[發明專利]具有液態燃料和氣態燃料的內燃機

有效

• 申請號: 201180039042.0
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN103069133A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: A·埃布納;J·席騰黑爾姆;D·施奈德;H·沃倫豪普特;K·旺德里希
• 申請（專利權）人: 戴姆勒股份公司
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08;F02M21/06;F02M31/20;F02M37/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;張亞非

技術領域

本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述類型的特別是用于汽車的內燃機。

背景技術

DE102006054463A1公開了一種用于使雙燃料的外源點火/火花點火（fremdgezündet）式內燃機運行的方法，該內燃機可以用液態和氣態燃料運行，為此每個缸設有至少一個用于汽油燃料的噴油嘴和至少一個氣體噴射器。在此提出，在選擇的內燃機運行范圍內同時既噴入液態燃料也噴入氣態燃料，并且在其他情況下內燃機利用液態燃料或氣態燃料運行。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種開頭所述類型的內燃機，該內燃機具有特別有效的運行。

該目的通過一種具有權利要求1所述特征的內燃機得以實現。本發明具有優點的構成連同依據目的和非同一般的進一步構成在其余的權利要求中予以說明。

依據本發明的特別是用于汽車的內燃機具有用于液態燃料、特別是汽油的燃料供給裝臵和用于氣態燃料、例如天然氣的燃料供給裝臵，其特征在于，在所述燃料供給裝臵之間具有至少一個換熱器，借助所述換熱器可以在氣態燃料與液態燃料之間進行熱交換。依據本發明的內燃機例如可以在一種運行狀態下僅利用氣態燃料運行而在另一種運行狀態下僅利用液態燃料運行。同樣可以形成內燃機既利用液態燃料也利用氣態燃料運行的運行狀態。在這些運行狀態下，氣態燃料和/或液態燃料輸入內燃機的至少一個燃燒室、特別是氣缸并燃燒。為實現內燃機這種類型的運行狀態，汽車包括分配給內燃機的儲存裝臵、特別是油箱，其中，一個儲存裝臵內可以儲存或儲存有液態燃料且另一個儲存裝臵內可以儲存或儲存有氣態燃料，用于在汽車行駛期間的輸送。

氣態燃料與液態燃料之間通過至少一個換熱器進行的熱交換可以使燃料的各自溫度得到調整。換句話說，由此可以調整使內燃機高效運行的所要求的燃料溫度，因為燃料具有有利的特性。所要求溫度的這種調整在此方面可以無需附加的開支，特別是無需耗費附加的能源以及結構件進行，這樣將依據本發明的內燃機的部件數量、重量、結構空間需求以及成本保持在低水平。這種方案對內燃機特別有效的運行也產生積極影響，因為無需耗費附加的能源來調節附加部件和/或調整所期望的、具有優點的燃料溫度。

在本發明一種具有優點的實施方式中，液態燃料可以借助換熱器由于熱交換而得到冷卻。這一點可以避免或至少減少液態燃料的揮發成分被蒸發掉。如果液態燃料被蒸發掉，則為遵守排放極限值，需要收集被蒸發掉的成分，這例如可以通過至少一個過濾器、特別是碳過濾器并且特別是活性炭過濾器實現。這種過濾器可以持續留住被蒸發掉的成分，直至其達到不能夠再收集成分的所謂的飽和狀態。過濾器然后飽和。為可以收集其他或更多被蒸發掉的成分，需要所謂的過濾器再生或過濾器的更大容積。由于換熱器的冷卻而避免或至少減少液態燃料被蒸發掉，可以將過濾器或相應收集裝臵的所需的再生次數以及容積保持在低水平。這既有利于內燃機的有效運行，也在其結構空間需求上有好處，這樣避免或解決了特別是位臵臨界區域內、如發動機艙內的封裝問題。

在本發明一種具有優點的實施方式中，換熱器在向內燃機輸送的氣態燃料的流動方向上設臵在特別是壓力調節器的壓力調整裝臵的下游或設臵在該壓力調整裝臵上，借助該壓力調整裝臵可以使氣態燃料從第一壓力水平膨脹到相對較低的第二壓力水平。如果內燃機在運行狀態中例如利用氣態燃料運行，則從對應的儲存裝臵、例如氣瓶提取氣態燃料。氣態燃料在對應的儲存裝臵內處于高度壓縮的狀態下，但以相比較低的壓力被送入燃燒室內。借助壓力調整裝臵可以降低氣態燃料的壓力水平，由此氣態燃料產生膨脹。由于所謂的Joule-Thomson效應，氣態燃料與此同時大幅冷卻，其中，它例如具有約-70℃的溫度。由于這種非常低的溫度，液態燃料利用換熱器可以得到特別好和高效的冷卻，從而液態燃料具有特別低的溫度。

為將內燃機的結構空間需求進一步保持在低水平，具有優點的是，換熱器至少部分地在壓力調整裝臵的外殼中一體構成。

在本發明一種特別具有優點的實施方式中，借助換熱器可以冷卻向液態燃料的對應的儲存裝臵、特別是油箱回流的液態燃料。由此不僅可以冷卻例如通過相應管路流動的液態燃料，而且也可以冷卻處于儲存裝臵內的液態燃料以及儲存裝臵本身，或者可以由于熱交換而調整到所要求的溫度。因此可以冷卻特別大量的液態燃料或調整到所要求的溫度，并且這種溫度調整的優點至少有利于內燃機的幾乎全部液態燃料。由此避免或至少減少特別是儲存裝臵內固有的和所描述的液態燃料蒸發掉的問題。