AT521272A4 - METHOD FOR OPERATING A COMBUSTION GAS COMBUSTION ENGINE - Google Patents

METHOD FOR OPERATING A COMBUSTION GAS COMBUSTION ENGINE Download PDF

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AT521272A4
AT521272A4 ATA50216/2018A AT502162018A AT521272A4 AT 521272 A4 AT521272 A4 AT 521272A4 AT 502162018 A AT502162018 A AT 502162018A AT 521272 A4 AT521272 A4 AT 521272A4
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brenngas (15) verbrennenden Brennkraftmaschine, insbesondere einer Großbrennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder (1), wobei sich zumindest ein Kolben (2) mit zumindest einem Kolbenring (14) in dem eine Zylinderwand (10) aufweisenden Zylinder (1) von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt und dabei das Brenngas (15) in zumindest einer Kolbenstellung im Bereich der Zylinderwand (10) eingeblasen wird. Aufgabe der Erfindung ist, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, das die Ansammlung des Brenngases in dem Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder vermindert. Dies wird dadurch gelöst, dass ein Reinigungsgas durch zumindest eine an der Zylinderwand (10) angeordnete Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) in den Zylinder (1) eingeblasen wird, wenn zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) vom Feuersteg (28) des Kolbens (2) zumindest teilweise abgedeckt wird.The invention relates to a method for operating a combustion gas (15) internal combustion engine, in particular a large internal combustion engine with at least one cylinder (1), with at least one piston (2) with at least one piston ring (14) in the cylinder having a cylinder wall (10) (1) moved from a bottom dead center to a top dead center and the fuel gas (15) is blown into at least one piston position in the region of the cylinder wall (10). The object of the invention is to provide an internal combustion engine and a method for operating an internal combustion engine which reduces the accumulation of the fuel gas in the gap between the piston and the cylinder. This is achieved in that a cleaning gas is blown into the cylinder (1) through at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) arranged on the cylinder wall (10) when at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) from the top land (28 ) of the piston (2) is at least partially covered.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brenngas verbrennenden Brennkraftmaschine, insbesondere einer Großbrennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, wobei sich zumindest ein Kolben mit zumindest einem Kolbenring in dem eine Zylinderwand aufweisenden Zylinder von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt und dabei das Brenngas in zumindest einer Kolbenstellung im Bereich der Zylinderwand eingeblasen wird.The invention relates to a method for operating a combustion gas-burning internal combustion engine, in particular a large-scale internal combustion engine with at least one cylinder, wherein at least one piston with at least one piston ring in the cylinder having a cylinder wall moves from a bottom dead center to a top dead center and the fuel gas in at least a piston position is blown in the area of the cylinder wall.

Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine, die mit Brenngas betreibbar ist, insbesondere eine Großbrennkraftmaschine mit zumindest einem eine Zylinderwand aufweisenden Zylinder und zumindest einem darin angeordneten Kolben, wobei das Brenngas im Bereich der Zylinderwand einblasbar ist und wobei der Kolben zumindest einen Kolbenring aufweist.The invention also relates to an internal combustion engine which can be operated with fuel gas, in particular a large-scale internal combustion engine with at least one cylinder having a cylinder wall and at least one piston arranged therein, the fuel gas being inflatable in the region of the cylinder wall and the piston having at least one piston ring.

Bei mit Brenngas betreibbaren Brennkraftmaschinen wird oft eine Brenngaseinleitung im Bereich der Zylinderwand zur guten Verteilung des Brenngases vorgesehen. Dabei erfolgt die Einleitung üblicherweise über eine an der Zylinderwand angeordnete Einblasöffnung oder Einblaseinrichtung. Die Einblasung des Brenngases erfolgt dabei während sich der Kolben nach oben bewegt. Dabei weist der Kolben in der Regel ein dem Brennraum zugewandtes Kolbendach sowie einen Kolbenmantel auf. Zumindest ein Kolbenring, der am Kolbenmantel angeordnet ist, dichtet dabei den Brennraum vom Kurbelraum ab. Dadurch wird das Vordringen von Brenngas in den Kurbelraum verhindert und der Brennraum gegenüber dem Kurbelraum trotz eines vorhandenen Spaltes zwischen dem Kolbenmantel und dem Zylinder abgedichtet. Solche Spalten können insbesondere bei Großbrennkraftmaschinen, wie sie für Schiffe verwendet werden, beispielsweise 3 mm breit sein. Dadurch erstreckt sich der Brennraum nicht nur oberhalb des Kolbendaches, sondern in den Spalt hinein bis zur Oberkante des obersten Kolbenringes.In internal combustion engines that can be operated with fuel gas, fuel gas is often introduced in the region of the cylinder wall for good distribution of the fuel gas. The introduction is usually carried out via an injection opening or injection device arranged on the cylinder wall. The fuel gas is injected while the piston is moving upwards. The piston generally has a piston roof facing the combustion chamber and a piston jacket. At least one piston ring, which is arranged on the piston skirt, seals the combustion chamber from the crank chamber. This prevents the penetration of fuel gas into the crank chamber and seals the combustion chamber from the crank chamber despite an existing gap between the piston skirt and the cylinder. Such gaps can be, for example, 3 mm wide, in particular in large-scale internal combustion engines such as are used for ships. As a result, the combustion chamber not only extends above the piston roof, but into the gap up to the top edge of the top piston ring.

Brennkraftmaschinen dieser Art haben oft das Problem, dass sich Brenngas in relevanten Mengen im Bereich des Feuersteges - das ist der Mantelbereich des Kolbens zwischen dem Kolbendach und dem obersten Kolbenring - im Spalt bis zum Kolbenring ansammelt. Dies kann zu einer unvollständigen und unkontrollierten Verbrennung (Klopfen), erhöhtem Kraftstoffverbrauch, verringerter Leistung und höherem Verschleiß der Teile führen.Internal combustion engines of this type often have the problem that fuel gas accumulates in relevant amounts in the area of the top land - that is the area of the piston between the piston roof and the uppermost piston ring - in the gap up to the piston ring. This can lead to incomplete and uncontrolled combustion (knocking), increased fuel consumption, reduced performance and increased wear of the parts.

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Aufgabe der Erfindung ist damit, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zumThe object of the invention is therefore an internal combustion engine and a method for

Betreiben einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, das die Ansammlung desOperate an internal combustion engine to provide the accumulation of the

Brenngases in dem Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder vermindert.Fuel gas is reduced in the gap between the piston and the cylinder.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Reinigungsgas durch zumindest eine an der Zylinderwand angeordnete Reinigungsöffnung in den Zylinder eingeblasen wird, wenn zumindest eine Reinigungsöffnung vom Feuersteg des Kolbens zumindest teilweise abgedeckt wird.This object is achieved in that cleaning gas is blown into the cylinder through at least one cleaning opening arranged on the cylinder wall if at least one cleaning opening is at least partially covered by the top land of the piston.

Sie wird auch dadurch gelöst, dass entweder die Zylinderwand zumindest eine Reinigungsöffnung zum Einführen von Reinigungsgas und zumindest eine Einblasöffnung zum Einblasen des Brenngases aufweist, wobei dann zumindest eine Reinigungsöffnung in einem Bereich oberhalb von 2 % unterhalb zumindest einer Einblasöffnung, bezogen auf den Kolbenhub angeordnet ist, oder die Zylinderwand zumindest eine Reinigungsöffnung aufweist, durch die sowohl das Reinigungsgas als auch das Brenngas eingeblasen werden.It is also achieved in that either the cylinder wall has at least one cleaning opening for introducing cleaning gas and at least one injection opening for blowing in the fuel gas, in which case at least one cleaning opening is arranged in a region above 2% below at least one injection opening, based on the piston stroke , or the cylinder wall has at least one cleaning opening through which both the cleaning gas and the fuel gas are blown.

In Ausführungsformen mit mehr als einer Reinigungsöffnung und/oder mehr als einer Einblasöffnung ist wesentlich, dass sich mindestens eine Reinigungsöffnung oberhalb von 2 % unterhalb zumindest einer Einblasöffnung, bezogen auf den Kolbenhub befindet. Durch diese Anordnung wird eine ausreichende Reinigung des Spaltes gewährleistet. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, bei denen zumindest eine Reinigungsöffnung Reinigungsgas und ebenfalls auch Brenngas führen kann, aber zusätzlich auch Einblasöffnungen vorgesehen sind. Selbstverständlich können auch Reinigungsöffnungen, die nur Reinigungsgas einblasen, mit solchen, die zusätzlich auch Brenngas einblasen können, kombiniert werden. Dabei wird unter Reinigungsöffnung eine Öffnung verstanden, welche mit Reinigungsgas, vorzugsweise Frischluft oder einem nicht brennbaren Gas wie Stickstoff oder Kohlendioxid versorgt wird. Dieses Reinigungsgas wird in der Regel vorher verdichtet. Die Reinigungsöffnung kann als Bohrung im Zylinder oder auch als Einlasseinrichtung ausgeführt sein, beispielsweise als Einlassdüse. Sie ist vorzugsweise zwischen dem Zylinderkopf und dem unteren Totpunkt des Kolbens angeordnet.In embodiments with more than one cleaning opening and / or more than one blowing opening, it is essential that at least one cleaning opening is above 2% below at least one blowing opening, based on the piston stroke. This arrangement ensures adequate cleaning of the gap. Embodiments are also conceivable in which at least one cleaning opening can lead to cleaning gas and also also fuel gas, but additionally injection openings are also provided. Of course, cleaning openings that only blow in cleaning gas can also be combined with those that can also blow in fuel gas. The cleaning opening is understood to mean an opening which is supplied with cleaning gas, preferably fresh air or a non-combustible gas such as nitrogen or carbon dioxide. This cleaning gas is usually compressed beforehand. The cleaning opening can be designed as a bore in the cylinder or as an inlet device, for example as an inlet nozzle. It is preferably arranged between the cylinder head and the bottom dead center of the piston.

Unter abgedeckt wird verstanden, dass sich das Kolbendach oberhalb der Reinigungsöffnung befindet und damit diese vom Kolbenmantel, insbesondere vom / 25Covered is understood to mean that the piston roof is located above the cleaning opening and thus from the piston jacket, in particular from / 25

Feuersteg des Kolbens verdeckt wird. Dabei ist mit oberhalb in Richtung des oberenTop of the piston is covered. It is with above towards the top

Totpunktes des Kolbens gemeint.Dead center of the piston meant.

Unter „an der Zylinderwand oder „im Bereich der Zylinderwand wird dabei verstanden, dass die Öffnung, durch die Brenngas eingeblasen wird entweder in der Zylinderwand angeordnet ist, oder sie in der Zylinderdecke angeordnet und auf die Zylinderwand gerichtet ist.“On the cylinder wall or” in the region of the cylinder wall is understood to mean that the opening through which fuel gas is blown is either arranged in the cylinder wall, or it is arranged in the cylinder ceiling and directed towards the cylinder wall.

Der Kolbenhub ist der maximale Weg des Kolbens entlang der Zylinderachse in eine Richtung und erstreckt sich von einem oberen Totpunkt bis zu einem unteren Totpunkt des Kolbens. Dabei sind mit Totpunkten jene Punkte in der Bewegung des Kolbens gemeint, in dem der Kolben seine Bewegungsrichtung ändert. Damit beschreiben die Totpunkte die maximalen Wegpunkte des Kolbens entlang seiner Aufwärts- und Abwärtsbewegung im Zylinder.The piston stroke is the maximum path of the piston along the cylinder axis in one direction and extends from a top dead center to a bottom dead center of the piston. Dead points mean those points in the movement of the piston in which the piston changes its direction of movement. The dead centers thus describe the maximum way points of the piston along its upward and downward movement in the cylinder.

Durch diese Maßnahmen kann Reinigungsgas in den Spalt zwischen Zylinder und Feuersteg eingebracht werden. Dabei verdrängt das einströmende Reinigungsgas das sich dort befindende Brenngas-Luftgemisch, welches in Richtung des oberen Totpunkts des Kolbens, bzw. des Zylinderkopfes falls vorhanden gedrückt wird. Es kann sich ein brenngasarmes Gaspolster im Bereich des Kolbendaches und des Spaltes bilden. Damit wird das Risiko einer unvollständigen und unkontrollierten Verbrennung vermindert und der Kraftstoffverbrauch gesenkt, sowie die Leistung verbessert.These measures allow cleaning gas to be introduced into the gap between the cylinder and the top land. The inflowing cleaning gas displaces the fuel gas-air mixture located there, which is pressed in the direction of the top dead center of the piston or the cylinder head, if present. A gas cushion with little fuel gas can form in the area of the piston roof and the gap. This reduces the risk of incomplete and uncontrolled combustion, reduces fuel consumption and improves performance.

Dabei kann die Reinigungsgaseinblasung erst bei vollständigem Abdecken der Reinigungsöffnung durch den Feuersteg beginnen oder schon davor. Sie kann während des Vorbeibewegens des Kolbens streckenweise unterbrochen werden, die Reinigungsgasmenge oder der Druck des eingeleiteten Reinigungsgases variiert werden.The cleaning gas injection can only begin when the cleaning opening is completely covered by the top land or before. It can be interrupted in places while the piston is moving past, the amount of cleaning gas or the pressure of the introduced cleaning gas can be varied.

Damit eine besonders brenngasarme Schicht im Bereich des Kolbendaches erreicht wird, kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsgaseinblasung durch zumindest eine Reinigungsöffnung beginnt, bevor die Reinigungsöffnung vom Feuersteg des Kolbens zumindest teilweise abgedeckt wird.In order to achieve a particularly low-fuel gas layer in the area of the piston roof, it can be provided that the cleaning gas injection begins through at least one cleaning opening before the cleaning opening is at least partially covered by the top land of the piston.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsgaseinblasung bei Vorbeibewegen des obersten Kolbenringes an zumindest einer Reinigungsöffnung / 25 beendet wird. Bei mehreren Reinigungsöffnungen auf unterschiedlicher Höhe wird die Reinigungsgaseinblasung besonders vorzugsweise bei Vorbeibewegen des obersten Kolbenringes an der obersten Reinigungsöffnung beendet. Mit obersten Kolbenring wird dabei jener Kolbenring gemeint, der sich am nächsten zum Kolbendach und damit zum Brennraum befindet. Dadurch wird das Einströmen des Reinigungsgases aus der Reinigungsöffnung in den Kurbelraum verhindert. Dabei wird unter Vorbeibewegen verstanden, dass die Oberkante des obersten Kolbenringes die Oberkante der Reinigungsöffnung passiert, also die Verbindung zwischen Brennraum - der durch den obersten Kolbenring begrenzt wird - und Reinigungsöffnung unterbrochen wird. Ab dem Zeitpunkt, wo sich die Oberkante des Kolbenringes und die Oberkante der Reinigungsöffnung auf gleicher Höhe befinden kann kein Gasaustausch mehr zwischen Reinigungsöffnung und Brennraum stattfinden. Alternativ kann die Reinigungseinblasung auch früher oder später beendet werden. Sie kann sogar auch weiter fortgesetzt werden, wenn sich der Kolben schon so weit nach oben bewegt hat, dass die Reinigungsöffnung nicht mehr vom Kolbenmantel abgedeckt wird. In diesem Fall würde das Reinigungsgas in den Kurbelraum eingeblasen werden.Furthermore, it can be provided that the cleaning gas injection is stopped when the uppermost piston ring moves past at least one cleaning opening / 25. If there are several cleaning openings at different heights, the cleaning gas injection is particularly preferably ended when the uppermost piston ring moves past the uppermost cleaning opening. The uppermost piston ring means the piston ring that is closest to the piston roof and thus to the combustion chamber. This prevents the cleaning gas from flowing into the crank chamber from the cleaning opening. Moving past is understood to mean that the top edge of the top piston ring passes the top edge of the cleaning opening, that is to say the connection between the combustion chamber - which is delimited by the top piston ring - and the cleaning opening is interrupted. From the point in time at which the upper edge of the piston ring and the upper edge of the cleaning opening are at the same level, gas exchange can no longer take place between the cleaning opening and the combustion chamber. Alternatively, the cleaning injection can also be ended sooner or later. It can even be continued if the piston has already moved up so far that the cleaning opening is no longer covered by the piston jacket. In this case, the cleaning gas would be blown into the crankcase.

Vorteilhaft ist weiters, wenn pro Arbeitszyklus Reinigungsgas in der Menge von zumindest 1 %, vorzugsweise zwischen 1 % und 3 % einer Gesamtlademasse des Zylinders über die zumindest eine Reinigungsöffnung eingeblasen wird. Durch Einblasen dieser Mindestmasse an Reinigungsgas in den Zylinder wird erreicht, dass das Brenngas-Luftgemisch im Bereich des Spaltes besonders wenig Brenngas enthält. Dabei wird unter Gesamtlademasse des Zylinders jene Masse verstanden, die für einen Verbrennungsvorgang während eines Arbeitszyklus in den Zylinder eingebracht wird. Diese besteht üblicherweise hauptsächlich aus Brenngas, Abgas Frischluft, Reinigungsgas und gegebenenfalls weiteren zugesetzten Gasen.It is furthermore advantageous if cleaning gas in the amount of at least 1%, preferably between 1% and 3% of a total loading mass of the cylinder is blown in via the at least one cleaning opening per working cycle. By blowing this minimum mass of cleaning gas into the cylinder it is achieved that the fuel gas / air mixture contains particularly little fuel gas in the area of the gap. The total loading mass of the cylinder is understood to mean that mass which is introduced into the cylinder for a combustion process during a working cycle. This usually consists mainly of fuel gas, exhaust gas, fresh air, cleaning gas and possibly other added gases.

Weiter ist vorteilhaft, wenn die Brenngaseinblasung bei oder nach dem Beginn der Reinigungsgaseinblasung beendet wird. Dadurch kann die Brenngasverteilung im Brennraum beeinflusst und gegebenenfalls ein Gradient der Brenngaskonzentration entlang der Zylinderachse erreicht werden.It is also advantageous if the fuel gas injection is stopped at or after the start of the cleaning gas injection. As a result, the fuel gas distribution in the combustion chamber can be influenced and, if necessary, a gradient of the fuel gas concentration along the cylinder axis can be achieved.

Die Brenngaseinblasung kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass das Brenngas zusätzlich zum Reinigungsgas über zumindest eine Reinigungsöffnung eingeblasen wird, bzw. dass das Brenngas über zumindest / 25 eine Reinigungsöffnung einblasbar ist. Damit kann die gewünschte Wirkung mit nur einer Öffnung im Zylinder erreicht werden, da die Reinigungsöffnung sowohl Reinigungsgas als auch Brenngas führt. Die Reinigungsöffnung kann beispielsweise über Ventile mit einer reinigungsgasführenden Leitung oder Kanal und mit einer brenngasführenden Leitung in Verbindung stehen, welche abhängig von Kolbenstand und Zyklusschritt öffnen und schließen. Dabei können sich die offenen Intervalle zumindest teilweise überlappen. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Ventile möglichst nahe an der Reinigungsöffnung angeordnet werden, damit keine Restluft, bzw. Restgas im Bereich zwischen den Ventilen und der Reinigungsöffnung verbleibt.The fuel gas injection can take place in different ways. It can be provided that the fuel gas is blown in via at least one cleaning opening in addition to the cleaning gas, or that the fuel gas can be blown in via at least one cleaning opening. The desired effect can thus be achieved with only one opening in the cylinder, since the cleaning opening carries both cleaning gas and fuel gas. The cleaning opening can be connected, for example, via valves to a line or channel carrying cleaning gas and to a line carrying fuel gas, which open and close depending on the piston position and cycle step. The open intervals can at least partially overlap. It is particularly advantageous if the valves are arranged as close as possible to the cleaning opening so that no residual air or residual gas remains in the area between the valves and the cleaning opening.

Alternativ kann die Brenngaseinblasung auch nicht über die Reinigungsöffnung erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Zylinderwand zusätzlich zur Reinigungsöffnung zumindest eine Einblasöffnung zum Einblasen des Brenngases aufweist. Diese kann so wie die Reinigungsöffnung als Düse oder als anders ausgeführte Einblaseinrichtung ausgeführt sein und Ventile wie oben beschrieben zur Steuerung der Brenngaseinblasung vorsehen.Alternatively, the fuel gas injection cannot take place via the cleaning opening. For example, it can be provided that the cylinder wall has, in addition to the cleaning opening, at least one blowing opening for blowing in the fuel gas. Like the cleaning opening, this can be designed as a nozzle or as a differently designed injection device and can provide valves as described above for controlling the fuel gas injection.

Es kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsgaseinblasung im Höhenbereich der Brenngaseinblasung erfolgt. Auch vorteilhaft ist, wenn zumindest eine Reinigungsöffnung auf gleicher Zylinderhöhe mit zumindest einer Einblasöffnung liegt.It can be provided that the cleaning gas injection takes place in the height range of the fuel gas injection. It is also advantageous if at least one cleaning opening is at the same cylinder height with at least one blowing opening.

Dabei bezieht sich der Höhenbereich auf die Zylinderachse des Zylinders bzw. die dazu parallele Bewegungsachse des Kolbens. Die Reinigungsöffnung und die Brenngaseinblasung können dabei auf gleicher Höhe liegen oder in der Höhe zueinander versetzt sein und können vorzugsweise entlang der Zylinderachse, bzw. Bewegungsachse in einem Naheverhältnis zueinander stehen.The height range relates to the cylinder axis of the cylinder or the parallel axis of movement of the piston. The cleaning opening and the fuel gas injection can be at the same height or can be offset in height from one another and can preferably be closely related to one another along the cylinder axis or movement axis.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Reinigungsgaseinblasung in einem Bereich oberhalb von 2 % unterhalb des Ortes der Brenngaseinblasung, bezogen auf den Kolbenhub erfolgt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Spalt ausreichend von Brenngas gereinigt wird.In a preferred embodiment it is provided that the cleaning gas injection takes place in a range above 2% below the location of the fuel gas injection, based on the piston stroke. This ensures that the gap is sufficiently cleaned of fuel gas.

Die Reinigungseinblasung, bzw. die Anordnung der Reinigungsöffnung kann oberhalb des Ortes der Brenngaseinblasung, bzw. der Einblasöffnung anordnet sein, jedoch sollte sie nicht oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens angeordnet / 25 sein, da sie sonst den Spalt nur schlecht oder gar nicht von Brenngas befreien kann.The cleaning injection or the arrangement of the cleaning opening can be arranged above the location of the fuel gas injection or the injection opening, but it should not be arranged above the top dead center of the piston / 25, since otherwise the gap would be poor or not at all of fuel gas can free.

Je höher die Reinigungsöffnung im Zylinder angeordnet wird, umso mehr Druck muss das eingeblasene Reinigungsgas aufweisen, damit es in genügender Menge eingeblasen werden kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Reinigungsöffnung im unteren oder mittleren Drittel des Kolbenhubs angeordnet ist.The higher the cleaning opening is arranged in the cylinder, the more pressure the blown cleaning gas must have so that it can be blown in in sufficient quantity. It is therefore advantageous if the cleaning opening is arranged in the lower or middle third of the piston stroke.

Die Problematik des hohen Drucks gilt auch für die Brenngaseinblasung. Dem entsprechend ist es vorteilhaft, wenn diese in der unteren Hälfte, besonders vorzugsweise im unteren Drittel des Kolbenhubs, jedoch oberhalb des Spülkanals erfolgt.The problem of high pressure also applies to fuel gas injection. Accordingly, it is advantageous if this takes place in the lower half, particularly preferably in the lower third of the piston stroke, but above the flushing channel.

Die Reinigungsöffnung und die Einblasöffnung können im Zylinderquerschnitt in einem bestimmten Winkel zueinander stehen, bzw. sich vorzugsweise diametral gegenüberliegen. Sie können auch auf unterschiedlicher Höhe direkt übereinander angeordnet sein. Es sind auch Ausführungsformen mit einer oder mehreren Reinigungsöffnungen, sowie zumindest einer Einblasöffnung möglich, wobei zumindest eine Reinigungsöffnung sowohl Reinigungsgas als auch Brenngas oder nur Reinigungsgas führt.The cleaning opening and the injection opening can be at a certain angle to one another in the cylinder cross-section, or can preferably be diametrically opposed. They can also be arranged directly above one another at different heights. Embodiments with one or more cleaning openings and at least one blowing opening are also possible, at least one cleaning opening carrying both cleaning gas and fuel gas or only cleaning gas.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine zumindest eine Einspritzeinrichtung für einen flüssigen Kraftstoff aufweist. Damit kann die Brennkraftmaschine nicht nur mit Brenngas, sondern auch mit flüssigen Kraftstoff wie Schweröl betrieben werden. Diese befinden sich in der Regel an dem, dem Kurbelraum gegenüberliegenden Ende des Zylinders, also der Brennraumdecke und wird in Form eines Injektors ausgeführt.It is preferably provided that the internal combustion engine has at least one injection device for a liquid fuel. This means that the internal combustion engine can be operated not only with fuel gas, but also with liquid fuel such as heavy oil. These are usually located at the end of the cylinder opposite the crank chamber, ie the combustion chamber ceiling, and are designed in the form of an injector.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der Zylinder zumindest eine Spülöffnung zur Verbrennungsluftzufuhr aufweist, die zwischen der zumindest einen Reinigungsöffnung und dem unteren Totpunkt des Zylinders angeordnet ist. Dadurch kann der Brennraum nach erfolgter Verbrennung und Abwärtsbewegung des Kolbens mit Reinigungsgas, vorzugsweise aus dem Kurbelraum gespült werden. So kann einerseits das Abgas aus einer dem Kurbelraum gegenüberliegend angeordneten Abgasöffnung abtransportiert werden und andererseits Frischluft für den nächsten Verbrennungsvorgang bereitgestellt werden.Furthermore, it can be provided that the cylinder has at least one flushing opening for supplying combustion air, which is arranged between the at least one cleaning opening and the bottom dead center of the cylinder. As a result, the combustion chamber can be flushed with cleaning gas, preferably from the crank chamber, after combustion and downward movement of the piston. On the one hand, the exhaust gas can be removed from an exhaust gas opening arranged opposite the crankcase, and on the other hand fresh air can be provided for the next combustion process.

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Besonders vorteilhaft ist, wenn zumindest eine Reinigungsöffnung einenIt is particularly advantageous if at least one cleaning opening has a

Durchmesser von zumindest 10 mm, vorzugsweise zumindest 15 mm aufweist.Has a diameter of at least 10 mm, preferably at least 15 mm.

Dadurch können auch für Großbrennkraftmaschinen ausreichendeThis can also be sufficient for large internal combustion engines

Reinigungsgasmengen zur Reinigung bereitgestellt werden.Amounts of cleaning gas are provided for cleaning.

Weiters ist vorteilhaft, wenn die Brennkraftmaschine als Zweitaktmotor betrieben wird. Dem entsprechend ist es auch vorteilhaft, wenn die Brennkraftmaschine ein Zweitaktmotor ist. Dabei ergeben die zwei Takte einen Kreisprozess-Umlauf (360° Kurbelwellenumdrehung der Kurbelwelle des Kolbens) womit der Motor pro Arbeitszyklus nur zwei Takte, und zwar innerhalb nur einer Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens absolviert.It is also advantageous if the internal combustion engine is operated as a two-stroke engine. Accordingly, it is also advantageous if the internal combustion engine is a two-stroke engine. The two cycles result in a circular cycle (360 ° crankshaft revolution of the crankshaft of the piston), which means that the engine only completes two cycles per work cycle, namely within only one upward and downward movement of the piston.

In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen, nicht einschränkenden Ausführungsvarianten näher erläutert. Es zeigen:The present invention is explained in more detail below with reference to the non-restrictive embodiment variants shown in the figures. Show it:

Fig. 1a bis 1d ein Zylinder-Kolbenpaar einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in schematischen geschnittenen Ansichten in verschiedenen Kolbenpositionen;1a to 1d a pair of cylinders and pistons of a first embodiment of an internal combustion engine according to the invention in schematic sectional views in different piston positions;

Fig. 2 einen Querschnitt eines Zylinders in einer zweiten Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;2 shows a cross section of a cylinder in a second embodiment in a schematic view;

Fig. 3 ein Zylinder-Kolbenpaar in einer dritten Ausführungsform in einer schematischen, geschnittenen Ansicht;3 shows a pair of cylinders and pistons in a third embodiment in a schematic, sectional view;

Fig. 4 ein Öffnungsdiagramm einer vierten Ausführungsform;Fig. 4 is an opening diagram of a fourth embodiment;

Fig. 5 ein Öffnungsdiagramm einer fünften Ausführungsform;5 is an opening diagram of a fifth embodiment;

Fig. 6 ein Detail der in Fig. 1a bis 1d gezeigten ersten Ausführungsform in einem schematischen Schnitt.Fig. 6 shows a detail of the first embodiment shown in Fig. 1a to 1d in a schematic section.

Fig. 1a, 1b, 1c und 1d zeigen einen Zylinder 1 mit einem darin angeordneten Kolben 2. Der Zylinder 1 erstreckt sich von einem, einem Kurbelraum 3 zugewandten unteren Ende 4 bis zu einem gegenüberliegenden oberen Ende 5 entlang einer Zylinderachse A. An dem oberen Ende 5 ist eine mit einem / 251a, 1b, 1c and 1d show a cylinder 1 with a piston 2 arranged therein. The cylinder 1 extends from a lower end 4 facing a crank chamber 3 to an opposite upper end 5 along a cylinder axis A. At the upper one End 5 is one with a / 25

Abgasventil 6 verschließbare Abgasöffnung angeordnet, welche zu einem Abgaskanal 7 führt. Im mittigen Bereich zwischen den Enden 4,5 und in etwa auf halber Höhe eines Kolbenhubes H des Kolbens 2 ist an einer zylindrischen Zylinderwand 10 eine Einblasöffnung 8 angeordnet, welche mit Brenngas versorgt wird, der als Kraftstoff zur Verbrennung dient. Auf Höhe der Einblasöffnung 8 ist eine Reinigungsöffnung 9 angeordnet, welche im Querschnitt des Zylinders 1 auf Höhe der Einblasöffnung 8 und ihr gegenüberliegend angeordnet ist. Sie wird beispielsweise nur mit komprimierter Luft als Reinigungsgas versorgt. Dadurch erfolgen die Brenngaseinblasung und die Reinigungsgaseinblasung durch unterschiedliche Öffnungen. Zwischen Kolben 2 und Zylinderwand 11 des Zylinders 1 ist ein Spalt 13 ausgebildet. Dieser wird durch einen Kolbenring 14 im oberen Bereich des Kolbens 2 abgedichtet und damit ein Brennraum 30 zwischen oberen Ende 5 und dem Kolbenring 14 abgeschlossen. Zwischen einem Kolbendach 12 und dem Kolbenring 14 befindet sich der Feuersteg 28 als Teil des Kolbenmantels 33.Exhaust valve 6 arranged closable exhaust opening, which leads to an exhaust duct 7. In the central area between the ends 4, 5 and approximately at half the height of a piston stroke H of the piston 2, an injection opening 8 is arranged on a cylindrical cylinder wall 10 and is supplied with fuel gas which serves as fuel for combustion. At the level of the blowing opening 8 there is a cleaning opening 9, which is arranged in the cross section of the cylinder 1 at the level of the blowing opening 8 and opposite it. For example, it is only supplied with compressed air as the cleaning gas. As a result, the fuel gas injection and the cleaning gas injection take place through different openings. A gap 13 is formed between the piston 2 and the cylinder wall 11 of the cylinder 1. This is sealed by a piston ring 14 in the upper region of the piston 2 and thus a combustion chamber 30 between the upper end 5 and the piston ring 14 is closed. The top land 28 is located as part of the piston skirt 33 between a piston roof 12 and the piston ring 14.

In Fig. 1a befindet sich der beschriebene Kolben 2 in seinem unteren Totpunkt und am unteren Ende 4 des Zylinders 1. Das Abgasventil 6 ist geöffnet. Durch Spülöffnungen 11 der Zylinderwand 10 kann Luft aus dem Kurbelraum 3 in den Zylinder 1 eindringen, da sich der Kolben 2 unterhalb dieser befindet. Die einströmende Luft verteilt sich im Zylinder und das Abgas strömt durch die Abgasöffnung in den Abgaskanal 7. Die mit der Einblasöffnung 8 und der Reinigungsöffnung 9 verbundenen gasführenden Kanäle sind durch Ventile verschlossen.In Fig. 1a, the piston 2 described is at its bottom dead center and at the lower end 4 of the cylinder 1. The exhaust valve 6 is open. Air can penetrate into the cylinder 1 from the crank chamber 3 through flushing openings 11 in the cylinder wall 10, since the piston 2 is located below the latter. The inflowing air is distributed in the cylinder and the exhaust gas flows through the exhaust gas opening into the exhaust gas channel 7. The gas-carrying channels connected to the injection opening 8 and the cleaning opening 9 are closed by valves.

Fig. 1b zeigt eine darauffolgende Kolbenposition, bei fortgeschrittenen Kurbelwinkel der Kurbelwelle des Kolbens 2, der sich in Richtung des oberen Endes 5 bewegt, sich jedoch noch unterhalb der Einblasöffnung 8 und der Reinigungsöffnung 9 befindet. Die Spülöffnungen 11 sind jedoch bereits durch den Kolben 2 verschlossen und stehen nicht mehr mit sich verkleinerndem Brennraum 30 in Verbindung. Das Abgasventil 6 ist noch geöffnet und das Ventil des Kanals der Einblasöffnung 8 öffnet sich. Dadurch wird Brenngas 15 in den Zylinder 2 eingeblasen. Das Ventil der Reinigungsöffnung 9 bleibt weiterhin verschlossen.1b shows a subsequent piston position, with an advanced crank angle of the crankshaft of the piston 2, which moves in the direction of the upper end 5, but is still below the injection opening 8 and the cleaning opening 9. However, the flushing openings 11 are already closed by the piston 2 and are no longer connected to the shrinking combustion chamber 30. The exhaust valve 6 is still open and the valve of the channel of the injection opening 8 opens. As a result, fuel gas 15 is blown into the cylinder 2. The valve of the cleaning opening 9 remains closed.

Fig. 1c zeigt eine auf Fig. 1b folgende Position, bei der sich das Kolbendach 12 des Kolbens 2 direkt unterhalb der Einblasöffnung 8, bzw. der Reinigungsöffnung 9 befindet und diese noch frei sind. Das Abgasventil 6 ist geschlossen und verhindert / 25 das Austreten des Brenngas-Luftgemisches. Dadurch steigt der Druck im Zylinder 1 bei zunehmender Aufwärtsbewegung des Kolbens 2. Die Brenngaseinblasung durch die Einblasöffnung 8 wird beendet und das Ventil des Kanals der Reinigungsöffnung 9 wird geöffnet, wodurch Luft als Reinigungsgas in den Zylinder 2 einströmt. Damit wird das eingeblasene Brenngas 15 in Richtung des oberen Endes 5 getrieben und ein Brenngasarmer Reinigungsgaspolster auf dem Kolbendach 12 erzeugt.1c shows a position following FIG. 1b, in which the piston roof 12 of the piston 2 is located directly below the injection opening 8 or the cleaning opening 9 and these are still free. The exhaust valve 6 is closed and prevents the fuel / air mixture from escaping. As a result, the pressure in the cylinder 1 increases with increasing upward movement of the piston 2. The fuel gas injection through the injection opening 8 is ended and the valve of the channel of the cleaning opening 9 is opened, as a result of which air flows into the cylinder 2 as the cleaning gas. The injected fuel gas 15 is thus driven in the direction of the upper end 5 and a cleaning gas cushion low in fuel gas is generated on the piston roof 12.

In Fig. 1d hat sich der Kolben 2 bereits soweit bewegt, dass sich ein Kolbendach 12 des Kolbens 2, sowie der Kolbenring 14 oberhalb der Einblasöffnung 8 und der Reinigungsöffnung 9 befindet und damit zwischen diesen und dem oberen Ende 5, bzw. einem oberen Totpunkt des Kolbens 2 liegt. Die bis dahin fortgesetzte Reinigungsgaseinblasung durch die Reinigungsöffnung 9 hat den Spalt 13 von Brenngas 15 weitestgehend befreit und wird durch schließen des Ventils des Kanals der Reinigungsöffnung 9 beendet. Nach dieser Position setzt der Koben 2 seine Aufwärtsbewegung bis zum Erreichen des oberen Totpunktes fort, wo das fertig verdichtete Gasgemisch verbrannt wird (nicht dargestellt).In Fig. 1d, the piston 2 has already moved so far that a piston roof 12 of the piston 2 and the piston ring 14 are located above the injection opening 8 and the cleaning opening 9 and thus between them and the upper end 5, or an upper dead center the piston 2 is. The cleaning gas injection through the cleaning opening 9 which has continued until then has largely freed the gap 13 of fuel gas 15 and is ended by closing the valve of the channel of the cleaning opening 9. After this position, the piston 2 continues its upward movement until it reaches top dead center, where the compressed gas mixture is burned (not shown).

In Fig. 2 wird eine Ausführungsform mit mehreren Reinigungsöffnungen 9 und Einblasöffnungen 8 gezeigt. Dabei weisen zwei im Querschnitt des Zylinders 2 gegenüberliegende erste Reinigungsöffnungen 9a Verbindungen zu je einem brenngasführenden Kanal 16 und je einem reinigungsgasführendem Kanal 17 auf, während eine zweite Reinigungsöffnung 9b nur mit einem reinigungsgasführenden Kanal 17 verbunden ist. Dazu ist noch eine Einblasöffnung 8 vorgesehen, welche nur mit einem brenngasführendem Kanal 16 verbunden ist. Die zweite Reinigungsöffnung 9b, die nur mit einem reinigungsgasführenden Kanal 17 verbunden ist, ist im Querschnitt normal zu den ersten Reinigungsöffnungen 9a angeordnet. Die brenngasführenden Kanäle 16 sind im Wesentlichen radial zum Zylinder 1 angeordnet, während die reinigungsgasführenden Kanäle 17 in einem spitzen Winkel in Normalebene zur Zylinderachse A mit den brenngasführenden Kanälen 16 und den ersten Reinigungsöffnungen 9a zusammenlaufen. Damit wird die Luft schräg eingeblasen. Zwischen einer ersten Reinigungsöffnung 9a und der zweiten Reinigungsöffnung 9b ist die Einblasöffnung 8 angeordnet, die im Wesentlichen in einem 45°-Winkel zwischen den benachbarten Öffnungen 9a, 9b steht. Der reinigungsgasführende Kanal 17 der zweiten Reinigungsöffnung 9b mündet ebenso radial zum Zylinder 1 in die zweite Reinigungsöffnung 9b, wodurch diese Luft radial einbläst. Der brenngasführende Kanal 16 der Einblasöffnung 8 / 25 hingegen mündet exzentrisch und bringt damit das Brenngas 15 schräg in denAn embodiment with a plurality of cleaning openings 9 and injection openings 8 is shown in FIG. 2. In this case, two first cleaning openings 9a lying opposite one another in the cross section of the cylinder 2 have connections to a channel 16 carrying fuel gas and one channel 17 carrying cleaning gas each, while a second cleaning opening 9b is only connected to one channel 17 carrying cleaning gas. In addition, an injection opening 8 is provided which is only connected to a channel 16 carrying fuel gas. The second cleaning opening 9b, which is connected only to a channel 17 carrying cleaning gas, is arranged in cross section normal to the first cleaning openings 9a. The fuel gas-carrying channels 16 are arranged essentially radially to the cylinder 1, while the cleaning gas-carrying channels 17 converge at an acute angle in the normal plane to the cylinder axis A with the fuel gas-carrying channels 16 and the first cleaning openings 9a. This will blow in the air at an angle. The injection opening 8 is arranged between a first cleaning opening 9a and the second cleaning opening 9b and is essentially at a 45 ° angle between the adjacent openings 9a, 9b. The cleaning gas-carrying channel 17 of the second cleaning opening 9b likewise opens radially to the cylinder 1 into the second cleaning opening 9b, as a result of which this air is blown in radially. The fuel gas channel 16 of the injection opening 8/25, on the other hand, opens eccentrically and thus brings the fuel gas 15 obliquely into the

Zylinder 1 ein. Dadurch erfolgt die Brenngaseinblasung durch die erstenCylinder 1 a. As a result, the fuel gas is injected through the first

Reinigungsöffnungen 9a und die Einblasöffnung 8, während dieCleaning openings 9a and the injection opening 8, while the

Reinigungsgaseinblasung über die erste Reinigungsöffnungen 9a und die zweitenCleaning gas injection via the first cleaning openings 9a and the second

Reinigungsöffnungen 9b erfolgt.Cleaning openings 9b takes place.

Fig. 3 zeigt eine der ersten Ausführungsform ähnlichen dritte Ausführungsform mit mehreren ersten Reinigungsöffnungen 9a und Einblasöffnungen 8. Alle Öffnungen 9a, 8 sind in der unteren Hälfte des Kolbenhubes H angeordnet. Dabei sind zwei erste Reinigungsöffnungen 9a, die mit je einem brenngasführendem Kanal 16 und einem reinigungsgasführendem Kanal 17 verbunden sind, entlang der Zylinderachse A zueinander höhenversetzt angeordnet. Auf Höhe der unteren ersten Reinigungsöffnung 9a und unterhalb dieser ist je eine Einblasöffnung 8 angeordnet. Dabei steht der reinigungsgasführende Kanal 17 bei den ersten Reinigungsöffnungen 9a im Bereich der Einmündung einmal in Bezug zur Zylinderachse A schräg und einmal normal. Bei den brenngasführenden Kanälen 16 verhält es sich ebenso, jedoch bei den jeweils anderen ersten Reinigungsöffnungen 9a.FIG. 3 shows a third embodiment similar to the first embodiment with a plurality of first cleaning openings 9a and injection openings 8. All openings 9a, 8 are arranged in the lower half of the piston stroke H. In this case, two first cleaning openings 9a, which are each connected to a channel 16 carrying fuel gas and a channel 17 carrying cleaning gas, are arranged offset in height from one another along the cylinder axis A. At the level of the lower, first cleaning opening 9a and below this, there is one blowing opening 8 each. Here, the cleaning gas-carrying channel 17 is at the first cleaning openings 9a in the region of the confluence once with respect to the cylinder axis A and once normal. The same applies to the channels 16 carrying fuel gas, but to the other first cleaning openings 9a.

Die ersten Reinigungsöffnungen 9a und die Einblasöffnungen 8 sind damit entlang der Zylinderachse A verteilt angeordnet, wobei sie über weniger als der Hälfte der Zylinderlänge und des Kolbenhubes verteilt sind. Sie sind in den unteren zwei Drittel des Zylinders, beabstandet vom unteren Totpunkt des Kolbens angeordnet.The first cleaning openings 9a and the injection openings 8 are thus arranged distributed along the cylinder axis A, being distributed over less than half the cylinder length and the piston stroke. They are located in the lower two thirds of the cylinder, spaced from the bottom dead center of the piston.

Fig. 4 zeigt ein mögliches, erfindungsgemäßes Öffnungsdiagramm von den Öffnungen in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine, welche ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendet. Diese Öffnungen und Schließungen werden durch Ventile, die die Brenngaseinblasung, Abgasausblasung und Reinigungsgaseinblasung definieren, oder durch Überdecken der Spülöffnungen 11 durch den Kolben 2 erreicht und in Abhängigkeit des Kurbelwinkels 19 der Kurbelwelle des Kolbens 2 dargestellt. Ein Öffnungsgrad 18 von 1 bedeutet dabei, dass das Ventil vollständig offen ist, bzw. dass die Spülöffnungen vollständig frei sind, wodurch ein vollständiger Fluss des Brenngases, Abgases oder des Reinigungsgases durch die jeweilige Öffnung möglich ist. Ein Wert von 0 stellt den vollständigen Verschluss dar, wodurch kein Fluss möglich ist. Darüber hinaus ist der Zylinderdruck 20 in Abhängigkeit des Kurbelwinkels 19 als Kurve 22 dargestellt.FIG. 4 shows a possible opening diagram according to the invention of the openings in an embodiment of an internal combustion engine according to the invention which uses a method according to the invention. These openings and closings are achieved by valves which define the fuel gas injection, exhaust gas discharge and cleaning gas injection, or by covering the purge openings 11 by the piston 2 and are represented as a function of the crank angle 19 of the crankshaft of the piston 2. A degree of opening 18 of 1 means that the valve is completely open, or that the purge openings are completely free, whereby a complete flow of the fuel gas, exhaust gas or cleaning gas is possible through the respective opening. A value of 0 represents the complete closure, which means that no flow is possible. In addition, the cylinder pressure 20 is shown as a curve 22 as a function of the crank angle 19.

/ 25/ 25

Linie 21 zeigt den Öffnungsgrad der Auslassöffnung des Auslassventils 6, das bei niedrigem Kurbelwinkel 19, also wenn sich der Kolben 2 in der Nähe seines unteren Totpunktes befindet, voll geöffnet ist. Das durch die letzte Verbrennung entstandene Abgas kann durch den Abgaskanal 7 den Zylinder 2 verlassen. Bei einem Kurbelwinkel von 230 beginnt der Kolben 2 durch seine Aufwärtsbewegung die Spülöffnungen 11 zu überdecken, wodurch der Fluss an Reinigungsgas aus dem Kurbelraum durch diese rapide abnimmt (Linie 23). Zeitgleich mit dem beginnenden Verschluss der Spülöffnungen 11 werden die Ventile der brenngasführenden Kanäle 16 von Einblasöffnungen 8 und Reinigungsöffnungen 9 geöffnet und Brenngas strömt in den Zylinder 2 ein (Linie 24). Die Ventile benötigen dabei einen Kurbelwinkel von etwa 5° um vollständig zu öffnen. Bei einem Kurbelwinkel von 265°, kurz bevor das Kolbendach 12 die Öffnungen - durch die die Brenngaseinblasung erfolgt - erreicht, beginnen sie wieder zu schließen, was bei etwa 270° abgeschlossen ist.Line 21 shows the degree of opening of the outlet opening of the outlet valve 6, which is fully open at a low crank angle 19, that is to say when the piston 2 is near its bottom dead center. The exhaust gas resulting from the last combustion can leave the cylinder 2 through the exhaust gas duct 7. At a crank angle of 230, the piston 2 begins to cover the flushing openings 11 due to its upward movement, as a result of which the flow of cleaning gas from the crank chamber rapidly decreases through these (line 23). At the same time as the purging openings 11 begin to close, the valves of the fuel gas ducts 16 of injection openings 8 and cleaning openings 9 are opened and fuel gas flows into the cylinder 2 (line 24). The valves need a crank angle of about 5 ° to open fully. At a crank angle of 265 °, just before the piston roof 12 reaches the openings through which the fuel gas is injected, they begin to close again, which is completed at about 270 °.

Bei einem Kurbelwinkel von 240° beginnt das Auslassventil 6 langsam zu schließen, wobei es erst bei 290° vollständig geschlossen ist. Der bis dahin weitestgehend gleich gebliebene Zylinderdruck steigt bei fortschreitender Schließung des Auslassventils 6 kontinuierlich an.At a crank angle of 240 °, the exhaust valve 6 begins to close, whereby it is only completely closed at 290 °. The cylinder pressure, which had remained largely the same up to that point, rises continuously as the exhaust valve 6 progressively closes.

Bei einem Kurbelwinkel von 260°, also noch während der Brenngaseinblasung werden die Ventile der reinigungsgasführenden Kanäle 17 der Reinigungsöffnungen 9 geöffnet (Linie 25), und es erfolgt eine Reinigungsgaseinblasung. Dabei öffnet diese langsamer und deren vollständige Öffnung wird erst bei Kurbelwinkel 270° erreicht, also wenn die Brenngaseinblasung vollständig abgeschlossen ist. Dadurch wird ein Reinigungsgaspolster im Bereich des Kolbendaches 12 erreicht, der direkt über dem Kolbendach 12 besonders brenngasarm ist. Durch die frühe Reinigungsgaseinblasung kann das Reinigungsgas bei noch relativ geringem Zylinderdruck eingebracht werden, wodurch dieses nicht so stark verdichtet werden muss.At a crank angle of 260 °, that is to say while the fuel gas is being blown in, the valves of the channels 17 of the cleaning openings 9 carrying the cleaning gas are opened (line 25), and a cleaning gas is blown in. This opens more slowly and its full opening is only reached at a crank angle of 270 °, i.e. when the fuel gas injection has been completed. This achieves a cleaning gas cushion in the area of the piston roof 12, which is particularly low in fuel gas directly above the piston roof 12. Due to the early cleaning gas injection, the cleaning gas can be introduced at a relatively low cylinder pressure, which means that it does not have to be compressed as much.

Bei einem Kurbelwinkel von 280° erreicht das Kolbendach 12 die Reinigungsöffnungen 9, angezeigt durch Flanke 26. Der Feuersteg 28 beginnt ab diesem Punkt die Reinigungsöffnungen 9 zu überdecken, wodurch das Reinigungsgas in den Spalt 13 einströmt und diesen von Brenngas reinigt. Bei einem Kurbelwinkel von 290° erreicht die Oberkante des Kolbenrings 14 die / 25At a crank angle of 280 °, the piston roof 12 reaches the cleaning openings 9, indicated by flank 26. From this point, the top land 28 begins to cover the cleaning openings 9, as a result of which the cleaning gas flows into the gap 13 and cleans it of fuel gas. At a crank angle of 290 °, the upper edge of the piston ring 14 reaches / 25

Oberkante der Reinigungsöffnungen 9, angezeigt durch Flanke 27. Kurz davor, beiUpper edge of the cleaning openings 9, indicated by edge 27. Shortly before, at

286° beginnen die Ventile der reinigungsgasführenden Kanäle 17 zu schließen, und erreichen bei 295°, kurz nachdem der Kolbenring 14 die Reinigungsöffnungen 9 passiert, seine vollständige Verschlussposition.At 286 °, the valves of the cleaning gas-carrying channels 17 begin to close, and at 295 °, shortly after the piston ring 14 passes through the cleaning openings 9, it reaches its complete closed position.

Fig. 5 zeigt ein Öffnungsdiagramm ähnlich dem von Fig. 4. Jedoch beginnt hier die Reinigungsgaseinblasung (Linie 25) erst ab einem Kurbelwinkel von 270°, also nach Abschluss der Brenngaseinblasung (Linie 24). Sie weist auch einen steileren Anstieg auf und erreicht schon bei 275° ihr Maximum. Zusätzlich wird die Reinigungsgaseinblasung noch vor Flanke 27 und damit vor vollständiger Trennung der Reinigungsöffnung vom Brennraum beendet. Bei 287° sind die Ventile der reinigungsgasführenden Kanäle 17 vollständig geschlossen. Damit ist auch die gesamte eingeblasene Reinigungsgasmenge geringer und der Reinigungsgaspolster kleiner.FIG. 5 shows an opening diagram similar to that of FIG. 4. However, here the cleaning gas injection (line 25) only begins at a crank angle of 270 °, that is to say after the fuel gas injection (line 24) has ended. It also has a steeper climb and reaches its maximum at 275 °. In addition, the cleaning gas injection is ended before flank 27 and thus before the cleaning opening is completely separated from the combustion chamber. At 287 °, the valves of the cleaning gas-carrying channels 17 are completely closed. This means that the total amount of cleaning gas blown in is smaller and the cleaning gas cushion is smaller.

Fig. 6 zeigt schematisch ein Detail der in Fig. 1a-1d dargestellten Ausführungsform in einer Kolbenposition zwischen Fig. 1c und 1d. Der Kolben 2 besitzt dabei an seinem Mantel 33 eine Ausnehmung, in der ein Kolbenring 14 angeordnet ist. Dieser Kolbenring 14 erstreckt sich über den Spalt 13 zwischen Kolbenmantel 33 und Zylinderwand 10 hinweg und dichtet damit den Brennraum 30 gegen den Kurbelraum 3 ab. Der Kolben 2 hat ein Kolbendach 12, welches in der Mitte des Kolbens 2 eine Kolbenmulde aufweist. Die Kolbenringoberkante 32 des Kolbenrings 14 befindet sich auf Höhe der Öffnungsoberkante 31 der Reinigungsöffnung 9. Damit ist die Reinigungsöffnung 9 vom Brennraum 30 vollständig abgedeckt und damit nicht mehr mit ihr verbunden. Der Kolbenring 14 weist in etwa die gleiche Dicke auf wie die Reinigungsöffnung 9. Es ist vorteilhaft, wenn die Reinigungsgaseinblasung durch die dargestellte Reinigungsöffnung 9 in der dargestellten Kolbenstellung beendet wird, da kein Reinigungsgas mehr in den Brennraum 30 eingeblasen werden kann.Fig. 6 shows schematically a detail of the embodiment shown in Fig. 1a-1d in a piston position between Fig. 1c and 1d. The piston 2 has on its jacket 33 a recess in which a piston ring 14 is arranged. This piston ring 14 extends over the gap 13 between the piston skirt 33 and the cylinder wall 10 and thus seals the combustion chamber 30 against the crank chamber 3. The piston 2 has a piston roof 12 which has a piston recess in the middle of the piston 2. The upper edge 32 of the piston ring 14 of the piston ring is located at the level of the upper edge 31 of the cleaning opening 9. The cleaning opening 9 is thus completely covered by the combustion chamber 30 and is therefore no longer connected to it. The piston ring 14 has approximately the same thickness as the cleaning opening 9. It is advantageous if the cleaning gas injection is ended through the cleaning opening 9 shown in the piston position shown, since cleaning gas can no longer be blown into the combustion chamber 30.

Claims (15)

P A T E N T A N S P R Ü C H EP A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zum Betreiben einer Brenngas (15) verbrennenden Brennkraftmaschine, insbesondere einer Großbrennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder (1), wobei sich zumindest ein Kolben (2) mit zumindest einem Kolbenring (14) in dem eine Zylinderwand (10) aufweisenden Zylinder (1) von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt und dabei das Brenngas (15) in zumindest einer Kolbenstellung im Bereich der Zylinderwand (10) eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reinigungsgas durch zumindest eine an der Zylinderwand (10) angeordnete Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) in den Zylinder (1) eingeblasen wird, wenn zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) vom Feuersteg (28) des Kolbens (2) zumindest teilweise abgedeckt wird.1. Method for operating a combustion gas (15) internal combustion engine, in particular a large internal combustion engine with at least one cylinder (1), with at least one piston (2) with at least one piston ring (14) in the cylinder (1) having a cylinder wall (10) ) is moved from a bottom dead center to a top dead center and the fuel gas (15) is blown into at least one piston position in the region of the cylinder wall (10), characterized in that a cleaning gas is passed through at least one cleaning opening (9) arranged on the cylinder wall (10) , 9a, 9b) is blown into the cylinder (1) if at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) is at least partially covered by the top land (28) of the piston (2). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsgaseinblasung durch zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) beginnt, bevor diese Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) vom Feuersteg (28) des Kolbens (2) zumindest teilweise abgedeckt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the cleaning gas injection through at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) begins before this cleaning opening (9, 9a, 9b) is at least partially covered by the top land (28) of the piston (2) , 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsgaseinblasung bei Vorbeibewegen des obersten Kolbenringes (14) an zumindest einer Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) beendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cleaning gas injection is stopped when the uppermost piston ring (14) moves past at least one cleaning opening (9, 9a, 9b). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Arbeitszyklus Reinigungsgas in der Menge von zumindest 1 %, vorzugsweise zwischen 1 % und 3 %, einer Gesamtlademasse des Zylinders (2) über die zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) eingeblasen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that per working cycle cleaning gas in the amount of at least 1%, preferably between 1% and 3%, of a total loading mass of the cylinder (2) via the at least one cleaning opening (9, 9a , 9b) is blown in. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenngaseinblasung bei oder nach dem Beginn der Reinigungsgaseinblasung beendet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel gas injection is terminated at or after the start of the cleaning gas injection. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsgaseinblasung im Höhenbereich der Brenngaseinblasung erfolgt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cleaning gas injection takes place in the height range of the fuel gas injection. 14 / 2514/25 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas (15) zusätzlich zum Reinigungsgas über zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) eingeblasen wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel gas (15) is blown in addition to the cleaning gas via at least one cleaning opening (9, 9a, 9b). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsgaseinblasung in einem Bereich oberhalb von 2 % unterhalb des Ortes der Brenngaseinblasung, bezogen auf den Kolbenhub (H) erfolgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the cleaning gas injection takes place in a range above 2% below the location of the fuel gas injection, based on the piston stroke (H). 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine als Zweitaktmotor betrieben wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the internal combustion engine is operated as a two-stroke engine. 10. Brennkraftmaschine, die mit Brenngas (15) betreibbar ist, insbesondere eine Großbrennkraftmaschine mit zumindest einem eine Zylinderwand (10) aufweisenden Zylinder (1) und zumindest einem darin angeordneten Kolben (2), wobei das Brenngas (15) im Bereich der Zylinderwand (10) einblasbar ist und wobei der Kolben (2) zumindest einen Kolbenring (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Zylinderwand (10) zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) zum Einführen von Reinigungsgas und zumindest eine Einblasöffnung (8) zum Einblasen des Brenngases (15) aufweist, wobei dann zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) in einem Bereich oberhalb von 2 % unterhalb zumindest einer Einblasöffnung, bezogen auf den Kolbenhub (H) angeordnet ist, oder die Zylinderwand (10) zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) aufweist, durch die sowohl das Reinigungsgas als auch das Brenngas (15) eingeblasen werden.10. Internal combustion engine that can be operated with fuel gas (15), in particular a large internal combustion engine with at least one cylinder (1) having a cylinder wall (10) and at least one piston (2) arranged therein, the fuel gas (15) in the region of the cylinder wall ( 10) can be blown in and the piston (2) has at least one piston ring (14), characterized in that either the cylinder wall (10) has at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) for introducing cleaning gas and at least one blowing opening (8) for blowing in the fuel gas (15), in which case at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) is arranged in a region above 2% below at least one blowing opening, based on the piston stroke (H), or at least the cylinder wall (10) has a cleaning opening (9, 9a, 9b) through which both the cleaning gas and the fuel gas (15) are blown. 11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) auf gleicher Zylinderhöhe mit zumindest einer Einblasöffnung (8) liegt.11. Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) lies at the same cylinder height with at least one injection opening (8). 12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine zumindest eine Einspritzeinrichtung für einen flüssigen Kraftstoff aufweist.12. Internal combustion engine according to claim 10 or 11, characterized in that the internal combustion engine has at least one injection device for a liquid fuel. 13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) zumindest eine Spülöffnung (11) zur Belüftung des Zylinders (1) aufweist, die zwischen der zumindest einen13. Internal combustion engine according to one of claims 10 to 12, characterized in that the cylinder (1) has at least one flushing opening (11) for ventilation of the cylinder (1), which between the at least one 15 / 2515/25 Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) und dem unteren Totpunkt des Zylinders (1) angeordnet ist.Cleaning opening (9, 9a, 9b) and the bottom dead center of the cylinder (1) is arranged. 14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Reinigungsöffnung (9, 9a, 9b) einen Durchmesser von zumindest 10 mm, vorzugsweise zumindest 15 mm aufweist.14. Internal combustion engine according to one of claims 10 to 13, characterized in that at least one cleaning opening (9, 9a, 9b) has a diameter of at least 10 mm, preferably at least 15 mm. 15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine ein Zweitaktmotor ist.15. Internal combustion engine according to one of claims 10 to 14, characterized in that the internal combustion engine is a two-stroke engine.
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