CH388015A - Method for operating a piston internal combustion engine with gaseous fuel - Google Patents

Description

  

      Verfahren    zum Betrieb einer     Kolbenbrennkraftmaschine          mit        gasförmigem        Brennstoff       Die Erfindung     betrifft    ein Verfahren zum Betrieb  einer     Kolbenbrennkraftmaschine    mit gasförmigem  Brennstoff, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass  bei Teillast die Brennluft vor Einführung in den  Zylinder auf erhöhte Temperatur gebracht wird.  



  Bei     Kolbenbrennkraftmaschinen    besteht die Schwie  rigkeit, dass ein     Gas-Luftgemisch    nur in einem be  grenzten Mischverhältnis     entzündbar    ist. Ausserdem  ist auch bei mageren Gemischen, also bei Gemischen  die wenig Gas enthalten, aus verschiedenen Gründen  der Betrieb unwirtschaftlich, auch wenn noch     Ent-          zündbarkeit    vorliegt. Durch diese Umstände wird die  Regelung der Maschine bei Teillast erschwert.  



  Es ist bekannt, bei Teillast zwecks Aufrechterhal  tung eines gewünschten     Gas-Luftverhältnisses    zu  sammen mit Verminderung der Gaszufuhr auch die  Luftzufuhr zu drosseln. Durch den dabei entstehenden  Unterdruck werden jedoch Leistungsverluste der Ma  schine verursacht. Bei Zweitaktmotoren entsteht zu  dem der grundlegende Nachteil, dass durch eine Luft  drosselung die Spülung des Motors verschlechtert  wird.

   Es entsteht dabei insbesondere bei längs  gespülten Motoren die Gefahr einer Schichtenbildung,  wobei im zentralen Teil des Verbrennungsraumes,  also dort, wo normalerweise die Zündung herbei  geführt werden soll, die Verbrennungsgase von der  vorigen Verbrennung konzentriert sind und dadurch  die Entzündung eines an sich brennbaren     Frischluft-          Gasgemisches    verhindern.  



  Erfindungsgemäss wird eine Verbesserung des  Betriebes einer derartigen Maschine bei Teillast er  zielt, unter Vermeidung der mit einer Drosselung ver  bundenen Nachteile.  



  Durch die Erhitzung wird das spezifische Gewicht  der Ansaugluft vermindert, so dass im Zylinderraum  ein vermindertes Luftgewicht vorhanden ist, ohne dass  zum Mittel der Druckabsenkung, z. B. durch Dros  selung, geschritten werden muss. Zudem hat es sich    erwiesen, dass wärmere Ansaugluft bei     Teillastbetrieb     eine günstigere Verbrennung ergibt, welche in einem  kleineren     Teillast-Brennstoffverbrauch    resultiert. Es  werden insbesondere durch die erhöhte Temperatur  der Ansaugluft die Grenzen der Brennbarkeit des       Gasluftgemisches    nach unten ausgeweitet. Es     liegt     also bei wärmerer Ansaugluft die untere Grenze der  Brennbarkeit bei einem Gemisch mit geringerem Gas  gehalt als bei kühlerer Ansaugluft.  



  Die Erhitzung der Ansaugluft kann z. B. mit  Hilfe eines Wärmeübertragers durchgeführt werden,  der auf der einen Seite von der Ansaugluft, auf der  anderen Seite durch Auspuffgase durchströmt wird.  Bei Volllast wird dieser Wärmeübertrager ausge  schaltet.  



  Die Erhitzung kann auch anstatt durch Auspuff  gase durch ein in einem     Abhitzekessel    erhitztes  Medium, z. B. Wasser oder Wasserdampf erfolgen.  In einem solchen Falle ist es auch mit Vorteil möglich,  einen normalerweise in der Ansaugleitung vor  handenen Luftkühler zur Lufterhitzung heranzu  ziehen. Es ist dabei nur notwendig, diesen vom Kühl  wasserkreislauf abzutrennen und an die Heisswasser-,  bzw. Dampfleitung des     Abhitzekessels        anzuschliessen.  



      Method for operating a piston internal combustion engine with gaseous fuel. The invention relates to a method for operating a piston internal combustion engine with gaseous fuel, which is characterized in that at partial load the combustion air is brought to an elevated temperature before it is introduced into the cylinder.



  With piston internal combustion engines there is the difficulty that a gas-air mixture can only be ignited in a limited mixing ratio. In addition, even with lean mixtures, that is, with mixtures that contain little gas, operation is uneconomical for various reasons, even if it is still ignitable. These circumstances make it difficult to control the machine at part load.



  It is known to throttle the air supply at part load for the purpose of maintaining a desired gas-air ratio together with reducing the gas supply. However, the resulting negative pressure causes the machine to lose its performance. In the case of two-stroke engines, there is also the fundamental disadvantage that the purging of the engine is impaired by throttling the air.

   There is a risk of stratification, especially in longitudinally scavenged engines, whereby the combustion gases from the previous combustion are concentrated in the central part of the combustion chamber, i.e. where the ignition should normally take place, and thus the ignition of a per se combustible fresh air Prevent gas mixture.



  According to the invention, an improvement in the operation of such a machine at part load is aimed at avoiding the disadvantages associated with throttling.



  As a result of the heating, the specific weight of the intake air is reduced, so that there is a reduced air weight in the cylinder space without the need for the means of pressure reduction, e.g. B. by throttling, must be stepped. In addition, it has been shown that warmer intake air results in more favorable combustion in part-load operation, which results in lower part-load fuel consumption. In particular, the increased temperature of the intake air extends the limits of the combustibility of the gas-air mixture downwards. So it is with warmer intake air, the lower limit of flammability for a mixture with a lower gas content than with cooler intake air.



  The heating of the intake air can, for. B. be carried out with the help of a heat exchanger, which is flowed through on the one hand by the intake air, on the other hand by exhaust gases. This heat exchanger is switched off at full load.



  The heating can also be used instead of exhaust gases by a medium heated in a waste heat boiler, e.g. B. water or steam. In such a case, it is also advantageously possible to use an air cooler that is normally present in the intake line to heat the air. It is only necessary to separate this from the cooling water circuit and connect it to the hot water or steam line of the waste heat boiler.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Betrieb einer Kolbenbrennkraft- maschine mit gasförmigem Brennstoff, dadurch ge kennzeichnet, dass bei Teillast die Brennluft vor Ein führung in den Zylinder auf erhöhte Temperatur gebracht wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Temperaturerhöhung durch einen in der Luftleitung angeordneten Wärmeüber trager erfolgt. 2. Verfahren nach Unteranpruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass dem Wärmeübertrager Auspuff gase zugeführt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Temperaturerhöhung der Ansaugluft der in der Luftleitung vorhandene Luft kühler herangezogen wird. PATENT CLAIM A method for operating a piston-type internal combustion engine with gaseous fuel, characterized in that at partial load the combustion air is brought to an elevated temperature before it is introduced into the cylinder. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the temperature increase is carried out by a heat exchanger arranged in the air duct. 2. The method according to dependent claim 1, characterized in that exhaust gases are fed to the heat exchanger. 3. The method according to claim, characterized in that the air present in the air line is used cooler to increase the temperature of the intake air. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Temperaturerhöhung der Brennluft heisses Medium aus einem Abhitzekessel verwendet wird. 4. The method according to claim, characterized in that hot medium from a waste heat boiler is used to increase the temperature of the combustion air.