[发明专利]用于燃气发动机的混合物形成装置和燃气发动机

说明书

本发明涉及一种混合物形成装置，其用于以可燃烧气体、优选地在压力下储存的天然气(CNG‑压缩天然气)运行的内燃机。混合物形成装置包括由数量调节器、气体混合器、用于压力恢复的流动引导元件、以及用于内燃机的废气再循环的端口可行性方案组成的组合。通过根据本发明的混合物形成装置，气罐可被排空直至约2巴的相对低的压力，其中在内燃机的整个转速和负荷范围上实现突出的混合物形成。设置成，通过根据本发明的混合物形成装置相比于已知的解决方案不仅结构空间需求而且制造成本可降低。此外，提出了一种以可燃烧气体、尤其天然气(CNG)运行的内燃机，其在其进气道中具有这样的混合物形成装置。

技术领域

本发明涉及一种用于以可燃烧气体运行的内燃机的混合物形成装置以及一种内燃机，在其进气道中布置有这样的混合物形成装置。

背景技术

从现有技术中已知内燃机，其以可燃烧气体、例如液化天然气(LPG-液化天然气)或在压力下储存的天然气(CNG-压缩天然气)运行。尤其在压力下储存的天然气(CNG)的情形中提出如下挑战，将气体输送到内燃机的燃烧室中。因为气体相比于(近似不可压缩的)液体具有明显更高的可压缩性，这样的气体不可以以传统的燃料泵喷射到内燃机的燃烧室中。用于气态的燃烧物质的压缩机在相同的驱动功率中相比相应的高压燃料泵更大和更高地构造。虽然可燃烧气体(类似于液态燃料的直接喷射)到内燃机的燃烧室中的直接吹入是可行的，然而这需要至少20巴(bar)的在气罐中的相对高的压力水平，由此仅气罐的不完全的排空是可能的且由此明显降低机动车的里程。

从文件DE 35 04 796 A1已知一种带有燃料汽化器的用于内燃机的空气进气接管，其中内燃机可以可选地以液态的燃烧物质和气态的燃烧物质运行。为了鉴于燃烧空气的流入考虑在两种燃料类型的情形中变换的要求，且为了降低在以气态的燃料的运行中的额外消耗，设置有以相对于汽化器的间距布置的盘片，其具有中间的可封闭的开口。该开口在内燃机的更高的转速范围中释放，从而在所有特性曲线范围中分别可吸取新鲜空气的合适的量。

从文件EP 0 859 176 A2中已知一种用于内燃机的废气再循环装置的带有插入件的阀，其中取决于插入件的形状穿流量可在部分地开启的废气再循环阀的情形中变化。

此外，从现有技术中已知简单的气体混合器和所谓的交叉混合器，以便使内燃机的气态的燃烧物质与新鲜空气混合。

然而对于带有固定的几何结构的这样的混合器不利的是，其虽然在固定的运行点中、如例如在综合热电站的内燃机中提供良好的结果，然而对于如在机动车中的动态运行倒不如说不合适或需要显著的附加的控制和调节耗费。

发明内容

本发明此时基于如下任务，实现用于内燃机的气态燃烧物质的简单的和成本适宜的混合物形成，其中实现排放法律规定的严格的极限值且动态的发动机运行在没有功能损失和排放缺点的情况下是可行的。

根据本发明，该任务通过用于布置在以可燃烧气体运行的内燃机的进气通道中的混合物形成装置来解决，其包括闭合元件，利用其可降低内燃机的进气通道的开启横截面；用于将可燃烧气体配给到内燃机的进气通道中的至少一个配给阀(Zumessventil，有时称为计量阀)；以及用于内燃机的废气再循环装置的至少一个端口，其中新鲜空气流通过闭合元件的偏转几何结构改道到第一环形通道中、尤其到扩散部中，且其中用于可燃烧气体的第一导入部位和用于借助于废气再循环装置再循环的气体的第二导入部位布置在偏转几何结构下游。由此可创造这样的构件，其以紧凑的结构空间和成本适宜的类型呈现用于新鲜气体流的数量调节器、气体混合器以及流动引导装置和流动优化装置的功能。此外，可实现在低的流动阻力中的相对良好的混合物准备。通过在混合物形成装置的穿流的情形中的文丘里效应，必须将更少的燃烧气体质量带入到混合物形成装置中，因为在进气压力的范围中的压力在处于混合物形成装置上游的流动区段中降低，由此改善在燃烧气体供应的区域中的动力学。此外，由于更高的动力学和降低的压力，更大的废气再循环率是可行的，而再循环的废气不在废气再循环管路中堵塞。在此，需要更少的推出功，从而燃烧气体消耗可以以这样的混合物形成装置降低。