(57)【要約】【課題】本発明は、二元燃料エンジンとして構成されている、複数のシリンダ（２）を具備するエンジンを動作させるための方法に関する。【解決手段】当該方法では、液体燃料運転モードにおいて、例えばディーゼル燃料のような液体燃料が、シリンダ（２）それぞれの燃焼室（９）に導入され、ガス燃料運転モードでは、ガス燃料と空気とから成る空燃混合体が、空燃混合体を点火させるために、シリンダ（２）それぞれの燃焼室（９）に導入され、シリンダ（２）の作業サイクルにおいてシリンダ（２）それぞれの領域のガス燃料運転モードでは、空燃混合体のガス燃料及び空気が、その後に点火液体が、シリンダ（２）それぞれの燃焼室（９）に対する少なくとも２つの連続する射出によって、シリンダ（２）に導入される。液体燃料運転モード及びガス燃料運転モードでは、シリンダ（２）それぞれの領域において、点火液体が、シリンダ（２）それぞれの同一の燃料噴射器（６）を介して、シリンダ（２）それぞれの燃焼室（９）に導入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二元燃料エンジンとして構成されている、複数のシリンダ（２）を具備するエンジンを動作させるための方法であって、
液体燃料運転モードにおいて、例えばディーゼル燃料のような液体燃料が、前記シリンダ（２）それぞれの燃焼室（９）に導入され、
ガス燃料運転モードでは、空燃混合体が、ガス燃料と空気とから成り、点火液体が、前記空燃混合体を点火させるために、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃焼室（９）に導入され、
前記シリンダ（２）それぞれの領域の前記ガス燃料運転モードでは、前記シリンダ（２）の作業サイクルにおいて、最初に前記空燃混合体の前記ガス燃料及び前記空気が、その後に前記点火液体が、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃焼室（９）に対する少なくとも２つの連続する射出によって、前記シリンダ（２）に導入される、前記方法において、
前記液体燃料運転モード及び前記ガス燃料運転モードでは、前記シリンダ（２）それぞれの領域において、前記点火液体が、前記シリンダ（２）それぞれの同一の燃料噴射器（６）を介して、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃焼室（９）に導入されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記液体燃料運転モードでは、前記エンジンのフルロードにおける前記シリンダ（２）それぞれの前記作業サイクルそれぞれにおいて、所定量の１００％の液体燃料が、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃料噴射器（６）を介して、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃焼室（９）に導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス燃料運転モードでは、前記シリンダ（２）それぞれの前記作業サイクルにおいて、所定量の０．７％〜３％の液体燃料、好ましくは所定量の１．０％〜２．５％の液体燃料、特に好ましくは所定量の１．５％〜２％の液体燃料が、点火液体として、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃料噴射器（６）を介して、前記シリンダ（２）それぞれの前記燃焼室（３）に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス燃料運転モードでは、前記シリンダ（２）の前記作業サイクルそれぞれにおいて、前記点火液体が、上死点前のクランク角１８０°と上死点前のクランク角６０°との間のクランク角範囲にある第１の噴射の供給の第１の開始で前記シリンダ（２）それぞれに導入されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス燃料運転モードでは、前記シリンダ（２）それぞれの前記作業サイクルそれぞれにおいて、前記点火液体が、上死点前のクランク角４０°と上死点前のクランク角１０°との間のクランク角範囲にある第２の噴射の供給の第２の開始で前記シリンダ（２）それぞれに導入され、
前記第２の噴射の供給の第２の開始が、第１の噴射の供給の第１の終了の後にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス燃料運転モードでは、前記シリンダ（２）それぞれの前記作業サイクルそれぞれにおける前記点火液体の噴射量が、前記作業サイクルそれぞれについての前記点火液体の全噴射量のうち７０％〜４０％の間にある前記点火液体の第１の噴射の際に、及び、前記作業サイクルそれぞれについての前記点火液体の全噴射量のうち３０％〜６０％の間にある前記点火液体の第２の噴射の際に、前記シリンダ（２）それぞれに導入されるように、前記第１の噴射と前記第２の噴射との間において分割されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段によって特徴づけられている、エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二元燃料エンジンを動作させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として知られるように、いわゆる二元燃料エンジンでは、例えばディーゼル燃料のような液体燃料と例えば天然ガスのようなガス燃料とが、液体燃料運転モード及びガス燃料運転モードそれぞれにおいて燃焼可能とされる。このような二元燃料エンジンのガス燃料運転モードでは、一般に、希薄な空燃混合体がエンジンのシリンダに導入され、同様にシリンダに挿入された点火液体の点火エネルギによって点火される。従って、二元燃料エンジンは、主噴射システムと点火液体噴射システムとを備えている。液体燃料運転モードでは、主噴射システムは、液体燃料をシリンダそれぞれの燃焼室に導入するように機能する。ガス燃料運転モードでは、点火液体噴射システムは、点火液体をシリンダそれぞれの燃焼室に導入するように機能する。点火液体噴射システムは、複数のシリンダに共通する点火燃料供給ポンプと、複数のシリンダに共通する点火液体リザーバと、複数のシリンダそれぞれのための点火液体噴射器とを備えている。ここで、従来技術では、点火液体は、具体的にはシリンダそれぞれの作業サイクルそれぞれについての単一の噴射で、又は当該単一の噴射に伴って、シリンダそれぞれのピストンがいわゆる上死点に到達する直前に、シリンダそれぞれの燃焼室に導入される。
【０００３】
特許文献１に開示されるように、ガス燃料運転モードでは、点火液体が、具体的には点火液体噴射システムを介して、少なくとも２回の連続する噴射でシリンダそれぞれに、特にシリンダそれぞれの燃焼室に導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１４０１７１２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このことを端緒として、本発明は、二元燃料エンジンをより一層効率的に動作させるために二元燃料エンジンを動作させるための新規の方法及び制御装置を提供するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
当該目的は、請求項１に記載の二元燃料エンジンを動作させるための方法によって達成される。
【０００７】
本発明では、シリンダそれぞれの領域において、液体燃料と点火液体とが、シリンダそれぞれの同一の燃料噴射器を介して、液体燃料運転モード及びガス燃料運転モードそれぞれにおいて、シリンダそれぞれの燃焼室に導入される。
【０００８】
別の点火液体噴射システムが設けられている。点火液体が、少なくとも２回の連続する噴射で、液体燃料運転モードにおいて液体燃料を導入するように機能する同一の燃料噴射器を介して導入される。これにより、二元燃料エンジンを一層効率的に動作させることができる。
【０００９】
本発明の優位なさらなる発展形態において、液体燃料運転モードでは、エンジンのフルロードにおけるシリンダそれぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、所定量の１００％の液体燃料が、シリンダそれぞれの燃料噴射器を介して、シリンダそれぞれの燃焼室に導入され、ガス燃料運転モードでは、シリンダそれぞれの作業サイクルにおいて、所定量の０．７％〜３％の液体燃料、好ましくは所定量の１．０％〜２．５％の液体燃料、特に好ましくは所定量の１．５％〜２％の液体燃料が、点火液体として、シリンダそれぞれの燃料噴射器を介して、シリンダそれぞれの燃焼室に導入される。
【００１０】
優位なさらなる発展形態では、シリンダの作業サイクルそれぞれにおいて、点火液体が、上死点前のクランク角１８０°と上死点前のクランク角６０°との間のクランク角範囲にある第１の噴射の供給の第１の開始でシリンダそれぞれに導入される。シリンダそれぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、点火液体が、上死点前のクランク角４０°と上死点前のクランク角１０°との間のクランク角範囲にある第２の噴射の供給の第２の開始でシリンダそれぞれに導入され、第２の噴射の供給の第２の開始が、第１の噴射の供給の第１の終了の後にある。これにより、エンジンのシリンダそれぞれにおける空燃混合体の燃焼をさらに改善することができるので、二元燃料エンジンをより一層効率的に動作させることができる。
【００１１】
当該方法を実施するための制御装置が、請求項７に規定されている。
【００１２】
本発明の好ましいさらなる発展形態については、従属請求項及び発明の詳細な説明から理解することができる。典型的な実施例について詳述するが、本発明が当該典型的な実施例に限定される訳では無い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】二元燃料エンジンとして構成されているエンジンのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、二元燃料エンジンの組立体、特にこのようなエンジンのシリンダ２を表わす。
【００１５】
シリンダ２は、シリンダヘッド３を備えている。シリンダ２の内部では、ピストン４は、上下動するように、連接棒５によって案内される。
【００１６】
シリンダヘッド３の内部には、液体燃料運転モードにおいて液体燃料、特に燃料ポンプ８から流出するディーゼル燃料が燃料配管７を介してシリンダ２の燃焼室９の内部に向かって射出される際に通過する、燃料噴射器６が固定されている。
【００１７】
当該実施例では、燃料ポンプ８は、好ましくはエンジンのクランクシャフトによって駆動される。燃料噴射器６と燃料配管７と燃料ポンプ８とは、液体燃料運転モードにおいて液体燃料をシリンダ２の燃料室９に供給するための燃料供給装置の構成要素とされる。
【００１８】
液体燃料を燃焼させるために、さらに給気が、入口弁１１を介して二元燃料エンジンのシリンダ２それぞれに導入され、燃料を燃焼させる際に発生した排出ガス１３は、排出弁１２を介してシリンダ２から排出される。
【００１９】
二元燃料エンジンのシリンダ２の燃焼室９では、ガス燃料運転モードにおいて、燃料としてのガスが燃焼される。このために、二元燃料エンジンは、混合形成ユニット１４を備えており、混合形成ユニット１４では、燃焼空気１０とガス供給配管１５を介して混合形成ユニット１４に供給されるガスとから成る混合体が形成される。このような空燃混合体は、入口弁１１を介してシリンダ２の燃焼室９に導入される。排出ガス１３は、ガスの燃焼の際に発生するが、排出弁１２を介してシリンダ２から排出される。
【００２０】
シリンダ２の燃焼室９に導入される引火性流体は、具体的には液体燃料運転モードにおいてシリンダ２の燃焼室９に液体燃料を導入するために利用される同一の燃料噴射器６を介して、二元燃料エンジンのシリンダ２のガス燃料運転モードにおいて空燃混合体を発火させるように機能すれる。液体燃料は、引火性燃料として機能する。
【００２１】
二元燃料エンジンのガス燃料運転モードでは、ガス／空気混合体が、シリンダ２の作業サイクルそれぞれにおいて、最初にシリンダ２それぞれの燃焼室９に導入される。続いて、引火性流体が、具体的には液体燃料運転モードにおいて液体燃料をシリンダ２の燃焼室９に導入するために利用される同一の燃料噴射器６を介して、シリンダ２それぞれに導入される。当該実施例では、引火性流体が、シリンダ２それぞれの作業サイクルにおいてシリンダ２それぞれに導入される。
【００２２】
シリンダ２それぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、点火液体は、上死点前のクランク角１８０°と上死点前のクランク角６０°の範囲にあるクランク角にある第１の噴射の供給の第１の開始でシリンダ２それぞれに導入される。好ましくは、供給の第１の開始は、上死点前のクランク角１２０°＋／−１０°の範囲にある。シリンダ２それぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、点火液体は、上死点前のクランク角４０°と上死点前のクランク角１０°の範囲にあるクランク角にある第２の噴射の供給の第２の開始でシリンダ２それぞれに導入される。第２の点火燃料噴射の供給の第２の開始は、第１の点火燃料噴射の供給の第１の開始の後にある。好ましくは、供給の第２の開始は、上死点前のクランク角２５°＋／−にある。
【００２３】
典型的には、クランク角４°〜８°が、点火燃料噴射の供給の開始から供給の終了までの範囲を横断するか、又は当該範囲にある。典型的には、点火液体の噴射は、上死点前のクランク角１５０°において開始されるので、上死点前のクランク角１４６°と上死点前のクランク角１４２°との間で終了する。
【００２４】
液体燃料運転モードでは、所定量の１００％液体燃料が、エンジンのフルロードにおけるシリンダ２それぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、シリンダ２それぞれの燃料噴射器６を介して、シリンダ２それZ路絵の燃焼室９に導入される。
【００２５】
ガス燃料運転モードでは、所定量の１．５％〜３％の液体燃料、好ましくは所定量の１．５％〜２％の液体燃料、特に好ましくは所定量の１．５％〜２％の液体燃料が、シリンダ２それぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、点火液体として、シリンダ２それぞれの燃料噴射器６を介してシリンダ２それぞれの燃焼室３に導入される。
【００２６】
点火液体の噴射量は、好ましくは作業サイクルそれぞれについての点火燃料の全噴射量のうち７０％〜４０％の第１の点火液体の噴射の際に及び３０％〜６０％の第２の点火液体の噴射の際にシリンダ２それぞれに導入されるように、シリンダ２それぞれの作業サイクルそれぞれにおいて、噴火燃料の噴射の間で、具体的には点火燃料の第１の噴射と点火燃料の第２の噴射との間で分割又は分配される。
【００２７】
特に分配が５０％対５０％で会う場合には、０．７５％〜１．５％の液体燃料、好ましくは０．７５％〜１．２５％の液体燃料、特に好ましくは０．７５％〜１．０％の液体燃料が、具体的にはエンジンのフルロードにおいてシリンダ２それぞれの燃料噴射器６を介して燃焼室９に導入される１００％量の液体燃料に基づいて、第１の噴射及び第２の噴射それぞれにおいて、点火燃料として、シリンダ２それぞれの燃焼室９に導入される。
【００２８】
点火燃料の第１の噴射と点火燃料の第２の噴射との間に、及び、点火燃料の第２の噴射の後に、好ましくは作業サイクルそれぞれにおいて、点火燃料を噴射する必要が無くなる。作業サイクルそれぞれにおいて、点火液体は、好ましくは２回の噴射を介して、シリンダ２それぞれの燃焼室９に導入される。
【００２９】
さらに、本発明は、本発明における方法を実施するためのエンジンの制御装置に関する。
【００３０】
制御装置は、好ましくはエンジン制御ユニットとされる。制御装置は、当該方法を実施するための手段を備えており、当該手段は、ハードウェア手段又はソフトウェア手段とされる。ハードウェア手段は、本発明における方法の実施に関連するアセンブリとデータ交換するためのデータインタフェースを備えている。さらに、ハードウェア手段は、データを格納するためのメモリとデータ処理するためのプロセッサとを備えている。ソフトウェア手段は、本発明における方法を実施するためのプログラムモジュールとされる。
【符号の説明】
【００３１】
２  シリンダ
３  シリンダヘッド
４  ピストン
５  連接棒
６  燃料噴射器
７  燃料配管
８  燃料ポンプ
９  燃焼室
１０  燃焼空気
１１  入口弁
１２  排出弁
１３  排出ガス
１４  混合形成ユニット
１５  ガス供給配管
【図１】
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【外国語明細書】
2019183844000001.pdf