用于气态燃料的内燃机的制作方法

本发明涉及一种用于气态燃料的内燃机，其中，该内燃机尤其设立为用于燃烧氢气。

背景技术：

1、由现有技术已知用于燃烧气态燃料的、尤其也用于燃烧氢气的内燃机。如此，de10 2020 214 697 a1示出一种内燃机，在该内燃机中，气态燃料、例如氢气被储备在高压罐中。处于高压下的氢气经由供给管线被供应给内燃机并且在燃烧室中被燃烧，其中，从燃烧能中得到机械能。废气经由废气催化器被向外导引，其中，在那里尤其是氮氧化物、以及未燃尽的氢气被分解。在此，氢气可以直接被引入到内燃机的燃烧室中，其中，在燃烧室中进行与所供应的新鲜空气的混合，或者氢气在流入管线中已经与空气混合并且氢气-空气混合物随后被导引到燃烧室中。

2、当内燃机被关断时，在供给管线中气态燃料也仍然处于吹入压力下，氢气或气态燃料经由该供给管线被供应给燃烧室。然而，为了使供给管线持久地保持密封并且因此即使在内燃机的停机时间较长的情况下也应避免气态燃料的逸出，需要做出很大技术花费。尤其是氢气的完全密封在技术上难以实现，并且这些密封措施会使这样的内燃机的制造显著地变得昂贵。该花费可以将降低，其方式是，在关断之后对供给管线卸载，然而，位于那里的燃料出于环境原因和安全原因不能简单地被排出到周围环境中。

技术实现思路

1、与此相比，根据本发明的用于气态燃料的内燃机具有如下优点：在合理的密封花费的情况下，内燃机在关断之后也是持久密封的，并且没有气态燃料向外流出。为此，用于气态燃料的内燃机具有燃烧室，气态燃料在该燃烧室中燃烧，用于产生机械能。此外，存在有气体罐，气态燃料在运行压力下被储备在该气体罐中并且经由供给管线被供应给所述燃烧室。在燃烧室的下游布置有废气催化器，废气从燃烧室中经由废气管线被供应给该废气催化器。周围环境空气经由新鲜空气管线被供应给燃烧室。从供给管线分支出带有能开关的排放阀的减压管线，气态燃料能够经由该减压管线从供给管线中被引出。

2、在关断内燃机之后，在供给管线中气态处于吹入压力下。为了降低对供给管线中的密封的要求，气态燃料经由减压管线被引出，并且压力因此被减小。在此，在减压管线中布置有能开关的排放阀，以便在内燃机运行时关闭减压管线。如果在供给管线中存在环境压力或者与环境压力的偏差不明显的压力，则供给管线可以相对容易且以合理的技术花费被密封，使得即使在内燃机的停机时间较长的情况下也没有气态燃料向外流出。

3、在有利的第一构型中，在减压管线中布置有止回阀，该止回阀阻止气体通过减压管线到供给管线中的回流。由此排除了由于经由减压管线到达供给管线中的回流气体所造成的功能故障。

4、在另一种有利的构型中，在气体罐与供给管线之间布置有能够控制的罐阀，借助该罐阀，供给管线能够与气体罐分开。如果应减小在供给管线中的压力，则当然需要防止另外的气态燃料从罐中到达供给管线中，这是该能够控制的罐阀的任务。

5、在另一种有利的构型中，不仅排放阀、而且罐阀是能够以电的方式开关的，其中，罐阀在无电流的情况下是关闭的，排放阀在无电流的情况下是打开的。如果发生排放阀的和罐阀的电流供给的突然中断，则需要保证气态燃料不会继续从罐中流出并且不能够经由减压管线向外流出。通过在无电流的情况下关闭的罐阀防止继续流动，而排放阀在这种情况下是打开的并且确保在供给管线中的气态燃料的压力被减小并且内燃机被带到受控的关断状态中。在此，在一种有利的构型中，排放阀和罐阀如此连接，使得罐阀在排放阀打开的情况下始终是关闭的。

6、在本发明的另一种有利的构型中，减压管线在燃烧室的下游通入到废气管线中。在那里，来自供给管线的气态燃料与来自燃烧室的废气混合，并且因此被供应给催化器。尤其是在氢气燃烧时，废气还包含高的氧气份额，使得存在有足够的氧化剂用于在催化器中分解氢气。

7、在另一种有利的构型中，减压管线通入到新鲜空气管线中，经由该新鲜空气管线给燃烧室供给周围环境空气，用于燃烧。在关断内燃机时，曲轴继续进行一些回转，并且因此使活塞运动。如果对于这些剩余回转仍然维持点火，则气态燃料被燃烧并且供给管线被卸载。在此以有利的方式，气态燃料经由喷射阀被引入到新鲜空气管线中，从而发生气态燃料与新鲜空气的良好的充分混合并且从而发生有效燃烧。

8、在另一种有利的构型中，带有能开关的排放阀的另外的减压管线从供给管线分支出，其中，一个减压管线通入到新鲜空气管线中，另一个减压管线通入到废气管线中。前述两个减压管线的这种组合将两种解决方案的优点结合，这在特定的运行状况中是有利的。例如，如果内燃机在启动之后不久又被关断，则虽然在供给管线中已经存在有处于运行压力下的气态燃料，但是催化器尚未到达必需的温度并且不能够将气态燃料氧化。在这种情况下，将气态燃料供应到新鲜空气管线中是有利的，因为在燃烧室中的燃烧已经得到保证。而将气态燃料供应到催化器之前具有如下优点：在所有阀的并且因此还有在燃烧室中的点火设备突然断电的情况下，气态燃料可以容易地经由在无电流的情况下打开的排放阀被引出。由于发动机继续转动，在催化器中存在有足够的空气用于气态燃料的燃烧或氧化。

技术特征：

1.一种用于气态燃料的内燃机，所述内燃机具有燃烧室(2)、气体罐(7)、废气催化器(14)和新鲜空气管线(10)，气态燃料在所述燃烧室中被燃烧，气态燃料在运行压力下被储备在所述气体罐中并且经由供给管线(6)被供应给所述燃烧室(2)，所述废气催化器经由废气管线(13)与所述燃烧室(2)连接，周围环境空气经由所述新鲜空气管线被供应给所述燃烧室(2)，

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，在所述减压管线(16；16‘)中布置有止回阀(18；18‘)，所述止回阀阻止气体通过所述减压管线(16；16‘)到所述供给管线(6)中的回流。

3.根据权利要求1或者2所述的内燃机，其特征在于，在所述气体罐(7)与所述供给管线(6)之间布置有能控制的罐阀(8)，所述供给管线(6)能够借助所述罐阀与所述气体罐(7)断开。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，所述排放阀(16；16‘)和所述罐阀(8)是能以电的方式开关的，其中，所述罐阀(8)在无电流的情况下是关闭的，所述排放阀(17；17‘)在无电流的情况下是打开的。

5.根据权利要求4所述的内燃机，其特征在于，所述排放阀(17；17‘)和所述罐阀(8)连接成，使得在排放阀(17；17‘)打开的情况下所述罐阀(8)是关闭的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述减压管线(16；16‘)在所述废气催化器(14)的上游通入到所述废气管线(13)中。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述减压管线(16；16‘)通入到所述新鲜空气管线(10)中。

8.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述减压管线(16‘)与喷射阀(20)连接，所述喷射阀将所述气体引入到所述新鲜空气管线(10)中。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机，其特征在于，从所述供给管线(6)分支出带有能开关的排放阀(17)的另外的减压管线(16‘)，其中，所述减压管线(16‘)通入到所述新鲜空气管线(10)中，所述另外的减压管线(16)通入到所述废气管线(13)中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机设立为用于燃烧氢气。

技术总结本发明涉及一种用于气态燃料的内燃机，所述内燃机具有燃烧室(2)，气态燃料在所述燃烧室中燃烧。气态燃料在运行压力下被储备在气体罐(7)中并且经由供给管线(6)被供应给所述燃烧室(2)。所述燃烧室(2)与新鲜空气管线(10)连接，周围环境空气经由所述新鲜空气管线被供应给所述燃烧室(2)。来自所述燃烧室(2)的废气经由废气管线(13)被供应给废气催化器(14)。从所述供给管线(6)分支出带有能开关的排放阀(17；17‘)的减压管线(16；16‘)，气态燃料能够经由所述减压管线从所述供给管线(6)中被引出。技术研发人员：T·布罗克,O·蒂克尔,M·拜尔,S·施泰因,F·菲舍尔受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18