[发明专利]带有气体混合器的配量装置和用于控制混合物形成的方法

权利要求书

1.一种带有气体混合器(7)的用于气体发动机的配量装置，在所述气体混合器(7)的混合腔(15)中将可燃气体配量给空气质量流(9)，其中，控制单元(8)根据所述气体发动机的空气质量流量、气体温度、发动机转速(n)和/或发动机负荷(r)控制所述配量，其特征在于，高动态的压力调节器(RP)将所述气体供应到围绕所述混合腔(15)的环形室(6)中，配量孔(16)从所述环形室(6)通向所述混合腔(15)，所述配量孔(16)的孔径设计成使得在所述配量孔(16)中存在超临界的气体流动。

2.根据权利要求1所述的配量装置，其特征在于，所述配量孔(16)以相同的角距分布地围绕所述混合腔(15)来布置。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的配量装置，其特征在于，压力传感器(12)和温度传感器(11)布置在所述环形室(6)中并且将对于压力和温度的测量信号传输到所述控制单元(8)处，并且所述控制部(8)根据所述测量信号控制所述高动态的压力调节器(RP)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的配量装置，其特征在于，所述压力调节器(RP)能够利用脉宽调制的控制信号(S_pw)来控制，其中，在所述环形室(6)中的气体压力取决于所述控制信号(S_pw)的占空比。

5.根据前述权利要求中任一项所述的配量装置，其特征在于，所述混合腔(15)构造为带有在其整个长度上恒定的流动横截面的管截段。

6.根据前述权利要求中任一项所述的配量装置，其特征在于，对于在带有大约200kW的功率的商用车气体发动机中的应用，在所述气体混合器(7)中典型地设置有带有优选地相同的孔径的八至十二个配量孔(16)，其中，所述孔径处于1.2mm与2.0mm之间的区域中。

7.据前述权利要求中任一项所述的配量装置，其特征在于，所述气体混合物从所述气体混合腔(7)经由进气或充气歧管到达所述气体发动机的燃烧室。

8.一种用于控制在使用高动态压力调节器(RP)的情况下在配量装置中实现的用于气体发动机的运行的混合物形成的方法，利用所述高动态压力调节器(RP)实现将适合作为燃料的气体配量给被空气质量流流过的气体混合器(7)，其特征在于，在考虑相应当前的空气质量流(9)且在考虑发动机转速(n)和发动机负荷(r)的情况下，借助于超临界的气体流动以压力调节的方式实现可燃气体的配量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，相对于所测量的或者所计算的空气质量流量(mL)由规定的空气系数计算出气体质量流量并且由此在考虑气体温度(T_Gas)的情况下计算出理论压力值(P_Soll)和第一预控制信号(S1_pw)，从所述理论压力值(P_Soll)与所测量的实际压力(P_ist)之间的差导出调节压力值(P_r)，将所述调节压力值(P_r)转换成第二预控制信号(S2_pw)，并且从这两个预控制信号(S1_pw, S2_pw)的衡量中导出用于操控所述压力调节器(RP)的控制信号(S_pw)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，从所述理论压力值(P_Soll)与所述实际压力(P_ist)之间的差，PID-调节器(2)利用可调节的增益因素(KP, KI, KD)产生所述调节压力值(P_r)，所述增益因素(KP, KI, KD)涉及比例分量、积分分量和微分分量。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节压力值(P_r)被加载以转换因素(F)，利用其将所述调节压力值(P_r)转换成带有与所述转换因素(F)成比例的占空比的脉宽调制的预控制信号(S2_pw)。

12.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算所述理论压力值(P_Soll)使用适应性的Lambda调节的修正值。