste Druck wird mittels nicht dargestellter Datenleitungen an die Steuer- und/oder Regeleinheit 5 übermittelt und aufgrund des Differenzdruckes zwischen dem ersten und zweiten Drucksensor d1 a und d2 sowie der bekannten und unveränderten Strömungsquerschnittsfläche für das Gas, die Luft und das Gas-Luftgemisch kann von der Steuer- und/oder Regeleinheit der Ist-Volumenstrom des durch die Gaszwischenleitung 9 und damit auch das Gasdrosselorgan 11 strömenden Gases berechnet werden, so dass die beiden Drucksensoren d1a und d2 einen Durchflusssensor 6 ausbilden. Optional können bei der Berechnung des Volumenstromes auch auch die Daten von den weiteren Drucksensoren d1 b und di e mit berücksichtigt werden. At the receiver line 7 in the region of the gas intermediate line 9, a first pressure sensor d1a and at the gas intermediate line 9, a second pressure sensor d2 is arranged. Optionally, on the receiver line 7 in the flow direction of the air or the gas-air mixture in front of the gas intermediate line 9, a further first pressure sensor d1b and in the flow direction of the air or the gas-air mixture after the gas intermediate line 9, a further first pressure sensor may be formed. The flow cross-sectional area of the gas intermediate line 9 is substantially smaller than the sum of the flow cross-sectional areas of the openings 22, so that the openings 22 form a first constriction 19 as a constriction 18 for the gas. The pressure detected by the first pressure sensor d1a and the second pressure sensor d2 pressure is transmitted to the control and / or regulating unit 5 by means of unillustrated data lines and due to the differential pressure between the first and second pressure sensor d1 a and d2 and the known and unchanged flow cross-sectional area for the Gas, the air and the gas-air mixture may be from the control and / or Control unit of the actual volume flow of the gas flowing through the gas line 9 and thus also the gas throttle member 11 gas are calculated, so that the two pressure sensors d1a and d2 form a flow sensor 6. Optionally, when calculating the volumetric flow, the data from the other pressure sensors d1 b and di e can also be taken into account.
Der von den beiden Drucksensoren d1 a und d2 sowie der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 als Durchflusssensor 6 ermittelte Volumenstrom an Gas als Ist-Volumenstrom wird mit einem Soll- Volumenstrom des Gas aufgrund einer Soll-Stellung eines Stellorganes (nicht dargestellt) des Gasdrosselorganes 1 1 verglichen. Das Stellorgan bestimmt die dem Gas durch das Gasdrosselorgan 11 zur Verfügung stehende Soll- Strömungsquerschnittsfläche. Das Stellorgan des Gasdrosselorgans 1 1 kann zwischen einer Schließstellung, vielen Zwischenstellungen und einer Öffnungsstellung mit vollständiger Öffnung bzw. maximaler Strömungsquerschnittsfläche von der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 verstellt werden. Mit einem bekannten oder konstanten Druck oder einem von einem dritten Drucksensor d3 erfassten Druck des Gases an einer Einströmöffnung des Gasdrosselorganes 1 1 und dem mit dem zweiten Drucksensor d2 erfassten Druck an der Gaszwischenleitung 9 sowie der vorgegebenen Soll-Stellung des Stellorganes des Gasdrosselorganes 1 1 , welches die Strömungsquerschnittsfläche des Gases bestimmt, kann der Soll-Volumenstrom des Gases bestimmt werden. Der Soll-Volumenstrom des Gases kann für verschiedenen Stellung des Stellorganes des Gasdrosselorganes 1 1 in der Steuer- und/oder Regeleinheit gespeichert sein, insbesondere bei einem im Wesentlichen konstantem Druck an der Gaszuführleitung 10 und vorzugsweise an der Gaszwischenleitung 9. Weicht der Soll-Volumenstrom wesentlich von dem Ist-Volumenstrom ab, weicht auch die vorgegebenen Soll-Stellung des Stellorganes des Gasdrosselorganes 1 1 von der tatsächlichen Ist-Stellung des Stellorganes ab, d. h. das Gasdrosselorgan 1 1 weist einen Schaden oder Defekt auf. Damit kann auf einfach und zuverlässige Art und Weise die Funktionsfähigkeit des Gasdrosselorganes 11 ständig während des Betriebes des Gasverbrennungsmotors 2 überprüft werden. The volumetric flow rate of gas as actual volumetric flow rate determined by the two pressure sensors d1 a and d2 and the control and / or regulating unit 5 as a flow sensor 6 is (not shown) with a desired volume flow of the gas due to a desired position of an actuator (not shown) of the gas throttle element 1 1 compared. The actuator determines the gas available through the gas throttle 11 available flow cross-sectional area. The actuator of the throttle valve member 1 1 can be adjusted between a closed position, many intermediate positions and an open position with full opening or maximum flow cross-sectional area of the control and / or regulating unit 5. With a known or constant pressure or a pressure of the gas detected by a third pressure sensor d3 at an inlet opening of the gas throttle element 1 1 and the pressure detected at the gas intermediate line 9 with the second pressure sensor d2 and the predetermined desired position of the actuator of the gas throttle element 11, which determines the flow cross-sectional area of the gas, the desired volume flow of the gas can be determined. The desired volume flow of the gas can be stored for different position of the actuator of the throttle device 1 1 in the control and / or control unit, in particular at a substantially constant pressure at the gas supply line 10 and preferably at the gas intermediate line 9. Diverge the desired volume flow significantly from the actual volume flow, also deviates the predetermined desired position of the actuator of the gas throttle element 1 1 from the actual actual position of the actuator, ie, the throttle device 1 1 has a damage or defect on. This can be done in a simple and reliable way Functionality of the gas throttle element 11 are constantly checked during operation of the gas combustion engine 2.
An der Gaszuführleitung 10 ist der dritte Drucksensor d3 angeordnet. Dabei bildet das Gasdrosselorgan 11 eine zweite Engstelle 20. Aufgrund der vorgegebenen Soll-Stellung des Stellorganes sowie dem Druck an der Gaszuführleitung 10 und der Gaszwischenleitung 9 sowie vorzugsweise an der Receiverleitung 7 ergibt sich ein Soll-Volumenstrom des Gases. Ein Flügelrad-Durchflusssensor 26 an der Gaszuführleitung 10 erfasst den Ist- Volumenstrom des Gases, so dass bei einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Volumenstrom und dem Soll-Volumenstrom des Gases ein Schaden an dem Gasdrosselorgan 11 erkannt werden kann. Somit kann mit dem weiteren Durchflusssensor 6 als Flügelrad-Durchflusssensor 26 zusätzlich ein Schaden des Gasdrosselorganes 11 detektiert werden. At the gas supply 10, the third pressure sensor d3 is arranged. In this case, the gas throttle element 11 forms a second constriction 20. Due to the predetermined desired position of the actuator and the pressure on the gas supply line 10 and the gas intermediate line 9 and preferably on the receiver line 7 results in a desired volume flow of the gas. An impeller flow sensor 26 on the gas supply line 10 detects the actual volume flow of the gas, so that at a predetermined difference between the actual volume flow and the desired volume flow of the gas damage to the gas throttle body 11 can be detected. Thus, with the further flow sensor 6 as impeller flow sensor 26 additionally a damage of the gas throttle element 11 can be detected.
In einem weiteren, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kraftstoffversorgungssystem 3 mit Multipoint-Injection (MPI) für jeden von vier Brennräumen 23 bzw. Zylinder je eine Gaszwischenleitung 10, je ein Gasdrosselorgan 11 und je eine Gaszuführleitung 9 auf, so dass jeder Brennraum 23 einen von vier Teilen der Brennräume 23 bzw. der Gesamtanzahl der Brennräume bildet. In Abweichung von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind somit die Endbereiche von vier Gaszuführleitungen 9 erst nach der Aufzweigung der Luftansaugleitungen 8 in die vier Luftansaugleitungen 8 für jeden Brennraum 23 separat in jeweils einem von vier Receiverleitungen 7 angeordnet. Bei einer Anordnung je eines Durchflusssensors 6 getrennt für jeden Zylinder an dem Kraftstoffversorgungssystem 3, z. B. an der Gaszwischenleitung 9, an dem Gasdrosselorgan 1 oder an der Gaszuführleitung 10, kann getrennt der jedem Zylinder zugeführte Volumenstrom an Gas erfasst werden und in Abhängigkeit hiervon der Hubkolben-Gasverbrennungsmotor 2 getrennt für jeden Zylinder von der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 der Volumenstrom an Gas mit den vier separaten Gasdrosselorganen 11 gesteuert und/oder geregelt werden. Die Gaszuführleitung 10 von der Kraftstoff- oder Gasquelle 12 zweigt sich dabei in vier getrennte Gaszuführleitungen 10 jeweils für einen Zylinder auf. Ferner ist an jeder der vier separaten Gaszuführleitungen 10 je ein Notventil 27 angeordnet. Mit dem Notventil 27 kann die Zufuhr von Gas von dem Gastank 13 als Korrekturmaßnahme getrennt für jede der vier Gaszuführleitungen 10 und damit für jeden Brennraum 23 getrennt unterbunden werden, falls ein Schaden beispielsweise an einem Gasdrosselorgan 1 1 aufgetreten ist. Damit ist es möglich, auch bei einem Schaden an einem der vier Gasdrosselorgane 1 1 den Verbrennungsmotor 2 mit nur drei Kolben 25 bzw. Brennräumen 23 weiter zu betreiben. In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kraftstoffversorgungssystem 3 mit Multipoint-Injection (MPI) für je zwei von insgesamt zwölf Brennräumen 23 bzw. Zylindern je eine Gaszwischenleitung 10, je ein Gasdrosselorgan 11 und je eine Gaszuführleitung 9 auf, so dass das Kraftstoffversorgungssystem 3 sechs Gaszwischenleitungen 10, sechs Gasdrosselorgane 1 1 und sechs Gaszuführleitungen 9 aufweist und die zwölf Brennräume 23 in sechs Teile von Brennräumen 23 unterteilt sind. In another exemplary embodiment shown in FIG. 2, the fuel supply system 3 with multipoint injection (MPI) for each of four combustion chambers 23 or cylinders has one gas intermediate line 10, one gas throttle element 11 and one gas supply line 9 each, so that each combustion chamber 23 forms one of four parts of the combustion chambers 23 and the total number of combustion chambers. In a departure from the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the end regions of four gas supply lines 9 are thus arranged separately in each case one of four receiver lines 7 only after the branching of the air intake lines 8 into the four air intake lines 8 for each combustion chamber 23. In an arrangement each of a flow sensor 6 separated for each cylinder on the fuel supply system 3, z. Example, on the gas intermediate line 9, to the throttle valve member 1 or to the gas supply 10, the volume flow of gas supplied to each cylinder can be detected separately and in dependence thereon the reciprocating gas combustion engine 2 separately for each cylinder of the control and / or regulating unit. 5 the volume flow of gas is controlled and / or regulated with the four separate gas throttle elements 11. The gas supply line 10 from the fuel or gas source 12 branches into four separate gas supply lines 10 each for a cylinder on. Furthermore, an emergency valve 27 is arranged on each of the four separate gas supply lines 10. With the emergency valve 27, the supply of gas from the gas tank 13 as a corrective measure separately for each of the four gas supply lines 10 and thus for each combustion chamber 23 can be prevented separately, if damage has occurred, for example, at a throttle device 1 1. This makes it possible to continue to operate the internal combustion engine 2 with only three pistons 25 and combustion chambers 23 even in the event of damage to one of the four gas throttle elements 11. In a further, not shown embodiment, the fuel supply system 3 with multipoint injection (MPI) for each two of a total of twelve combustion chambers 23 and cylinders each have a gas intermediate line 10, depending on a gas throttle element 11 and a respective gas supply 9, so that the fuel supply system six gas intermediate lines 10, six gas throttling members 1 1 and six gas supply lines 9 and the twelve combustion chambers 23 are divided into six parts of combustion chambers 23.
Ein Ladeluftdruck PL liegt an der Receiverleitung 7 und an dem ersten Drucksensor d1 vor aufgrund der Verdichtung der Luft mit dem Abgasturbolader, an der Gaszuführleitung 10 und an dem dritten Drucksensor d3 liegt ein Gasdruck PG des Gases vor und an der Gaszwischenleitung 9 und an dem zweiten Drucksensor d2 liegt ein Zwischendruck pz des Gases vor. In Fig. 3 sind unterschiedliche Druckbereiche des Zwischendruckes pz an der Gaszwischenleitung 9 bei einer geöffneten Soll-Stellung des Gasdrosselorganes 1 1 dargestellt. Bei der geöffneten Soll-Stellung des Gasdrosselorganes 1 und bei einer korrekt geöffneten Ist-Stellung des Gasdrosselorganes liegt an dem zweiten Drucksensor d2 der Druckbereich a als der Zwischendruckes pz vor, d. h. es sind keine Korrekturen erforderlich, und der zu der geöffneten Soll-Stellung des Gasdrosselorganes 11 korrespondierende Soll-Druck bzw. normale Zwischendruck PZ liegt mittig in dem Druckbereich a. Der Druckbereich a liegt zwischen dem Ladeluftdruck PL an dem ersten Drucksensor d1 und dem Gasdruck PG an dem dritten Drucksensor d3. In dem Druckbereich ei ist der Volumenstrom des durch die Gaszwischenleitung 9 strömenden Volumenstromes an Gas kleiner als für die geöffnete Soll-Stellung vorgesehen, so dass von der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 das Gasdrossselorgan 1 1 weiter geöffnet wird und in dem Druckbereich β2 ist dies umgekehrt, d. h. das Gasdrosselorgan 1 1 weiter geschlossen wird. In den Druckbereichen c ist der zweite Drucksensor d2 defekt. In dem Druckbereich b ist das Gasdrosselorgan 1 1 defekt, weil bei dem Gasdrosselorgan 11 in der geöffneten Ist-Stellung der Zwischendruck pz an dem zweiten Drucksensor d2 um einen Betrag x größer sein muss als an der Ladeluftdruck p_. an dem ersten Drucksensor d1 und das Doppelte des Betrages x entspricht der Druckausdehnung in dem Druckbereich b. A charge air pressure PL is present at the receiver line 7 and at the first pressure sensor d1 due to the compression of the air with the exhaust gas turbocharger, at the gas supply line 10 and at the third pressure sensor d3 there is a gas pressure PG of the gas before and at the gas intermediate line 9 and at the second Pressure sensor d2 is an intermediate pressure pz of the gas. In Fig. 3, different pressure ranges of the intermediate pressure pz at the gas intermediate line 9 at an open target position of the gas throttle element 1 1 are shown. At the open target position of the throttle valve body 1 and at a correctly opened actual position of the gas throttle body is at the second pressure sensor d2, the pressure range a as the intermediate pressure pz before, ie there are no corrections required, and to the open target position of the Gas choke member 11 corresponding desired pressure or normal intermediate pressure PZ is centered in the pressure range a. The pressure range a is between the charge air pressure PL at the first pressure sensor d1 and the gas pressure PG at the third pressure sensor d3. In the pressure range ei, the volume flow of the gas flowing through the intermediate gas line 9 is Volumetric flow of gas smaller than provided for the open target position, so that the gas and / or control unit 5, the gas throttle element 1 1 is opened further and in the pressure range β2, this is the other way around, ie the throttle valve member 1 1 is closed further. In the pressure ranges c, the second pressure sensor d2 is defective. In the pressure range b, the throttle device 1 1 is defective, because in the gas throttle element 11 in the open actual position, the intermediate pressure pz at the second pressure sensor d2 by an amount x must be greater than at the charge air pressure p_. at the first pressure sensor d1 and twice the amount x corresponds to the pressure expansion in the pressure range b.
In Fig. 4 sind in analoger Weise wie in Fig. 3 unterschiedliche Druckbereiche des Zwischendruckes pz an der Gaszwischenleitung 9 bei einer geschlossenen Soll-Stellung des Gasdrosselorganes 1 dargestellt. Bei einer geschlossenen Ist-Stellung des Gasdrosselorganes 1 1 strömt kein Gas durch das Gasdrosselorgan 1 1 , so dass der Druck an dem zweiten Drucksensor d2 dem Druck an dem ersten Drucksensor d1 entspricht und der Druckbereich a liegt mit einem Toleranzbereich um dem Ladeluftdruck PL an dem ersten Drucksensor d1. Der Ladeluftdruck pc an der Receiverleitung 7 entspricht dem Soll-Druck an dem zweiten Drucksensor d2 in der geschlossenen Soll-Stellung des Gasdrosselorganes 11 (pz = PZN). Ist trotz der geschlossenen Soll-Stellung des Gasdrosselorganes 1 1 das Gasdrosselorgan 11 geöffnet, d. h. in einer geöffneten Ist-Stellung, strömt Gas durch das Gasdrosselorgan 11 und der Druck an dem zweiten Drucksensor d2 ist wesentlich größer als der Ladeluftdruck pu d. h. entspricht dem Druckbereich b bei einem defekten Drosselorgan 1 1 . In den Druckbereichen c ist der zweite Drucksensor d2 defekt. 4, different pressure ranges of the intermediate pressure pz at the gas intermediate line 9 at a closed desired position of the gas throttle element 1 are shown in an analogous manner as in FIG. In a closed actual position of the throttle valve member 1 1 no gas flows through the throttle valve member 1 1, so that the pressure at the second pressure sensor d2 corresponds to the pressure at the first pressure sensor d1 and the pressure range a is within a tolerance range to the charge air pressure PL at the first pressure sensor d1. The charge air pressure pc at the receiver line 7 corresponds to the setpoint pressure at the second pressure sensor d2 in the closed setpoint position of the gas throttle element 11 (pz = PZN). Is in spite of the closed target position of the throttle valve member 1 1, the throttle valve member 11 is opened, d. H. in an open actual position, gas flows through the throttle valve member 11 and the pressure at the second pressure sensor d2 is substantially greater than the charge air pressure pu d. H. corresponds to the pressure range b at a defective throttle body 1 1. In the pressure ranges c, the second pressure sensor d2 is defective.
Bei einem erfassten Defekt an dem Gasdrosselorgan 11 bei welchem das Gasdrosselorgan 1 1 nicht schließt, wird als Korrekturmaßnahme das dem Gasdrosselorgan 1 1 zugeordnete Notventil 27 geschlossen, so dass der betroffene Zylinder stillgelegt ist. Bei einem erfassten Defekt an dem Gasdrosselorgan 1 1 bei welchem das Gasdrosselorgan 1 1 nicht öffnet, wird als Korrekturmaßnahme eine Wartungsempfehlung ausgeben, weil wenigstens ein Zylinder abgeschalten ist bei Multipoint-Injection. Bei einem Defekt an dem zweiten Drucksensor d2 ist eine Steuerung- und/oder Regelung des Gasdrosselorganes 11 in Abhängigkeit von dem erfassten Volumenstrom an Gas nicht mehr möglich, so dass als Korrekturmaßnahme das Gasdrosselorgan 11 mit einem gespeicherten Kennfeld ohne den Daten von dem Drucksensor d2 gesteuert und/oder geregelt wird. Das Gasdrosselorgan 11 wird vorzugsweise mit einem getakteten Strom bestromt, d. h. ist entweder bei Bestromung vollständig geöffnet oder bei fehlender Bestromung vollständig geschlossen, und die Steuerung und/oder Regelung des durch das Gasdrosselorgan 11 geleiteten Volumenstromes an Gas erfolgt dadurch, dass zur Erhöhung des Volumenstromes die Zeitdauer der Bestromung erhöht wird und die Zettdauer der fehlenden Bestromung verkleinert wird und umgekehrt. In Fig. 5 sind in zwei Diagrammen der Zwischendruck pz an dem zweiten Drucksensor d2 und die durchschnittliche Strömungsquerschnittsfläche A für das Gas an dem Gasdrosselorgan 11 jeweils in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Bei dem geschlossenen Gasdrosselorgan 11 entspricht der Zwischendruck pz dem Ladeluftdruck pi und bei dem Gasdrosselorgan 11 in der geöffneten Ist-Stellung liegt der Zwischendruck pz zwischen dem Ladeluftdruck PG und dem Gasdruck PL. Dabei tritt eine Zeitverzögerung zwischen dem öffnen des Gasdrosselorganes 1 und der hieraus bedingten Erhöhung des Druckes an dem zweiten Drucksensor d2 auf. Bei einem Kraftstoffversorgungssystem 3 mit Multipoint-Injection kann bei einem geschlossenen Gasdrosselorgan 1 1 somit mit dem zweiten Drucksensor d2 auch der Druck an der Receiverleitung 7 erfasst werden. Dabei liegt an sämtlichen Receiverleitungen 7 für die Brennräume 23 der im Wesentliche gleiche Ladeluftdruck PL an, so dass mit dem von dem zweiten Drucksensor d2 erfasste Druck für den Ladeluftdruck PL dieser zur Steuerung und/oder Regelung für andere Gasdrosselorgane 11 genutzt werden kann, d. h. kein gesonderter Drucksensor d1 notwendig ist, sondern die Funktion des Drucksensors d1 auch von dem Drucksensor d2 an der Gaszwischenleitung 9 übernommen werden kann. Der Drucksensor d2 erfasst zu unterschiedlichen Zeiten somit unterschiedliche Drücke, nämlich bei einem dem Drucksensor d2 zugeordneten, vollständig geschlossenen Gasdrosselorgan 11 den Ladeluftdruck PL und bei einem geöffneten Gasdrosselorgan 1 den Zwischendruck pz. Der Drucksensor d2 bildet damit während einer Druckmessung bei dem geschlossenen Gasdrosselorgan 1 auch den Drucksensor d1. In the case of a detected defect on the gas throttle element 11 in which the gas throttle element 1 1 does not close, the emergency valve 27 assigned to the gas throttle element 11 is closed as a corrective measure, so that the affected cylinder is shut down. When a detected defect in the throttle device 1 1 in which the gas throttle member 1 1 does not open, will issue a corrective action a maintenance recommendation, because At least one cylinder is switched off in the case of multipoint injection. In the case of a defect in the second pressure sensor d2, it is no longer possible to control and / or regulate the gas throttle element 11 as a function of the detected volume flow of gas, so that the gas throttle element 11 is controlled as a corrective measure with a stored map without the data from the pressure sensor d2 and / or regulated. The gas throttle element 11 is preferably energized with a pulsed current, ie is either fully open when energized or completely closed in the absence of energization, and the control and / or regulation of the guided through the throttle element 11 volume flow of gas takes place in that to increase the flow Duration of the energization is increased and the duration of the latency of the missing energization is reduced and vice versa. FIG. 5 shows in two diagrams the intermediate pressure pz at the second pressure sensor d2 and the average flow cross-sectional area A for the gas at the gas throttling member 11 as a function of time t. In the case of the closed gas throttle element 11, the intermediate pressure pz corresponds to the charge air pressure pi, and in the gas throttle element 11 in the open actual position, the intermediate pressure pz is between the charge air pressure PG and the gas pressure PL. In this case, a time delay occurs between the opening of the gas throttle element 1 and the consequent increase in the pressure at the second pressure sensor d2. In the case of a fuel supply system 3 with multipoint injection, the pressure on the receiver line 7 can thus also be detected with the second pressure sensor d2 in the case of a closed gas throttle element 11. In this case, the substantially same charge air pressure PL is applied to all receiver lines 7 for the combustion chambers 23, so that with the pressure for the charge air pressure PL detected by the second pressure sensor d2, this can be used for control and / or regulation for other gas throttle elements 11, ie no separate pressure sensor d1 is necessary, but the function of the pressure sensor d1 can also be taken over by the pressure sensor d2 on the gas intermediate line 9. The pressure sensor d2 thus detects different pressures at different times, namely at one associated with the pressure sensor d2, fully closed throttle element 11, the charge air pressure PL and at an open throttle device 1, the intermediate pressure pz. The pressure sensor d2 thus also forms the pressure sensor d1 during a pressure measurement in the closed throttle element 1.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Gasverbrennungsmotorsystem 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die Funktionsfähigkeit des Gasdrosselorganes 11 kann einfach mit dem Durchflusssensor 6 überprüft und überwacht werden, so dass während des gesamten Betriebes des Gasverbrennungsmotorsystems 1 ein Schaden oder Defekt an dem Gasdrosselorgan 11 einfach erkannt werden kann. Dadurch können Folgeschäden aufgrund eines Defektes an dem Gasdrosselorgan 11 ausgeschlossen oder im Wesentlichen ausgeschlossen werden, weil mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 5 bei einem Schaden als Korrekturmaßnahmen beispielsweise eine Fehlermeldung ausgegeben werden kann und/oder das Gasverbrennungsmotorsystem 1 selbständig abgeschaltet und das Notventil 27 an der Kraftstoff- oder Gasquelle 12 automatisch geschlossen wird. Overall, significant advantages are associated with the gas combustion engine system 1 of the present invention. The functionality of the gas throttle element 11 can be easily checked and monitored with the flow sensor 6, so that during the entire operation of the gas combustion engine system 1 damage or defect on the throttle valve member 11 can be easily detected. As a result, consequential damage due to a defect in the gas throttle element 11 can be excluded or substantially ruled out, because with the control and / or regulating unit 5 in case of damage as corrective measures, for example, an error message can be output and / or the gas combustion engine system 1 switched off automatically and the emergency valve 27 is automatically closed at the fuel or gas source 12.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Gasverbrennungsmotorsystem (1 ), umfassend A gas combustion engine system (1) comprising
- einen Gasverbrennungsmotor (2),  a gas combustion engine (2),
- ein Kraftstoffversorgungssystem (3) mit einer Leitungsanordnung (4) zur Zuführung eines Gas-Luftgemisches zu dem  - A fuel supply system (3) with a conduit arrangement (4) for supplying a gas-air mixture to the
Gasverbrennungsmotor (2) und wenigstens einem  Gas combustion engine (2) and at least one
Gasdrosselorgan (11 ) zur Steuerung und/oder Regelung des durch das Kraftstoffversorgungssystem (3) strömenden  Throttle throttle (11) for controlling and / or regulating the fuel flowing through the fuel supply system (3)
Volumenstromes an Gas als gasförmigen Kraftstoff,  Volumetric flow of gas as gaseous fuel,
- eine Steuer- und/oder Regeleinheit (5),  a control and / or regulating unit (5),
dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffversorgungssystem (3) mit wenigstens einem characterized in that the fuel supply system (3) with at least one
Durchflusssensor (6) und/oder mit wenigstens einem Drucksensor (d1 , d2, d3) versehen ist zur Erfassung des durch das  Flow sensor (6) and / or with at least one pressure sensor (d1, d2, d3) is provided for detecting the by the
Kraftstoffversorgungssystem (3) strömenden Volumenstromes an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe, insbesondere einem Druck oder einer Druckdifferenz, zur Überprüfung und/oder Überwachung der Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Gasdrossselorganes (11) in Zusammenwirken mit der Steuer- und/oder Regeleinheit (5).  Fuel supply system (3) flowing volume flow of gas and / or a dependent therefrom size, in particular a pressure or a pressure difference, for checking and / or monitoring the functioning of the at least one gas throttle element (11) in cooperation with the control and / or regulating unit (5 ).
2. Gasverbrennungsmotorsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (4) 2. Gas combustion engine system according to claim 1, characterized in that the line arrangement (4)
- wenigstens eine Receiverleitung (7) zur Zuführung eines Gas- Luftgemisches zu dem Gasverbrennungsmotor (2), - wenigstens eine Gaszuführleitung (10) zur Zuführung von Gas zu dem wenigstens einem Gasdrosselorgan (11) und in die wenigstens eine Receiverleitung (7) und - At least one receiver line (7) for supplying a gas-air mixture to the gas combustion engine (2), - At least one Gaszuführleitung (10) for supplying gas to the at least one throttle device (11) and in the at least one receiver line (7) and
- wenigstens eine Gaszwischenleitung (9), welche in die wenigstens eine Receiverleitung (7) mündet, zur Zuführung von Gas von dem wenigstens einen Gasdrosselorgan (11) in die wenigstens eine Receiverleitung (7)  at least one gas intermediate line (9), which opens into the at least one receiver line (7), for supplying gas from the at least one gas throttle element (11) into the at least one receiver line (7)
umfasst und mit dem wenigstens einen Durchflusssensor (6) und/oder mit dem wenigstens einem Drucksensor (d1 , d2, d3) der durch die wenigstens eine Gaszuführleitung (10) und/oder die wenigstens eine Gaszwischenleitung (9) und/oder das wenigstens eine  comprises and with the at least one flow sensor (6) and / or with the at least one pressure sensor (d1, d2, d3) through the at least one gas supply line (10) and / or the at least one gas intermediate line (9) and / or the at least one
Gasdrosselorgan (11) strömende Volumenstrom an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe erfassbar ist.  Gas throttle element (11) flowing volume flow of gas and / or a dependent thereof size can be detected.
3. Gasverbrennungsmotorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusssensor (6) als wenigstens ein erster Drucksensor (d1) zur Erfassung des Druckes an der wenigstens einen Receiverleitung (7) und wenigstens ein zweiter Drucksensor (d2) zur Erfassung des Druckes an der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) ausgebildet ist, so dass mittels des Differenzdruckes zwischen der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) und der wenigstens einen 3. Gas combustion engine system according to claim 2, characterized in that the flow sensor (6) as at least a first pressure sensor (d1) for detecting the pressure on the at least one receiver line (7) and at least one second pressure sensor (d2) for detecting the pressure at the at least one gas intermediate line (9) is formed, so that by means of the differential pressure between the at least one gas intermediate line (9) and the at least one
Receiverleitung (7) der Volumenstrom an Gas erfassbar ist und/oder  Receiver line (7), the volume flow of gas is detected and / or
das Kraftstoffversorgungssystem (3) als Singlepoint-Injection ausgebildet ist, so dass sämtlichen Brennräumen (23) des  the fuel supply system (3) is designed as a single-point injection, so that all the combustion chambers (23) of the
Verbrennungsmotors (2) ein, insbesondere nur ein, Gasdrosselorgan (11) zugeordnet ist zur Steuerung und/oder Regelung des  Internal combustion engine (2), in particular only one, gas throttle element (11) is assigned to control and / or regulation of the
Volumenstromes an Gas für sämtliche Brennräume (23) und sämtlichen Brennräumen (23) ein Durchflusssensor (6) und/oder wenigstens ein Drucksensor (d1 , d2, d3) zugeordnet ist zur Erfassung des Volumenstromes an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe für sämtliche Brennräume (23) Volume flow of gas for all combustion chambers (23) and all combustion chambers (23) is associated with a flow sensor (6) and / or at least one pressure sensor (d1, d2, d3) for detecting the volume flow of gas and / or one dependent thereon Size for all combustion chambers (23)
oder  or
das Kraftstoffversorgungssystem (3) als Multipoint-Injection  the fuel supply system (3) as multipoint injection
ausgebildet ist, so dass einem Teil der Brennräume (23),  is formed, so that a part of the combustion chambers (23),
vorzugsweise zwei Brennräumen (23) oder nur einem Brennraum preferably two combustion chambers (23) or only one combustion chamber
(23), des Verbrennungsmotors (2) je ein, insbesondere nur ein, Gasdrosselorgan (1 1) zugeordnet ist zur getrennten Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes an Gas für die Teile der Brennräume (23), und einem Teil der Brennräume, vorzugsweise zwei Brennräumen (23) oder nur einem Brennraum (23), je ein (23), the internal combustion engine (2) each, in particular only one, throttle valve member (1 1) is assigned for the separate control and / or regulation of the volume flow of gas for the parts of the combustion chambers (23), and a part of the combustion chambers, preferably two combustion chambers (23) or only one combustion chamber (23), one each
Durchflusssensor (6) und/oder wenigstens ein Drucksensor (d1 , d2, d3) zugeordnet ist zur getrennten Erfassung des Volumenstromes an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe für die Teile der Brennräume (23).  Flow sensor (6) and / or at least one pressure sensor (d1, d2, d3) is assigned for the separate detection of the volume flow of gas and / or a dependent size for the parts of the combustion chambers (23).
4. Gasverbrennungsmotorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Gases zwischen dem wenigstens einen zweiten und wenigstens einen ersten Drucksensor (d2, d1) 4. Gas combustion engine system according to claim 3, characterized in that in the flow direction of the gas between the at least one second and at least one first pressure sensor (d2, d1)
wenigstens eine erste Engstelle ( 9) für das Gas ausgebildet ist, insbesondere bei einer Multipoint-Injection einem Teil der Brennräume (23) je eine erste Engstelle (19) und je ein zweiter Drucksensor (d2) und vorzugsweise je ein erster Drucksensor (d1) zugeordnet ist.  at least one first constriction (9) for the gas is formed, in particular in the case of a multipoint injection one part of the combustion chambers (23) one first constriction (19) and one second pressure sensor (d2) and preferably one first pressure sensor (d1) assigned.
5. Gasverbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der 5. Gas combustion engine system according to one or more of
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gaszwischenleitung (9) mit wenigstens einem Zerstäuber (21) in die wenigstens eine Receiverleitung (7) mündet und vorzugsweise die wenigstens eine erste Engstelle (19) von dem wenigstens einen Zerstäuber (21) gebildet ist. Claims 2 to 4, characterized in that the at least one gas intermediate line (9) with at least one atomizer (21) opens into the at least one receiver line (7) and preferably the at least one first constriction (19) of the at least one atomizer (21) is formed.
6. Gasverbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der 6. Gas combustion engine system according to one or more of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchflusssensor (6) als ein  preceding claims, characterized in that the at least one flow sensor (6) as a
Ultraschalldurchflusssensor, magnetisch-induktiver Durchflusssensor oder ein Turbinen- oder Flügelrad-Durchflussensor (26) ausgebildet ist.  Ultrasonic flow sensor, magnetic inductive flow sensor or a turbine or impeller flow sensor (26) is formed.
7. Gasverbrennungsmotorsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zerstäuber (21) eine Vielzahl an Öffnungen (22) aufweist, insbesondere die Öffnungen (22) an einem Endbereich der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) ausgebildet sind, welcher innerhalb des Strömungsraumes der wenigstens einen 7. Gas combustion engine system according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one atomizer (21) has a plurality of openings (22), in particular the openings (22) at an end region of the at least one gas intermediate line (9) are formed, which within the flow space of the at least one
Receiverleitung (7) angeordnet ist.  Receiver line (7) is arranged.
8. Gasverbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der 8. Gas combustion engine system according to one or more of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasverbrennungsmotor (2) als ein Hubkolben- Gasverbrennungsmotor (2) ausgebildet ist  The preceding claims, characterized in that the gas combustion engine (2) as a reciprocating gas combustion engine (2) is formed
und/oder  and or
das Kraftstoffversorgungssystem (3) einen Abgasturbolader (15) umfasst und vorzugsweise einen Ladeluftkühler (16)  the fuel supply system (3) comprises an exhaust gas turbocharger (15) and preferably a charge air cooler (16)
und/oder  and or
das Kraftstoffversorgungssystem (3) einen Druckminderer (14) zur Reduzierung des Druckes des in die wenigstens eine the fuel supply system (3) a pressure reducer (14) for Reducing the pressure of the at least one
Gaszuführleitung (10) eingeleiteten Gases umfasst  Gas supply line (10) introduced gas comprises
und/oder  and or
das Kraftstoffversorgungssystem (3) wenigstens ein Notventil (27) zum Schließen der Zuführung von Gas zu einem Teil der Brennräume the fuel supply system (3) at least one emergency valve (27) for closing the supply of gas to a part of the combustion chambers
(23) bei einem erfassten Schaden aufweist. (23) in the case of recorded damage.
9. Gasverbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der 9. gas combustion engine system according to one or more of
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuer- und/oder Regeleinheit (5) das Gasdrosselorgan (1 ) steuerbar und/oder regelbar ist und von der Steuer- und/oder  previous claims, characterized in that of the control and / or regulating unit (5), the throttle valve member (1) is controllable and / or regulated and of the control and / or
Regeleinheit (5) der von dem wenigstens einen Durchflusssensor (6) erfasste Ist-Volumenstrom mit einem Soll-Volumenstrom aufgrund einer Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines  Control unit (5) of the at least one flow sensor (6) detected actual volume flow with a desired volume flow due to a desired position or average desired position of a
Stellorganes des Gasdrosselorganes (1 1 ) vergleichbar ist und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist- Volumenstrom und dem Soll-Volumenstrom wenigstens eine  Actuator of the gas throttle element (1 1) is comparable and at least one depending on a predetermined difference between the actual volume flow and the desired volume flow
Korrekturmaßnahme, insbesondere eine Fehlermeldung,  Corrective action, in particular an error message,
vorzugsweise mit einem optischen und/oder akustischen Meldeorgan, z. B. einer Warnleuchte, einer Warnhupe oder einem Bildschirm, und/oder ein Schließen des Notventils (27) ausführbar ist  preferably with an optical and / or acoustic reporting device, eg. As a warning light, a warning horn or a screen, and / or closing the emergency valve (27) is executable
und/oder  and or
von der Steuer- und/oder Regeleinheit (5) das Gasdrosselorgan (1 1 ) steuerbar und/oder regelbar ist und von der Steuer- und/oder  from the control and / or regulating unit (5) the gas throttle element (1 1) is controllable and / or regulated and of the control and / or
Regeleinheit (5) der von wenigstens einem Drucksensor (d1 , d2, d3), erfasste Ist-Druck oder Ist-Differenzdruck mit einem Soll-Druck oder Soll-Differenzdruck aufgrund einer Soll-Stellung oder  Control unit (5) of the at least one pressure sensor (d1, d2, d3), detected actual pressure or actual differential pressure with a desired pressure or desired differential pressure due to a desired position or
durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des  average nominal position of an actuator of the
Gasdrosselorganes (1 1 ) vergleichbar ist und in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Druck oder dem Ist- Differenzdruck und dem Soll-Druck oder dem Soll-Differenzdruck wenigstens eine Korrekturmaßnahme, insbesondere eine Gas throttle element (1 1) is comparable and in dependence on a predetermined difference between the actual pressure or the actual differential pressure and the target pressure or the target differential pressure at least one corrective action, in particular one
Fehlermeldung, vorzugsweise mit einem optischen und/oder akustischen Meldeorgan, z. B. einer Warnleuchte, einer Warnhupe oder einem Bildschirm, und/oder ein Schließen des Notventils (27) ausführbar ist Error message, preferably with an optical and / or acoustic reporting device, eg. As a warning light, a warning horn or a screen, and / or closing the emergency valve (27) is executable
und/oder and or
mit dem Gasverbrennungsmotor (2) ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 10 bis 15 ausführbar ist. Verfahren zum Betreiben eines Gasverbrennungsmotorsystems (1), insbesondere eines Gasverbrennungsmotorsystems (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: with the gas combustion engine (2), a method according to one or more of claims 10 to 15 is executable. Method for operating a gas-combustion engine system (1), in particular a gas-combustion engine system (1) according to one or more of the preceding claims, with the steps:
Leiten von Gas als Verbrennungsgas bzw. gasförmigen Kraftstoff durch ein Kraftstoffversorgungssystem (3) zu einem  Passing gas as combustion gas or gaseous fuel through a fuel supply system (3) to a
Gasverbrennungsmotor (2),  Gas combustion engine (2),
Leiten des Gases durch wenigstens ein Gasdrosselorgan (1 1 ) und Steuern und/oder Regeln des durch das  Passing the gas through at least one throttle device (1 1) and controlling and / or regulating the by the
Kraftstoffversorgungssystem (3) geleiteten Volumenstromes an Gas mit dem wenigstens einen Gasdrosselorgan (11),  Fuel supply system (3) guided volumetric flow of gas with the at least one gas throttle member (11),
Mischen von Luft und Gas in dem Kraftstoffversorgungssystem (3) zu einem Gas-Luftgemisch,  Mixing air and gas in the fuel supply system (3) into a gas-air mixture,
Einleiten des Gas-Luftgemisches in wenigstens einen Brennraum (23) des Gasverbrennungsmotors (2), dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Durchflusssensor (6) der Volumenstrom des durch das Kraftstoffversorgungssystem (3) geleiteten Gases erfasst wird und mit dem erfassten Volumenstrom die Funktionsfähigkeit des wenigstens eine Gasdrosselorgan (11) überprüft und überwacht wird und/oder  Introducing the gas-air mixture into at least one combustion chamber (23) of the gas combustion engine (2), characterized in that at least one flow sensor (6), the volume flow of the gas through the fuel supply system (3) is detected and with the detected volume flow, the functionality of at least one throttle device (11) is checked and monitored and / or
mit wenigstens einem Drucksensor (d1 , d2, d3) ein Ist-Druck und/oder ein Ist-Differenzdruck des Gases und/oder Gas-Luftgemisches erfasst wird und mit dem erfassten Volumenstrom und/oder dem erfassten Ist-Druck und/oder dem erfassten Ist-Differenzdruck die with at least one pressure sensor (d1, d2, d3) an actual pressure and / or an actual differential pressure of the gas and / or gas-air mixture is detected and with the detected volume flow and / or the detected Actual pressure and / or the detected actual differential pressure the
Funktionsfähigkeit des wenigstens eine Gasdrosseiorgan (11) überprüft und überwacht wird. . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas durch wenigstens eine Gaszuführleitung (10) zu dem wenigstens einem Gasdrosselorgan (1 ) geleitet wird, das Gas von dem wenigstens einen Gasdrosselorgan (11) durch wenigstens eine Gaszwischenleitung (9) in wenigstens eine Receiverleitung (7) geleitet wird,  Functionality of the at least one Gasdrosseiorgan (11) is checked and monitored. , A method according to claim 10, characterized in that the gas is passed through at least one gas supply line (10) to the at least one gas throttle element (1), the gas from the at least one throttle device (11) through at least one gas intermediate line (9) in at least one receiver line (7) is conducted,
das Gas mit Luft in der wenigstens einen Receiverleitung (7) zu einem Gas-Luftgemisch gemischt wird,  the gas is mixed with air in the at least one receiver line (7) to form a gas-air mixture,
das Gas-Luftgemisches in wenigstens einen Brennraum (23) des Gasverbrennungsmotors (2) eingeleitet wird,  the gas-air mixture is introduced into at least one combustion chamber (23) of the gas combustion engine (2),
mit dem wenigstens einem Durchflusssensor (6), insbesondere mittels eines Differenzdruckes, der Volumenstrom des durch die wenigstens eine Gaszuführleitung (10) und/oder die wenigstens eine Gaszwischenleitung (9) und/oder das wenigstens eine Gasdrosselorgan (1 ) geleiteten Gases erfasst wird  with the at least one flow sensor (6), in particular by means of a differential pressure, the volume flow of the through the at least one Gaszuführleitung (10) and / or the at least one gas intermediate line (9) and / or the at least one gas throttle element (1) guided gas is detected
und/oder  and or
mit wenigstens einem Drucksensor (d1 , d2, d3) ein Ist-Druck und/oder ein Ist-Differenzdruck an der wenigstens einen  with at least one pressure sensor (d1, d2, d3) an actual pressure and / or an actual differential pressure at the at least one
Gaszuführleitung (10) und/oder an der wenigstens einen  Gas supply line (10) and / or at least one
Gaszwischenleitung (9) und/oder an der wenigstens einen Receiverleitung (7) erfasst wird.  Gas intermediate line (9) and / or on the at least one receiver line (7) is detected.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mit dem erfassten Volumenstrom und/oder dem erfassten Ist-Druck und/oder dem erfassten Ist-Differenzdruck die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Gasdrosselorganes (11) während des Betriebes des Gasverbrennungsmotors (2) überprüft und überwacht wird. 12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that with the detected volume flow and / or the detected actual pressure and / or the detected actual differential pressure, the operability of the at least one throttle device (11) during operation of the gas combustion engine (2) is checked and monitored.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Volumenstrom des Gases aufgrund einer Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des 13. The method according to one or more of claims 10 to 12, characterized in that a desired volume flow of the gas due to a desired position or average desired position of an actuator of the
Gasdrosselorganes (11) mit einem Ist-Volumenstrom des Gases, welcher von dem wenigstens einen Durchflusssensor (6) erfasst wird, verglichen wird und bei einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Volumenstrom des Gases zu dem Soll-Volumenstrom des Gases einer Fehler oder ein Schaden an dem wenigstens einen  Gas throttle element (11) with an actual volume flow of the gas, which is detected by the at least one flow sensor (6) is compared and at a predetermined difference between the actual volume flow of the gas to the desired volume flow of the gas of an error or damage at least one
Gasdrosselorgan (11) erkannt wird und/oder in Abhängigkeit von der Differenz wenigstens eine Korrekturmaßnahme ausgeführt wird und/oder  Gas throttle element (11) is detected and / or depending on the difference, at least one corrective action is performed and / or
ein Ist-Druck und/oder ein Ist-Differenzdruck mit einem Soll-Druck und/oder einem Soll-Differenzdruck aufgrund einer Soll-Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des  an actual pressure and / or an actual differential pressure with a desired pressure and / or a desired differential pressure due to a desired position or average desired position of an actuator of the
Gasdrosselorganes (13) verglichen wird und bei einer vorgegebenen Differenz zwischen dem Ist-Volumenstrom des Gases zu dem Soll- Volumenstrom des Gases einer Fehler oder ein Schaden an dem wenigstens einen Gasdrosselorgan (11) erkannt wird und/oder in Abhängigkeit von der Differenz wenigstens eine Korrekturmaßnahme ausgeführt wird.  Gas throttle element (13) is compared and is detected at a predetermined difference between the actual volume flow of the gas to the desired volume flow of the gas fault or damage to the at least one throttle device (11) and / or depending on the difference at least one Corrective action is taken.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Soll-Volumenstromes des Gases neben der Soll- Stellung oder durchschnittlichen Soll-Stellung eines Stellorganes des Gasdrosselorganes (11) wenigstens ein weiterer Parameter, insbesondere der Druck des Gases in der wenigstens einen 14. The method according to claim 13, characterized in that for detecting the desired volume flow of the gas in addition to the desired position or average desired position of an actuator of the Gas throttle element (11) at least one further parameter, in particular the pressure of the gas in the at least one
Gaszuführleitung (10) und/oder in der wenigstens einen  Gas supply line (10) and / or in the at least one
Gaszwischenleitung (9) und/oder in der wenigstens einen  Gas intermediate line (9) and / or in the at least one
Receiverleitung (7), berücksichtigt wird.  Receiver line (7), is taken into account.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des durch die wenigstens eine Gaszuführleitung15. The method according to one or more of claims 1 1 to 14, characterized in that the volume flow through the at least one gas supply
(10) geleiteten Gases erfasst wird, indem der Druck des Gases in der wenigstens einen Receiverleitung (7) mit einem ersten Drucksensor (d1) und in der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) mit einem zweiten Drucksensor (d2) erfasst wird und mittels des (10) gas is detected by the pressure of the gas in the at least one receiver line (7) with a first pressure sensor (d1) and in the at least one gas intermediate line (9) with a second pressure sensor (d2) is detected and by means of
Differenzdruckes zwischen dem Druck in der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) und der wenigstens einen Receiverleitung (7) der Ist-Volumenstrom in der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) und/oder in der wenigstens einen Gaszuführleitung (10) berechnet wird  Differential pressure between the pressure in the at least one gas intermediate line (9) and the at least one receiver line (7) of the actual volume flow in the at least one gas intermediate line (9) and / or in the at least one gas supply line (10) is calculated
und/oder  and or
das wenigstens eine Gasdrosselorgan (11) in Abhängigkeit von dem erfassten Volumenstrom an Gas und/oder einer hiervon abhängigen Größe gesteuert und/oder geregelt wird  the at least one gas throttle element (11) is controlled and / or regulated as a function of the detected volume flow of gas and / or a variable dependent thereon
und/oder  and or
der Druck in der wenigstens einen Receiverleitung (7) erfasst wird, indem während eines vollständig geschlossenen Gasdrosselorganes the pressure in the at least one receiver line (7) is detected by, during a completely closed throttle element
(11) der Druck in der wenigstens einen Gaszwischenleitung (9) erfasst wird (11) the pressure in the at least one gas intermediate line (9) is detected
und/oder  and or
der erste Drucksensor (d1) und der zweite Drucksensor (d2) von nur einem Drucksensorbauteil (d1 , d2) gebildet wird und von dem nur einem Drucksensorbauteil (d1 , d2) der Druck in der  the first pressure sensor (d1) and the second pressure sensor (d2) are formed by only one pressure sensor component (d1, d2) and of which only one pressure sensor component (d1, d2) the pressure in the
Gaszwischenleitung (9) zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder Zeiträumen erfasst wird und während eines ersten Zeitpunktes oder Zeitraumes das Gasdrosselorgan (1 1 ) vollständig geschlossen ist, so dass von dem nur einem Drucksensorbauteil (d1 , d2) während des ersten Zeitpunktes oder Zeitraumes der Druck in der Receiverleitung (7) und in der Gaszwischenleitung (9) erfasst wird und während eines zweiten Zeitpunktes oder Zeitraumes das Gasdrosselorgan (1 1 ) geöffnet ist, so dass von dem nur einem Drucksensorbauteil (d1 , d2) während des zweiten Zeitpunktes oder Zeitraumes der Druck nur in der Receiverleitung (7) erfasst wird. Gas intermediate line (9) at different times or Periods is detected and during a first time or period, the throttle valve (1 1) is completely closed, so that of the only one pressure sensor component (d1, d2) during the first time or period of pressure in the receiver line (7) and in the gas intermediate line (9) is detected and during a second time or period, the gas throttle (1 1) is open, so that only the pressure sensor component (d1, d2) during the second time or period of the pressure in the receiver line (7) is detected ,
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