内燃机及其运行方法技术

本发明专利技术涉及一种内燃机(1)及其运行方法，该内燃机包括至少一个气缸、至少一个用于燃气(G)的输送管路(8)以及至少一个用于从内燃机排出废气的废气管路(7、7’)，其中，设有测量装置(2)用于确定可经由输送管路输送给内燃机的燃气的气体品质，该测量装置包括至少一个催化器单元(3)，来自内燃机的废气可输送给所述催化器单元，该测量装置包括设置在催化器单元的下游的至少一个传感器(4)，用于探测催化器单元转化率的特征参数，通过用于确定气体品质的测量装置，根据由传感器确定的催化器单元转化率的特征参数，能确定输送给内燃机的燃气的气体品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有权利要求1前序部分特征的内燃机以及一种具有权利要求6前序部分特征的用于运行这样的内燃机的方法。
技术介绍
用气体运行的内燃机(燃气发动机)的受关注的应用在于利用生物发酵气或垃圾填埋气，它们在过去未经利用地清除，例如烧掉。这些气体经常有适用于在燃气发动机中利用的燃烧值。利用生物发酵气或垃圾填埋气的缺点在于，它们的杂质含量高，这可能损害燃气发动机。在此特别是要指出挥发性有机硅化合物(VOSC)，其大多源自于清洁剂。在燃气发动机中燃烧时，由这些有机硅化合物产生硅氧化物，该硅氧化物沉积在燃烧室和相邻部件中并且导致显著的磨损问题。用生物发酵气或垃圾填埋气运行的燃气发动机因此经常具有设在上游的气体净化单元(通常具有活性碳过滤器)，在该气体净化单元中将有机硅化合物从燃气中分离。硫化氢和其它有机杂质以及悬浮颗粒也可以一起去除。为了内燃机的可靠运行，值得期望的是，气体净化单元的功能借助于在气体净化单元中净化的燃气的气体品质进行监控。但是在所述气体净化单元之后的气体品质的在线测量是非常昂贵的，并且因此对于大多数设备是不能实现的。经由提取气体样本或者经由分析润滑油来离线测量气体品质，需要好几天来进行分析，并且因此也不适合于监控过滤设备的效果，在所述润滑油中也可以检测硅残留物。因此在现有技术中如此采取措施，即通常设置两个在流动技术上并联的过滤单元，总是其中一个过滤单元由要被净化的燃气穿流。这两个过滤单元交替地再生或者更换，使得总是有一个“新鲜的”过滤单元可供使用。在确定的间隔之后，未使用的过滤单元接通作为工作过滤器，而已使用的过滤单元进行再生。过滤单元再生间隔在此保守地选择，使得基本上防止硅化合物或其它损害性的有机化合物逾越到内燃机中。“保守”意味着，净化间隔选择得短，即使这对于过滤单元的当前填充状态是完全不必要的。这种方式当然是不经济的，因为过滤单元比真正需要的情况更加频繁地再生。但是因为不了解过滤设备之后的当前的气体品质，这是唯一可靠的运行方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种内燃机以及一种用于运行这样的内燃机的方法，该内燃机具有用于确定可输送给内燃机的燃气的气体品质的测量装置，该内燃机和该方法避免现有技术的缺陷。所述目的通过一种具有权利要求1特征的内燃机以及一种具有权利要求6特征的方法解决。有利的实施方式在从属权利要求中限定。设有测量装置用于确定可经由输送管路输送给内燃机的燃气的气体品质，该测量装置包括至少一个催化器单元，来自内燃机的废气可输送给所述催化器单元，该测量装置包括至少一个设置在催化器单元的下游的传感器，用于探测催化器单元转化率的特征参数，通过用于确定气体品质的测量装置，根据由传感器确定的催化器单元转化率的特征参数，能确定输送给内燃机的燃气的气体品质，因此可以识别，设置在内燃机上游的气体净化单元是否正常工作。本专利技术利用以下认识：在例如由于在内燃机燃气输送装置中的气体净化单元工作不正常而引起杂质逾越时，设置在内燃机的废气流中的催化器单元通过转化率的下降反映出这一点。其原因是，催化器单元的催化器表面被掩盖。在有机硅化合物突破时，硅氧化物(SiO2)产生掩盖。如果硫化氢(H2S)突破气体净化单元，则硫导致催化器单元的催化器表面的掩盖。颗粒性杂质的突破同样会导致催化器表面的覆盖。通过建议的布置结构，催化器单元的转化率或者说催化器单元的转化率的改变可被监控并且因此实现用于确定气体品质的稳健的可能性。为了监控转化率，能够产生和发出表示催化器单元功能的信号的传感器是合适的。例如考虑温度传感器、氧传感器或一氧化碳传感器。优选规定，所述传感器是用于确定一氧化碳浓度的传感器。用于探测一氧化碳浓度的传感器是一种特别有利的监控催化器单元转化率的可能性。在内燃机之后的未处理的废气中总是存在一定量的一氧化碳，其可以在催化器单元中被氧化。因此在催化器单元下游的一氧化碳浓度是该催化器单元功能的合适的指标。作为温度传感器的例子，催化器单元转化率的下降例如通过降低的温度来确定，如果催化器单元转化较少的一氧化碳或未燃烧的碳氢化合物的话。优选可以规定，测量装置包括至少一个另外的在催化器单元上游的用于确定一氧化碳浓度的传感器。通过这种布置结构可以在催化器单元上游和下游确定一氧化碳浓度。因此，与仅仅具有在催化器单元下游的用于确定一氧化碳浓度的传感器相比，能够还更精确地监控催化器单元的转化率。在此以一氧化碳传感器为例，这种布置结构的优点当然也适用于其它在上面列举的传感器。在催化器单元上游和下游的传感器的布置结构表示这些传感器参照内燃机废气流的位置。优选可以规定，测量装置设置成，使得仅仅内燃机的废气的一部分流过测量装置。该实施例说明这样一种情况：仅仅内燃机的废气流的一部分被输送给测量装置。这例如可以通过与废气管路并联的提取管路实现，在该提取管路中设置测量装置。因此，测量装置可以构造得小且价格低廉。按照另一优选实施方式可以规定，测量装置基本上被内燃机的所有废气流过。该实施例说明这样一种情况：基本上内燃机的所有废气经过测量装置的催化器单元。因此，内燃机的废气被测量装置的催化器单元催化式净化并且测量装置也用于内燃机的废气后处理。作为方法规定，催化器单元转化率的特征参数借助于所述至少一个传感器进行测量，并且根据确定的催化器单元转化率的特征参数推断出燃气的气体品质。优选规定，催化器单元转化率的特征参数是一氧化碳浓度。如上所述，有机化合物尤其是有机硅化合物逾越到内燃机中，引起设置在内燃机废气流中的催化器单元的转化率下降，例如这种逾越由于在内燃机的燃气输送装置中的工作不正常的气体净化单元引起。转化率下降的原因在于，催化器表面被突破的物质及其燃烧产物掩盖。特别优选可以规定，催化器单元转化率的特征参数在催化器单元的上游和下游测量，并且根据测量的差值推断出燃气的气体品质。按照一种方法方案，一氧化氮浓度在催化器单元上游和下游测量，并且因此监控转化率。通过在催化器单元上游和下游测量一氧化碳浓度，还可以更精确地探测催化器单元的转化率。附图说明下面通过附图更详细地解释本专利技术。附图如下：图1显示具有用于确定气体品质的测量装置的内燃机；图2显示按一种替换实施方式的内燃机。具体实施方式图1显示内燃机1的布置系统，该内燃机包括设置在内燃机1的废气本文档来自技高网...

【技术保护点】
内燃机(1)，其包括至少一个气缸、至少一个用于燃气(G)的输送管路(8)以及至少一个用于从内燃机(1)排出废气的废气管路(7、7’)，其特征在于，设有测量装置(2)用于确定可经由输送管路(8)输送给内燃机(1)的燃气(G)的气体品质，该测量装置(2)包括至少一个催化器单元(3)，来自内燃机(1)的废气可输送给所述催化器单元，该测量装置包括设置在催化器单元(3)的下游的至少一个传感器(4)，用于探测催化器单元(3)的转化率的特征参数，通过用于确定气体品质的测量装置(2)，根据由传感器(4)确定的催化器单元(3)的转化率的特征参数，能确定输送给内燃机(1)的燃气(G)的气体品质。

【技术特征摘要】
2014.07.21 AT A573/20141.内燃机(1)，其包括至少一个气缸、至少一个用于燃气(G)
的输送管路(8)以及至少一个用于从内燃机(1)排出废气的废气管
路(7、7’)，其特征在于，设有测量装置(2)用于确定可经由输送管
路(8)输送给内燃机(1)的燃气(G)的气体品质，该测量装置(2)
包括至少一个催化器单元(3)，来自内燃机(1)的废气可输送给所述
催化器单元，该测量装置包括设置在催化器单元(3)的下游的至少一
个传感器(4)，用于探测催化器单元(3)的转化率的特征参数，通过
用于确定气体品质的测量装置(2)，根据由传感器(4)确定的催化器
单元(3)的转化率的特征参数，能确定输送给内燃机(1)的燃气(G)
的气体品质。
2.根据权利要求1所述的内燃机(1)，其特征在于，所述传感器
(4)是用于确定一氧化碳浓度的传感器。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述测<...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·希伦，
申请(专利权)人：GE延巴赫两合无限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT