用于运行内燃机的方法以及用于执行该方法的设备技术

本发明专利技术涉及一种用于运行内燃机(10)的方法，在该方法中，将气态燃料、尤其甲烷与空气混合并且将燃料空气混合物在内燃机(10)的燃烧室(1)中燃烧，其中，气态燃料通过燃气阀(2)吹入并且空气供应通过节气门(3)控制。根据本发明专利技术，根据内燃机(10)的运行状态、尤其在负载变换时，提高空气量，其方式是：附加地通过可独立操控的空气阀(4)吹入空气。此外，本发明专利技术涉及一种用于执行该方法的设备。

Method for operating an internal combustion engine and equipment for carrying out the method

The present invention relates to a method for running an internal combustion engine (10), in which gaseous fuel is mixed, especially methane and air, and a fuel air mixture is burned in a combustion chamber (1) of an internal combustion engine (10), wherein the gaseous fuel is blown through a gas valve (2) and the air supply is controlled by a throttle (3). According to the invention, the air volume is increased in accordance with the operating state of the internal combustion engine (10), especially when the load is changed, by adding additional air through an independently operated air valve (4). In addition, the invention relates to a device for carrying out the method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行内燃机的方法以及用于执行该方法的设备
本专利技术涉及一种具有权利要求1前序部分的特征的用于运行内燃机的方法。此外，本专利技术涉及一种具有权利要求6前序部分的特征的用于执行该方法的设备。所述内燃机涉及燃气发动机，该燃气发动机能够以气态燃料、尤其以甲烷运行，其中，该气态燃料在燃烧之前被加入空气。这种燃气发动机例如使用在乘用车或商用车中。
技术介绍
由公开文献DE102014014225A1已知一种用于运行能够以气态燃料运行的内燃机的方法，在所述方法中，气态燃料在形成预给定的燃料空气混合物的情况下被引入到内燃机的至少一个燃烧室中，其中，借助调整装置可变地调整压力，所述气态燃料借助所述压力被引入。优选地，所述气态燃料借助通到燃烧室中的燃气吹入阀直接吹入到燃烧室中。由此，燃气泄漏增加。然而，通过提出的用于可变地调整吹入压力的调整装置，所述吹入压力可以根据内燃机的运行状态这样尽可能低地调整，使得燃气泄漏减少。在前面所述类型的燃气发动机中，供应给所述气态燃料的空气用作燃用空气。该燃用空气通常从进气侧中得到，在该进气侧中布置有用于控制空气量的节气门。
技术实现思路
从前面所述的现有技术出发，本专利技术的任务是给出一种用于运行内燃机的方法，该方法确保气态燃料尽可能完全的燃烧并且从而更高效地构型内燃机的运行。此外，要给出一种用于执行该方法的设备。为了解决该任务，提出具有权利要求1特征的方法和具有权利要求6特征的设备。有利的扩展方式可以从相应的从属权利要求中得到。在提出的用于运行内燃机的方法中，将气态燃料、尤其甲烷与空气混合并且将燃料空气混合物在内燃机的燃烧室中燃烧。所述气态燃料通过燃气阀吹入。空气供应通过节气门控制。根据本专利技术，根据内燃机的运行状态，尤其在负载变换时，提高空气量，其方式是：附加地通过可独立操控的空气阀吹入空气。因此在根据本专利技术的方法中，空气供应一方面通过节气门控制，另一方面通过附加地设置的空气阀控制。通过节气门供应的空气确保一种“基本供给”，而在有需求的情况下可以有针对性地使用空气阀，用于暂时地提高空气量。以这种方式也可以实现明显地增加空气量。燃用空气的需求随燃料量提高。如果给内燃机例如在负载跳变时供应更多燃料，则必须同样提高空气量，以便确保燃料的完全燃烧。附加的空气需求在此可以为附加地吹入的燃料量的多倍。如果所述气态燃料例如涉及甲烷，则为燃料的完全燃烧所需的空气需求以系数8提高。因为对甲烷的燃烧适用：CH4+2O2—>CO2+2H2O通过所述附加地设置的空气阀可以供应精确限定的空气量。因为空气阀能够独立地操控，所以还可以与燃气阀的操控时长无关地选择操控时长。由此能够有针对性地提高供应的空气量，该有针对性的提高确保燃料尽可能完全的燃烧和从而确保内燃机的高效运行。如果所述方法要用于具有涡轮增压器的机动车的内燃机的运行，则根据本专利技术提出的空气量有针对性的提高还可以用于避免涡轮延时。优选地，附加地通过空气阀吹入的空气从压缩空气源中得到。即处于压力下的空气或者说压缩空气被吹入。压缩空气源例如可以是存在于机动车上的车载压缩空气管路。此外，空气能够以增压压力加载，例如可以涉及增压空气，该增压空气已经从在涡轮增压器下游的区域中得到。替代地或补充地提出，空气以相对于气态燃料压力提高的压力吹入。所述提高的压力引起增大的质量流，使得由此能够明显地增加空气量。此外优选地，附加地通过空气阀吹入的空气在节气门的下游吹入到进气管中，该进气管与燃烧室已连接或者说能连接。因此，在通常用于内燃机的空气供给的进气管中，两个空气流被合并。此外，如果燃料空气混合物在进气管中形成混合，则附加地通过空气阀吹入并且优选处于较高压力下的空气可以用于优化混合物形成。用于吹入气态燃料的燃气阀的布置因此优选以将燃料吹入到进气管中的方式进行。即混合物形成在内燃机的燃烧室外进行。此外，这具有以下优点：该燃气阀经受较小的热负载，因为该燃气阀离燃烧室较远地布置。替代地也可以设置，气态燃料通过所述燃气阀直接吹入到内燃机的燃烧室中。根据本专利技术的一个优选的实施方式，空气阀电磁式运行。操控时长或者说保持电流在根据本专利技术的方法中可以保持小，使得能量需求几乎不增大。优选地，将第二燃气阀用作空气阀，该第二燃气阀与用于吹入气态燃料的第一燃气阀结构相同。通过件数效应可以降低成本并且更确切地说与燃气阀是自生产还是购买无关。此外，为了执行根据本专利技术的方法提出的设备包括内燃机，该内燃机具有用于燃烧燃料空气混合物的燃烧室，该燃料空气混合物包含气态燃料、尤其甲烷。此外，所述设备包括用于将气态燃料吹入的燃气阀以及用于控制空气供应的节气门。根据本专利技术设置有能够独立操控的空气阀，用于根据内燃机的运行状态提高空气量。因此，通过附加地设置的空气阀可以有针对性地提高空气量，以便在有需求的情况下，例如在伴随着燃料需求提高的负载变换或负载跳变时，确保燃料尽可能完全的燃烧。通过能够独立操控的空气阀进行的附加燃用空气的供应使得能够实现独立于用于供应气态燃料的燃气阀的操控。因此可以将操控参数精确地适配相应的空气需求。有利地，所述空气阀具有用于与压缩空气源连接的接头。通过该空气阀供应的空气因此处于压力下，使得能够实现更大的质量流。所述压缩空气源尤其可以是存在于机动车上的车载压缩空气管路。替代地，该空气阀可以附接到在涡轮增压器下游的区域上，使得处于提高的压力下的空气涉及增压空气。根据本专利技术的一个优选的实施方式，空气阀向进气管打开，该进气管优选一侧能够与燃烧室连接并且另一侧能够与空气通道连接，在所述空气通道中布置有所述节气门。以这种方式可以将两种空气流在进气管中、即在燃烧室外合并，用于以燃用空气供给内燃机。此外，如果设置成，燃气阀也向进气管打开，则混合物形成也发生在燃烧室外。通过空气阀供应的空气的优选提高的压力有助于最优的混合物形成。替代地，燃气阀可以这样布置，使得该燃气阀直接向燃烧室打开。优选地，空气阀实施为能够电磁操纵的阀。作为这种能够电磁操纵的阀，该阀可以包括能够电磁操纵的、由软磁性的复合材料构成的执行元件，使得阀的能量需求降低。开头所说明的根据本专利技术的方法因此可以特别高能效地执行。替代地或补充地提出，空气阀是另一燃气阀，该燃气阀与用于将气态燃料吹入的所述燃气阀结构相同地实施。即燃气阀能够以大的件数制造或购买，使得用于制造所提出的设备的成本降低。附图说明在后面根据附图详细地阐述本专利技术的优选的实施方式。所述附图示出根据本专利技术的用于执行根据本专利技术的方法的设备的示意性的截面视图。具体实施方式在图中所示的设备包括内燃机10，该内燃机具有用于燃烧气态燃料的燃烧室1。在燃烧前，将气态燃料与空气混合，使得气态燃料作为燃料空气混合物到达燃烧室1中。空气促进气态燃料的燃烧。空气通过进气管5供应给内燃机10的燃烧室1。该进气管5在另一端部与空气通道7连接，在该空气通道中布置有用于控制第一空气流的节气门3。第二空气流能够通过空气阀4控制或者调节，该空气阀实施为能够电磁操纵的阀并且布置在进气管5上。两个空气流此后在进气管5中合并。在空气阀4的下游，燃气阀2布置在进气管5上，通过该燃气阀将气态燃料吹入。空气阀4当前与燃气阀2结构相同地实施，即仅使用一种阀类型，这起到降低成本的作用。在图中所示的燃气阀2具有用于与燃料管路(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行内燃机(10)的方法，在所述方法中，将气态燃料、尤其甲烷与空气混合并且将燃料空气混合物在所述内燃机(10)的燃烧室(1)中燃烧，其中，所述气态燃料通过燃气阀(2)吹入并且空气供应通过节气门(3)控制，其特征在于，根据所述内燃机(10)的运行状态，尤其在负载变换时，提高空气量，其方式是：附加地通过能够独立操控的空气阀(4)吹入空气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.25 DE 102015216211.71.一种用于运行内燃机(10)的方法，在所述方法中，将气态燃料、尤其甲烷与空气混合并且将燃料空气混合物在所述内燃机(10)的燃烧室(1)中燃烧，其中，所述气态燃料通过燃气阀(2)吹入并且空气供应通过节气门(3)控制，其特征在于，根据所述内燃机(10)的运行状态，尤其在负载变换时，提高空气量，其方式是：附加地通过能够独立操控的空气阀(4)吹入空气。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，附加地通过所述空气阀(4)吹入的空气从压缩空气源得到和/或以相对于所述气态燃料的压力提高的压力吹入。3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加地通过所述空气阀(4)吹入的空气在所述节气门(3)的下游吹入到进气管(5)中，所述进气管与所述燃烧室(1)已连接或能连接。4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述气态燃料通过所述燃气阀(2)吹入到所述燃烧室(1)中或吹入到所述进气管(5)中。5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述空气阀(4)电磁式运行和/或将另一燃气阀用作空...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦斯内尔，M·卡茨，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE