用于燃气发动机的阀系统技术方案

本发明专利技术描述了一种用于燃气发动机(20)的包括多个阀(36、44)的阀系统，所述多个阀(36，44)布置成对进入发动机(20)中的进气歧管(16)中的气体的量和供应进行调节。该系统包括阀套(30)，阀套(30)配备有中心布置并线性运动的控制阀(36)、以及围绕的供气阀(44)，其中，供气阀(44)布置成旋转以调节进入阀套(30)中的气体的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃气发动机的阀系统
本专利技术涉及一种用于燃气发动机的阀系统，该阀系统包括布置成对进入发动机中的进气歧管中的气体的量和供应进行调节的多个阀。
技术介绍
本专利技术总体上涉及一种稀薄燃烧燃气发动机的阀控制装置，即便专利技术原则上也可以用于其它燃气发动机中。在稀薄燃烧燃气发动机(奥托发动机)中，气缸填充有空气和燃料气体的均质的、稀薄混合物。为实现填料的稳定和安全点火，通常使用形式为预燃室的点火强化装置，在该预燃室中，由于燃料气体通过单独的预燃室燃气阀来供应，因此填料更浓，并且在该预燃室中布置有形式为诸如火花塞或引燃喷射阀之类的点火装置。在这方面，重要的是尽可能少地获取在预燃室中释放的能量的相对量。其原因是在燃烧期间，预燃室是对NOx的形成起极大作用的贡献者。此外，预燃室经受高热负荷并且需要冷却。减小的尺寸和由此减小的在预燃室中释放的能量的量还带来了形式为低热负荷的益处以及对点火装置和预燃室阀的降低的损耗的益处。当然，这种燃气发动机的预燃室从以前即是已知的。然而，大多数解决方案的缺点在于必须使用相对大量的浓填料混合物，这进而在燃烧期间有助于大量NOx的形成。使用相对大量的浓填料导致了在预燃室中产生大量的热。这又导致用于预燃室的材料的厚度、材料的质量等必须增加以适应热生成。当然，复杂性和生产成本也会因此而增加。多年以来，本申请人已经生产并且交付了所谓的稀薄燃烧中速燃气发动机。已经交付了大量的发动机，所有的这些发动机大体上具有相同类型的阀以在进气冲程期间调节燃料的量并且将气体导入至进气歧管中：1.经先导控制的压力调节阀，该压力调节阀布置成靠近发动机，每个发动机对应一个阀。压力调节阀从实际的发动机载荷获得其先导压力。2.控制阀，其中，每个气缸单元对应一个阀。发动机上的所有阀由公共的致动器致动，其中，这通常作为调节回路的一部分并以发动机的转速作为主要变量来进行控制。3.供气阀，其中，每个气缸单元对应一个阀。每个供气阀以机械的方式连接至相应的用于吸入阀的提升装置，使得控制阀在空气阀打开后打开并且在空气阀关闭前关闭。三种类型的阀通常以与上述次序相同的次序串联地布置，在这些阀之间设置有管件。压力调节阀与控制阀之间的管被称为燃气歧管，并且该体积中的压力被称为主燃气压力。当供气阀打开时，占据供气阀与控制阀之间的体积的气体将穿过供气阀从主燃气压力膨胀至进气歧管的压力。该气体的量不能被控制阀控制。为减少这种不受控制的气体的量，主燃气压力可以减小，或者供气阀与控制阀之间的体积可以减小。高压与小体积结合意味着从高载荷至低载荷的转换和从低载荷至高载荷的转换能够单独通过控制阀而更大程度地被控制。这带来了对进入到发动机的气体的量的快速而精准的控制。因此，本专利技术的目的是提供一种用于燃气发动机的阀控制装置，在该阀控制装置中，极大地减小了阀之间的体积，使得能够实现对进入到发动机的气体的量的更精确控制。燃气发动机通常具有沿着发动机的用于燃料气体的相对较大的管。更小的并且可能为挠性的管通常从上述管延伸至每个气缸单元中。此外，通常存在沿着发动机的用于预燃室的管。更小的管也从该管延伸至每个气缸单元中。在所交付的用于在陆地上发电的发动机上，这些管通过熔焊和钎焊来生产。在过去几年中关于燃气发动机工业的新市场是使用气体作为燃料的船。由于关于废气排放的规定、税收方面的变化、以及用于气体燃料的基础设施的建设，使得这成为了新兴市场。当将燃气发动机放置于船中时，燃气发动机将受制于根据分类的并且来自当局的规定。这些规定中的一项是所有燃气管应当是双壁的，其中，内部管用于将气体供给至发动机，而外部管用于检测来自内部管的任何泄漏。这可以通过空气的通流同时使气体传感器布置在系统中或加压的惰性气体系统中而能够实现。外部管与内部管之间的空间必须沿着主管全程延伸并且向外延伸至气缸的每个侧线。这就是对于主燃气和预燃室燃气的情况。对于其中存在对气体的双管导引需求的燃气发动机，控制阀的传统布置导致管必须形成为具有两层外壳、具有双重密封的壳体并且监测全部的结合部和通路。这带来了复杂并昂贵的结构。因此，本专利技术的另一目的是提供一种解决方案，在该解决方案中，将阀构造于发动机中使得将不需要双管导引装置。对专利文献进行了引用，这其中包括DE427191C，DE427191C示出了一种用于燃气发动机的阀系统，该阀系统具有多个阀以调节进入至发动机中的进气通道中的气体的量和供应。FR2354447A示出了可线性运动的供气阀和围绕的控制阀，但是其中控制阀不能旋转。GB392863A示出了涉及借助于嵌齿轮使旋转阀受驱动的方式的技术方案。
技术实现思路
上述目的通过在权利要求1中给出的系统来实现，该系统包括阀套，该阀套配备有中心布置并且线性运动的供气阀和围绕的控制阀，其中，控制阀布置成旋转以调节释放至阀套中的气体的量。在从属权利要求中给出了替代性实施方式。供气阀可以成形为具有下部阀盘的线性运动的阀杆，其中下部阀盘布置成抵靠阀支座关闭以用于控制向进气歧管的气体供应，并且其中，阀杆的上部穿过阀套中的上部孔向外延伸。控制阀可以形成为向下延伸并开口的阀座，其中，供气阀的上部延伸穿过阀座的底部中的孔。控制阀的阀座可以至少包括一个侧部开口，所述至少一个侧部开口布置成在阀座的旋转期间与阀套中的开口对准，以用于调节进入阀套中的气体的量。此外，控制阀可以配备有驱动装置，以提供阀座的所述旋转。所述驱动装置可以是连接至阀座外部上的多个齿或类似物的齿杆或者蜗轮，并且其中，驱动装置可以连接至致动器以根据发动机的转速来对控制阀进行控制。阀套可以布置在发动机的内部并且邻接进气歧管。附图说明现在借助于附图描述本专利技术，附图：图1示出了用于燃气发动机的已知的解决方案。图2示出了具有根据本专利技术的用于燃气发动机的阀解决方案的实施方式示例的原理简图。具体实施方式对本领域技术人员来说将燃气发动机视为是已知的，并且因此在本申请中不对燃气发动机进行更详细地说明。然而，将图1示出为用于说明根据上文已描述的内容的阀的已知的结构。此处，控制阀10布置在发动机20中并且邻接进气歧管16，进气歧管16进一步延伸至进气阀12以使气体进一步进入发动机的气缸18中。此外，供气阀14置于进气口中，以用于使占体积V1的气体进入控制阀与供气阀之间。该气体穿过控制阀从主燃气压力膨胀至进气歧管16的压力，并且如所述地不受控制阀控制。在已知的燃气发动机中，体积V1通常为大约120cm3。接下来结合图2对根据本专利技术的燃气发动机的基本方面和技术特征进行更详细地说明。此外，应该指出的是尽管使用了燃气发动机这一表达方式，但这不必然表示本专利技术仅针对独立式燃气发动机，而是也能够用在布置成用于气体操作和使用其它燃料操作的发动机——即，所谓的组合式发动机——上，这是因为气体供应系统无论如何都是基本相似的。一种解决方案的建议是：如图2所示，将用于供气阀的阀杆围绕用于控制阀的杆同心地布置。以此方式，与传统解决方案相比，对于给定的发动机类型，两个阀之间的体积能够减小大约90％。因此，在已知的解决方案中由V1示出的体积能够减少至以V2示出的例如15cm3。现在对根据本专利技术的用于稀薄燃烧中速燃气发动机的组合阀的结构进行更详细地说明。阀套30包括控制阀44和供气阀36，其中，上游控制阀44构造成用于进行旋转运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气发动机(20)的阀系统，所述阀系统包括多个阀(36，44)，所述多个阀(36，44)布置成对进入所述发动机(20)中的进气歧管(16)中的气体的量和供应进行调节，其特征在于，所述系统包括阀套(30)，所述阀套(30)配备有中心布置并线性运动的控制阀(36)以及围绕的供气阀(44)，其中，所述供气阀(44)布置成旋转以调节进入所述阀套(30)的气体的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.08 RO 201108311.一种用于燃气发动机(20)的阀系统，所述阀系统包括供气阀(36)和控制阀(44)，所述供气阀(36)和所述控制阀(44)布置成对进入所述发动机(20)中的进气歧管(16)中的气体的量和供应进行调节，所述进气歧管(16)进一步延伸至进气阀(12)以使气体进入所述发动机的气缸(18)中，其特征在于，所述阀系统包括阀套(30)，所述阀套(30)邻接所述进气歧管(16)并配备有所述控制阀(44)和在中心布置的所述供气阀(36)，所述供气阀(36)线性运动并且被所述控制阀(44)围绕，所述控制阀(44)布置成旋转以调节进入所述阀套(30)的气体的量。2.根据权利要求1所述的阀系统，其特征在于，所述供气阀(36)形成为线性运动的阀杆，所述阀杆具有下部阀盘(38)，所述下部阀盘(38)布置成抵靠阀支座关闭，以用于控制向所述进气歧管(16)的气体供应，并且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·埃纳尔·霍韦穆恩，埃伦德·瓦克特舍尔德，
申请(专利权)人：卑尔根发动机公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO