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(yùn)行內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地涉及向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。點(diǎn)火方案可以是基于預(yù)燃室的火花點(diǎn)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(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的雙燃料或多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型。在這些構(gòu)型中，可利用用于液態(tài)燃料運(yùn)行的液態(tài)燃料噴射系統(tǒng)或利用用于氣態(tài)燃料運(yùn)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(yùn)行的點(diǎn)火。
[0003]用于使用氣態(tài)燃料運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)一般包括通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行期間，壓力脈動(dòng)會(huì)在氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)內(nèi)形成并影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(duì)于單級(jí)增壓而言通常在例如2巴至6巴的范圍內(nèi)，而對(duì)于兩級(jí)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(gè)方面或全部可影響運(yùn)行期間氣態(tài)燃料給送系統(tǒng)內(nèi)的壓力脈動(dòng)。
[0005]本發(fā)明至少部分針對(duì)于改善或克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的至少一個(gè)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(duì)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(duì)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(gè)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(dòng)機(jī)的至少一個(gè)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(duì)向端的內(nèi)部容積；多個(gè)分支管路，每個(gè)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(jìn)給閥流體連接；和具有分支進(jìn)入孔口的至少一個(gè)分支減振元件，其中該分支進(jìn)入孔口使相應(yīng)的內(nèi)部容積與至少一個(gè)分支管路的分支內(nèi)部容積流體連接。
[0008]在一些實(shí)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(jìn)一步改進(jìn)也可以組合方式或單獨(dú)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(yùn)行的示例性內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的若干外部元件；
[0011]圖2是火花點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(jì)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(jìn)入孔口的分支減振元件的示意性圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下是對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述。文中所述和附圖所示的示例性實(shí)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(duì)許多不同應(yīng)用實(shí)施并使用本發(fā)明。因此，示例性實(shí)施例并非旨在成為且不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)專利保護(hù)范圍的限制性說明。相反，專利保護(hù)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(shí):隨著氣缸數(shù)增加，壓力脈動(dòng)可能不利地影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，因?yàn)樘峁┙o各個(gè)氣缸單元的氣態(tài)燃料量可能隨著時(shí)間變化并因氣缸而異。還認(rèn)識(shí)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(dòng)。特別地，文中提出當(dāng)存在多列氣缸時(shí)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(duì)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(shí)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(shí)可減小壓力脈動(dòng)。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(shí)施例中，管道減振元件是與管線流體連接的獨(dú)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(dòng)的機(jī)械方案。此夕卜，例如，火花點(diǎn)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(shí):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(jìn)入孔口，所述分支管線使氣態(tài)燃料從主管線通向氣體進(jìn)給閥。
[0021]對(duì)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(dòng)，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(jìn)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(jìn)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(jī)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(dòng)的問題。如文中所述，孔口減小了氣態(tài)燃料管路的流動(dòng)直徑。這可以例如通過單個(gè)開口如圓形截面管道內(nèi)的圓形開口來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，所需的流動(dòng)直徑可由一個(gè)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(duì)流動(dòng)的影響可以很小。在一些實(shí)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(dòng)態(tài)中的封閉端部(其可能產(chǎn)生引起共振和波增強(qiáng)的波反射)形成對(duì)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(jìn)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(qiáng)，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(yàn)表明，對(duì)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(dòng)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(jìn)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(jìn)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(dòng)機(jī)10的示例性實(shí)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(dòng)機(jī)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(jì)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(jìn)入管路的過渡處的分支進(jìn)入孔口的分支減振元件170。
[0027]參照?qǐng)D1，