Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/186973
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine, preferably a dual-fuel internal combustion engine. The internal combustion engine comprises a charge-air compressor (22), a combustion chamber (50), and a gas fuel supply device (10) for supplying a gaseous fuel, preferably a hydrogen fuel. The gas fuel supply device (10) opens into a charge-air supply connection between the charge-air compressor (22) and the combustion chamber (50). The invention furthermore relates to a vehicle, in particular a watercraft, or a static application having at least one internal combustion engine.

Inventors:
SILBERHORN GEORG (DE)
LÖSER STEFAN (DE)
JASPER TREVOR (GB)
Application Number:
PCT/EP2023/058122
Publication Date:
October 05, 2023
Filing Date:
March 29, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MAN TRUCK & BUS SE (DE)
CMB TECH TECH & DEVELOPMENT CENTRE LTD (GB)
International Classes:
F02M21/02; F02B29/04; F02B37/00; F02M21/04; F02M35/10
Foreign References:
US5595163A1997-01-21
EP1400670A12004-03-24
DE102012022416A12013-06-06
US20160201592A12016-07-14
EP2923060A12015-09-30
US20020148451A12002-10-17
EP3256713A12017-12-20
Attorney, Agent or Firm:
V. BEZOLD & PARTNER PATENTANWÄLTE - PARTG MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Brennkraftmaschine, vorzugsweise Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, umfassend: einen Ladeluftverdichter (22); einen Brennraum (50); und eine Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) zur Zuführung eines gasförmigen Kraftstoffs, vorzugsweise eines Wasserstoff-Kraftstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) in eine Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter (22) und dem Brennraum (50) mündet.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , wobei die Brennkraftmaschine ferner einen Ladeluftkühler (26) umfasst, und a) die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) in einen Verbindungsabschnitt (24) der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter (22) und dem Ladeluftkühler (26) mündet, und/oder b) die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) in einen Verbindungsabschnitt der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftkühler (26) und dem Brennraum (50) mündet, vorzugsweise wobei der Verbindungsabschnitt als Einlasskrümmer (28) der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) eine Gaseinleitungsvorrichtung (18) umfasst, die die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) und die Ladeluftzuführverbindung fluidisch verbindet.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, wobei a) die Gaseinleitungsvorrichtung (18) zur im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Gaseinleitung, vorzugsweise Gaseindüsung, in die Ladeluftzuführverbindung ausgebildet ist, und/oder b) die Gaseinleitungsvorrichtung (18) als Einspritzring ausgebildet ist und/oder einen Ringraum (18-2) aufweist, um den gasförmigen Kraftstoff, vorzugsweise in Richtung zumindest eines Ladeluftdurchgangs (18-4), aufzuteilen.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Gaseinleitungsvorrichtung (18) zumindest einen Ladeluftdurchgang (18-4) aufweist, der in der Ladeluftzuführverbindung angeordnet ist und/oder der einen Abschnitt der Ladeluftzuführverbindung bildet. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, wobei mehrere, vorzugsweise radiale, Gasdurchlässe (18-3) in einer Umfangsfläche des zumindest einen Ladeluftdurchgangs (18-4), vorzugsweise gleichmäßig verteilt in Umfangsrichtung des zumindest einen Ladeluftdurchgangs (18-4), angeordnet sind.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, wobei jeder der Gasdurchlässe (18-3) jeweils eine Gasdüse, vorzugsweise eine Mischdüse, aufweist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Gaseinleitungsvorrichtung (18) mehrere, vorzugsweise parallel angeordnete, Ladeluftdurchgänge (18-4) aufweist, vorzugsweise wobei ein Innenraum und/oder Ringraum (18-2) der Gaseinleitungsvorrichtung (18) ausgebildet ist, den über einen Gaseinlass (18-1) eingelassenen gasförmigen Kraftstoff auf die mehreren Ladeluftdurchgänge (18-4) aufzuteilen.

9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) eine Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs umfasst.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, wobei die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) und die Gaseinleitungsvorrichtung (18) über eine doppelwandige Verbindung (16) fluidisch verbunden sind, und/oder die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) eine doppelwandige Wandkonstruktion aufweist, und/oder eine doppelwandige Gasversorgungsverbindung (12) zur Verfügung gestellt ist, um der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) den gasförmigen Kraftstoff zuzuführen.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, wobei Zwischenräume, die jeweils durch eine innere Wandung und eine die innere Wandung umgebende äußere Wandung der doppelwandigen Verbindung (16), der doppelwandigen Wandkonstruktion der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) und/oder der doppelwandigen Gasversorgungsverbindung (12) gebildet sind, miteinander zum Abführen des gasförmigen Kraftstoffs bei einer Leckage fluidisch verbunden sind.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die doppelwandige Verbindung (16), die doppelwandige Wandkonstruktion der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) und/oder die doppelwandige Gasversorgungsverbindung (12) eine Sensorik zum Feststel- len einer Leckage aufweisen, vorzugsweise wobei die Sensorik an einem der doppelwandigen Wandkonstruktion abgewandten Endbereich der doppelwandigen Gasversorgungsverbindung (12) angeordnet ist.

13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) zumindest ein steuerbares Ventil (14-2), vorzugsweise zumindest ein Zumessventil, zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs umfasst.

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, wobei die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung (14) ein Verteilervolumen (14-1) und ein Sammelvolumen (14-3) umfasst, und das zumindest eine steuerbare Ventil (14-2) zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs vom Verteilervolumen (14-1) in das Sammelvolumen (14-3) ausgebildet ist.

15. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) brennkraftmaschinenfest angebaut ist, an einem Hauptbauteil der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, vorzugsweise tragend, befestigt ist und/oder integraler Bestandteil der Brennkraftmaschine ist.

16. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Einlasskrümmer (28); zumindest einen Zylinder, der zumindest einen Einlasskanal mit einem Einlassventil (32) und/oder zumindest einen Auslasskanal mit einem Auslassventil (34) zum fluidischen Verbinden mit dem Brennraum (50) aufweist; eine Turbine (42); und/oder ein Abgasnachbehandlungssystem, vorzugsweise wobei a) der Ladeluftkühler (26) mit dem Einlasskrümmer (28), dem zumindest einen Einlasskanal (32) und dem Brennraum (50) mittels der Ladeluftzuführverbindung, vorzugsweise zur Zuführung eines Gemischs aus einer in der Ladeluftzuführverbindung geführten Ladeluft und des von der Gaskraftstoffzuführungseinrichtung (10) zugeführten gasförmigen Kraftstoffs in den Brennraum (50), fluidisch verbunden ist, und/oder b) der zumindest eine Auslasskanal (34) mit der Turbine (42) und vorzugsweise dem Abgasnachbehandlungssystem, insbesondere zum Abführen eines Abgases aus dem Brennraum (50) und zum Antreiben der Turbine (42) durch das Abgas, fluidisch verbunden ist, und/oder c) die Turbine (42) und der Ladeluftverdichter (22) einen Turbolader bilden. 17. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei a) die Brennkraftmaschine mit einem flüssigen Kraftstoff, vorzugsweise einem Diesel- Kraftstoff, und/oder dem gasförmigen Kraftstoff betreibbar ist, und/oder b) die Brennkraftmaschine eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine ist, die in einem Mono- Fuel-Modus mit einem flüssigen Kraftstoff, vorzugsweise einem Diesel-Kraftstoff, oder in einem Dual-Fuel-Modus mit dem flüssigen Kraftstoff und dem gasförmigen Kraftstoff betreibbar ist.

18. Brennkraftmaschine nach Anspruch 17, wobei die Brennkraftmaschine ferner eine Steuervorrichtung umfasst, wobei die Steuervorrichtung aufweist: ein Flüssigkraftstoff-Steuergerät zur Steuerung einer Dosierung des flüssigen Kraftstoffs im Mono-Fuel-Modus und/oder Dual-Fuel-Modus, und ein Gaskraftstoff-Steuergerät zur Steuerung einer Dosierung des gasförmigen Kraftstoffs im Dual-Fuel-Modus, wobei das Flüssigkraftstoff-Steuergerät ausgebildet ist, wiederholt zu prüfen, ob zumindest eine Umschaltbedingung zur Umschaltung zwischen dem Mono-Fuel-Modus und dem Dual-Fuel-Modus erfüllt ist, und vorzugsweise die Umschaltung zu initiieren, wenn die zumindest eine Umschaltbedingung erfüllt ist.

19. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18, wobei die zumindest eine Umschaltbedingung zur Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus eine Schwellwertüberschreitung und/oder Schwellwertunterschreitung zumindest eines vorbestimmten Schwellwerts zumindest einer physikalischen Größe der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Drucks und/oder einer Temperatur, einen fehlerlosen Betrieb des Flüssigkraftstoff-Steuergeräts und/oder einen fehlerlosen Betrieb des Gaskraftstoff-Steuergeräts umfasst.

20. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18 oder 19, wobei eine Umschaltung vom Mono-Fuel- Modus in den Dual-Fuel-Modus durch folgende Sequenz initiierbar ist, wenn die zumindest eine Umschaltbedingung erfüllt ist: a) Senden einer Freigabebotschaft durch das Flüssigkraftstoff-Steuergerät an das Gaskraftstoff-Steuergerät, dass in den Dual-Fuel-Modus umgeschaltet werden darf, b) Senden einer Anforderungsbotschaft, vorzugsweise in Antwort auf die Freigabebotschaft, durch das Gaskraftstoff-Steuergerät an das Flüssigkraftstoff-Steuergerät zur Anforderung einer Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus, und c) Senden einer Rückmeldebotschaft, vorzugsweise in Antwort auf die Anforderungsbotschaft, durch das Flüssigkraftstoff-Steuergerät an das Gaskraftstoff-Steuergerät, dass eine Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus initiiert wird. Fahrzeug, insbesondere ein Wasserfahrzeug, oder stationäre Anwendung mit mindestens einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Brennkraftmaschine

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, und ein Fahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, oder eine stationäre Anwendung mit mindestens einer Brennkraftmaschine.

Dieselmotoren sind in der Schifffahrt aufgrund ihrer Betriebssicherheit und des hohen Energiegehalts des Dieselkraftstoffs weit verbreitet.

Um CCh-Reduktionen zu erreichen, sind auch in der Schifffahrt neue Technologien erforderlich, die sich jedoch im konservativen Umfeld nur schwer einführen lassen.

Daher sind derzeit nur in wenigen Einzelfällen „alternative Antriebe“ auf Schiffen bekannt. Insbesondere wenn die erforderliche Fahrtdauer mehrere Stunden mit entsprechender Reichweite beträgt, gibt es noch keine wirtschaftlich relevante Alternative zum Dieselmotor. Die Nutzung Diesel-ähnlicher „grüner Kraftstoffe“ ist zwar technisch sehr leicht beherrschbar, doch sind die Kraftstoffe bislang nicht zu wettbewerbsfähigen Preisen und Mengen verfügbar.

Mit elektrischen Antrieben lassen sich fossile Brennstoffe im Schifffahrtsbereich kaum ersetzen. Die benötigten Energiemengen sind meist zu hoch und die Energiespeicherdichten zu gering.

Reine wasserstoffbasierte Lösungen, z. B. Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren, werden im traditionellen Schifffahrtsbereich als disruptiv angesehen, da Langzeiterfahrungen fehlen. Auch die nicht vorhandene Infrastruktur für Wasserstoff erzeugt hohe Risiken für den Betrieb reiner Wasserstoffantriebe in Schiffen. Ein weiteres Problem ist der größere Platz- und Gewichtbedarf der Tankanlagen für den Energieträger Wasserstoff im Vergleich zum verbreiteten Diesel als Kraftstoff. Dadurch können nur geringere Wasserstoffmengen an Bord gebunkert werden. Das hat zur Folge, dass die Operationsdauer zwangsweise eingeschränkt wird. Dies könnte beispielsweise bei ungeplanten Veränderungen im Einsatzprofil (z. B. extreme Witterungseinflüsse, Routenänderungen, Hilfseinsätze wie Löschen oder Bergen) fatale Folgen haben und zum Aufzehren des Brennstoffs und damit Ausfall aller Antriebe führen.

Als „Zwischenlösung“ sind Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen ein Teil des flüssigen Kraftstoffs, üblicherweise Diesel, durch einen gasförmigen Kraftstoff wie Wasserstoff substituiert wird. Zusätzlich können solche Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen ausschließlich mit dem flüssigen Kraftstoff betrieben werden. Die Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen bieten daher die Möglichkeit, große, teure und schwere Wasserstofftanks auf eine Größe zu dimensionieren, wie sie im „Normalfair benötigt werden. Kraftstoffreserven lassen sich im gewohnten Umfang in Form von Diesel bevorraten. Sowohl bei Fehlern als auch aufgezehrtem Wasserstoff steht unverändert die volle Antriebsleistung im reinen und bekannten (und damit erprobten) Dieselbetrieb zur Verfügung.

Bekannte Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen basieren üblicherweise auf normalen Brennkraftmaschinen, die nur für den Betrieb mittels eines flüssigen Kraftstoffs ausgelegt sind, insbesondere Dieselmotoren, wobei größere Modifikationen notwendig sind, um einen Betrieb im Dual-Fuel-Modus zu ermöglichen.

Zudem werden die Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen immer weiterentwickelt, um eine möglichst hohe Substitutionsrate und damit eine möglichst hohe Verringerung des Verbrauchs an flüssigem Kraftstoff zu erzielen.

Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine derartige Lösung bereitzustellen, mit der die Nachteile der bisherigen Lösungen zumindest teilweise vermieden werden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Brennkraftmaschine, vorzugsweise eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, bereitzustellen, die eine möglichst hohe Substitutionsrate erzielt und/oder die mit möglichst geringen Modifikationen an einer bekannten Brennkraftmaschine, z. B. einem Dieselmotor, hergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.

Gemäß einem ersten allgemeinen Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine vorzugsweise Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (z. B. ein Marine-Dual-Fuel-Motor), bereitgestellt. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ladeluftverdichter und einen Brennraum.

Die Brennkraftmaschine umfasst ferner eine Gaskraftstoffzuführungseinrichtung zur Zuführung eines gasförmigen Kraftstoffs, vorzugsweise eines Wasserstoff-Kraftstoffs.

Die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung mündet in eine (fluidische) Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter und dem Brennraum. Ist die Brennkraftmaschine eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, so ist sie zweckmäßig mit einem flüssigen Kraftstoff, insbesondere einem Diesel-Kraftstoff, betreibbar (entsprechend konventionellen Brennkraftmaschinen) oder mit einer Mischung aus dem flüssigen Kraftstoff und dem gasförmigen Kraftstoff. Bei der Mischung wird ein Teil des üblicherweise notwendigen flüssigen Kraftstoffs durch den gasförmigen Kraftstoff substituiert.

Durch die vorliegende Offenbarung wird somit eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, bereitgestellt, die eine möglichst gleichmäßige Verteilung des gasförmigen Kraftstoffs, z. B. Wasserstoff, auf alle Zylinder der Brennkraftmaschine erreicht. Diese möglichst gleichmäßige Verteilung führt vorteilhafterweise zu möglichst hohen Substitutionsraten.

Eine gute Durchmischung des gasförmigen Kraftstoffs mit der Ladeluft ist essentiell, um eine gleichmäßige Verteilung des Wasserstoffs auf alle Zylinder der Brennkraftmaschine zu erreichen. Diese gleichmäßige Verteilung ist erforderlich, um fette Gemische, d. h. ein zu hoher Anteil des gasförmigen Kraftstoffs, oder arme Gemische, d. h. ein zu geringer Anteil des gasförmigen Kraftstoffs, in einzelnen Zylindern zu vermeiden. Zylinder mit einem fetten Gemisch sind anfälliger für eine klopfende Verbrennung (Selbstentzündung), wodurch die Menge des gasförmigen Kraftstoffs, die eine Menge eines flüssigen Kraftstoffs, z. B. Diesel, ersetzt, reduziert werden müsste. Daher ist eine gleichmäßige Durchmischung ein wesentlicher Aspekt, um möglichst hohe Substitutionsraten zu erreichen.

Darüber hinaus wird eine Technik bereitgestellt, mit der eine bekannte Brennkraftmaschine, die lediglich für den Betrieb mit einem flüssigen Kraftstoff ausgelegt ist, mit wenigen Modifikationen, d. h. lediglich mit kleinen Eingriffen in den bewährten Antriebsstrang, zu einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, umgebaut werden kann. Dazu ist gemäß der vorliegenden Offenbarung lediglich die Integration der Gaskraftstoffzuführungseinrichtung notwendig. Es sind keine weiteren Modifikationen an der Brennkraftmaschine, z. B. am Einspritzsystem und/oder den Ventilen, notwendig.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Brennkraftmaschine ferner einen Ladeluftkühler umfassen. Die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung kann in einen Verbindungsabschnitt der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter und dem Ladeluftkühler münden. Der Ladeluftverdichter und der Ladeluftkühler sind zweckmäßig zur Zuführung von Ladeluft vom Ladeluftverdichter zum Ladeluftkühler mittels des Verbindungsabschnitts fluidisch verbunden. Durch diese Anordnung wird auf vorteilhafte Weise die turbulente Strömung im Ladeluftkühler genutzt, um eine möglichst homogene Durchmischung von Ladeluft und dem gasförmigen Kraftstoff zu erreichen, ohne weitere technische Maßnahmen oder zusätzliche Bauteile, die zu einem Druckverlust der Ladeluft führen können, einsetzen zu müssen.

Des Weiteren führt die Einleitung, insbesondere Eindüsung, des gasförmigen Kraftstoffs in einen Ansaugtrakt vor dem Ladeluftkühler zu einer verbesserten Abkühlung durch den als Wärmeleiter fungierenden gasförmigen Kraftstoff, wodurch die Gemisch-Temperatur noch weiter reduziert werden kann. Da eine niedrige Temperatur ein Schlüsselfaktor ist, um den gasförmigen Kraftstoff vor einer Selbstentzündung mit klopfender Verbrennung zu bewahren, ist die Abkühlrate ein weiterer wesentlicher Aspekt, durch den möglichst hohe Substitutionsraten erreicht werden können.

Es ist auch möglich, dass die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung in einen (weiteren) Verbindungsabschnitt der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftkühler und dem Brennraum mündet. Der Ladeluftkühler und der Brennraum sind zweckmäßig zur Zuführung von Ladeluft vom Ladeluftkühler zum Brennraums mittels des (weiteren) Verbindungsabschnitts fluidisch verbunden. Der (weitere) Verbindungsabschnitt kann als Einlasskrümmer der Brennkraftmaschine und/oder als ein Abschnitt des Einlasskrümmers ausgebildet sein. Die Brennkraftmaschine kann den Einlasskrümmer umfassen.

Im Kontext der Erfindung kann sich die Ladeluftzuführverbindung vorzugsweise zwischen dem Ladeluftverdichter und dem Brennraum erstrecken, insbesondere zwischen dem Ladeluftverdichter und dem Ladeluftkühler und/oder zwischen dem Ladeluftkühler und dem Brennraum. Alternativ oder ergänzend kann im Kontext der Erfindung die Ladeluftzuführverbindung z. B. einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Ladeluftverdichter und dem Ladeluftkühler und/oder einen (weiteren) Verbindungsabschnitt zwischen dem Ladeluftkühler und dem Brennraum, insbesondere z. B. einen Einlasskrümmer, umfassen.

Ferner ist es auch denkbar, dass die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung in ein Bauteil mündet, das in der der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter und dem Brennraum angeordnet ist, z. B. in den Ladeluftkühler.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung eine Gaseinleitungsvorrichtung umfassen. Die Gaseinleitungsvorrichtung kann die Gaskraftstoffzuführungs- einrichtung und die Ladeluftzuführverbindung fluidisch verbinden. Die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung kann über die Gaseinleitungsvorrichtung in der fluidischen Verbindung münden.

Die Ladeluftzuführverbindung kann durch einen oder mehrere (Ladeluft-)Kanäle, z. B. Ladeluftrohre, ausgebildet sein und/oder einen oder mehrere (Ladeluft-)Kanäle, z. B. Ladeluftrohre, aufweisen. Die Ladeluftzuführverbindung kann mehrere, z. B. zwei, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende (Ladeluft-)Kanäle aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Gaseinleitungsvorrichtung zur im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Gaseinleitung, vorzugsweise Gaseindüsung, in die Ladeluftzuführverbindung ausgebildet sein. Die gleichmäßig verteilte Gaseinleitung in die Ladeluft hat den Vorteil, dass dadurch eine besonders gute Durchmischung des gasförmigen Kraftstoffs mit der Ladeluft erzielt wird.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Gaseinleitungsvorrichtung zumindest einen Ladeluftdurchgang aufweisen, der in der Ladeluftzuführverbindung angeordnet ist und/oder der einen Abschnitt der Ladeluftzuführverbindung bildet. Ein Querschnitt des zumindest einen Ladeluftdurchgangs kann einem Querschnitt der Ladeluftzuführverbindung entsprechen. Der Querschnitt des zumindest einen Ladeluftdurchgangs kann im Wesentlichen kreisförmig sein. Die Gaseinleitungsvorrichtung kann auch als Injektionsring und/oder „injection ring“ bezeichnet sein.

Die Gaseinleitungsvorrichtung kann als Einspritzring (und/oder Injektionsring und/oder „injection ring“) ausgebildet sein und/oder einen Ringraum aufweisen, um den gasförmigen Kraftstoff, vorzugsweise in Richtung des zumindest eines Ladeluftdurchgangs, aufzuteilen.

Gemäß einer Ausführungsform können mehrere, vorzugsweise radiale, Gasdurchlässe, z. B. Bohrungen, in einer Umfangsfläche des zumindest einen Ladeluftdurchgangs, vorzugsweise gleichmäßig verteilt in Umfangsrichtung des zumindest einen Ladeluftdurchgangs, angeordnet sein. Somit kann der gasförmige Kraftstoff fein gleichmäßig verteilt der Ladeluft, die durch die Ladeluftzuführverbindung und damit auch durch den zumindest einen Ladeluftdurchgang zum Ladeluftkühler strömt, zugeführt werden. Die Anordnung der Gasdurchlässe kann auf vorteilhafte Weise zu einer gleichmäßig verteilten Gaseinleitung in die Ladeluft führen. Gemäß einer Ausführungsform kann jeder der Gasdurchlässe jeweils eine Gasdüse, vorzugsweise eine Mischdüse, aufweisen. Somit kann der gasförmige Kraftstoff nicht nur gleichmäßig verteilt, sondern je nach Wunsch z. B. auch fein verteilt der Ladeluft zugeführt werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Gaseinleitungsvorrichtung einen Gaseinlass aufweisen. Der Gaseinlass kann im Wesentlichen parallel zum zumindest einen Ladeluftdurchgang angeordnet sein. Die Gaseinleitungsvorrichtung kann im Bereich des Gaseinlasses mit einer Verbindung, über die der gasförmige Kraftstoff dem Gaseinlass zuführbar ist, befestigbar, insbesondere verschraubbar und/oder anflanschbar, sein.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Gaseinleitungsvorrichtung mehrere, vorzugsweise parallel angeordnete, Ladeluftdurchgänge aufweisen. Der Gaseinlass kann im Wesentlichen mittig oberhalb der mehreren Ladeluftdurchgänge angeordnet sein. Ein Innenraum und/oder der Ringraum der Gaseinleitungsvorrichtung kann ausgebildet sein, den über einen Gaseinlass eingelassenen gasförmigen Kraftstoff auf die mehreren Ladeluftdurchgänge aufzuteilen. Der Innenraum und/oder der Ringraum kann sich zu den mehreren Ladeluftdurchgängen hin aufspalten und vorzugsweise jeweils eine Gasführung zu jeweils einer der Ladeluftdurchgänge ausbilden. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise der gasförmige Kraftstoff gleichmäßig auf die mehreren Ladeluftdurchgänge aufgeteilt und damit eine im Wesentlichen gleiche Menge an gasförmigen Kraftstoff in jeden der mehreren Ladeluftdurchgänge eingeleitet werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung eine Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs umfassen.

Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung und die Gaseinleitungsvorrichtung, insbesondere der Gaseinlass der Gaseinleitungsvorrichtung, können zweckmäßig miteinander fluidisch verbunden sein. Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung und die Gaseinleitungsvorrichtung können über eine Verbindung, die insbesondere durch einen oder mehrere Kanäle, z. B. Rohre, gebildet sind, fluidisch verbunden sein. Die Verbindung kann doppelwandig ausgeführt sein.

Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung kann mit einer Quelle für den gasförmigen Kraftstoff, vorzugsweise einen Gaskraftstofftank, fluidisch verbunden sein, z. B. über eine Gasversorgungsverbindung. Die Gasversorgungsverbindung kann durch einen oder mehrere Kanäle, z. B. Rohre, gebildet sein. Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung kann eine abgedichtete und/oder doppelwandige Wandkonstruktion aufweisen. Die Wandkonstruktion kann eine Abdeckung o- der Gehäuse ausbilden. Der gasförmige Kraftstoff kann mit einem Gasdruck kleiner als 10 bar, z. B. 7 bar, in die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung einleitbar sein.

Eine doppelwandige Gasversorgungsverbindung kann zur Verfügung gestellt sein, um der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung den gasförmigen Kraftstoff zuzuführen. Der gasförmige Kraftstoff kann über die doppelwandige Gasversorgungsverbindung, vorzugsweise aus dem Gaskraftstofftank, in die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung einleitbar sein. Die doppelwandige Verbindung und die doppelwandige Gasversorgungsverbindung können koaxial zueinander angeordnet sein.

Die doppelwandige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der gasförmige Kraftstoff bei einer Leckage einer inneren Wandung, durch die der gasförmige Kraftstoff austritt, durch eine äußere Wandung aufgefangen und auf sichere Weise nach außen, z. B. über Bord, abgeführt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform können Zwischenräume, die jeweils durch eine innere Wandung und eine die innere Wandung umgebende äußere Wandung der doppelwandigen Verbindung, der doppelwandigen Wandkonstruktion und/oder der doppelwandigen Gasversorgungsverbindung gebildet sind, miteinander zum Abführen des gasförmigen Kraftstoffs bei einer Leckage fluidisch verbunden sein. Die Zwischenräume können jeweils als Ringvolumen ausgebildet sein.

Mit anderen Worten, die doppelwandige Verbindung kann einen durch eine innere Wandung und eine die innere Wandung umgebende äußere Wandung gebildeten ersten Zwischenraum aufweisen, die doppelwandige Wandkonstruktion kann einen durch eine innere Wandung und eine die innere Wandung umgebende äußere Wandung gebildeten zweiten Zwischenraum aufweisen, und/oder die doppelwandige Gasversorgungsverbindung kann einen durch eine innere Wandung und eine die innere Wandung umgebende äußere Wandung gebildeten dritten Zwischenraum aufweisen. Der erste Zwischenraum, der zweite Zwischenraum und/oder der dritte Zwischenraum können fluidisch verbunden sein, dass der gasförmige Kraftstoff bei einer Leckage (in einer inneren Wandung) abführbar ist.

Somit kann der gasförmige Kraftstoff bei einer Leckage in einer der inneren Wandungen auf vorteilhafte Weise über die Zwischenräume nach außen, z. B. über Bord, abgeführt (bzw. entlüftet) werden. Insbesondere kann diese Absicherung im Falle einer Leckage in der gesamten Gaskraftstoffzuführungseinrichtung bzw. entlang der gesamten Zuführung des gasförmigen Kraftstoffs innerhalb der Gaskraftstoffzuführungseinrichtung sichergestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform können die doppelwandige Verbindung, die doppelwandige Wandkonstruktion und/oder die doppelwandige Gasversorgungsverbindung eine Sensorik zum Feststellen einer Leckage aufweisen. Die Sensorik kann in zumindest einem der Zwischenräume angeordnet sein.

Die Sensorik kann vorzugsweise an einem der doppelwandigen Wandkonstruktion abgewandten Endbereich der doppelwandigen Gasversorgungsverbindung angeordnet sein. Die Sensorik kann signaltechnisch mit einer Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine verbunden sein, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet sein kann, die Versorgung der Brennkraftmaschine mit dem gasförmigen Kraftstoff bei einer Leckage abzuschalten, und zeitgleich eine Umschaltung in den (Mono-Fuel)-Betrieb mit dem Flüssigkraftstoff vorzunehmen, so dass die Brennkraftmaschine unterbrechungsfrei betreibbar bleibt. Somit kann auf vorteilhafte Weise mittels der Sensorik, wenn diese z. B. von dem gasförmigen Kraftstoff umströmt wird, eine Leckage festgestellt und dadurch die Sicherheit der Brennkraftmaschine gewährleistet werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung zumindest ein steuerbares Ventil, vorzugsweise zumindest ein Zumessventil, zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs umfassen. Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung kann mehrere, steuerbare Ventile, die nebeneinander angeordnet sind, umfassen.

Das zumindest eine steuerbare Ventil kann mittels der Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine steuerbar, insbesondere öffenbar und schließbar, sein. Die Steuervorrichtung kann ausgebildet sein, das zumindest eine steuerbare Ventil zu veranlassen, eine für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmte Menge des gasförmigen Kraftstoffs (aus einem Verteilervolumen) hindurchzulassen. Die vorbestimmte Menge kann hinterlegt (z. B. in einem Speicher der Steuervorrichtung) und/oder von der Steuervorrichtung berechenbar sein.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung ein Verteilervolumen und ein Sammelvolumen umfassen. Das zumindest eine steuerbare Ventil kann zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs vom Verteilervolumen in das Sammelvolumen ausgebildet sein. Das Sammelvolumen kann eine, vorzugsweise einzige, Kammer umfassen und/oder ausgebildet sein, den gasförmigen Kraftstoff nach dem steuerbaren Dosieren durch das zumindest eine steuerbare Ventil zusammenzuführen. Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung kann ausgebildet sein, dass der gasförmige Kraftstoff ausschließlich über das zumindest eine steuerbare Ventil vom Verteilervolumen in das Sammelvolumen gelangen kann. Mit anderen Worten, das Verteilervolumen und das Sammelvolumen können, vorzugsweise ausschließlich, über das zumindest eine steuerbare Ventil miteinander fluidisch verbunden sein. Das Verteilervolumen kann als Rail bezeichnet sein.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung brennkraftmaschinenfest ausgebildet sein, an einem Hauptbauteil der Brennkraftmaschine, vorzugsweise tragend, befestigt sein und/oder integraler Bestandteil der Brennkraftmaschine sein. Somit ist für die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung auf vorteilhafte Weise keine zusätzliche T ragestruk- tur notwendig.

Die Brennkraftmaschine kann ferner zumindest einen Zylinder, der zumindest einen Einlasskanal mit einem Einlassventil und/oder zumindest einen Auslasskanal mit einem Auslassventil zum fluidischen Verbinden mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine aufweist, und/oder eine Turbine umfassen. Der zumindest eine Einlasskanal mit dem Einlassventil und/oder der zumindest eine Auslasskanal mit dem Auslassventil können in einem Zylinderkopf des zumindest einen Zylinders ausgebildet sein.

Die Brennkraftmaschine kann ferner ein Abgasnachbehandlungssystem umfassen. Das Abgasnachbehandlungssystem kann einen Partikelfilter und/oder einen SCR-Katalysator (z. B. für eine Konformität der EU-Abgasnorm Stufe V), aufweisen.

Die Brennkraftmaschine kann einen Ansaugtrakt umfassen, der den Ladeluftverdichter, den Ladeluftkühler, den Einlasskrümmer und den zumindest einen Einlasskanal mit dem Einlassventil (hintereinandergeschaltet) aufweist.

Die Brennkraftmaschine kann ferner einen Abgastrakt umfassen, der den zumindest einen Auslasskanal mit dem Auslassventil, die Turbine und vorzugsweise das Abgasnachbehandlungssystem (hintereinandergeschaltet) aufweist.

Der Ladeluftkühler kann mit dem Einlasskrümmer, dem zumindest einen Einlasskanal mit dem Einlassventil und dem Brennraum mittels der Ladeluftzuführverbindung, vorzugsweise zur Zuführung eines Gemischs aus einer in der Ladeluftzuführverbindung geführten Ladeluft und des von der Gaskraftstoffzuführungseinrichtung zugeführten gasförmigen Kraftstoffs, fluidisch verbunden sein. Alternativ kann die fluidische Verbindung des Ladeluftkühlers mit dem Einlass- krümmer, dem zumindest einen Einlasskanal mit dem Einlassventil und dem Brennraum zumindest abschnittweise durch die Ladeluftzuführverbindung gebildet sein. Die Ladeluftzuführverbindung kann zweckmäßig Teil des Ansaugtrakts sein.

Der zumindest eine Auslasskanal mit dem Auslassventil kann mit der Turbine und vorzugsweise dem Abgasnachbehandlungssystem, insbesondere zum Abführen eines Abgases aus dem Brennraum und zum Antreiben der Turbine durch das Abgas, fluidisch verbunden sein.

Die Turbine und der Ladeluftverdichter können einen Turbolader bilden.

Die Brennkraftmaschine kann mehrere Ladeluftverdichter (und damit Turbolader) und mehrere Ladeluftkühler aufweisen. Die mehreren Ladeluftverdichter sind der Gaseinleitungsvorrichtung zweckmäßig vorgeschaltet. Mit anderen Worten, zwischen der Gaseinleitungsvorrichtung und den Einlasskrümmer sind zweckmäßig vorzugsweise keine Ladeluftverdichter angeordnet.

Die Brennkraftmaschine kann ferner eine Flüssigkraftstoff-Dosiervorrichtung, insbesondere ein (Common-Rail-)Einspritzsystem, umfassen. Ein flüssiger Kraftstoff, insbesondere Diesel, kann über steuerbare Injektoren des Einspritzsystems in einen Brennraum einbringbar sein. Die Injektoren können mittels der Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine steuerbar, insbesondere öffenbar und schließbar, sein. Die Steuervorrichtung kann ausgebildet sein, die Injektoren zu veranlassen, eine für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine vorbestimmte Menge des flüssigen Kraftstoffs in den Brennraum einzubringen. Ferner kann ein Dosierstartzeitpunkt (d. h. ein Einspritzzeitpunkt) und/oder ein Dosierdruck des flüssigen Kraftstoffs (d. h. ein Raildruck) regelbar und/oder steuerbar sein. Die vorbestimmte Dosiermenge des flüssigen Kraftstoffs kann von der vorbestimmten Dosiermenge des gasförmigen Kraftstoffs, die durch das zumindest eine steuerbare Ventil der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung durchgelassen wird, abhängen (und umgekehrt). Somit kann eine wohl dosierte, reduzierte Dosiermenge von z. B. Diesel-Kraftstoff in den Brennraum gelangen und eine Zylinderfüllung entzünden, wobei die Dosiermenge, der Dosierstartzeitpunkt und/oder der Dosierdruck auf vorteilhafte Weise für die Verbrennung angepasst und optimiert sein kann.

Die Brennkraftmaschine kann mit einem flüssigen Kraftstoff, vorzugsweise einem Diesel-Kraftstoff, und/oder dem gasförmigen Kraftstoff, vorzugsweise einem Wasserstoff- Kraftstoff, betreibbar sein.

Die Brennkraftmaschine kann eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine sein, die, vorzugsweise wahlweise, in einem Mono-Fuel-Modus mit einem flüssigen Kraftstoff, vorzugsweise einem Diesel-Kraftstoff, oder in einem Dual-Fuel-Modus mit dem flüssigen Kraftstoff und dem gasförmigen Kraftstoff, vorzugsweise einem Wasserstoff-Kraftstoff, betreibbar ist.

Die Brennkraftmaschine kann die Steuervorrichtung umfassen. Alternativ kann die Steuervorrichtung Teil eines Fahrzeugs oder einer stationären Anwendung sein (d. h. das Fahrzeug oder die stationäre Anwendung kann die Steuervorrichtung umfassen).

Die Steuervorrichtung kann ein Flüssigkraftstoff-Steuergerät zur Regelung und/oder Steuerung einer Dosierung des flüssigen Kraftstoffs im Mono-Fuel-Modus und/oder Dual-Fuel-Mo- dus, und ein Gaskraftstoff-Steuergerät zur Regelung und/oder Steuerung einer Dosierung des gasförmigen Kraftstoffs im Dual-Fuel-Modus aufweisen.

Das Gaskraftstoff-Steuergerät kann ferner zur Regelung und/oder Steuerung einer Dosierung des gasförmigen Kraftstoffs in einem Modus, in dem die Brennkraftmaschine lediglich mit dem gasförmigen Kraftstoff (und nicht mit dem flüssigen Kraftstoff) betrieben wird, ausgebildet sein.

Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, wiederholt zu prüfen, ob zumindest eine Umschaltbedingung zur Umschaltung zwischen dem Mono-Fuel-Modus und dem Dual- Fuel-Modus erfüllt ist, und vorzugsweise die Umschaltung zu initiieren, wenn die zumindest eine Umschaltbedingung erfüllt ist.

Die zumindest eine Umschaltbedingung zur Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual- Fuel-Modus kann eine Schwellwertüberschreitung und/oder Schwellwertunterschreitung zumindest eines vorbestimmten Schwellwerts zumindest einer physikalischen Größe der Dual- Fuel-Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Drucks und/oder einer Temperatur, einen fehlerlosen Betrieb des Flüssigkraftstoff-Steuergeräts und/oder einen fehlerlosen Betrieb des Gaskraftstoff-Steuergeräts umfassen.

Eine Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus kann durch folgende Sequenz initiierbar sein, wenn die zumindest eine Umschaltbedingung erfüllt ist: a) Senden einer Freigabebotschaft durch das Flüssigkraftstoff-Steuergerät an das Gaskraftstoff-Steuergerät, dass in den Dual-Fuel-Modus umgeschaltet werden darf, b) Senden einer Anforderungsbotschaft, vorzugsweise in Antwort auf die Freigabebotschaft, durch das Gaskraftstoff-Steuergerät an das Flüssigkraftstoff-Steuergerät zur Anforderung einer Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus, und c) Senden einer Rückmeldebotschaft, vorzugsweise in Antwort auf die Anforderungsbotschaft, durch das Flüssigkraftstoff-Steuergerät an das Gaskraftstoff-Steuergerät, dass eine Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus initiiert wird.

Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, eine Prüfung eines Dateninhalts der Anforderungsbotschaft mittels einer Prüfsummenprüfung auf Integrität und mittels eines rollie- renden Zählers auf Aktualität durchzuführen, und die Rückmeldebotschaft zu senden, wenn die Prüfung erfolgreich ist.

Das Gaskraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, zumindest eine Gaskraftstoff-spezifische Umschaltbedingung und/oder einen Inhalt der Freigabebotschaft zu prüfen und die Anforderungsbotschaft zu senden, wenn die zumindest eine Gaskraftstoff-spezifische Umschaltbedingung erfüllt ist und/oder der Inhalt der Freigabebotschaft zumindest ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.

Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät und/oder das Gaskraftstoff-Steuergerät können ausgebildet sein, eine Umschaltung vom Dual-Fuel-Modus in den Mono-Fuel-Modus zu initiieren, wenn und/oder sobald zumindest einer der folgenden Umschaltbedingungen vorliegt: eine fehlerhafte und/oder unterbrochene Kommunikationsverbindung zwischen dem Flüssigkraftstoff-Steuergerät und dem Gaskraftstoff-Steuergerät, ein fehlerhafter Betrieb des Flüssigkraftstoff-Steuergeräts, ein fehlerhafter Betrieb des Gaskraftstoff-Steuergeräts, eine Grenzwertverletzung zumindest eines vorbestimmten Grenzwerts zumindest einer physikalischen Größe der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Drucks und/oder einer Temperatur, z. B. ein Ladedruck einer Ladeluft unterhalb eines vorbestimmten Grenz-Ladedrucks und/oder ein Druck in einer Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung außerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs, eine zu geringe Menge des gasförmigen Kraftstoffs in einem Gaskraftstofftank, eine Leckage, durch die der gasförmige Kraftstoff austritt, liegt vor, und/oder eine fehlerhafte Sensorik zur Erkennung einer Leckage, durch die der gasförmige Kraftstoff austritt.

Die Umschaltung vom Dual-Fuel-Modus in den Mono-Fuel-Modus kann initiierbar sein durch a) eine Rücknahme zumindest einer der Freigabebotschaft, der Anforderungsbotschaft und/oder der Rückmeldebotschaft, vorzugsweise direkt und/oder ohne eine weitere Botschaft, b) eine gleiche Sequenz wie die Sequenz zur Umschaltung vom Mono-Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus, und/oder c) eine Rücknahme der Freigabebotschaft, der Anforderungsbotschaft und der Rückmeldebotschaft in einer abweichenden Sequenz zur Sequenz zur Umschaltung vom Mono- Fuel-Modus in den Dual-Fuel-Modus.

Eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment der Brennkraftmaschine kann im Mono-Fuel-Modus und im Dual-Fuel-Modus durch das Flüssigkraftstoff-Steuergerät regelbar und/oder steuerbar sein. Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, ein Soll-Drehmoment zum Betrieb der Brennkraftmaschine im Mono-Fuel-Modus und im Dual-Fuel-Modus für eine vorgegebene Soll-Drehzahl und/oder einen vorgegebenen Pedalwert zu bestimmen.

Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät kann mit der Flüssigkraftstoff-Dosiervorrichtung der Brennkraftmaschine, vorzugsweise einem Common-Rail-Einspritzsystem, zur Dosierung des flüssigen Kraftstoffs signaltechnisch verbunden sein.

Das Gaskraftstoff-Steuergerät kann mit der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung der Brennkraftmaschine zur Dosierung des gasförmigen Kraftstoffs signaltechnisch verbunden sein.

Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, zumindest einen Parameter der Flüssigkraftstoff-Dosiervorrichtung zu regeln und/oder zu steuern, vorzugsweise wobei der zumindest eine Parameter zumindest einen Dosierstartzeitpunkt, eine Dosierdauer, einen Dosierdruck, eine Dosieranzahl und/oder eine Dosiermenge des zu dosierenden flüssigen Kraftstoffs umfasst.

Das Gaskraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, zumindest einen Parameter der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung zu regeln und/oder zu steuern, vorzugsweise wobei der zumindest eine Parameter zumindest einen Dosierstartzeitpunkt, eine Dosierdauer, einen Dosierdruck, eine Dosieranzahl und/oder eine Dosiermenge des zu dosierenden gasförmigen Kraftstoffs umfasst.

Der zumindest eine Parameter der Flüssigkraftstoff-Dosiervorrichtung kann in Abhängigkeit von zumindest einem hinterlegten, von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abhängigen Kennfeld und vorzugsweise einer Ist-Drehzahl, einem Ist-Drehmoment und/oder einer Ist-Dosiermenge durch das Flüssigkraftstoff-Steuergerät bestimmbar, regelbar und/oder steuerbar sein.

Das zumindest eine hinterlegte Kennfeld kann zumindest ein Kennfeld für den Mono-Fuel- Modus und zumindest ein Kennfeld für den Dual-Fuel-Modus umfassen.

Bei einer Umschaltung zwischen dem Mono-Fuel-Modus und dem Dual-Fuel-Modus kann eine Umschaltung zwischen dem zumindest einen Kennfeld für den Mono-Fuel-Modus und dem zumindest einen Kennfeld für den Dual-Fuel-Modus zur Bestimmung des zumindest einen Parameters erfolgen. Der zumindest eine Parameter kann sukzessive, vorzugsweise entlang einer Überführungskurve, umgeschaltet werden.

Das Flüssigkraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, den zumindest einen Parameter der Flüssigkraftstoff-Dosiervorrichtung zu regeln und/oder zu steuern, um eine Wärmeabgabe des dosierten, gasförmigen Kraftstoffs bei einer Verbrennung des dosierten, flüssigen Kraftstoffs und des dosierten, gasförmigen Kraftstoffs zur Erzielung einer vorgegebenen Soll-Drehzahl und/oder eines Soll-Drehmoments im Dual-Fuel-Modus zu erhöhen oder zu begrenzen, dass bei der Verbrennung eine geringere Menge an Stickoxyd als im Mono-Fuel-Modus entsteht und/oder eine klopfende Verbrennung vermieden wird.

Das Gaskraftstoff-Steuergerät kann ausgebildet sein, den zumindest einen Parameter der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung im Dual-Fuel-Modus in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine zu regeln und/oder zu steuern. Vorzugsweise kann das Gaskraftstoff- Steuergerät ferner ausgebildet sein, eine Botschaft, die den Betriebspunkt umfasst, vom Flüssigkraftstoff-Steuergerät zu empfangen.

Die Steuervorrichtung kann ferner zur Erkennung einer Leckage, durch die der gasförmige Kraftstoff austritt, ausgebildet sein.

Die Steuervorrichtung kann mit der Sensorik zur Erkennung der Leckage signaltechnisch verbunden sein. Vorzugsweise kann eine Leckage feststellbar sein, wenn ein erkannter Leckagegas-Massestrom oberhalb einer Schwelle liegt. Die Schwelle kann z. B. zwischen 40 g/min und 60 g/min, insbesondere bei 48 g/min, liegen.

Alternativ oder ergänzend kann eine Leckage feststellbar sein, wenn ein Druck in einer Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung unterhalb eines vorbestimmten Druck-Schwellenwerts liegt. Die Erkennung einer Leckage kann für die Brennkraftmaschine im Betrieb und bei abgeschalteter Brennkraftmaschine durchführbar sein.

Es ist ferner vorstellbar, dass die Brennkraftmaschine nicht nur als Antriebsmaschine, sondern auch für eine Motor-Generator-Anordnung („Marine-Genset“) zur Bereitstellung einer Kombination aus einem Antrieb, insbesondere Dual-Fuel-Antrieb, und einem elektrischen Antrieb zu nutzen.

Gemäß einem weiteren allgemeinen Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Wasserfahrzeug, oder eine stationäre Anwendung mit mindestens einer Brennkraftmaschine wie hierin offenbart bereitgestellt.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen, Varianten und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und

Figur 2 eine schematische Ansicht einer Gaseinleitungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ladeluftverdichter 22, einen Brennraum 50, und eine Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 zur Zuführung eines gasförmigen Kraftstoffs, vorzugsweise eines Wasserstoff-Kraftstoffs.

Darüber hinaus kann die Brennkraftmaschine den üblichen Aufbau einer Brennkraftmaschine aufweisen, z. B. einen Ansaugtrakt 20, der den Ladeluftverdichter 22, einen Ladeluftkühler 26 und einen Einlasskrümmer 28 hintereinandergeschaltet aufweist. Der Ladeluftverdichter 22 kann Teil eines Turboladers sein, wobei eine Turbine 42 des Turboladers in einem Abgastrakt 40 der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

Die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 mündet in eine Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter 22 und dem Brennraum 50. Dazu kann die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 insbesondere eine Gaseinleitungsvorrichtung 18 umfassen, über die die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 in die Ladeluftzuführverbindung mündet. Die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 kann vorzugsweise in einen Verbindungsabschnitt 24 der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftverdichter 22 und dem Ladeluftkühler 26 münden.

Ferner ist es auch möglich, dass die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 in einen Ladeluftzuführabschnitt der Ladeluftzuführverbindung zwischen dem Ladeluftkühler 26 und dem Brennraum 50 mündet, z. B. in den Einlasskrümmer 28.

Eine Menge des gasförmigen Kraftstoffs, z. B. ein Wasserstoffstrom, kann somit mittels der Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 in die Ladeluftzuführverbindung eingeleitet werden, wo der gasförmige Kraftstoff mit der Ladeluft vermischet wird. Dieses Gemisch aus Ladeluft und dem gasförmigen Kraftstoff, z. B. ein Ladeluft-Wasserstoff-Gemisch, kann anschließend in den Ladeluftkühler 26, den Einlasskrümmer 28 und schließlich in zumindest einen Einlasskanal mit einem Einlassventil 32 in zumindest einem Zylinder 30 strömen. Nach einem Verbrennungsvorgang kann ein dabei erzeugtes Abgas durch zumindest einen Auslasskanal mit einem Auslassventil 34 aus dem zumindest einen Zylinder 30 hinausströmen und die Turbine 42 des Turboladers 40 antreiben, was wiederum den Ladeluftverdichter 22 des Turboladers antreiben kann, um einen Ladedruck der Ladeluft aufrecht zu halten.

Die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 kann eine Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs umfassen. Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 kann zumindest ein steuerbares Ventil 14-2, vorzugsweise zumindest ein Zumessventil, zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs umfassen.

Die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 kann ein Verteilervolumen 14-1 und ein Sammelvolumen 14-3 umfassen. Das Verteilervolumen 14-1 und das Sammelvolumen 14-3 können ausschließlich über das zumindest eine steuerbare Ventil 14-2 fluidisch verbunden sein. Entsprechend kann das zumindest eine steuerbare Ventil 14-2 zum steuerbaren Dosieren des gasförmigen Kraftstoffs vom Verteilervolumen 14-1 in das Sammelvolumen 14-3 ausgebildet sein.

Umfasst die Gaskraftstoffzuführungseinrichtung 10 die Gaseinleitungsvorrichtung 18 und die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14, so sind die Gaseinleitungsvorrichtung 18 und die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 zweckmäßig fluidisch verbunden, insbesondere über eine doppelwandige Verbindung 16. Des Weiteren kann die Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 eine doppelwandige Wandkonstruktion aufweisen. Ferner kann eine doppelwandige Gasversorgungsverbindung 12 zur Verfügung gestellt sein, um der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 den gasförmigen Kraftstoff zuzuführen.

Zwischenräume, die jeweils durch eine innere Wandung und eine die innere Wandung umgebende äußere Wandung der doppelwandigen Verbindung 16, der doppelwandigen Wandkonstruktion der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 und/oder der doppelwandigen Gasversorgungsverbindung 12 gebildet sind, können zum Abführen des gasförmigen Kraftstoffs bei einer Leckage miteinander fluidisch verbunden sein. Zum Feststellen einer Leckage können die doppelwandige Verbindung 16, die doppelwandige Wandkonstruktion der Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung 14 und/oder die doppelwandige Gasversorgungsverbindung 12 ferner eine Sensorik 60 aufweisen. Die Sensorik 60 kann vorzugsweise an einem der doppelwandigen Wandkonstruktion abgewandten Endbereich der doppelwandigen Gasversorgungsverbindung 12 angeordnet sein.

Figur 2 zeigt die Gaseinleitungsvorrichtung 18 gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei die Gaseinleitungsvorrichtung 18 insbesondere zur im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Gaseinleitung, vorzugsweise Gaseindüsung, in die Ladeluftzuführverbindung , insbesondere den Verbindungsabschnitt 24, ausgebildet sein kann.

Die Gaseinleitungsvorrichtung 18 kann einen Gaseinlass 18-1 aufweisen, der insbesondere im Wesentlichen parallel zum zumindest einen Ladeluftdurchgang 18-4 angeordnet sein kann.

Die Gaseinleitungsvorrichtung 18 kann zumindest einen Ladeluftdurchgang 18-4 aufweisen, der in der Ladeluftzuführverbindung angeordnet ist und/oder der einen Abschnitt der Ladeluftzuführverbindung bildet.

Die Gaseinleitungsvorrichtung 18 kann als Einspritzring (und/oder Injektionsring und/oder „injection ring“) ausgebildet sein und/oder einen Innenraum und/oder Ringraum 18-2 aufweisen, um den gasförmigen Kraftstoff, vorzugsweise in Richtung des zumindest einen Ladeluftdurchgangs 18-4, aufzuteilen.

Die Gaseinleitungsvorrichtung 18 kann auch mehrere, vorzugsweise parallel angeordnete, Ladeluftdurchgänge 18-4, z. B. zwei Ladeluftdurchgänge 18-4, aufweisen. Der Innenraum und/oder Ringraum 18-2 des Gaseinleitungsvorrichtung 18 kann ausgebildet sein, den über den Gaseinlass 18-1 eingelassenen gasförmigen Kraftstoff auf die mehreren Ladeluftdurchgänge 18-4 aufzuteilen.

Mehrere Gasdurchlässe 18-3 können in einer Umfangsfläche des zumindest einen Ladeluftdurchgangs 18-4, vorzugsweise gleichmäßig verteilt in Umfangsrichtung des zumindest einen Ladeluftdurchgangs 18-4, angeordnet sein. Ferner kann jede der Gasdurchlässe 18-3 jeweils eine Gasdüse aufweisen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale der unabhängigen Ansprüche jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche offenbart.

Bezugszeichenliste

10 Gaskraftstoffzuführungseinrichtung

12 doppelwandige Gasversorgungsverbindung

14 Gaskraftstoff-Dosiervorrichtung

14-1 Verteilervolumen

14-2 steuerbares Ventil

14-3 Sammelvolumen

16 doppelwandige Verbindung

18 Gaseinleitungsvorrichtung

18-1 Gaseinlass

18-2 Innenraum, Ringraum

18-3 Gasdurchlässe

18-4 Ladeluftdurchgang

20 Ansaugtrakt

22 Ladeluftverdichter

24 Verbindungsabschnitt der Ladeluftzuführverbindung

26 Ladeluftkühler

28 Einlasskrümmer

30 Zylinder

32 Einlasskanal mit einem Einlassventil

34 Auslasskanal mit einem Auslassventil

40 Abgastrakt

42 Turbine

50 Brennraum

60 Sensorik zum Feststellen einer Leckage