[发明专利]用于向内燃活塞式发动机供给气体燃料的燃料系统和操作内燃活塞式发动机的方法

说明书

发明涉及一种用于向内燃活塞式发动机供给气体燃料的燃料系统(10)，该燃料系统包括：一个或更多个燃料喷射器，该一个或更多个燃料喷射器被构造为将液态气体燃料喷射到发动机中；燃料入口管路(26)，该燃料入口管路从燃料箱(18)经由高压泵(28)延伸到一个或更多个燃料喷射器(20)；以及燃料返回管路(30)，该燃料返回管路用于处理来自一个或更多个燃料喷射器的所谓返回燃料，其特征在于：燃料返回管路(30)包括：‑分离单元，该分离单元被构造为分离返回燃料的气态部分和液态部分；‑第一返回管路段(30.1)，该第一返回管路段被构造为返回来自分离单元的返回燃料的液态部分，以便用于高压泵(28)中；‑第二返回管路段(30.2)，该第二返回管路段被构造为将返回燃料的气态部分引导到发动机的进气系统(12)，以与增压空气一起供给到发动机。

技术领域

本发明涉及一种用于向内燃活塞式发动机供给气体燃料的燃料系统，该系统包括：一个或更多个燃料喷射器，该一个或更多个燃料喷射器被构造为将液态气体燃料喷射到发动机中；燃料入口管路，该燃料入口管路从燃料箱经由高压泵延伸到一个或更多个喷射器；以及燃料返回管路，该燃料返回管路用于处理来自一个或更多个喷射器的所谓返回燃料。

发明还涉及一种操作内燃发动机的方法。

背景技术

内燃活塞式发动机广泛用于使用各种液态和气态燃料。燃料的种类至少部分由于减少中的石油资源而具有增加的趋势。

用于内燃活塞式发动机中的燃料对燃料段设置技术要求，以便按需操作。作为关于内燃发动机的不同燃料段的示例，引用以下公报。

W02013127526 Al公开了一种动力装置，该动力装置包括被构造为用基于热解油的燃料操作的内燃发动机。动力装置可以允许在连续操作内燃发动机的同时切换燃料，并且提供用于用基于热解油的燃料操作内燃发动机的停止和启动过程。

W02008065238 Al示出了一种船舶机械，该船舶机械包括用于向至少两个燃烧单元供给燃料的燃料供给系统、用于第一燃料的单独第一燃料箱和用于第二燃料的第二燃料箱。燃料供给系统设置有连接到第一燃料箱和第二燃料箱的燃料混合单元。

在US2014109866 Al中，示出了一种内燃发动机，该内燃发动机包括：一个主燃烧室，该主燃烧室用于燃烧第一燃烧混合物；一个预燃烧室，该预燃烧室用于燃烧第二燃烧混合物的各相应主燃烧室；第一燃料气体混合器，该第一燃料气体混合器用于提供第一燃料混合物；第二燃料气体混合器，该第二燃料气体混合器用于提供第二燃烧混合物；空气供给管路和合成气体供给管路；第一混合物管路，该第一混合物管路连接到第一燃料气体混合器和主燃烧室；以及第二混合物管路，该第二混合物管路连接到第二燃料气体混合器和预燃烧室。第一燃料气体混合器连接到合成气体供给管路，以便混合合成气体，并且设置开环或闭环控制装置，用于开环或闭环控制第一燃烧混合物和/或第二燃烧混合物中的燃料、空气以及合成气体的混合比。

W02004097196A1公开了燃料返回管路中的压力调节器(压力减小装置)的使用。在这种情况下，由高压泵在燃料箱内部给予燃料足够的压力增大，以使燃料在经过喷射器之后保持处于液态形式。

EP2985443 Al公开了一种用于内燃活塞式发动机的燃料系统，借助于该燃料系统，可以用低粘度燃料(具体为气体冷凝燃料)成功操作发动机。发动机包括第一燃料段和第二燃料段，其中，第二燃料段被设置为将燃料喷射到用于点燃第一燃料的燃烧室中，并且其中，第一燃料段的燃料返回管路从各个喷射器延伸到箱，并且燃料返回管路包括压力增大装置，该压力增大装置设置到喷射器与箱之间的第一燃料段的燃料返回管路。

由于许多原因，但特别是因为恒定限制排放要求，内燃活塞式发动机中潜在可用的燃料的种类近来已经增加。到目前为止，惯例是即使气态燃料将以液化形式储存或递送，它们也以气态形式在活塞式发动机中燃烧。这对于特定气体是合适且方便的，诸如天然气、纯丙烷或液化石油气。

然而，需要开发用否则将可能浪费的特定碳氢化合物操作内燃发动机的燃料系统和方法。