(57)【要約】【課題】より簡素な構造を有する新規なデュアルフューエルエンジンを提供すること。【解決手段】デュアルフューエルエンジン（２３）の液体燃料動作モードにおいて、液体燃料を燃焼させるための液体燃料は、複数の燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）を備える燃料供給装置（２４）を通してシリンダ（２）の燃焼室（９）に供給され得、デュアルフューエルエンジン（２３）の気体燃料動作モードにおいて、シリンダ（２）の燃焼室（９）には、一方では、気体状燃料を燃焼させるために、気体状燃料が供給され、他方では、点火流体を点火させるために、点火流体が供給され、当該デュアルフューエルエンジン（２３）の前記気体燃料動作モードにおける前記液体燃料のための前記燃料供給装置（２４）は、前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が交互に前記点火流体を給送するように、前記シリンダ（２）の前記燃焼室（９）に前記点火流体を供給する。【選択図】図２
2018194000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダ（２）を備えるデュアルフューエルエンジン（２３）であって、
当該デュアルフューエルエンジン（２３）の液体燃料動作モードにおいて、前記シリンダ（２）の燃焼室（９）には、液体燃料を燃焼させるために、複数の燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）を備える燃料供給装置（２４）を通して液体燃料が供給され、
当該デュアルフューエルエンジン（２３）の気体燃料動作モードにおいて、前記シリンダ（２）の前記燃焼室（９）には、一方では、気体状燃料を燃焼させるために、気体状燃料が供給され、他方では、点火流体を点火させるために、点火流体が供給され、
当該デュアルフューエルエンジン（２３）の前記気体燃料動作モードにおける前記液体燃料のための前記燃料供給装置（２４）が、前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が交互に前記点火流体を給送するように、前記シリンダ（２）の前記燃焼室（９）に前記点火流体を供給することを特徴とするデュアルフューエルエンジン。
【請求項２】
前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、当該デュアルフューエルエンジン（２３）のカムシャフトから駆動されるポンプとして具現化されており、
前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）それぞれには、当該燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）それぞれの給送速度を調整するために調整可能である調整可能なチョーク（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）が割り当てられていることを特徴とする請求項１に記載のデュアルフューエルエンジン。
【請求項３】
前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、プラグインポンプとして具現化されていることを特徴とする請求項１または２に記載のデュアルフューエルエンジン。
【請求項４】
前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、コモンレール型燃料供給装置（２４）の高圧燃料ポンプであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のデュアルフューエルエンジン。
【請求項５】
前記気体燃料動作モードにおいて点火流体を現在給送していない前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、前記気体燃料動作モードにおいて待機していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のデュアルフューエルエンジン。
【請求項６】
複数のシリンダを備えるデュアルフューエルエンジン（２３）を動作させるための方法であって、
前記デュアルフューエルエンジン（２３）の液体燃料動作モードにおいて、前記シリンダ（２）の燃焼室（９）には、液体燃料を燃焼させるために、複数の燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）を備える燃料供給装置（２４）を通して、液体燃料が供給され、
前記デュアルフューエルエンジン（２３）の気体燃料動作モードにおいて、前記シリンダ（２）の前記燃焼室（９）には、一方では、気体状燃料を燃焼するために、気体状燃料が供給され、他方では、点火流体を点火させるために、点火流体が供給され、
前記デュアルフューエルエンジン（２３）の前記気体燃料動作モードにおける前記液体燃料のための前記燃料供給装置（２４）が、前記燃料供給装置の燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が交互に前記点火流体を給送するように、前記シリンダ（２）の前記燃焼室（９）に前記点火流体を供給することを特徴とする方法。
【請求項７】
前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、前記デュアルフューエルエンジン（２３）のカムシャフトから駆動され、
前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）それぞれの給送速度が、当該燃料ポンプに割り当てられたチョーク（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）を通して調整されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記気体燃料動作モードにおいて今のところ点火流体を給送していない前記燃料ポンプ（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、前記気体燃料動作モードにおいて作動停止していることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルフューエル（二元燃料）エンジンに関する。さらに、本発明は、デュアルフューエルエンジンを動作させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
慣習から、デュアルフューエルエンジンは、一方ではディーゼルのような液体燃料を、他方では天然ガスのような気体状燃料を燃焼し得るとして知られている。デュアルフューエルエンジンの気体モードにおいて、過薄気体空気混合気は、通常、エンジンのシリンダ内に導入され、同じようにシリンダ内に導入された点火流体の点火エネルギーによって点火される。
【０００３】
従来技術から公知のデュアルフューエルエンジンの組立体を図１に示し、図１は、このようなデュアルフューエルエンジン１のシリンダ２を示す。シリンダ２は、シリンダヘッド３を備える。シリンダにおいて、ピストン４は、接続ロッド５によって案内されており、上下動する。シリンダヘッドには、燃料噴射器６が固定されており、この燃料噴射器を用いて、液体燃料、特にディーゼル燃料は、燃料ポンプ８から燃料ライン７を介してシリンダ２の燃焼室９内に噴射され得る。燃料噴射器６、燃料ライン７及び燃料ポンプ８は、シリンダ２の燃焼室９内に液体燃料を供給するように機能する燃料供給装置の構成要素である。この燃料供給装置は、特に、デュアルフューエルエンジン、特にディーゼルのシリンダ２において液体燃料を燃料として燃焼させるときに、作動される。液体燃料を燃焼させるため、給気１０を入口弁１７を介してデュアルフューエルエンジン１のシリンダ２それぞれ内に追加的に導入し得、燃料の燃焼中に発生した排気ガス１５は、排気弁１８を通してデュアルフューエルエンジン１のシリンダ２それぞれから排出され得る。
【０００４】
デュアルフューエルエンジン１のシリンダ２の燃焼室９において、気体は、別の動作モードにおいて燃料として代替的に燃焼され得る。このために、デュアルフューエルエンジン１は、混合気形成ユニット２０を備えており、この混合気形成ユニットにおいて、気体供給ライン２１を通して混合気形成ユニット２０に供給された燃焼気１０と気体との混合気を形成し、この気体空気混合気は、入口弁１７を通してシリンダ２の燃焼室９内に導入される。気体の燃焼中に、排気ガス１５は、同様に、発生し、この排気ガスは、排気弁１８を通してシリンダ２から排出される。点火流体噴射器１３を用いてシリンダ２のさらなる燃焼室１１内に導入され得る点火流体は、デュアルフューエルエンジン１の気体モードにおいて気体空気混合気を点火するように機能し、シリンダ２のこのさらなる燃焼室１１は、少なくとも１つの接続チャネル１２を通して燃焼室９に連結されている。あるいは、点火流体は、同様に、燃焼室９に直接導入され得る。図１に示すシリンダ２の点火流体噴射器１３は、デュアルフューエルエンジンの点火流体噴射システムの一部であり、デュアルフューエルエンジン１のシリンダ２それぞれのための点火流体噴射システムは、個別の点火流体噴射器１３を備える。点火流体噴射システムの共通の点火流体貯蔵ユニット２２から出て、点火流体噴射器１３には、点火流体ライン１４を通して点火流体が供給され得、点火流体貯蔵ユニット２２には、点火流体給送ポンプ１６が割り当てられており、この点火流体給送ポンプは、点火流体貯蔵ユニット２２に点火流体を供給する。点火流体給送ポンプ１６は、好ましくは、電動式高圧ポンプである。ここで、点火流体給送ポンプ１６には、吸引チョーク１９が割り当てられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、一方では、慣習から公知のデュアルフューエルエンジン１は、デュアルフューエルエンジン１の液体燃料モードにおいて液体燃料を供給するための燃料供給装置を備え、他方では、慣習から公知のデュアルフューエルエンジン１は、デュアルフューエルエンジン１における気体状燃料を燃焼するための燃料モードにおいて点火燃料をデュアルフューエルエンジン１のシリンダ２に導入するために、別個の点火流体噴射システムを備える。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、慣習から公知のデュアルフューエルエンジンは、２つの噴射システム、すなわち、液体燃料のための燃料供給装置と、点火流体噴射システムと、を備える。これは、デュアルフューエルエンジンの複雑な構造を必要とする。したがって、より簡素な構造を有する新規なデュアルフューエルエンジンに対する、及び、このデュアルフューエルエンジンを動作させるための方法に対する、必要性がある。
【０００７】
ここから始めて、本発明は、新規のタイプのデュアルフューエルエンジン及びデュアルフューエルエンジンを動作させるための方法を創出する目的に基づいている。この目的は、請求項１にかかるデュアルフューエルエンジンによって解決される。本発明によれば、液体燃料のための燃料供給装置は、燃料供給装置の燃料ポンプが交互に点火流体を給送するように、デュアルフューエルエンジンの気体燃料動作モードにおいて、シリンダの燃焼室に液体燃料を供給する。
【０００８】
本発明にかかるデュアルフューエルエンジンを用いて、燃料供給装置、すなわち液体燃料の噴射システムは、デュアルフューエルエンジンの気体モードにおいてデュアルフューエルエンジンのシリンダに点火流体を供給する作業をさらに担う。慣習から公知のデュアルフューエルエンジンで必要とされる別個の点火流体噴射システムは、本発明によれば省略され得る。これにより、デュアルフューエルエンジンの複雑さが低減され、デュアルフューエルエンジンは、より簡素にかつよりコスト効率を高く製造され得る。燃料供給装置の燃料ポンプすべては、点火流体をシリンダに供給するためにデュアルフューエルエンジンの気体モードにおいて同時に作動しないが、むしろ、液体燃料のための燃料供給装置は、燃料供給装置のポンプがシリンダの方向で点火流体を交互に給送するように、デュアルフューエルエンジンの気体モードにおいてシリンダの燃焼室に点火流体を供給する。燃料ポンプのうち気体モードにおいて現在点火流体を給送していない燃料ポンプは、気体モードにおいて作動停止している。このため、デュアルフューエルエンジンの気体モードにおいて少量の点火流体を給送するときに、燃料ポンプの給送速度に関して多量の液体燃料のために設計されている燃料供給装置の燃料ポンプが過熱して損傷する危険性がない。
【０００９】
好ましくは、燃料ポンプは、特にプラグインポンプであるポンプとして具現化されており、これらポンプは、デュアルフューエルエンジンのカムシャフトによって駆動され、燃料ポンプそれぞれには、燃料ポンプそれぞれの給送速度を調整するために調整可能である調整可能なチョークが割り当てられている。これにより、特に簡素な構成のデュアルフューエルエンジンが可能となる。
【００１０】
好ましくは、燃料供給装置は、コモンレール型燃料供給装置として設計されている。本発明は、デュアルフューエルエンジンに、及び、このようなデュアルフューエルエンジンを動作させるための方法に、関する。特に燃料供給装置がコモンレール型燃料供給装置として具現化されている場合、デュアルフューエルエンジンの液体燃料及びデュアルフューエルエンジンの点火流体は、有利には、液体燃料動作モード及び気体燃料動作モードそれぞれにおいて、デュアルフューエルエンジンのシリンダの方向で給送され、シリンダの燃焼室内に導入される。
【００１１】
デュアルフューエルエンジンを動作させるための方法を請求項６に規定する。
【００１２】
本発明の好ましいさらなる展開は、従属請求項及び以下の説明から得られる。本発明の例示的な形態は、添付の図面に限定されることなく図面を用いてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術にかかるデュアルフューエルエンジンを示すブロックダイアグラムである。
【図２】本発明にかかるデュアルフューエルエンジンを示すブロックダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２は、本発明にかかるデュアルフューエルエンジン２３の組立体を示しており、図１は、このようなデュアルフューエルエンジン２３のシリンダ２を示す。
【００１５】
図１に示すシリンダ２は、シリンダヘッド３を備える。シリンダヘッド３内では、ピストン４が上下動し得、ピストン４は、接続ロッド５によって案内される。
【００１６】
シリンダ２は、燃焼室９を備える。デュアルフューエルエンジン２３の液体燃料モードにおいて、液体燃料は、すなわちコモンレール型燃料供給装置である図２に示す燃料供給装置２４を用いて、シリンダ２の燃焼室９内に導入される。コモンレール型燃料供給装置２４は、デュアルフューエルエンジン２３のシリンダ２それぞれに関して、少なくとも１つの燃料噴射器２８を備え、液体燃料モードにおいて、液体燃料は、この燃料噴射器を通して、シリンダ２それぞれの燃焼室９内に導入され得る。さらに、コモンレール型燃料供給装置２４のうち高圧燃料ポンプとして具現化された複数の燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが示されており、これら燃料ポンプは、コモンレール型燃料供給装置の低圧領域から始まって、コモンレール型燃料供給装置の高圧領域内へ、すなわちコモンレール型燃料供給装置２４の圧力蓄積器システム２６内へ、燃料を給送する。圧力蓄積器システム２６から始まって、液体燃料は、高圧燃料ライン２９を通してシリンダ２の噴射器２８に供給され得る。図２によれば、コモンレール型燃料供給装置２４の高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃそれぞれには、調整可能なチョーク２７ａ、２７ｂ、２７ｃが割り当てられている。
【００１７】
液体燃料モードにおいて、燃料供給装置２４を通してシリンダ２内に導入された液体燃料を燃焼し、このために、給気１０は、シリンダ２それぞれの適切な入口弁１７を通してシリンダ２にさらに供給される。液体燃料の燃焼中に発生した排気ガスは、排気弁１８を通してシリンダ２それぞれの燃焼室９から排出され得る。
【００１８】
デュアルフューエルエンジン２３の気体燃料動作モードにおいて、気体状燃料、すなわち燃焼空気１０と気体との混合気であって混合気形成ユニット２０において形成された混合気は、燃焼のためにシリンダ２の燃焼室９に供給される。気体は、気体供給ライン２１を通して混合気形成ユニット２０に供給される。気体−空気混合気は、入口弁１７を通してシリンダ２それぞれの燃焼室９に入り、気体の燃焼中に発生した排気ガス１５は、排気弁１８を通してシリンダ２から排出され得る。
【００１９】
点火流体は、デュアルフューエルエンジン２３の気体燃料モードにおいて気体−空気混合気を点火するように機能する。本発明にかかるデュアルフューエルエンジン２３において、液体燃料のための燃料供給装置２４は、同様に、デュアルフューエルエンジン２３の気体燃料動作モードにおいて、シリンダ２の燃焼室９に点火流体を供給する。したがって、デュアルフューエルエンジン２３のうちコモンレール型燃料供給装置として具現化された燃料供給装置２４は、液体燃料モードにおいて、シリンダ２の燃焼室９内に液体燃料を供給するように、かつ、気体燃料モードにおいて、シリンダ２の燃焼室９内に点火流体を供給するように、機能する。したがって、本発明にかかるデュアルフューエルエンジン２３を用いて、液体燃料及び点火流体のための別個の噴射システムを省略する。
【００２０】
デュアルフューエルエンジン２３の液体燃料動作モードにおいて比較的多量の液体燃料を給送するように設計された高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが気体燃料動作モードにおいて少量の点火流体を給送するときに過熱することを防止し、燃料供給装置２４は、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが交互に点火流体を給送するように、気体燃料動作モードにおいてシリンダの燃焼室９に点火流体を供給する。したがって、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、気体燃料動作モードにおいて同時にはなく交互に動作する。
【００２１】
高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ及び２５ｃは、デュアルフューエルエンジン２３のカムシャフト（図示略）から始まって駆動されるポンプである。上述のように、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃそれぞれには、調整可能なチョーク２７ａ、２７ｂ、２７ｃが割り当てられており、これらチョークは、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃそれぞれの給送速度を調整するために調整可能である。
【００２２】
デュアルフューエルエンジン２３の気体燃料モードにおいて、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、同様に、カムシャフトから駆動され、回転速度は、カムシャフトに依存する一方で、給送速度は、チョーク２７ａ、２７ｂ、２７ｃを介して調整される。ここで、比較的低い給送速度で点火流体を供給するためのチョーク２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、気体燃料動作モードにおいて、相対的に長く閉鎖され、それにより、その後、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃそれぞれは、比較的少量の点火流体を給送しており、そのため、それ自体は、点火流体の給送速度が低い結果として高圧ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃそれぞれが過熱する危険性がある。しかしながら、本発明にかかる高圧ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが気体燃料動作モードにおいて同時に動作しておらず、むしろ点火流体を交互に給送するので、気体燃料動作モードにおいて、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが過熱する危険性がない。高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、好ましくは、いわゆるプラグインポンプである。
【００２３】
したがって、本発明にかかるデュアルフューエルエンジン２３を用いて、液体燃料動作モードにおける液体燃料に関する液体噴射量と気体燃料動作モードにおける気体燃料に関する噴射量との給送は、１つの同じ噴射システムを通して、すなわち、コモンレール型燃料供給装置２４を通して、行う。必要な給送速度それぞれは、燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃに割り当てられた調整可能なチョーク２７ａ、２７ｂ、２７ｃを介して調整される。
【００２４】
気体燃料動作モードにおいて高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃの給送速度を低減した場合に高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃの過熱を回避するため、点火流体の給送は、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを通して交互に実現される。したがって、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃそれぞれは、単に、所定の時間間隔にわたって動作するだけであり、この時間間隔の後、一の高圧燃料ポンプを停止し、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃのうち別の１つを所定の時間間隔にわたって動作させる。高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃのうち気体燃料動作モードにおいて今のところ点火流体を給送していないものは、気体燃料動作モードにおいて作動停止されている。したがって、どの時点においても、点火流体を現在給送している特定の高圧燃料ポンプ２５ａまたは２５ｂまたは２５ｃのみが、気体燃料動作モードにおいて動作している。対照的に、他の高圧燃料ポンプ２５ｂ及び２５ｃまたは２５ａ及び２５ｃまたは２５ａ及び２５ｂは、作動停止している。気体燃料動作モードにおいて、高圧燃料ポンプ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、このような間隔切替及び待機の観点で、任意の順番で動作し得る。
【符号の説明】
【００２５】
２  シリンダ、９  燃焼室、２３  デュアルフューエルエンジン、２４  コモンレール型燃料供給装置、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  高圧燃料ポンプ、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ  チョーク
【図１】
2018194000.tif 000003
【図２】
2018194000.tif 000004
【外国語明細書】
2018194000000001.pdf