本发明专利技术涉及一种用于燃气发动机(10)的进料及点火装置(18)，其具有：至少一个喷射器(20)，其用于将可燃气体直接喷入燃气发动机(10)的燃烧室(12)；燃料可被输入其中的预燃室(30)；多个在喷射器(20)的周向上分散布置在进料及点火装置周围的溢流口(32)，借助这些溢流口可将预燃室(30)与燃烧室(12)直接流体连通；以及用于点燃至少包含被输入至预燃室(30)的燃料的燃料‑空气混合物的外源点火装置(33)，其中，所述预燃室(30)、溢流口(32)和外源点火装置(33)由第一结构单元(40)构成，所述喷射器(20)由与第一结构单元(40)分开构成的第二结构单元(42)形成。
Feed and ignition device for gas engine and operation method of feed and ignition device for gas engine
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃气发动机的进料及点火装置和用于燃气发动机的进料及点火装置的运行方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于燃气发动机的进料及点火装置，和一种根据权利要求9的前序部分的用于燃气发动机的进料及点火装置的运行方法。
技术介绍
作为已知方案，例如已从EP3043049A1中得知用于尤其是机动车的燃气发动机的这种进料及点火装置。进料及点火装置具有至少一个喷射器，借此可将可燃气体(即气态燃料)直接喷入例如呈气缸形式的燃气发动机燃烧室以运行燃气发动机。另外，进料及点火装置具有预燃室，燃料可被送入预燃室。预燃室也被称为预燃烧室，并且例如在燃气发动机的制造完成状态下具有比也被称为主室或主燃烧室的燃烧室小许多的体积。尤其直接可被送入预燃室的燃料例如是气态燃料或可借此运行燃气发动机的可燃气体。另外，进料及点火装置具有多个沿喷射器周向分散布置在进料及点火装置周围的溢流口，借助它们可将预燃室与燃烧室直接流通相连。换言之，预燃室在燃气发动机的制造完成状态下通过溢流口与燃烧室流体连通。溢流口也被称为火焰通道，例如点燃火焰可经此从预燃室进入主燃烧室(燃烧室)，以便例如借助点燃火焰点燃借助喷射器将被或已被直接喷入燃烧室的可燃气体。在此，例如设有至少一个不同于溢流口的输入通道，前述燃料借此尤其直接可被送入尤其是喷入预燃室中。可被送入或被送入预燃室的前述燃料因此并非源自燃烧室。另外设有外源点火装置，可借此将燃料-空气混合物点燃并因此使其燃烧，燃料-空气混合物至少包含特别是经由输入通道尤其直接被送入预燃室的燃料。燃料-空气混合物的点燃导致前述点燃火焰，其例如因为由燃料-空气混合物被点燃导致的预燃室内压力升高而经由溢流口从预燃室流出并流入燃烧室(主燃烧室)。
技术实现思路
本专利技术的任务是改进前述类型的进料及点火装置，以使得可以实现很有利的燃气发动机运行。该任务通过一种具有权利要求1的特征的进料及点火装置和一种具有权利要求9的特征的用于运行进料及点火装置的方法来完成。在从属权利要求中说明了具有合适的专利技术改进方案的有利设计。为了改进如权利要求1的前序部分所述类型的进料及点火装置以使得可实现很有利的燃气发动机运行，本专利技术规定，预燃室、溢流口和外源点火装置通过第一结构单元构成，其中，喷射器通过与第一结构单元分开构成的第二结构单元形成。换言之，燃烧室、溢流口和外源点火装置是第一结构单元的组成部分，喷射器是第二结构单元的组成部分。尤其可以想到第一结构单元也包括至少一个计量阀或多个计量阀，借此例如可将燃料送入预燃室，或者可调节要被送入预燃室的燃料量。这些结构单元在此是彼此分开构成的或制造的或安装的部件、模块或组件，它们例如能彼此无关地或分开地制造或安装、尤其是预装并且以预装状态布置、尤其是相互连接。因此，第一结构单元与第二结构单元无关地形成预燃室、溢流口和外源点火装置，而第二结构单元与第一结构单元无关地形成喷射器。例如第一结构单元被设计成预燃室点火塞，其包括或形成作为预燃室的预燃烧室、外源点火装置和例如也称为火焰通道的溢流口，确切说与第二结构单元无关。借助外源点火装置，可以在预燃室内产生至少一个借此能点燃燃料-空气混合物并因此使其燃烧的点火火花。另外，预燃室点火塞可以具有前述的计量阀或者计量装置，借此可以将燃料送入预燃室或者可以调节要被送入预燃室的燃料量。优选设有至少一个不同于溢流口且不同于例如呈气缸状的燃烧室的、附加设置的输入通道，燃料经此可被尤其直接送入预燃室。经由输入通道可被送入或将被送入或已被送入预燃室的前述燃料因此并非源自燃烧室或并非从燃烧室经由溢流口流入预燃室，而是经由至少一个输入通道尤其直接被送入预燃室。该燃料尤其可以是例如呈气态燃料形式的可燃气体，借此可以运行燃气发动机或可以实现燃气发动机点火运行。通过使用该进料及点火装置，可以借助扩散燃烧使被直接送入、尤其喷入例如呈气缸状的燃烧室中的可燃气体或至少含有经由喷射器被输入燃烧室的可燃气体的可燃气体-空气混合物燃烧，借助扩散燃烧也在柴油发动机情况下使用以运行柴油发动机的柴油或包含柴油的燃料-空气混合物燃烧。因此，借助本专利技术的进料及点火装置可实现类似柴油的燃烧过程，由此尤其可实现高功率密度和高效率。尤其借助本专利技术的进料及点火装置可将借助喷射器被直接送入或喷入燃烧室的可燃气体在以下条件点燃，即，此时所述可燃气体或可燃气体-空气混合物不会自燃。为了点燃可燃气体-空气混合物，燃料-空气混合物在预燃室内被点燃，由此实现点燃火焰。因为通过点燃燃料-空气混合物而引起预燃室内压力升高，点燃火焰从预燃室经由溢流口进入燃烧室，使得可燃气体或可燃气体-空气混合物借助点燃火焰在燃烧室内被点燃，且至少基本上就像在柴油发动机中出现的扩散燃烧那样燃烧。因此，本专利技术的进料及点火装置允许点燃在发动机相关运行条件下无法自燃的、尤其借助喷射器被直接输入尤其被喷入的燃料像例如气态燃料或液态燃料尤其是天然气，以实现在燃烧室内的类似柴油的扩散燃烧。由此可以实现燃气发动机的高功率密度和高的热效率。在此，本专利技术的进料及点火装置利用作为预燃室的预燃烧室来点燃无法自燃的被直接喷入燃烧室的可燃气体，其例如借助呈高压喷射器形式的喷射器作为高压可燃气体射流尤其直接被输入或喷入燃烧室。原则上，本专利技术的进料及点火装置也可以被用于这种内燃机，其可以用液态燃料运行，因此代替可燃气体地例如可以使用液态燃料，其借助喷射器可被直接输入燃烧室。前述的燃料例如通过计量阀被输入预燃室。尤其直接被输入预燃室的燃料例如可以在预燃室内与经由溢流口从燃烧室进入或流入预燃室的空气或空气+惰性气体混合成可点燃的均质混合物。可点燃的均质混合物例如是前述的燃料-空气混合物并且借助起到外源点火源作用的外源点火装置在预燃室内被点燃，从而燃料-空气混合物没有比如通过自燃被点燃。借助外源点火装置造成燃料-空气混合物在预燃室内的点燃会导致至少一个火焰，火焰以火焰射流形式或以前述点燃火焰的形式通过起到溢流通道作用的溢流口从预燃室溢流到燃烧室(主燃室)。火焰射流点燃在高压下借助喷射器被喷入燃烧室的可燃气体，因此点燃在高压下借助喷射器被直喷入燃烧室的燃烧室可燃气体量，由此在燃烧室内出现类似柴油的扩散燃烧。为了改进如权利要求9的前序部分所述类型的用于运行进料及点火装置的方法以使得可以实现本专利技术燃气发动机的很有利运行，本专利技术规定，存在于预燃室内的燃料-空气混合物借助外源点火装置被点燃，且被点燃的燃料-空气混合物作为火焰射流经由溢流口进入燃烧室，并且燃烧室可燃气体量借助喷射器作为高压可燃气体射流被喷入燃烧室，并且高压可燃气体射流被火焰射流点燃。高压可燃气体射流被从预燃室射出到主燃室的火焰射流点燃。原则上，可以在所述方法中提到两级点燃，因为首先在预燃室内点燃该燃料-空气混合物，随后从预燃室射出的火焰射流点燃该高压可燃气体射流。在本专利技术方法的另一个设计中，燃烧室可燃气体量被分为先导可燃气体量和主可燃气体量。先导可燃气体量借助喷射器被喷入燃烧室并且先导可燃气体量被火焰射流点燃。随后被喷入的主可燃气体量被已点燃的先导可燃气体量点燃。在这种分批输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于燃气发动机(10)的进料及点火装置(18)，具有：至少一个喷射器(20)，用于将可燃气体直接喷入燃气发动机(10)的燃烧室(12)；预燃室(30)，燃料能被输入该预燃室中；多个溢流口(32)，所述多个溢流口在喷射器(20)的周向上分散布置在进料及点火装置周围，借助这些溢流口能将预燃室(30)与燃烧室(12)直接流体连通；以及外源点火装置(33)，用于点燃至少包含被输入该预燃室(30)的燃料的燃料-空气混合物，/n其特征是，所述预燃室(30)、所述溢流口(32)和所述外源点火装置(33)由第一结构单元(40)构成，其中，所述喷射器(20)由与所述第一结构单元(40)分开构成的第二结构单元(42)构成。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 DE 102017009607.41.一种用于燃气发动机(10)的进料及点火装置(18)，具有：至少一个喷射器(20)，用于将可燃气体直接喷入燃气发动机(10)的燃烧室(12)；预燃室(30)，燃料能被输入该预燃室中；多个溢流口(32)，所述多个溢流口在喷射器(20)的周向上分散布置在进料及点火装置周围，借助这些溢流口能将预燃室(30)与燃烧室(12)直接流体连通；以及外源点火装置(33)，用于点燃至少包含被输入该预燃室(30)的燃料的燃料-空气混合物，
其特征是，所述预燃室(30)、所述溢流口(32)和所述外源点火装置(33)由第一结构单元(40)构成，其中，所述喷射器(20)由与所述第一结构单元(40)分开构成的第二结构单元(42)构成。
2.根据权利要求1的进料及点火装置(18)，其特征是，所述预燃室(30)被设计成在所述喷射器(20)的周向上完全闭合环绕的环形空间，该环形空间在喷射器的周向上完全环绕包围所述喷射器(20)的至少一个纵向区段(44)。
3.根据权利要求1或2的进料及点火装置(18)，其特征是，所述进料及点火装置(18)设计用于引起所述预燃室(30)内的尤其燃料-空气混合物的涡旋式流动。
4.根据前述权利要求之一的进料及点火装置(18)，其特征是，每个溢流口(32)对应于所述喷射器(20)的尤其恰好一个喷入口(24)，其喷入口(24)在所述喷射器(20)的周向上相继布置，其中，可燃气体通过所述喷入口(24)能被直接喷入所述燃烧室(12)。
5.根据权利要求4的进料及点火装置(18)，其特征是，各个溢流口(32)和各个对应的喷入口(24)在所述喷射器(20)的周向上布置在相同的高度，和/或布置成使得所述溢流口(32)的和所述喷入口(24)的两条射流轴线相交。
6.根据前述权利要求之一的进料及点火装置(18)，其特征是，所述第一结构单元(40)具有所述燃气发动机(10)的气缸盖(14)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·马尔科，G·柯尼格，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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