内燃机和用于运行内燃机的方法技术

本发明专利技术涉及一种内燃机(10)，该内燃机带有设置成用于以气态燃料来运行的燃烧发动机(14)，经由新鲜气体系(16)能够给该燃烧发动机供应新鲜气体，该内燃机带有一个或多个燃料压力箱(12)并且带有一个或多个气体鼓入阀(20)，该气体鼓入阀能够经由压力调节装置(50)与该一个或多个燃料压力箱(12)连接，该内燃机的突出之处在于用于加热该一个或多个气体鼓入阀(20)的器件和用于加温气态燃料的加热装置(42)。这样的内燃机尤其实现根据本发明专利技术的用于运行内燃机(10)的方法的执行，在该方法中，至少暂时地在冷运行之前和/或期间加热该一个或多个气体鼓入阀(20)，其中，在例如可以处于0°C与‑20°C之间的第一周围环境温度范围内，不使该加热装置(42)运行；而在例如可以处于‑20°C和更冷的较冷的第二周围环境温度范围内，附加地使该加热装置(42)运行。由此即使在非常低的周围环境温度的情况下也可以实现内燃机(10)可靠的冷起动以及紧接着该冷起动的冷运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机和用于运行内燃机的方法
本专利技术涉及一种带有设置成用于以气态燃料来运行的燃烧发动机(Verbrennungsmotor)的内燃机(Brennkraftmaschine)。此外，本专利技术涉及一种用于运行这样的内燃机的方法。
技术介绍
以气态燃料运行的内燃机作为用于机动车的驱动装置越来越重要。这尤其也适用于以天然气运行的内燃机。对此的一重要原因在于与汽油发动机相比小约25%的CO2排放，该CO2排放的原因尤其在于与汽油燃料1.85：1相比天然气的最大直至4：1的更好的氢碳比。与液态燃料相比，天然气(和其它气态燃料)的与燃烧相关的主要缺点、即由于吸入的空气被气态的且由此占据相对大体积的天然气排挤(Verdrängung)所引起的较小的空气提供度(该空气提供度在没有增压的内燃机的情况下引起更小约10%至15%的功率)，通常可以由于天然气的最大为直至130ROZ的极高的抗爆性而通过相应地较高的压缩结合增压来补偿或甚至过补偿。呈高度压缩形式的天然气在CNG(压缩天然气)的称谓下被用作为燃料。天然气为此在约200bar的压力下存储在一个或多个燃料压力箱中，以便可以将尽可能多的天然气存储在出于重量原因以及出于机动车中受限制的结构空间的原因而在其箱容积方面受局限的燃料压力箱中。以这种方式应该实现对于以所述天然气来驱动的机动车而言可接受的里程。以天然气来运行的、设置为用于机动车的驱动发动机的内燃机现在以三个不同的变型方案来提供。所谓的二元内燃机可以备选地以天然气或汽油燃料来运行，其中，对于两个燃料类型通常准备好相对大的箱容积。在此，内燃机的设计通常作为针对以两个燃料类型所进行的运行的尽可能理想的妥协来实现。其不利之处是，由此、天然气作为燃料所提供的潜能不可以被理想地用尽。与此相对，所谓的准一元内燃机主要设计成以天然气进行的运行，然而也还可以以汽油燃料来运行，因为为此设置有特有的燃料供给系统。然而，设置成用于汽油燃料的箱在此通常具有非常小的箱容积，并且其内容物仅仅用作为储备，以便提高针对借助于该内燃机驱动的机动车的总里程(或称为总续航里程，即Gesamtreichweiten)，并且尤其使得能够到达通常仍相对少地散布的、提供天然气作为燃料的加油站。这样的准一元内燃机的显而易见的优点在于如下可能性，即可以尽可能理想地用尽天然气作为燃料所提供的潜能，而不局限于仅仅作为燃料携带的天然气实现的里程。然而，这样的内燃机的不利之处是如下必要性，即必须设置两个不同的燃料供给系统，由此尤其使成本提高。这个缺点本身也容易理解地适用于二元内燃机。与此相对，一元内燃机仅仅设置成用于以天然气所进行的运行并由此同样可以尽可能理想地与其特性相匹配。此外，对于这样的内燃机避免了针对附加的汽油燃料用的燃料供给系统的附加的耗费及由此成本以及结构空间。除了足够的里程这一问题以外，在带有一元内燃机的机动车的情况下产生冷起动问题，该冷起动问题一方面由天然气在通常约200bar的高压下在燃料压力箱中的存储和由此所需要的、借助于压力调节装置卸除到约10bar的值的压力卸除(该压力卸除设置成用于使燃料鼓入到例如内燃机的抽吸管中)造成。由于焦耳-汤姆逊效应，天然气的这种压力卸除与显著的温度降低相关联。在此，在压力调节装置下游天然气本身可以在高的周围环境温度的情况下具有约-25℃的值。这引起：这样的压力调节装置必须被定期加热，为此该压力调节装置在大多数情况下集成到内燃机的冷却系统中。然而，当冷却系统的冷却剂具有足够高的温度时(这在内燃机在非常冷的周围环境温度的情况下冷起动之后才滞后得到)，这样的针对压力调节装置的加热才有效。此外，所处明显低于0℃的温度原则上也消极地作用于燃料供给系统的构件的作用能力(或称为功能性，即Funktionsfähigkeit)。在此，显现为问题的尤其可以是在内燃机的早期的运行中在新鲜气体系(或称为新鲜气体线路，即Frischgasstrang)及尤其抽吸管中冷凝的和在相应地低的外部温度的情况下结冰的水，以及润滑剂在新鲜气体系中的沉积。在此，润滑剂尤其可以来自内燃机的集成到新鲜气体系中的压缩机并且在低的外部温度的情况下具有相应地高的黏度。这样的水的结冰以及润滑剂的沉积尤其可以对如下气体鼓入阀的运行产生消极影响，天然气应该经由该气体鼓入阀配量地鼓入到例如内燃机的抽吸管中。二元和准一元内燃机可以避免所描述的冷起动问题，其方式为，使该二元和准一元内燃机在冷起动之后首先以汽油燃料来运行。以CNG运行的内燃机例如由WO2006/084583A1已知。DE10052336A1描述一种用于以气态燃料及尤其天然气来运行的内燃机，该天然气在约200bar的高压下被供应给燃烧室并且在其中借助于一装置、例如预热塞(或称为热线引火塞，即Glühkerze)来点燃。US2013/0008558A1公开用于加气站的固定的箱设备，在该箱设备的情况下，所存储的气体如此存放，使得可以确保没有问题的加料过程(Tankvorgang)，其中，尤其在相对冷的周围环境温度的情况下，不应低于气体的最低温度。为此，可以将电加热装置集成到设备的气体压力箱中。
技术实现思路
从这种现有技术出发，本专利技术基于如下任务，即即使在冷的周围环境温度的情况下也实现针对以气态燃料及尤其天然气运行的内燃机的足够好的冷起动行为(或称为冷起动特性，即Kaltstartverhalten)。该任务借助于根据专利权利要求1所述的内燃机来解决。用于运行这样的内燃机的方法是专利权利要求8的主题。根据本专利技术的内燃机的有利的设计方案和根据本专利技术的方法的优选的实施方式是另外的专利权利要求的主题并且由本专利技术的接下来的描述得出。在如下内燃机中，该内燃机包括至少一个设置成用于以气态燃料来运行的燃烧发动机，经由新鲜气体系能够给该燃烧发动机供应新鲜气体(尤其是空气)，该内燃机还包括一个或多个燃料压力箱以及一个或多个气体鼓入阀，在所述一个或多个燃料压力箱中(优选气态地)存储燃料，所述气体鼓入阀能够经由压力调节装置与所述一个或多个燃料压力箱连接，根据本专利技术，突出之处在于用于加热所述一个或多个气体鼓入阀的器件和(附加的)用于加温气态燃料的加热装置。这样的内燃机尤其实现根据本专利技术的用于运行内燃机的方法的执行，在该方法中，至少暂时地在冷运行之前和/或期间加热一个或多个气体鼓入阀，其中，-在例如可以处于0℃与-20℃之间的第一周围环境温度范围内，不使加热装置运行；而-在例如可以处于-20℃和更冷的较冷的第二周围环境温度范围内，附加地使加热装置运行。“冷运行”理解为内燃机的燃烧发动机的如下运行，在该运行中内燃机的这个或至少一个其它的构件仍具有处于所属的例如0°的极限值下方的运行温度。在此，尤其可以设置成，冷运行直接地紧接着燃烧发动机在相应地冷的周围环境温度的情况下的起动，其中，燃烧发动机事先不运行，直到其(运行)温度已降低到所属的极限值下方。燃烧发动机或相应构件的(运行)温度尤其可以按照设置成用于在也包括燃烧发动机的冷却系统中输送的冷却剂的温度和/或按照在燃料供应部中、尤其是在燃料供应部的气体分配管(“气体轨”)中的气体的温度，或燃料供应部的、尤其是气体分配管的构件的结构部件温度来确定。气态燃料尤其可以涉及天然气，其中，该气态燃料还优选可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机(10)，所述内燃机带有设置成用于以气态燃料来运行的燃烧发动机(14)，经由新鲜气体系(16)能够给所述燃烧发动机供应新鲜气体，所述内燃机带有一个或多个燃料压力箱(12)并且带有一个或多个气体鼓入阀(20)，所述气体鼓入阀能够经由压力调节装置(50)与所述一个或多个燃料压力箱(12)连接，其特征在于用于加热所述一个或多个气体鼓入阀(20)的器件和用于加温所述气态燃料的加热装置(42)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 DE 102016105048.21.一种内燃机(10)，所述内燃机带有设置成用于以气态燃料来运行的燃烧发动机(14)，经由新鲜气体系(16)能够给所述燃烧发动机供应新鲜气体，所述内燃机带有一个或多个燃料压力箱(12)并且带有一个或多个气体鼓入阀(20)，所述气体鼓入阀能够经由压力调节装置(50)与所述一个或多个燃料压力箱(12)连接，其特征在于用于加热所述一个或多个气体鼓入阀(20)的器件和用于加温所述气态燃料的加热装置(42)。2.根据权利要求1所述的内燃机(10)，其特征在于，电加热元件分别集成到所述一个或多个气体鼓入阀(20)中。3.根据权利要求1或2所述的内燃机(10)，其特征在于，所述加热装置(42)构造为电加热装置(42)。4.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机(10)，其特征在于，所述加热装置(42)集成到所述压力调节装置(50)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机(10)，其特征在于，所述压力调节装置(50)集成到载热流体的回路...

【专利技术属性】
技术研发人员：C克吕廷，M魏斯纳，M许滕黑尔姆，G黑尔特霍夫，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE