氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用氣態(tài)燃料來運行內(nèi)燃發(fā)動機，更具體地涉及向內(nèi)燃發(fā)動機的相應(yīng)氣缸單元給送氣態(tài)燃料。
【背景技術(shù)】
[0002]使用氣態(tài)燃料運行的內(nèi)燃發(fā)動機的各種構(gòu)型是已知的。例如，存在特別地優(yōu)化成僅使用氣態(tài)燃料運行的內(nèi)燃發(fā)動機。點火方案可以是基于預(yù)燃室的火花點火燃燒。此外，存在允許使用氣態(tài)和液態(tài)類型的燃料來運行發(fā)動機的雙燃料或多燃料發(fā)動機構(gòu)型。在這些構(gòu)型中，可利用用于液態(tài)燃料運行的液態(tài)燃料噴射系統(tǒng)或利用用于氣態(tài)燃料運行的特定液態(tài)燃料噴射系統(tǒng)來執(zhí)行用于液態(tài)燃料運行的點火。
[0003]用于使用氣態(tài)燃料運行的內(nèi)燃發(fā)動機一般包括通常安裝在發(fā)動機缸體上并且為相應(yīng)的氣缸單元給送氣態(tài)燃料的氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)。在運行期間，壓力脈動會在氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)內(nèi)形成并影響發(fā)動機的運行。
[0004]通常，為了傳送相同量的用于燃燒的能量，氣態(tài)燃料一一與液態(tài)燃料相比一一的每單位體積減小的能量含量導(dǎo)致氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)內(nèi)的更大直徑。與諸如共用軌道系統(tǒng)之類的液態(tài)燃料系統(tǒng)相比，氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)中的氣態(tài)燃料的燃料壓力低，該燃料壓力對于單級增壓而言通常在例如2巴至6巴的范圍內(nèi)，而對于兩級增壓而言高達(dá)12巴。此外，氣態(tài)燃料是可壓縮的。上述方面中的一個方面或全部可影響運行期間氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)內(nèi)的壓力脈動。
[0005]本發(fā)明至少部分針對于改善或克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的一個或多個方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在第一方面，一種用于為內(nèi)燃發(fā)動機的第一氣缸列和第二氣缸列給送氣態(tài)燃料以為內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個氣缸列給送氣態(tài)燃料的氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)可包括:用于給送第一氣缸列的第一管線，該第一管線包括從用于接收氣態(tài)燃料的第一入口端延伸到第一管線的第一對向端的第一內(nèi)部容積；用于給送第二氣缸列的第二管線，該第二管線包括從用于接收氣態(tài)燃料的第二入口端延伸到第二管線的第二對向端的第二內(nèi)部容積；和管道減振元件，該管道減振元件具有至少一個管道減振孔口并且使第一管線的第一內(nèi)部容積與第二管線的第二內(nèi)部容積流體地連接。
[0007]在第二方面，一種用于為內(nèi)燃發(fā)動機的至少一個氣缸列給送氣態(tài)燃料的氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)可包括:用于給送氣缸列的管線，該管線包括從用于接收氣態(tài)燃料的第一入口端延伸到管線的對向端的內(nèi)部容積；多個分支管路，每個分支管路都構(gòu)造成使所述內(nèi)部容積與所述氣缸列的相應(yīng)氣體進給閥流體連接；和具有分支進入孔口的至少一個分支減振元件，其中該分支進入孔口使相應(yīng)的內(nèi)部容積與至少一個分支管路的分支內(nèi)部容積流體連接。
[0008]在一些實施例中，如例如在從屬權(quán)利要求中述及的第一方面的特征的進一步改進也可以組合方式或單獨應(yīng)用于上述第二方面。
[0009]本發(fā)明的其它特征和方面將從下文的描述和附圖而顯而易見。
【附圖說明】
[0010]圖1是可使用氣態(tài)燃料運行的示例性內(nèi)燃發(fā)動機的一部分的透視圖，其中出于圖示的目的未示出內(nèi)燃發(fā)動機的若干外部元件；
[0011]圖2是火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機的示例性氣缸單元的剖視圖；
[0012]圖3是圖1的內(nèi)燃發(fā)動機的一部分的透視圖用于圖示向氣缸單元給送氣態(tài)燃料；
[0013]圖4是氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)的示例性環(huán)形軌道設(shè)計的頂視圖；
[0014]圖5是具有管道減振孔口的管道減振元件的示意性圖示；以及
[0015]圖6是具有分支進入孔口的分支減振元件的示意性圖示。
【具體實施方式】
[0016]以下是對本發(fā)明的示例性實施例的詳細(xì)描述。文中所述和附圖所示的示例性實施例旨在教導(dǎo)本發(fā)明的原理，從而使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠在許多不同的環(huán)境中并針對許多不同應(yīng)用實施并使用本發(fā)明。因此，示例性實施例并非旨在成為且不應(yīng)該被認(rèn)為是對專利保護范圍的限制性說明。相反，專利保護范圍應(yīng)該通過所附權(quán)利要求來限定。
[0017]本發(fā)明可部分基于以下認(rèn)識:隨著氣缸數(shù)增加，壓力脈動可能不利地影響發(fā)動機運行，因為提供給各個氣缸單元的氣態(tài)燃料量可能隨著時間變化并因氣缸而異。還認(rèn)識到，在氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)提供另外的容積一一將它視為減振容積一一可減小壓力脈動。特別地，文中提出當(dāng)存在多列氣缸時通過將氣態(tài)燃料給送管路(文中還稱作“主管線”或簡稱“管線”)連接來提供這樣的減振容積。作為示例，例如呈V形構(gòu)型的氣態(tài)燃料給送管路可以在與氣態(tài)燃料供給口對向的端部流體連接。
[0018]鑒于氣態(tài)燃料的特性和氣態(tài)燃料給送管路的直徑，還認(rèn)識到，當(dāng)經(jīng)由管道減振元件連接相應(yīng)的氣態(tài)燃料給送管路時可減小壓力脈動。管道減振元件例如通過設(shè)置管道減振孔口而提供了縮小的直徑。管道減振元件可一體形成為管道的一部分。在一些實施例中，管道減振元件是與管線流體連接的獨立單元。
[0019]將這樣的構(gòu)型視為基本上克服或至少尤其減小循環(huán)峰值壓力變動的機械方案。此夕卜，例如，火花點火可能基本上不受影響并且可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定空氣燃料比。
[0020]此外，本發(fā)明可部分基于以下認(rèn)識:替代地或另外，在主管線(氣態(tài)燃料給送管路)通向分支管線的過渡處設(shè)置了分支進入孔口，所述分支管線使氣態(tài)燃料從主管線通向氣體進給閥。
[0021]對于文中公開的構(gòu)型，可減小氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)內(nèi)的峰值壓力脈動，使得存在于各氣缸單元的壓力可更恒定，并且允許到達(dá)相應(yīng)氣缸單元的氣態(tài)燃料進給量可以更均勻，以及從氣缸單元到氣缸單元的氣態(tài)燃料進給量更均勻。
[0022]由于氣態(tài)燃料的可壓縮性，諸如孔口之類的簡單機械結(jié)構(gòu)——其與相應(yīng)的容積在尺寸和/或數(shù)量上特別匹配一一的定位允許解決壓力脈動的問題。如文中所述，孔口減小了氣態(tài)燃料管路的流動直徑。這可以例如通過單個開口如圓形截面管道內(nèi)的圓形開口來實現(xiàn)。在一些實施例中，所需的流動直徑可由一個平面內(nèi)的一組孔口提供，所述一組孔口與它們的開口面積相結(jié)合提供期望的減振效果。開口之間的連接條(架，rack)的尺寸例如與開口的面積相比可以很小，使得對流動的影響可以很小。在一些實施例中，孔口可沿氣態(tài)燃料管路設(shè)置以提供期望的減振效果。
[0023]與氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)的氣體動態(tài)中的封閉端部(其可能產(chǎn)生引起共振和波增強的波反射)形成對照，所公開的氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)通過將端部結(jié)合而避免或至少減輕了這些后果。為了進一步防止所傳輸?shù)牟ㄔ诮酉聛淼囊涣?氣缸)中產(chǎn)生回波增強，提出位于新管道接合部的中間的孔口。該孔口的尺寸可被設(shè)定為產(chǎn)生用于傳輸波和反射波兩者的期望衰減效應(yīng)。
[0024]模擬試驗表明，對于例如為管道直徑20%的孔口尺寸而言，循環(huán)變化從約4.2%減小到約1.5%，并且壓力脈動降低且入口供給壓力也降低。因而，最佳孔口尺寸可基于高壓波衰減與低進入壓力供給之間的折衷。由于更高的壓力波穩(wěn)定性，還引起模擬的質(zhì)量流量在氣體進給閥打開期間更均勻。
[0025]參照附圖，圖1示意性地示出具有兩列氣缸單元的發(fā)動機10的示例性實施例的透視圖。圖2示出示例性氣缸單元的剖視圖。圖3則在不同的透視圖中示出圖1的一部分以圖示向氣缸單元給送氣態(tài)燃料。
[0026]此外，內(nèi)燃發(fā)動機10的氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)100的示例性結(jié)構(gòu)構(gòu)型結(jié)合圖4至6示出。具體地，圖4是氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)的示例性環(huán)形軌道設(shè)計的頂視圖。圖5示出具有管道減振孔口的管道減振元件150，且圖6示出具有示例性地定位在從主管線到分支進入管路的過渡處的分支進入孔口的分支減振元件170。
[0027]參照圖1，