DE102005062255B4 - Internal combustion engine with internal combustion - Google Patents

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Abstract

Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Verdichter für die Verbrennungsluft, mit einer separaten Vormischeinrichtung für ein Brennstoff-Luft-Gemisch, in der ein Teil der Verbrennungsluft als Mischluft mit dem Kraftstoff zu dem Brennstoff-Luft-Gemisch gemischt wird, und mit einer Einrichtung zur Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches, die als Verdichter für das Brennstoff-Luft-Gemisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (15) zur Steuerung des Brennstoff/Verbrennungsluftverhältnisses des Brennstoff-Luft-Gemisches durch Steuerung des Teils der Verbrennungsluft vorgesehen ist.Internal combustion engine having a compressor for the combustion air, with a separate premixing device for a fuel-air mixture in which a part of the combustion air is mixed as mixed air with the fuel to the fuel-air mixture, and with a means for increasing energy of the fuel-air mixture, which is designed as a compressor for the fuel-air mixture, characterized in that means (15) for controlling the fuel / combustion air ratio of the fuel-air mixture is provided by controlling the part of the combustion air.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Derartige Brennkraftmaschinen verwenden das Brenngas als Arbeitsmedium. Je nach der Art der Verbrennung unterscheidet man Verbrennungskraftmaschinen mit zyklischer Verbrennung und Verbrennungskraftmaschinen mit kontinuierlicher Verbrennung. Die gebräuchlichsten Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Verbrennung sind Gasturbinen, die auch als Strömungsmaschinen bezeichnet werden. Demgegenüber sind die gebräuchlichen Verbrennungskraftmaschinen mit zyklischer innerer Verbrennung und mit einem Verdichter für die Verbrennungsluft sogenannte Diesel- oder Ottobrennkraftmaschinen, bei denen im Gegensatz zur Gasturbine die Art der Maschine eine sogenannte Arbeitsraum bildende Maschine ist. Diese Systematik ist beispielsweise aus dem Kraftfahrtechnischen Taschenbuch, 22. Auflage, Robert Bosch GmbH 2004 bekannt.such Internal combustion engines use the fuel gas as the working medium. ever According to the type of combustion one differentiates combustion engines with cyclic combustion and internal combustion engines with continuous Combustion. The most common Continuous combustion engines are gas turbines, as well as turbomachines be designated. In contrast, are the common ones Internal combustion engines with cyclic internal combustion and with a compressor for the combustion air so-called diesel or Otto internal combustion engines, in which, in contrast to the gas turbine, the type of machine a so-called work space forming machine is. This classification is For example, from the Automotive Handbook, 22nd edition, Robert Bosch GmbH 2004 known.

Eine derartige Verbrennungskraftmaschine ist aus der US 2 827 759 A bekannt. Diese Verbrennungskraftmaschine weist als Einrichtung zur Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches einen Verdichter für das Brennstoff-Luft-Gemisch auf. Zwischen den Hauptverdichterschaufeln und dem Verdichter für das Brennstoff-Luft-Gemisch ist eine starre Verbindung über die Turbinenwelle vorgesehen, so dass die Steuerung des Brennstoff/Verbrennungsluftverhältnisses allein durch Veränderung der Kraftstoffmenge erfolgen kann.Such an internal combustion engine is from the US 2,827,759 A known. This internal combustion engine has a compressor for the fuel-air mixture as a means for increasing the energy of the fuel-air mixture. Between the main compressor blades and the fuel-air mixture compressor there is provided a rigid connection across the turbine shaft so that the fuel / combustion air ratio control can be accomplished solely by varying the amount of fuel.

Derartige Verbrennungskraftmaschinen weisen bisher den Nachteil auf, dass aufgrund des besseren Ausbrandes des Brennstoffes in der Brennkraftmaschine zwar der thermische Wirkungsgrad der Maschinen gesteigert werden konnte, dass jedoch aufgrund der Erhöhung des Temperaturniveaus in der Brennkammer bzw. im Brennraum in verstärktem Umfang die Bildung von thermisch gebildetem NOx zunahm. Dies führt letztlich zu einer erhöhten Stickoxidemission der Brennkraftmaschinen, die unerwünscht ist. Diese erhöhte Stickoxidemission steht einer weiteren Wirkungsgraderhöhung der Verbrennungskraftmaschinen im Wege.such Internal combustion engines have so far the disadvantage that due to the better burnout of the fuel in the internal combustion engine Although the thermal efficiency of the machines are increased However, that could be due to the increase in temperature levels in the combustion chamber or in the combustion chamber to an increased extent the formation of thermally formed NOx increased. This ultimately leads to an increased nitrogen oxide emission the internal combustion engine, which is undesirable. This increased nitrogen oxide emission represents a further increase in efficiency of internal combustion engines in the way.

Die Erfindung hat die Aufgabe, Verbrennungskraftmaschinen mit innerer Verbrennung und mit einem Verdichter für die Verbrennungsluft dahingehend weiterzubilden, dass die thermische Bildung von NOx vermindert und der thermische Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschinen zugleich erhöht wird.The Invention has the task of internal combustion engines Combustion and with a compressor for the combustion air to the effect to develop that reduces the thermal formation of NOx and the thermal efficiency of the internal combustion engines at the same time elevated becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Einrichtung zur Steuerung des Brennstoff/Verbrennungsluftverhältnisses des Brennstoff-Luft-Gemisches durch Steuerung des Teils der Verbrennungsluft vorgesehen ist.These Task is inventively characterized solved, that means for controlling the fuel / combustion air ratio of the fuel-air mixture is provided by controlling the part of the combustion air.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung geschaffen, bei der durch die Vormischung des Brennstoff-Luft-Gemisches außerhalb der Brennkammer bzw. des Brennraumes eine deutlich bessere Verdampfung des Brennstoffes in der Verbrennungsluft erfolgt, so dass das der Brennkammer bzw. dem Brennraum zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch deutlich homogener ist. Durch die Homogenisierung des Brennstoff-Luft-Gemisches erfolgt ein deutlich homogenerer und vollständigerer Ausbrand des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Brennkammer bzw. im Brennraum als dies bei den vorbekannten Verbrennungskraftmaschinen möglich ist. Für diese vollständigere Verbrennung sind jedoch deutlich geringere Temperaturen erforderlich, so dass auch die Bildungsrate von thermisch gebildetem NOx deutlich gegenüber dem Vorbekannten reduziert ist.With the measures according to the invention will created an internal combustion engine, in by the premix of the fuel-air mixture outside the Combustion chamber and the combustion chamber a much better evaporation of the fuel in the combustion air takes place, so that the Combustion chamber or the combustion chamber supplied fuel-air mixture is much more homogeneous. By homogenizing the fuel-air mixture There is a much more homogeneous and complete burnout of the fuel-air mixture in the combustion chamber or in the combustion chamber than in the previously known Internal combustion engines is possible. For this complete Combustion, however, significantly lower temperatures are required so that the rate of formation of thermally formed NOx clearly across from is reduced to the previously known.

Im Ergebnis wird eine Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung geschaffen, bei der durch den deutlich verbesserten Ausbrand des Brennstoffes der Wirkungsgrad gegenüber dem Vorbekannten erhöht und aufgrund der geringeren Verbrennungstemperaturen die NOx-Bildungsrate verringert ist. Dies wird abhängig von der jeweiligen Konstruktion der Verbrennungskraftmaschinen nur mit geringem Mehraufwand erreicht, so dass die erfindungsgemäßen Vorteile einfach und kostengünstig realisierbar sind. Dies gilt auch für die erfindungsgemäß vorgesehene Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches, die auf verschiedene Art und Weise innerhalb oder außerhalb der Verbrennungskraftmaschine erfolgen kann. Durch die separate Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches ist der zuständige Entwickler der Verbrennungskraftmaschine nicht darauf angewiesen, dass eine besonders geformte Brennkammer oder ein besonders geformter Brennraum letztlich quasi während der Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches diese homogene Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches gewährleistet.in the The result is an internal combustion engine created by the significantly improved burnout of the fuel the efficiency compared the previously known increases and due to the lower combustion temperatures, the NOx formation rate is reduced. This becomes dependent from the respective design of the internal combustion engines only with achieved low overhead, so that the advantages of the invention easy and inexpensive to implement are. This also applies to the invention provided energy boost of the fuel-air mixture in different ways inside or outside the internal combustion engine can be done. By the separate energy boost of the fuel-air mixture is the responsible developer of the internal combustion engine not rely on having a specially shaped combustion chamber or a specially shaped combustion chamber ultimately quasi during the Combustion of the fuel-air mixture this homogeneous energy increase of the Ensures fuel-air mixture.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims.

Es kann zwischen dem zusätzlichen Verdichter für das Brennstoffgemisch und dem Luftverdichter der Gasturbine ein Kühler für die Mischluft angeordnet sein.It can be between the extra Compressor for the fuel mixture and the air compressor of the gas turbine cooler for the Mixed air can be arranged.

Die Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung und mit einem Verdichter für die Verbrennungsluft kann vorteilhaft auch ein Diesel- oder Ottomotor sein, bei dem die Einspritzung des Kraftstoffs auf der Ansaugseite des Verdichters für das Brennstoff-Luft-Gemisch erfolgt. Dem Verdichter für das Brennstoff-Luft-Gemisch kann zum Teil das Abgas des Diesel- oder Ottomotors zugeführt werden. Dieses Abgas ist dann bereits gegenüber der Umgebungstemperatur aufgeheizt und dient der erfindungsgemäß vorgesehenen Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches.The internal combustion engine with internal combustion and with a compressor for the combustion air can advantageously also a diesel or Be gasoline engine, in which the injection of the fuel takes place on the intake side of the compressor for the fuel-air mixture. The compressor for the fuel-air mixture can be partially supplied to the exhaust gas of the diesel or gasoline engine. This exhaust gas is then already heated to the ambient temperature and serves the inventively provided energy increase of the fuel-air mixture.

Der Verdichter für das Brennstoff-Luft-Gemisch kann dabei ein durch die Kurbelwelle des Dieselmotors angetriebener Kompressor sein, der auch beim Start des Dieselmotors die erforderliche Verdichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches durchführt.Of the Compressor for the fuel-air mixture can be through the crankshaft diesel engine driven compressor, which is also at take-off of the diesel engine the required compression of the fuel-air mixture performs.

Der Anteil des rückgeführten Abgases kann vor einem Verdichter für die Verbrennungsluft oder nach einem Verdichter für die Verbrennungsluft abgezweigt werden. Zur ggf. zusätzlichen Erhöhung der Energie des Brennstoff-Luft-Gemisches kann auch ein separater Heizer für den Kraftstoff vorgesehen sein.Of the Proportion of recirculated exhaust gas can be in front of a compressor for the combustion air or after a compressor for the combustion air be diverted. To possibly additional increase The energy of the fuel-air mixture can also be a separate one Heater for be provided the fuel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in The following explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigenIt demonstrate

1 einen Schnitt durch eine erste Gasturbine mit einer separaten Vormischeinrichtung für das Brennstoff-Luft-Gemisch, 1 a section through a first gas turbine with a separate premixing device for the fuel-air mixture,

2 einen Schnitt durch eine zweite Gasturbine mit einer derartigen separaten Vormischeinrichtung, 2 a section through a second gas turbine with such a separate premixing device,

3 einen Schnitt durch eine dritte Gasturbine mit einer separaten Vormischeinrichtung, 3 a section through a third gas turbine with a separate premixing device,

4 einen Schnitt durch einen ersten Dieselmotor mit einer separaten Vormischeinrichtung, 4 a section through a first diesel engine with a separate premixing device,

5 ein Detail X des Dieselmotors gemäß 4 und 5 a detail X of the diesel engine according to 4 and

6 einen Schnitt durch einen zweiten Dieselmotor mit einer separaten Vormischeinrichtung gemäß der Erfindung. 6 a section through a second diesel engine with a separate premixing device according to the invention.

In der 1 weist die Gasturbine (1) einen Verdichter für die Verbrennungsluft (2) auf, der die angesaugte Frischluft verdichtet. Hierzu weist der Verdichter (2) mehrere Luftverdichterräder (3) auf. Demzufolge ist die abgebildete Gasturbine eine Axialturbine. Die Luftverdichterräder (3) sind über eine Turbinenwelle (6) mit einem Turbinenrad (5) der Turbine (4) drehfest verbunden. Zwischen dem Verdichter (2) und der Turbine (4) sind mehrere Brennkammern (7) angeordnet, die die Turbinenwelle teilweise axial umgeben. Insoweit handelt es sich bei der in der 1 dargestellten Gasturbine um eine bekannte Konstruktion.In the 1 shows the gas turbine ( 1 ) a compressor for the combustion air ( 2 ), which compresses the intake fresh air. For this purpose, the compressor ( 2 ) several air compressor wheels ( 3 ) on. As a result, the illustrated gas turbine is an axial turbine. Air compressor wheels ( 3 ) are via a turbine shaft ( 6 ) with a turbine wheel ( 5 ) of the turbine ( 4 ) rotatably connected. Between the compressor ( 2 ) and the turbine ( 4 ) are several combustion chambers ( 7 ), which partially surround the turbine shaft axially. In that regard, it is in the in the 1 shown gas turbine to a known construction.

Abweichend von den bisher üblichen Gasturbinen weist die in der 1 dargestellte Gasturbine ein Brennstoffversorgungssystem (8) auf, das einen zusätzlichen Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch zwischen dem Verbrennungsluftverdichter (2) und den Brennkammern (7) aufweist. Diesem zusätzlichen Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch wird einerseits ein Teil der Verbrennungsluft als Mischluft (10) aus den Brennkammern (7) der Gasturbine und andererseits Kraftstoff (11) zugeführt. Die Kraftstoffzufuhr (11) weist hier zusätzlich eine Kraftstoffzerstäubungsdüse (12) auf, um die erfindungsgemäß angestrebte Homogenisierung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu fördern.Notwithstanding the usual gas turbines has in the 1 illustrated gas turbine, a fuel supply system ( 8th ), which has an additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture between the combustion air compressor ( 2 ) and the combustion chambers ( 7 ) having. This additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture is a part of the combustion air as mixed air ( 10 ) from the combustion chambers ( 7 ) of the gas turbine and on the other hand fuel ( 11 ). The fuel supply ( 11 ) here also has a fuel atomizing nozzle ( 12 ) in order to promote the inventively desired homogenization of the fuel-air mixture.

Die dem zusätzlichen Verdichter (9) zugeführte Mischluft (10) aus den Brennkammern (7) weist eine sehr hohe Temperatur auf. Um hier eine ungewollte Selbstentzündung des Brennstoff-Luft-Gemisches in diesem zusätzlichen Verdichter (9) außerhalb der Brennkammern (7) zu vermeiden, ist ein Wärmetauscher (13) für die Mischluft, also ein Mischluftkühler vorgesehen. Die Zufuhr des Brennstoff-Luft-Gemisches zu den Brennkammern (7) erfolgt durch ein Leitsystem (14) für das Brennstoff-Luft-Gemisch.The additional compressor ( 9 ) supplied mixed air ( 10 ) from the combustion chambers ( 7 ) has a very high temperature. Here, an unwanted spontaneous combustion of the fuel-air mixture in this additional compressor ( 9 ) outside the combustion chambers ( 7 ) is a heat exchanger ( 13 ) are provided for the mixed air, so a mixed air cooler. The supply of the fuel-air mixture to the combustion chambers ( 7 ) is carried out by a control system ( 14 ) for the fuel-air mixture.

Abweichend von dem Stand der Technik weist die in der 1 dargestellte Gasturbine also zusätzlich zu dem Verbrennungsluftverdichter (2) einen Brennstoff-Luft-Gemischverdichter (9) auf, der die Mischung des Kraftstoffes mit der Verbrennungsluft bereits vor dem Eintritt in die Brennkammern (7) mittels verschiedener Maßnahmen soweit homogenisiert, dass der Brennstoff in den Brennkammern (7) ohne weiteres zur homogenen Verbrennung ohne lokale Hochtemperaturbereiche geeignet ist. Dies führt einerseits zu der erfindungsgemäß vollständigen Verbrennung des Kraftstoffes in den Brennkammern (7) und sorgt andererseits für insgesamt deutlich niedrigere Verbrennungstemperaturen als dies beim Stand der Technik der Fall ist.Deviating from the prior art, in the 1 shown gas turbine in addition to the combustion air compressor ( 2 ) a fuel-air-mixture compressor ( 9 ), the mixture of the fuel with the combustion air before entering the combustion chambers ( 7 ) homogenized by means of various measures to the extent that the fuel in the combustion chambers ( 7 ) is readily suitable for homogeneous combustion without local high temperature ranges. On the one hand, this leads to the complete combustion of the fuel in the combustion chambers according to the invention ( 7 ) and on the other hand provides for a significantly lower combustion temperatures than is the case in the prior art.

In der 2 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie in der 1 mit denselben Bezugszeichen versehen. Abweichend von der Lösung gemäß 1 weist die Gasturbine in der 2 einerseits einen Kraftstoffheizer (17) auf, der als Brenngas/Kraftstoff-Wärmetauscher ausgeführt und teilweise in zumindest einer Brennkammer (7) der Gasturbine (1) angeordnet ist. Durch die zusätzliche Erwärmung des Kraftstoffes vor Zufuhr in den zusätzlichen Verdichter (9) erfolgt ebenfalls eine Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches. Dies macht insbesondere deshalb Sinn, weil bei der Gasturbine gemäß der 2 zusätzlich eine Einrichtung (15) zur Steuerung der Mischluftmenge vorgesehen ist. Diese Variation der Mischluftmenge führt letztlich auch zu einer Variation der Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches auf der Mischluftseite. Dies kann durch den zusätzlich vorgesehenen Kraftstoffheizer (17) zumindest zum Teil kompensiert und vergleichmässigt werden. Auch bei der Gasturbine gemäß 2 weist das Leitsystem (14) für das Brennstoff-Luft-Gemisch einen Wärmetauscher (13) für die Mischluft als Mischluftkühler auf.In the 2 are the same or equivalent device parts as in the 1 provided with the same reference numerals. Notwithstanding the solution according to 1 has the gas turbine in the 2 on the one hand a fuel heater ( 17 ), which is designed as a fuel gas / fuel heat exchanger and partially in at least one combustion chamber ( 7 ) of the gas turbine ( 1 ) is arranged. Due to the additional heating of the fuel before feeding into the additional compressor ( 9 ) is also an increase in energy of the fuel-air mixture. This makes sense especially because of the gas turbine according to the 2 additionally a facility ( 15 ) is provided for controlling the mixed air amount. This variation of the mixed air amount ultimately leads to a variation of the energy increase of the fuel-air mixture on the mixed air side. This can be achieved by the additionally provided fuel heater ( 17 ) be at least partially compensated and made uniform. Also in the gas turbine according to 2 instructs the control system ( 14 ) for the fuel-air mixture, a heat exchanger ( 13 ) for the mixed air as a mixed air cooler.

In der 3 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie in den 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen. Abweichend von den 1 und 2 ist hier die Vormischeinrichtung für das Brennstoff-Luft-Gemisch vollständig von der eigentlichen Gasturbine gemäß der herkömmlichen Konstruktion getrennt. Der zusätzliche Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch ist hier also räumlich separat von der Anordnung bestehend aus Verbrennungsluftverdichter (2) und Turbine (4) angeordnet. Der Antrieb des zusätzlichen Verdichters (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch erfolgt jedoch durch die Turbinenwelle (6) mittels eines Wellenfortsatzes (16), der ein entsprechendes Radialverdichterrad antreibt. Die Steuerung der Verbrennungsluftmenge erfolgt hierbei durch ein Leitschaufelsystem (15) mit verstellbaren Leitschaufeln am radialen Ende des Radialverdichterrades. Im übrigen ergeben sich bei dieser Konstruktion dieselben Vorteile wie bei der Gasturbine gemäß der 2.In the 3 are the same or equivalent device parts as in the 1 and 2 provided with the same reference numerals. Deviating from the 1 and 2 Here, the premixing device for the fuel-air mixture is completely separated from the actual gas turbine according to the conventional construction. The additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture is thus spatially separate from the arrangement consisting of combustion air compressor ( 2 ) and turbine ( 4 ) arranged. The drive of the additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture, however, takes place through the turbine shaft ( 6 ) by means of a wave extension ( 16 ) which drives a corresponding Radialverdichterrad. The control of the amount of combustion air takes place here by a guide vane system ( 15 ) with adjustable vanes at the radial end of Radialverdichterrades. Moreover, in this construction, the same advantages as in the gas turbine according to the 2 ,

In der 4 ist ein Dieselmotor (21) als erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung dargestellt, der einen Abgasturbolader (22) als Verdichter (2) für die Verbrennungsluft aufweist. Auch hier sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie bei den Gasturbinen gemäß der 1 bis 3 mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Verbrennungsluft besteht bei diesem Dieselmotor (21) aus einer Mischung von rückgeführtem Abgas aus einer Abgasrückführung (23) und zugeführter Frischluft aus einer Frischluftzufuhr (27). Das rückgeführte Abgas weist ebenfalls eine gegenüber der Umgebungstemperatur deutlich erhöhte Temperatur auf und führt letztlich nach Mischung mit dem Kraftstoff zum Brennstoff zu der erfindungsgemäß angestrebten Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches.In the 4 is a diesel engine ( 21 ) is shown as an internal combustion engine according to the invention with internal combustion, the an exhaust gas turbocharger ( 22 ) as a compressor ( 2 ) for the combustion air. Again, the same or equivalent parts of the device as in the gas turbines according to the 1 to 3 marked with the same reference numerals. The combustion air is in this diesel engine ( 21 ) from a mixture of recirculated exhaust gas from an exhaust gas recirculation ( 23 ) and supplied fresh air from a fresh air supply ( 27 ). The recirculated exhaust gas also has a relation to the ambient temperature significantly elevated temperature and ultimately leads after mixing with the fuel to the fuel to the invention sought after energy increase of the fuel-air mixture.

Einem zusätzlichen Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch wird neben einem Teil der Verbrennungsluft über eine Kraftstoffzufuhr (11) Kraftstoff zugeführt. Nach dem Start der Dieselbrennkraftmaschine erfolgt der Antrieb des Abgasturboladers (22) durch die in der Abgasleitung (25) geleiteten Abgase, die die Abgasturbine (26) antreiben. Die Zufuhr des Brennstoff-Luft-Gemisches zur Brennkammer der Dieselbrennkraftmaschine (21) von dem Abgasturbolader (22) erfolgt durch ein insoweit bekanntes Leitsystem (14) für das Brennstoff-Luft-Gemisch.An additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture is next to a portion of the combustion air via a fuel supply ( 11 ) Supplied fuel. After starting the diesel engine, the drive of the exhaust gas turbocharger ( 22 ) through the in the exhaust pipe ( 25 ) conducted exhaust gases, the exhaust gas turbine ( 26 ). The supply of the fuel-air mixture to the combustion chamber of the diesel engine ( 21 ) of the exhaust gas turbocharger ( 22 ) is carried out by a so far known control system ( 14 ) for the fuel-air mixture.

Hier erfolgt ein separater mechanischer Antrieb (29) für den Brennstoff-Luft-Gemischverdichter (9), um einen Start des Dieselmotors (21) zu gewährleisten. Zur Steuerung der Leistungsabgabe der Dieselbrennkraftmaschine gemäß 4 ist – wie in 5 für das Detail X ersichtlich – eine Steuerung (15) für die Verbrennungsluftmenge vorgesehen, die eine gesteuerte Mischung des Abgases von der Abgasrückführung (23) mit der Frischluft von dem Abgasturbolader (22) durchführt und diese Mischluft der Kraftstoffzufuhr (11) und nachfolgend dem zusätzlichen Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch durchführt. Diese Mischung erfolgt in einer Mischkammer (28), die der Steuerung (15) für die Verbrennungsluftmenge nachgeschaltet ist.Here a separate mechanical drive ( 29 ) for the fuel-air mixture compressor ( 9 ) to start the diesel engine ( 21 ) to ensure. For controlling the power output of the diesel engine according to 4 is - as in 5 for the detail X apparent - a control ( 15 ) is provided for the amount of combustion air, which is a controlled mixture of the exhaust gas from the exhaust gas recirculation ( 23 ) with the fresh air from the exhaust gas turbocharger ( 22 ) and this mixed air of the fuel supply ( 11 ) and subsequently the additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture. This mixture takes place in a mixing chamber ( 28 ), the control ( 15 ) is connected downstream of the amount of combustion air.

In der 6 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile mit denselben Bezugszeichen wie in den 1 bis 5 versehen. Auch diese Dieselbrennkraftmaschine (21) weist eine Steuerung (15) für die Verbrennungsluftmenge auf. Der Antrieb des zusätzlichen Verdichters (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch erfolgt hier durch einen separaten Elektromotor (29). Um eine gleichmäßige Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu gewährleisten, weist hier die Kraftstoffzufuhr (11) noch einen zusätzlichen Kraftstoffheizer (17) auf. Im übrigen ergeben sich auch bei diesem Dieselmotor (21) dieselben erfindungsgemäßen Vorteile wie bei den vorher dargestellten Lösungen.In the 6 are identical or equivalent device parts with the same reference numerals as in the 1 to 5 Mistake. Also this diesel engine ( 21 ) has a controller ( 15 ) for the amount of combustion air. The drive of the additional compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture takes place here by a separate electric motor ( 29 ). In order to ensure a uniform increase in energy of the fuel-air mixture, here has the fuel supply ( 11 ) an additional fuel heater ( 17 ) on. Incidentally, this diesel engine ( 21 ) Same advantages of the invention as in the solutions previously shown.

Claims (12)

Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Verdichter für die Verbrennungsluft, mit einer separaten Vormischeinrichtung für ein Brennstoff-Luft-Gemisch, in der ein Teil der Verbrennungsluft als Mischluft mit dem Kraftstoff zu dem Brennstoff-Luft-Gemisch gemischt wird, und mit einer Einrichtung zur Energieerhöhung des Brennstoff-Luft-Gemisches, die als Verdichter für das Brennstoff-Luft-Gemisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (15) zur Steuerung des Brennstoff/Verbrennungsluftverhältnisses des Brennstoff-Luft-Gemisches durch Steuerung des Teils der Verbrennungsluft vorgesehen ist.Internal combustion engine having a compressor for the combustion air, with a separate premixing device for a fuel-air mixture in which a part of the combustion air is mixed as mixed air with the fuel to the fuel-air mixture, and with a means for increasing energy of the fuel-air mixture, which is designed as a compressor for the fuel-air mixture, characterized in that a device ( 15 ) is provided for controlling the fuel / combustion air ratio of the fuel-air mixture by controlling the part of the combustion air. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) zur Steuerung des Brennstoff/Verbrennungsluftverhältnisses die Energie des Brennstoff-Luft-Gemisches mischluftseitig variiert.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the device ( 15 ) For controlling the fuel / combustion air ratio, the energy of the fuel-air mixture mixed air side varies. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischluftsteuereinrichtung (15) ein dem Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch zugeordnetes Leitschaufelsystem ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the mixing air control device ( 15 ) a the compressor ( 9 ) for the Brenn substance-air mixture associated vane system is. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischluftsteuereinrichtung (15) eine Drosseleinrichtung in einem Leitsystem (14) für die Mischluft (10) und/oder das Brennstoff-Luft-Gemisch (10) ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the mixing air control device ( 15 ) a throttle device in a control system ( 14 ) for the mixed air ( 10 ) and / or the fuel-air mixture ( 10 ). Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch und dem Luftverdichter (2) ein Kühler (13) für die Mischluft (10) angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that between the compressor ( 9 ) for the fuel-air mixture and the air compressor ( 2 ) a cooler ( 13 ) for the mixed air ( 10 ) is arranged. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (13) für die Mischluft (10) ein Mischluft-Wärmetauscher ist.Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the radiator ( 13 ) for the mixed air ( 10 ) is a mixed air heat exchanger. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine ein Diesel- oder Ottomotor (21) ist und dass die Einspritzung des Kraftstoffes auf der Ansaugseite des Verdichters (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch erfolgt.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine is a diesel or gasoline engine ( 21 ) and that the injection of the fuel on the suction side of the compressor ( 9 ) takes place for the fuel-air mixture. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch zum Teil das Abgas des Diesel- oder Ottomotors zugeführt wird.Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the compressor ( 9 ) is supplied for the fuel-air mixture partly the exhaust gas of the diesel or gasoline engine. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (9) für das Brennstoff-Luft-Gemisch ein durch die Kurbelwelle des Dieselmotors angetriebener Kompressor ist.Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the compressor ( 9 ) is a driven by the crankshaft of the diesel engine compressor for the fuel-air mixture. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasteil vor einem Verdichter (22) für die Verbrennungsluft abgezweigt wird.Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the exhaust part in front of a compressor ( 22 ) is branched off for the combustion air. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasteil nach einem Verdichter (22) für die Verbrennungsluft abgezweigt wird.Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the exhaust part after a compressor ( 22 ) is branched off for the combustion air. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Heizer (17) für den Kraftstoff vorgesehen ist.Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that a separate heater ( 17 ) is provided for the fuel.
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