[发明专利]用于气体运行的内燃机的燃料供给系统和用于运行燃料供给系统的方法

说明书

本发明涉及一种用于气体运行的内燃机的燃料供给系统(100)，所述燃料供给系统具有至少一个气体阀(30)、用于存储低温的燃料(1)的燃料箱(10)、通过抽取管路(16)与所述燃料箱(10)连接并且用于所述燃料(1)的汽化器装置(20)，以及具有用于将所述燃料(1)的气相从所述燃料箱(10)馈入到所述抽取管路(16)中的装置(40)，所述气体阀能够被控制装置(50)操控用于将气体至少间接地吹入到所述内燃机的燃烧室中，其中，由所述装置(40)馈入的气态的燃料(1)的量取决于在所述燃料箱中存在的压力(p)。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于气体运行的内燃机的燃料供给系统。此外，本发明涉及一种根据独立的方法权利要求前序部分的用于运行燃料供给系统的方法。

背景技术

从实践中已知根据两个独立权利要求前序部分的用于气体运行的燃料供给系统以及用于运行燃料供给系统的方法。这种燃料供给系统尤其用于使用天然气来运行内燃机。在此已知这样的系统，在所述系统中，天然气在液化状态下、即在低温状态下存储在燃料箱中。典型地，燃料或者说天然气在此具有低于-160℃的温度。在所述温度下，天然气在大约5bar至16bar之间的压力下存储在燃料箱中。此外，天然气典型地至少90％由甲烷并且最多10％由其它相对于甲烷更难以挥发的、即在更高温度时才挥发的组分(如乙烷、丙烷和其它组分)组成。

燃料箱中的燃料的温度可以在行驶期间或者由于外部条件变化。这同样引起燃料箱中的压力的变化。尤其在燃料箱升温时，在燃料箱中发生燃料或者说天然气的压力升高。然而，因为燃料箱由于安全或者防爆原因仅允许在例如为20bar的最大压力以内运行，所以必须保证燃料箱中的压力不超过上述临界压力。为此，在实践中使用一种压力调节阀形式的装置，该压力调节阀例如具有弹簧负载的阀元件，该阀元件从一定压力起朝汽化器装置方向打开沿用于燃料的抽取管路方向的通道。这种装置也作为所谓的“经济型调节器(Economizer Regulator)”已知。燃料箱中的压力越高，燃料的气态组分就越多地经由压力调节装置添加或者说混入在抽取管路中的燃料的液相。在此重要的是，燃料的首先挥发的组分、即甲烷主要位于燃料的气相中、即在燃料箱中的液态燃料的充注液位上方。这又导致，随着燃料箱中的压力升高，甲烷越来越多地混合到燃料的液相中，并且接下来在供应到气体阀之前被汽化。然而，因为甲烷需要不同于燃料的液态组分的(与氧气或者说空气的)化学计量比例用于优化的燃烧，所述液态组分除甲烷外还具有更难以挥发的组分，所以在实践中根据燃料箱中的相应存在的压力给气体阀供给气体，该气体需要不同的化学计量比例用于优化的燃烧。因为在内燃机运行时，不但应满足功率期望或者说负载期望，而且要求遵守废气排放值，所述废气排放值可以借助废气探测器来监控或者调节，因此，值得追求的是，知晓供应给气体阀的气体组成，以便能够通过相应地(预)操控气体阀而实现气体的优化的、即尽可能废气排放少的燃烧。

发明内容

从所示的现有技术出发，本发明所基于的任务是，根据两个独立权利要求的前序部分这样地扩展用于气体运行的内燃机的燃料供给系统以及用于运行燃料供给系统的方法，使得能够实现内燃机或者气体阀的优化运行。内燃机或者气体阀的优化运行尤其被理解为优化的预操控，例如气体阀的确定的操控频率，以便优化废气排放值。

根据本发明，所述任务通过具有两个独立权利要求特征的、用于气体运行的内燃机的燃料供给系统以及用于运行燃料供给系统的方法来解决。

本发明所基于的想法是，在知晓用于将燃料的气相馈入到抽取管路中的装置的特性、即从哪个压力起开始打开所述装置和在哪个压力下所述装置达到其最大打开位态并且知晓由压力传感器感测出的压力的情况下，能够推知燃料的组成，所述压力传感器感测由燃料的液相和燃料的气相构成的混合压力。从燃料的组成又可以计算出化学计量比例，在该化学计量比例时，燃料或者说气体优化地燃烧，以便实现尽可能好的废气排放值。因此，由压力传感器感测出的压力值被用于例如以基于燃料组成的预控制值来影响气体阀的基于负载期望所要求的操控时间或者操控频率。