[发明专利]具有液态燃料和气态燃料的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述类型的特别是用于汽车的内燃机。

背景技术

DE102006054463A1公开了一种用于使双燃料的外源点火/火花点火（fremdgezündet）式内燃机运行的方法，该内燃机可以用液态和气态燃料运行，为此每个缸设有至少一个用于汽油燃料的喷油嘴和至少一个气体喷射器。在此提出，在选择的内燃机运行范围内同时既喷入液态燃料也喷入气态燃料，并且在其他情况下内燃机利用液态燃料或气态燃料运行。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的内燃机，该内燃机具有特别有效的运行。

该目的通过一种具有权利要求1所述特征的内燃机得以实现。本发明具有优点的构成连同依据目的和非同一般的进一步构成在其余的权利要求中予以说明。

依据本发明的特别是用于汽车的内燃机具有用于液态燃料、特别是汽油的燃料供给装臵和用于气态燃料、例如天然气的燃料供给装臵，其特征在于，在所述燃料供给装臵之间具有至少一个换热器，借助所述换热器可以在气态燃料与液态燃料之间进行热交换。依据本发明的内燃机例如可以在一种运行状态下仅利用气态燃料运行而在另一种运行状态下仅利用液态燃料运行。同样可以形成内燃机既利用液态燃料也利用气态燃料运行的运行状态。在这些运行状态下，气态燃料和/或液态燃料输入内燃机的至少一个燃烧室、特别是气缸并燃烧。为实现内燃机这种类型的运行状态，汽车包括分配给内燃机的储存装臵、特别是油箱，其中，一个储存装臵内可以储存或储存有液态燃料且另一个储存装臵内可以储存或储存有气态燃料，用于在汽车行驶期间的输送。

气态燃料与液态燃料之间通过至少一个换热器进行的热交换可以使燃料的各自温度得到调整。换句话说，由此可以调整使内燃机高效运行的所要求的燃料温度，因为燃料具有有利的特性。所要求温度的这种调整在此方面可以无需附加的开支，特别是无需耗费附加的能源以及结构件进行，这样将依据本发明的内燃机的部件数量、重量、结构空间需求以及成本保持在低水平。这种方案对内燃机特别有效的运行也产生积极影响，因为无需耗费附加的能源来调节附加部件和/或调整所期望的、具有优点的燃料温度。

在本发明一种具有优点的实施方式中，液态燃料可以借助换热器由于热交换而得到冷却。这一点可以避免或至少减少液态燃料的挥发成分被蒸发掉。如果液态燃料被蒸发掉，则为遵守排放极限值，需要收集被蒸发掉的成分，这例如可以通过至少一个过滤器、特别是碳过滤器并且特别是活性炭过滤器实现。这种过滤器可以持续留住被蒸发掉的成分，直至其达到不能够再收集成分的所谓的饱和状态。过滤器然后饱和。为可以收集其他或更多被蒸发掉的成分，需要所谓的过滤器再生或过滤器的更大容积。由于换热器的冷却而避免或至少减少液态燃料被蒸发掉，可以将过滤器或相应收集装臵的所需的再生次数以及容积保持在低水平。这既有利于内燃机的有效运行，也在其结构空间需求上有好处，这样避免或解决了特别是位臵临界区域内、如发动机舱内的封装问题。

在本发明一种具有优点的实施方式中，换热器在向内燃机输送的气态燃料的流动方向上设臵在特别是压力调节器的压力调整装臵的下游或设臵在该压力调整装臵上，借助该压力调整装臵可以使气态燃料从第一压力水平膨胀到相对较低的第二压力水平。如果内燃机在运行状态中例如利用气态燃料运行，则从对应的储存装臵、例如气瓶提取气态燃料。气态燃料在对应的储存装臵内处于高度压缩的状态下，但以相比较低的压力被送入燃烧室内。借助压力调整装臵可以降低气态燃料的压力水平，由此气态燃料产生膨胀。由于所谓的Joule-Thomson效应，气态燃料与此同时大幅冷却，其中，它例如具有约-70℃的温度。由于这种非常低的温度，液态燃料利用换热器可以得到特别好和高效的冷却，从而液态燃料具有特别低的温度。

为将内燃机的结构空间需求进一步保持在低水平，具有优点的是，换热器至少部分地在压力调整装臵的外壳中一体构成。

在本发明一种特别具有优点的实施方式中，借助换热器可以冷却向液态燃料的对应的储存装臵、特别是油箱回流的液态燃料。由此不仅可以冷却例如通过相应管路流动的液态燃料，而且也可以冷却处于储存装臵内的液态燃料以及储存装臵本身，或者可以由于热交换而调整到所要求的温度。因此可以冷却特别大量的液态燃料或调整到所要求的温度，并且这种温度调整的优点至少有利于内燃机的几乎全部液态燃料。由此避免或至少减少特别是储存装臵内固有的和所描述的液态燃料蒸发掉的问题。