WO2012007540A1 - Injection system for an intake line of an internal combustion engine - Google Patents

Injection system for an intake line of an internal combustion engine Download PDF

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WO2012007540A1
WO2012007540A1 PCT/EP2011/062039 EP2011062039W WO2012007540A1 WO 2012007540 A1 WO2012007540 A1 WO 2012007540A1 EP 2011062039 W EP2011062039 W EP 2011062039W WO 2012007540 A1 WO2012007540 A1 WO 2012007540A1
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WO
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heat
fuel
nozzle
line
injection system
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/062039
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Fischer
Jochen Reudenbach
Original Assignee
Twintec Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means

Definitions

  • the invention relates to an injection system for an intake pipe of a liquid fuel internal combustion engine.
  • the device is a system for retrofitting a motor vehicle for operation with LPG (Liquefied Petroleum Gas).
  • LPG Liquefied Petroleum Gas
  • Such retrofit systems are used in motor vehicles, which are regularly set up for operation with a conventional fuel, for example. With gasoline or diesel fuel.
  • Such retrofit systems typically consist of an additional fuel tank system (such as LPG), a piping system, an additional fuel distribution device, and a suitable control system for controlling the supply of additional fuel.
  • LPG additional fuel tank system
  • Motor vehicles are normally designed and equipped by motor vehicle manufacturers for use with petrol or diesel. Due to the attractive price and the increasing availability of alternative fuels, in particular of LPG, it is increasingly desired to equip motor vehicles in addition in such a way that they can be operated in addition to the operation with gasoline or diesel with LPG.
  • motor vehicles can be provided with appropriate retrofit systems. This can sometimes be done directly by the motor vehicle manufacturer in new vehicles.
  • Injection systems for intake manifolds of internal combustion engines typically include a plurality of injectors for injecting the additional fuel into the individual intake manifolds to the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • Injection systems for operation with LPG or LPG are positioned in or on the suction lines.
  • the liquefied gas expands at the outlet of the injection nozzle into the suction lines. Due to the evaporation of the liquid gas arise at the nozzle exit area sometimes very deep Temperatures that can lead to ice formation at the nozzle outlet. This can cause not only a reduction in the injection quantity, but also a noticeable fuel supersaturation in the combustion chamber in the event of a detachment of ice.
  • the fuel supersaturation may also be in the form of torque fluctuations.
  • the present invention has the object, a particularly advantageous injection system for intake manifolds of a combustion engine for liquid fuel, in particular for the injection of LPG, indicate.
  • the injection system is intended, at least in part, to solve the problems described with reference to the prior art, that is to say, in particular, also be simple and flexible, cost-effective to manufacture and assemble. Furthermore, in particular an impairment of the injection process by ice formation at the injection nozzle should be avoided.
  • the invention relates to an injection system for a liquid fuel for arrangement on at least one intake line of an internal combustion engine, wherein the injection system comprises at least one metering device,
  • At least one line which can be connected to the metering device and leads from the latter into a suction line, and which has at least one heat-transmitting nozzle,
  • At least one separate heat-transferring structure that can be connected to at least one heat source located outside the at least one intake line and to the at least one heat-transferring nozzle.
  • the at least one line which can be connected to the metering device is preferably thermally insulated (at least in part), in particular if it is exposed to a warm environment. This means, in particular, that the line minimizes or prevents heat transfer from the outside to the fuel conveyed in the line.
  • the insulating properties of the conduit may be defined relative to the heat transfer characteristics of the heat transferring structure.
  • the heat transfer coefficient of the material of the heat-transferring structure is greater than the heat transfer coefficient of the material of the heat-insulated pipe, in particular at least twice as large and more preferably at least ten times as large.
  • the heat source is not (only) formed by the intake air and thus does not lie (only) in the flow-through area of the intake pipe, but the heat source can be located in a region delimited by the through-flow area of the intake pipe
  • the external heat source can thus be, for example, an electric heating element, a heat-emitting consumer (generator, pump, etc.), a cooling water aggregate, the engine block, the combustion chamber of an internal combustion engine or the like.
  • the injection system is supplied for example via an additional tank with a liquid fuel.
  • the injection system can, for.
  • Example from a single injection unit (ie a (single) injection line with a (single metering device and a (single) line with nozzle), which is connected to a single intake manifold of an internal combustion engine
  • a single injection unit ie a (single) injection line with a (single metering device and a (single) line with nozzle
  • four (4) injection units are used on a four-cylinder internal combustion engine, or several injection units or dosing units per cylinder may be provided the single injection unit is used to supply the four intake manifolds of the four-cylinder internal combustion engine with a liquid fuel
  • the umbrella term injection system for the one or more injection used to staple is used to staple.
  • the injection system or the injection units are supplied by a common source of liquid fuel, so for example, the liquid fuel from a (single) tank is supplied by means of a (single) pump.
  • a return for unneeded liquid fuel may be provided so that liquid fuel can be directed from the injection system back into the tank as needed.
  • the at least one combustion chamber of an internal combustion engine is supplied with a mixture of fuel and air corresponding to the desired mixture composition, which is suitable for the operation of the internal combustion engine.
  • the mixture does not necessarily have to be sucked in, but in principle can also be conveyed by means of pressure, so that the "intake line” is used as the generic term for this type of lines / or partially controlled by the injection system.
  • the internal combustion engine is a conventional internal combustion engine with intake manifolds and designed for operation with gasoline or diesel fuel.
  • the internal combustion engine can therefore be a conventional reciprocating engine or piston engine (eg Otto engine or diesel engine), rotary engine or rotary engine (Wankel engine).
  • an intake pipe is understood to mean, in particular, a flow channel upstream of the at least one combustion chamber of the internal combustion engine, which in particular also includes a channel in the cylinder head.
  • This may be part of the internal combustion engine itself (eg as a kind of bore in the engine block) and / or as a separate line.
  • the injection system is positioned at a maximum distance of 30 centimeters, in particular a maximum of 20 centimeters, to the combustion chamber in the direction of flow of the intake air.
  • the injection system according to the invention is particularly advantageous when the injection system injects LPG as liquid fuel.
  • LPG When LPG is used as a fuel, it is advantageous if it is supplied to the intake line predominantly in liquid form.
  • liquid fuel results in a simpler and more accurate delivery and metering of the fuel.
  • the LPG vaporizes as soon as it encounters warm intake air or parts of the intake line, or as soon as it exits the nozzle, the pressure drops in the vicinity of the fuel.
  • the liquid supply of fuels such as LPG into the suction line has considerable advantages over the gaseous feed. In the gaseous feed, the intake air is partially displaced due to the volume of the gas supplied. This effect is eliminated in the liquid feed. Therefore, more mixture of fuel and air can be conveyed into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the LPG deprives the environment of Suction line Heat energy required as the enthalpy of vaporization of the LPG. This leads to a cooling of the intake air LPG mixture. In this way, the amount of fuel-air mixture supplied to a combustion chamber can be further increased, so that higher power densities are possible through the use of liquid LPG than with the use of gaseous LPG.
  • the metering of the liquid fuel is taken over by the metering device.
  • the metering device is preferably assigned in each case one (individual) line for the fuel to the intake line; so that it is very particularly preferred that the number of metering devices coincides with the number of injection units. Nevertheless, of course, a concerted operation is possible, for. B. by means of a common control device. Consequently, a single metering device or a plurality of metering devices can be used for the entire injection system. In particular, a metering device per intake line of the internal combustion engine can be used.
  • the metering device preferably comprises a (single) valve, for example a pressurized switching valve.
  • the metering device is suitable for realizing a predetermined switching time or opening time. It is, for example, also possible for the metering device to throttle the applied pressure of the liquid fuel toward the heat-insulated line, so that an individually required pressure can be set for each injection point in time.
  • the metering device designed as a valve can be in communication with a fuel reservoir in which the fuel is available with the pressure applied to the metering device. This fuel reservoir can be designed in the manner of a fuel rail.
  • the pressure in the fuel reservoir can be generated by a common fuel pump for all metering devices.
  • Another possible embodiment of the metering device is a pump device or a metering pump.
  • the metering device together with the supply line and the nozzle represents a pump-nozzle unit.
  • the metering device can be designed, for example, so that the remaining fuel in the partially heat-insulated line is withdrawn in order to prevent an increased amount of fuel from evaporating present in the fuel-air mixture. Also, vaporization of the liquid fuel at an uncontrolled time in the initial intake operation in overlap with the (still) open exhaust valve to displace the exhaust gases with the subsequent fresh air, by a proportion of fuel in the fresh air drive out this portion unused.
  • an at least partially heat-insulated line is connected to the metering device, which leads from this into a suction line.
  • a plurality of partially heat-insulated lines can lead from one metering device to one intake line each. If, on the other hand, there is a metering device per intake line, then it is advantageous to use one partially heat-insulated line per metering device-intake line pairing.
  • an intake pipe can be supplied with liquid fuel via a plurality of partially heat-insulated pipes.
  • partially heat-insulated lines can be used with the same number or different number of metering devices and suction lines thereof, eg. B. single, double or triple.
  • the partially thermally insulated pipe should at least extend from the metering device into the intake pipe, so that the pipe guided therethrough liquid fuel remains liquid even under operating conditions up to the suction line.
  • the at least partially thermally insulated line also extends into the suction line.
  • the entire partially insulated line can be made of heat-insulating material.
  • the partially thermally insulated conduit may be constructed of multiple (coaxial) layers.
  • an inner layer which is in contact with the liquid fuel in particular can be chemically and / or thermally inert with respect to the fuel used.
  • a middle layer may in particular be suitable for providing mechanical stability. In particular, this middle layer can facilitate the formability and adaptability to the variety of different constructive conditions of the respective internal combustion engines in a manner favorable for retrofitting.
  • An outer layer can in particular take on the task of thermal insulation.
  • the middle and outer layer may be adopted by one or more materials, and / or, in the entirety, an above-mentioned property may not be satisfied if it is not necessary in the embodiment.
  • At least one layer can also be designed as a coating.
  • a layer can be designed as a sheath or as an insert and / or insertable tube.
  • the at least partially heat-insulated conduit is (completely) formed from a (single) plastic, in particular from polytetrafluoroethylene (PTFE) or a similar material.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the at least one heat-transmitting nozzle is to be arranged.
  • the nozzle accomplishes a good distribution of the fuel in the intake (and in particular at a distance from the wall of the intake), so that z.
  • the nozzle can cause various effects by different geometries. These effects can sometimes be to motivate a wide fanning, a wide atomization and / or an expansion of the liquid gas.
  • the nozzle may be suitable for causing a targeted beam to a desired position.
  • the nozzle is made of a thermally conductive material, in this case, an embodiment with metal is preferred, for example comprising copper, brass or similar highly thermally conductive materials.
  • a nozzle that generates heat as a result of its ohmic resistance and an applied high current density and transmits at the outlet of the nozzle to the fuel.
  • the nozzle itself thus represents, in particular, an electrical heater.
  • a separate resistance heating element for generating heat may also be provided on the nozzle.
  • the nozzle then also forms the heat-transmitting structure.
  • the heat source is either the electrically heated nozzle and / or the separate resistance heating element.
  • the heat source may in this case be formed within the intake pipe or in an inner region of the intake pipe which is delimited by the intake air.
  • the sucked air in the intake line is (in essence) no heat removed in such a device.
  • the heatable nozzle or the resistance heating element is also an external heat source.
  • the nozzle can be made in one piece or in several pieces and also several nozzles can be connected to the heat-insulated line.
  • the injection system has a separate heat-transmitting structure.
  • “Separately” means, inter alia, that the structure before or for installation in the internal combustion engine is an independent (one-part or multi-part) component , Shrinkage-bonded connection and / or adhesive bond are also materially bonded, eg soldered and / or welded, to the heat-transferring nozzle. to be bound.
  • the heat-transmitting structure can be designed both with bendable and / or rigid sheets and / or rods, as well as a power line to the electrically heatable nozzle and / or as an electrical heating element with power supply.
  • the heat-transferring structure may be a tubular structure, which flows around and / or flows through a heat-transferring fluid.
  • the heat-transferring structure can also be designed in several parts per suction line or per heat-transferring nozzle.
  • the heat transferring structure may be connected to a heat source located outside the at least one intake passage.
  • the heat source is thus provided outside of the suction line.
  • the heat source can deliver the heat to the heat transferring structure by convection, conduction and / or radiation.
  • the heat transferring structure and the heat source are to be regularly positioned so that a flow (eg of ambient air) is formed from the heat source to the heat transferring structure in operation.
  • a flow eg of ambient air
  • waste heat from the internal combustion engine can also be transmitted via radiation to the heat-transferring structure, for example onto a metal sheet of the heat-transferring structure.
  • the heat-transferring structure can be materially connected both to the heat source, as well as screwed, clamped, shrunk and / or glued.
  • the heat-transferring structure can be materially connected both to the heat source, as well as screwed, clamped, shrunk and / or glued.
  • the at least one separate heat-transferring structure is made in one piece and can be connected to a plurality of heat-transferring nozzles.
  • "Integral” here means, in particular, that the injection system uses only one-piece structure, eg, a sheet assembly or a rod assembly, Basically, a structure is also considered “one-piece” if it has multiple butted individual rows, but it is preferred an embodiment in which the structure is formed with only one material and / or without joints. In addition, this is to be expressed in particular also that for several thermally insulated lines, a single structure is used, the z. B. each protrudes into the majority of the suction lines.
  • the at least one heat source is an area of the internal combustion engine.
  • a heat source here is a range suitable having a temperature above the freezing temperature of water.
  • the temperature of the heat source is in the range of room temperature, but below the ignition temperature of the fuel-air mixture.
  • this region of the heat source has a temperature of about 50 ° C to 100 ° C.
  • the spatial area of the internal combustion engine may be any area that meets the temperature specifications. For design reasons, it may be useful to choose an area that is freely accessible on the one hand and on the other hand is close to the partially insulated line. Also suitable are those areas of the internal combustion engine which can be disassembled with little effort and / or, for example, have a fastening means which itself or by slight changes is suitable for securing the separate heat-transferring structure. Such an area is, for example, the connection between the (separate) intake pipe and the internal combustion engine.
  • the at least one partially thermally insulated line can be aligned and held by means of the at least one heat-transmitting structure in a predetermined position in the suction line.
  • the predetermined position of the line is usually suitable for injecting the liquid fuel as possible in such a way that a high mixing of the fuel with the intake air in the intake line is achieved by flow processes during intake. It is therefore clear that this predetermined position (in particular position and / or orientation and / or orientation) is dependent both on the geometry of the suction line and in particular on the design of the nozzle. This predetermined position can also be dependent on the heat-transferring structure or other internals in the intake line and their flow influence.
  • the function of the alignment may be, for example, that the predetermined position during the Installation or retrofitting by a deformability or by an adjustability z. B. can be adjusted by Einstellgewinde the heat-transmitting structure.
  • the alignment may also include that the heat-transferring structure already has the shape that substantially retains it in the assembled state and also z. B. continue to support easy installation.
  • This can be z.
  • Example be achieved by guide means for facilitating insertion of the partially thermally insulated line in the heat transfer structure together with the partially thermally insulated line.
  • the function of holding the predetermined position is meant in particular that the partially thermally insulated line does not deviate in the just predetermined position even with the applied mechanical influences during operation of the injection system from the predetermined position in a disturbing manner.
  • This holding can, as already mentioned above, be achieved by a screw connection, clamping connection, shrink connection, adhesive connection and / or cohesive connections.
  • the at least one separate heat-transferring structure promotes a mixing of a fuel and sucked air in the at least one intake line.
  • the sucked air can be redirected by the heat-transferring structure such that it quickly absorbs and discharges the escaping fuel in the nozzle exit region by an increased relative speed of the air with respect to the partially heat-insulated conduit.
  • the heat-transferring structure promotes swirling of the intake air in the intake line and thus leads to a higher mixing of fuel and intake air in the intake line.
  • flow guides through the heat-transmitting structure which represent a combination of the above-mentioned flow guides, conceivable as well as reversing guides and / or accelerators and the like.
  • the heat-transmitting structure is at least partially also flows or flows around the sucked air.
  • the heat-transmitting structure subdivides the suction line in sections or in a cross-section of the intake into different flow channels.
  • the at least partially heat-insulated line of the injection system comprises at least the following sections:
  • At least one thermally insulated supply line which can be connected to the metering device and forms an outlet opposite
  • At least one heat-transmitting nozzle which is arranged at the outlet of the at least one heat-insulated feed line and which has a nozzle opening for discharging the fuel into the at least one suction line.
  • the heat-insulated supply line can be designed in the manner mentioned above.
  • the one end of the heat-insulated feed line which lies on the side of the metering device, can be connected to the metering device in various ways. This means z. B. that the heat-insulated lead is clamped, plugged, shrunk, glued and / or screwed. Also, solder joints and other thermal joint connections are conceivable.
  • the heat-insulated supply line forms an outlet. This outlet can be formed by simply cutting the conductor material for the heat-insulated supply line (smooth front side) or else be specially prepared for the connection of a heat-transferring nozzle. For this purpose, for. As an insert, a sheath, a screw or be provided similar.
  • the heat-transmitting nozzle may be designed according to the design of the outlet.
  • the heat-transmitting nozzle can surround a portion of the outlet of the heat-insulated lead to firmly connect these two components together.
  • This compound can be formed both cohesively and frictionally or in the manner of a screw connection. Also it can be dismantled or not dismountable.
  • the back of the heat-transferring nozzle which faces the heat-insulated lead, with its end face to this end face of the outlet of the heat-insulated lead (directly) abut.
  • the nozzle can also be arranged at a distance from the heat-insulated feed line. It can be z. B.
  • the nozzle opening is located in the intake and shows in the above-mentioned manner in a predetermined position in the intake.
  • the nozzle opening may be designed in various ways, which is adapted to the flow conditions and the viscosity or the expansion behavior of the fuel.
  • the injection line from the metering device to the exit point at the nozzle is formed both by heat-insulating material (heat-insulated line, heat-insulated feed line) and by a heat-conducting material (heat-transmitting nozzle), in particular in the sense that the liquid Fuel is first performed heat insulated and is guided before exiting with a thermally conductive material (axially one behind the other positioned pipe sections).
  • a first preconditioning and / or a (partial) evaporation can be initiated already in the line, thereby further disrupting attachment mechanisms for ice in the nozzle and a significant expansion of the fuel can be achieved in the intake into it.
  • Injection system for a liquid fuel for arrangement on at least one intake manifold of an internal combustion engine wherein the injection system has at least one metering device and at least one partially thermally insulated line which can be connected to the metering device and from this leads into a suction line, further wherein the at least one partially thermally insulated line has at least one heat-insulated feed line which is connected to the metering device and forms an outlet opposite, and further comprises at least one heat-transmitting nozzle, which is arranged at the outlet of the at least one heat-insulated supply line and having a nozzle opening for discharging the fuel into the at least one suction line.
  • the outlet of the at least one heat-insulated feed line at least partially encloses the at least one heat-transmitting nozzle.
  • the nozzle comprises a connecting piece at the rear, which is suitable for (partial) introduction into the outlet of the heat-insulated supply line.
  • the heat-transferring nozzle is completely accommodated in the outlet region of the heat-insulated supply line. It may also be advantageous if the area which is enclosed by the heat-insulated supply line, by teeth, Wellun- conditions and / or undercuts a loss of the heat-transferring nozzle due to positive engagement and / or friction and / or traction prevented.
  • the inserted portion of the nozzle can cause expansion of the outlet of the heat-insulated lead, so that they are already firmly connected to each other.
  • connection can be achieved by means of an adhesive and / or by shrinkage of the heat-insulated lead. Furthermore, the connection can also be achieved by clamping and / or screw connections as well as by solder. It is very particularly preferred that the outlet completely surrounds an element of the nozzle provided for insertion into the supply line, in the outer circumference.
  • the heat-transmitting nozzle of the injection system is integrally connectable to the at least one separate heat-transferring structure.
  • cohesive substance it is meant in particular that the nozzle and the heat-transferring structure are welded, soldered and / or connected to one another by an adhesive (diffusing in)
  • a sleeve is used to achieve, in particular, a frictional clamping connection between the heat-insulated feed line and the heat-transmitting nozzle, in particular by a coaxial gripping of nozzle and feed line being clamped by means of the sleeve a shrink tube are used, but also two-piece or multi-part sleeves, which screwed together or latched effect a clamping.
  • the sleeve is formed either of heat-transferring material and with the nozzle in isse is rme calendardem contact, and / or that this forms an outer layer in the region of the heat-insulating lead and is itself made of heat-insulating material. It is also possible that the Although cuff is
  • the inventive concept is subject to a vehicle having an internal combustion engine operable with a first fuel and a second fuel
  • the injection system according to the invention is provided for adding the second fuel to at least one intake manifold of the internal combustion engine, and further wherein at least one separate heat-transferring structure with the at least a heat-transmitting nozzle on the one hand and a heat source located outside the at least one suction line is connected.
  • the first fuel in particular a conventional fuel such.
  • gasoline or diesel fuel the usual way at a different location (closer to the combustion chamber of the internal combustion engine) is added.
  • the second fuel is meant in particular a liquefied gas or LPG.
  • the injection system according to the invention is proposed here mainly for motor vehicles, which can be operated either with a conventional fuel or a second fuel. Nevertheless, the invention can of course also be used in monovalent motor vehicles.
  • the addition of the second fuel takes place according to one of the above-mentioned manner with the injection system shown according to the invention.
  • the second fuel is added to at least one suction line, which means in particular that the second fuel is introduced into a feed line of the intake pipes, also conceivable introduction into one of the branches or even close to or in the curve at the inlet valve of the combustion chamber internal combustion engine. This can be done via multiple or splitting fuel line.
  • the heat-transferring structure can be embodied in one piece for the entire internal combustion engine as well as in several parts and in particular in each case in multiple parts for an injection nozzle.
  • the number of heat-transmitting nozzles depends primarily on the embodiment or position of the injection in the entire intake pipe. However, two, three or more heat-transferring nozzles may also be introduced into the intake line in each introduced region. The shape and type of the nozzle depends primarily on the nature of the second fuel, the position in the intake, but also according to other above-mentioned aspects.
  • the heat source outside the intake pipe is any area of the internal combustion engine and also of the vehicle. In this case, it is preferably located outside the boundary of the suction line and, in particular, in the vicinity of the nozzle, in order, among other things, to save costs and material.
  • FIGS. show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited.
  • the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. Show it:
  • FIG. 1 shows a motor vehicle which is equipped for operation with a first fuel and a second fuel, for example LPG, and has a device according to the invention for the second fuel,
  • Injection system a section through a detail of another embodiment of the injection system, 4 shows a section through an embodiment of the feed line and nozzle with a heat sheet,
  • Nozzle connected by a cuff
  • Nozzle with the supply line enclosing the nozzle.
  • 1 shows a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 2, which is set up for operation with either (alternatively) a first fuel or a second fuel 33.
  • the second fuel 33 may be LPG (Liquefied Petroleum Gas), while the first fuel is a conventional fuel such as gasoline or diesel.
  • the second fuel 33 is metered in a motor vehicle 1 with a metering device 4 on a combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2.
  • Fig. 1 is simplified, only a combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2 is shown.
  • the combustion chamber 11 is supplied via the suction line 8 with air 32 and with fuel. Exhaust gases pass out of the combustion chamber 11 via the exhaust pipe 9 also.
  • the intake line 8 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10.
  • the exhaust pipe 9 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10.
  • a first fuel then passes through the gasoline or diesel injector 3 into the intake line 8 of the internal combustion engine 2. If the motor vehicle 1 to be operated with second fuel 33 (LPG), via the switch 7, a switch to the second fuel 33.
  • the switch 7 is set in Fig.
  • the second control unit 6 can receive and process different signals for controlling the injection of the second fuel 33.
  • a lambda input 13 is provided, via which a lambda value of the exhaust system (not shown) of the internal combustion engine 2 can reach the second control unit 6.
  • a temperature sensor 20 determines the engine temperature of the internal combustion engine 2.
  • the temperature sensor 20 is preferably connected to a cooling circuit 12 of the internal combustion engine 2.
  • the signal of this temperature sensor 20 can be utilized by the second control unit 6.
  • the second control unit 6 calculates from the first injection signal, which receives it from the first control unit 5 and which is actually intended to control the gasoline or diesel injector 3, in combination with the other second control unit 6 available signals, a second injection signal for the metering device 4, which injects the second fuel 33 (LPG) into the intake line 8 of the internal combustion engine 2.
  • LPG second fuel 33
  • One or more (LPG) metering devices 4 are provided per combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2.
  • the second control device 6 and the metering devices 4 are interconnected via signal lines.
  • the metering device 4 receives the second fuel 33 from the tank 16.
  • the second fuel 33 is conveyed out of the tank 16 with the pump 17 and passes via the supply line 14 and the Zulaufverteiltechnisch 21 to the metering device 4.
  • In the return line 15 is a pressure sensor 19th intended.
  • the signal of the pressure sensor 19 also passes to the second control unit 6 and is used in this for calculating the second injection signal for the metering device 4 with.
  • In the return line 15 is also a return valve 37, with which the pressure in the return line 15 and the metering device 4 can be regulated.
  • a return distribution line 22 and a return line 15 through which excess second fuel 33 is conveyed by the metering device 4 back into the tank 16.
  • the return line 15 is also provided to promote, by heating and / or insufficient pressure in the feed line 14, gaseous second fuel 33 from the metering device 4 back into the tank 16; Namely, it is to be achieved that (only) liquid second fuel 33 is discharged via the metering device 4 to the internal combustion engine 2, or to the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2.
  • the at least partially heat-insulated line 35 for the second fuel 33 (LPG) is connected to the metering device 4 and projects into the intake line 8.
  • the gasoline or diesel injector 3 shown here is no longer shown in the following figures. Nevertheless, it is clear that the partially thermally insulated line 35 and the gasoline or diesel injector 3 represents two structurally and spatially separate units in the intake line 8. At this point, it should be emphasized once again that not only in the position shown in simplified in Fig. 1 must be arranged in front, but also next to or behind, as well as below or above the gasoline or diesel injector 3 may be arranged. Schematically indicated in Fig. 1, the heat-transferring structure 29, which transfers heat to the also indicated heat-transmitting nozzle 24. This will be explained in more detail with reference to the following figures.
  • Fig. 2 shows a section through a part of a first variant of the device according to the invention, installed in the suction line 8.
  • the heat-insulated feed line 23 is inserted into the suction line 8 and connected in series with the heat-transmitting nozzle 24 via a sleeve 30.
  • the outlet 27 of the heat-insulated feed line 23 is spaced from the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24.
  • the end face 28 of the outlet 27 and the inlet 25 are opposite.
  • the heat-insulated lead 23 together with the heat-transmitting nozzle 24 and the sleeve 30 thus form the partially heat-insulated pipe 35.
  • the partially heat-insulated pipe 35 is aligned and held by the heat-transmitting structure 29.
  • the heat-transferring nozzle 24 is connected to the heat transfer structure 29 z. B. materially connected.
  • the heat transferring structure 29 exits the intake passage 8 in a portion of the intake passage far from the entrance portion of the heat-insulating passage 35, and is connected to a portion of the engine 2 via a screw connection 31.
  • This area may, for example, be an engine block or a cylinder head of the internal combustion engine 2.
  • the engine block or the cylinder head or the internal combustion engine 2 is a heat source 38, which is connected via the heat-transferring structure 29 with the heat-transferring nozzle 24.
  • second combustion Substance 33 (eg, LPG) is injected via the partially heat-insulated conduit 35.
  • This mixture is conventionally sucked by the negative pressure into the combustion chamber 11 and the opened valve 10 and the chemical energy is converted into mechanical energy by combustion in a conventional manner.
  • the resulting thermal energy is now transferred to a part of the heat transfer structure 29 to the heat transferring nozzle 24.
  • the heat is transferred to the exiting second fuel 33.
  • the illustrated heat transferring structure 29 stably holds the partially heat-insulated pipe 35 in a predetermined position against vibrations inherent in flow forces and internal combustion engines.
  • Fig. 3 shows a similar arrangement as in FIG. 2, wherein the inlet 25 of the heat-carrying nozzle 24 is conical and the heat-insulated lead 23 surrounds the inlet 25 and the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated lead 23 thus behind the Inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 is arranged.
  • the heat-insulating lead 23 and the heat-transmitting nozzle 24 partially overlap.
  • the connection between the supply line 23 and the heat-transferring nozzle 24 is secured by a sleeve 30.
  • the heat-transferring structure 29 is a heating ring 34, which comprises the heat-transferring nozzle 24.
  • the heat source 38 is also formed by the heating ring 34.
  • the heating ring 34 is powered by a power line 39 with electrical energy.
  • Fig. 4 shows a section through the partially heat-insulated line 35 and a heat-transmitting structure 29, which is designed in this illustration as a sheet metal. This sheet is connected to the heat-transferring nozzle 24.
  • the sleeve 30 is connected to the heat-transmitting nozzle 24, for example via a screw connection on the side of the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24, for example screwed.
  • the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated feed line 23 abuts the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24.
  • FIG. 5 shows the same section as FIG. 4 in a somewhat different embodiment of the connection of heat-transferring nozzle 24 and heat-insulated supply line 23.
  • the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 is tubular and is enclosed by the sleeve 30.
  • the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 adjoins the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated supply line 23.
  • heat transfer to the second fuel 33 takes place only in the region between the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 and the nozzle opening 26.
  • the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 is partially conical.
  • the heat-insulated inlet 23 encloses the inlet 25 and is easily performed by the flared shape of the inlet 25 and is fixed by a collar 30 in a cylindrical portion of the inlet 25 by a collar 30.
  • only a heat transfer in the region between the inlet 25 and the nozzle opening 26 of the heat-transferring nozzle 24 is effected.
  • the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated feed line 23 is located behind the inlet 24 of the heat-transferring nozzle 24.
  • the heat-transmitting nozzle 24 and the heat-insulating lead 23 partially overlap.
  • the injection system according to the invention for at least one intake line of a combustion engine for a liquid fuel is modular in addition to high stability and effective prevention of ice formation at the nozzle opening, so that it can be particularly easily adapted to different internal combustion engines with different numbers of combustion chambers. It thus represents a significant improvement over the prior art, particularly in the field of retrofit systems for additional fuels, such as LPG.

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Abstract

The invention relates to an injection system (36) for a liquid fuel (33) for arranging in at least one intake line (8) of an internal combustion engine (2), wherein the injection system (36) has at least the following: - at least one dosing device (4), - at least one partially thermally insulated line (35) which can be connected to the dosing device (4) and which leads from the latter into an intake line (8) and which has at least one heat-transmitting nozzle (24), - at least one separate heat-transmitting structure (29) which can be connected to at least one heat source (38) situated outside the at least one intake line (8) and to the at least one heat-transmitting nozzle (24).

Description

Einspritz System für eine Ansaugleitung einer  Injection system for a suction line
Verbrennungskraitmaschine Die Erfindung betrifft ein Einspritz System für eine Ansaugleitung einer Verbrennungskraftmaschine für flüssigen Brennstoff. Insbesondere ist die Vorrichtung ein System zur Nachrüstung eines Kraftfahrzeuges für den Betrieb mit Flüssiggas bzw. LPG (Liquefied Petroleum Gas). Derartige Nachrüstsysteme kommen bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die regulär für den Betrieb mit einem konventionellen Brennstoff, bspw. mit Benzinoder Dieselkraftstoff, eingerichtet sind.  The invention relates to an injection system for an intake pipe of a liquid fuel internal combustion engine. In particular, the device is a system for retrofitting a motor vehicle for operation with LPG (Liquefied Petroleum Gas). Such retrofit systems are used in motor vehicles, which are regularly set up for operation with a conventional fuel, for example. With gasoline or diesel fuel.
Solche Nachrüstsysteme bestehen regelmäßig aus einem Tanksystem für den zusätzlichen Brennstoff (wie LPG), einem Leitungssystem, einer Vorrichtung zur Verteilung des zusätzlichen Brennstoffs und einem geeigneten Steuersystem zur Steuerung der Zufuhr des zusätzlichen Brennstoffs. Kraftfahrzeuge werden von Kraftfahrzeugherstellern normalerweise für den Betrieb mit Benzin oder Diesel konzipiert und ausgerüstet. Aufgrund des attraktiven Preises und der steigenden Verfügbarkeit alternativer Brennstoffe, insbesondere von LPG, wird zunehmend gewünscht, Kraftfahrzeuge zusätzlich derart auszurüsten, dass sie neben dem Betrieb mit Benzin oder Diesel auch mit LPG betreibbar sind. Dazu können Kraftfahrzeuge mit entsprechenden Nachrüstsystemen versehen werden. Dies kann teilweise auch direkt durch den Kraftfahrzeughersteller bei Neufahrzeugen geschehen. Such retrofit systems typically consist of an additional fuel tank system (such as LPG), a piping system, an additional fuel distribution device, and a suitable control system for controlling the supply of additional fuel. Motor vehicles are normally designed and equipped by motor vehicle manufacturers for use with petrol or diesel. Due to the attractive price and the increasing availability of alternative fuels, in particular of LPG, it is increasingly desired to equip motor vehicles in addition in such a way that they can be operated in addition to the operation with gasoline or diesel with LPG. For this purpose, motor vehicles can be provided with appropriate retrofit systems. This can sometimes be done directly by the motor vehicle manufacturer in new vehicles.
Einspritz Systeme für Ansaugleitungen von Verbrennungskraftmaschinen weisen typischerweise eine Mehrzahl Einspritzdüsen zur Einspritzung des zusätzlichen Brennstoffes in die einzelnen Ansaugleitungen hin zu den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine auf. Einspritz Systeme für den Betrieb mit Flüssiggas bzw. LPG werden dazu in oder an den Ansaugleitungen positioniert. Dabei expandiert das Flüssiggas am Austritt der Einspritzdüse in den Ansaugleitungen. Durch das Verdampfen des Flüssiggases entstehen am Düsenaustrittsbereich mitunter sehr tiefe Temperaturen, die zur Eisbildung am Düsenaustritt führen können. Dies kann nicht nur eine Verringerung der Einspritzmenge, sondern im Falle einer Ablösung eines Eisbrockens auch eine spürbare Treibstoffübersättigung im Brennraum verursachen. Die Treibstoffübersättigung kann sich auch in Form von Drehmomentschwankungen auswirken. Mitunter kann dies zu Schäden an Zylinder und Kolben führen. Zudem wurden bisher technisch relativ aufwändige Haltevorrichtungen für solche Einspritz Systeme vorgeschlagen, insbesondere um eine dichte und stabile Anordnung auch bei der Nachrüstung von Kraftfahrzeugen zu erreichen. Dies führt vielfach zu einer schwierigen Montage und hohen Kosten. Injection systems for intake manifolds of internal combustion engines typically include a plurality of injectors for injecting the additional fuel into the individual intake manifolds to the combustion chambers of the internal combustion engine. Injection systems for operation with LPG or LPG are positioned in or on the suction lines. The liquefied gas expands at the outlet of the injection nozzle into the suction lines. Due to the evaporation of the liquid gas arise at the nozzle exit area sometimes very deep Temperatures that can lead to ice formation at the nozzle outlet. This can cause not only a reduction in the injection quantity, but also a noticeable fuel supersaturation in the combustion chamber in the event of a detachment of ice. The fuel supersaturation may also be in the form of torque fluctuations. Sometimes this can lead to damage to the cylinder and piston. In addition, so far technically relatively complicated holding devices for such injection systems have been proposed, in particular in order to achieve a dense and stable arrangement even in the retrofitting of motor vehicles. This often leads to a difficult assembly and high costs.
Insbesondere bei Nachrüstsystemen ist zudem wichtig, dass das Einspritzsystem einfach an unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen bzw. Arten von Verbrennungskraftmaschinen angepasst werden kann. In particular, in retrofit systems is also important that the injection system can be easily adapted to different types of vehicles or types of internal combustion engines.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein besonders vorteilhaftes Einspritzsystem für Ansaugleitungen einer Verbrennungskraftmaschine für flüssigen Brennstoff, insbesondere zur Einspritzung von LPG, anzugeben. Das Ein- spritzsystem soll zumindest teilweise die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme lösen, also insbesondere auch einfach und flexibel aufgebaut, kostengünstig herstellbar und montierbar sein. Weiterhin soll insbesondere eine Beeinträchtigung des Einspritzvorgangs durch Eisbildung an der Einspritzdüse sicher vermieden werden. Based on this prior art, the present invention has the object, a particularly advantageous injection system for intake manifolds of a combustion engine for liquid fuel, in particular for the injection of LPG, indicate. The injection system is intended, at least in part, to solve the problems described with reference to the prior art, that is to say, in particular, also be simple and flexible, cost-effective to manufacture and assemble. Furthermore, in particular an impairment of the injection process by ice formation at the injection nozzle should be avoided.
Diese Aufgaben werden mit einem Einspritz System gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Einspritzsystems sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. Die Erfindung betrifft ein Einspritz System für einen flüssigen Brennstoff zur Anordnung an zumindest eine Ansaugleitung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritz System wenigstens Folgendes aufweist: zumindest eine Dosiereinrichtung, These objects are achieved with an injection system according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments and fields of application of the injection system according to the invention are specified in the dependent formulated claims. The features listed individually in the claims are combinable with each other in any technologically meaningful manner and can be supplemented by explanatory facts from the description, wherein further embodiments of the invention are shown. The invention relates to an injection system for a liquid fuel for arrangement on at least one intake line of an internal combustion engine, wherein the injection system comprises at least one metering device,
- zumindest eine Leitung, die an die Dosiereinrichtung anschließbar ist und von dieser in eine Ansaugleitung führt, und die zumindest eine wärmeübertragende Düse aufweist, at least one line which can be connected to the metering device and leads from the latter into a suction line, and which has at least one heat-transmitting nozzle,
zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur, die mit zumindest einer sich außerhalb der zumindest einen Ansaugleitung be- findenden Wärmequelle und der zumindest einen wärmeübertragenden Düse verbindbar ist.  at least one separate heat-transferring structure that can be connected to at least one heat source located outside the at least one intake line and to the at least one heat-transferring nozzle.
Die zumindest eine Leitung, die an die Dosiereinrichtung anschließbar ist, ist - insbesondere wenn diese einer warmen Umgebung ausgesetzt ist - vorzugsweise (wenigstens teilweise) wärmeisoliert. Hiermit ist insbesondere gemeint, dass die Leitung Wärmetransport von außen in den in der Leitung geförderten Brennstoff minimiert bzw. verhindert. Die isolierenden Eigenschaften der Leitung können relativ in Bezug auf die Wärmeübertragungseigenschaften der wärmeübertragenden Struktur definiert sein. Vorzugsweise ist der Wärmeübertragungskoeffizient des Materials der wärmeübertragenden Struktur größer als der Wärmeübertragungskoeffizient des Materials der wärmeisolierten Leitung, insbesondere mindestens doppelt so groß und besonders bevorzugt mindestens zehn mal so groß. The at least one line which can be connected to the metering device is preferably thermally insulated (at least in part), in particular if it is exposed to a warm environment. This means, in particular, that the line minimizes or prevents heat transfer from the outside to the fuel conveyed in the line. The insulating properties of the conduit may be defined relative to the heat transfer characteristics of the heat transferring structure. Preferably, the heat transfer coefficient of the material of the heat-transferring structure is greater than the heat transfer coefficient of the material of the heat-insulated pipe, in particular at least twice as large and more preferably at least ten times as large.
Mit„außerhalb der Ansaugleitung" ist insbesondere gemeint, dass die Wärmequelle nicht (nur) von der Ansaugluft gebildet wird und somit nicht (nur) im durchströmten Bereich der Ansaugleitung liegt. Die Wärmequelle kann jedoch in einem von dem durchströmten Bereich der An- saugleitung abgegrenzten Innenbereich der Ansaugleitung liegen. Die externe Wärmequelle kann im Falle des Kraftfahrzeuges somit beispielsweise ein elektrisches Heizelement, ein Wärme abgebender Verbraucher (Generator, Pumpe, etc.), ein Kühlwasseraggregat, der Motorblock, der Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen sein. Das Einspritz System wird beispielsweise über einen Zusatztank mit einem flüssigen Brennstoff versorgt. Das Einspritz System kann z. B. aus einer einzigen Einspritzeinheit (also einer (einzelnen) Einspritzleitung mit einer (einzelnen Dosiereinrichtung und einer (einzelnen) Leitung mit Düse) bestehen, die an einer einzigen Ansaugleitung einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen wird. Insbesondere aber kann das Einspritz System mehrere (im Wesentlichen gleich aufgebaute) Einspritzeinheiten aufweisen, die mit allen Ansaugleitungen einer Verbrennungskraftmaschine verbunden werden können. In einer Ausführungsform an einer vierzylindrigen Verbrennungskraftmaschine werden entsprechend vier (4) Einspritzeinheiten eingesetzt. Es können pro Zylinder auch mehrere Einspritzeinheiten bzw. Dosiereinheiten vorgesehen sein. Auch kann für diesen Zweck eine einzige Einspritzeinheit eingesetzt werden, die die vier Ansaugleitungen der vierzylindrigen Verbrennungskraftmaschine mit einem flüssigen Brennstoff versorgt. In allen Fällen wird im Folgenden der Überbegriff Einspritz System für die eine oder die mehreren Einspritz einheften verwendet. Bevorzugt ist weiterhin, dass das Einspritz System bzw. die Einspritzeinheiten von einer gemeinsamen Quelle für den flüssigen Brennstoff versorgt werden, also zum Beispiel der flüssige Brennstoff von einem (einzelnen) Tank mittels einer (einzelnen) Pumpe versorgt wird. Gegebenenfalls kann auch eine Rückführung für nicht benötigten flüssigen Brennstoff vorgesehen sein, so dass bedarfsgerecht flüssiger Brennstoff von dem Einspritz System wieder in den Tank geleitet werden kann. By "outside the intake pipe" is meant, in particular, that the heat source is not (only) formed by the intake air and thus does not lie (only) in the flow-through area of the intake pipe, but the heat source can be located in a region delimited by the through-flow area of the intake pipe In the case of the motor vehicle, the external heat source can thus be, for example, an electric heating element, a heat-emitting consumer (generator, pump, etc.), a cooling water aggregate, the engine block, the combustion chamber of an internal combustion engine or the like. The injection system is supplied for example via an additional tank with a liquid fuel. The injection system can, for. Example, from a single injection unit (ie a (single) injection line with a (single metering device and a (single) line with nozzle), which is connected to a single intake manifold of an internal combustion engine In one embodiment, four (4) injection units are used on a four-cylinder internal combustion engine, or several injection units or dosing units per cylinder may be provided the single injection unit is used to supply the four intake manifolds of the four-cylinder internal combustion engine with a liquid fuel In all cases, in the following, the umbrella term injection system for the one or more injection used to staple. It is further preferred that the injection system or the injection units are supplied by a common source of liquid fuel, so for example, the liquid fuel from a (single) tank is supplied by means of a (single) pump. Optionally, a return for unneeded liquid fuel may be provided so that liquid fuel can be directed from the injection system back into the tank as needed.
Über die Ansaugleitung wird der mindestens eine Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Gemisch aus Brennstoff und Luft entsprechend der gewünschten Gemischzusammensetzung versorgt, die für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine geeignet ist. Dabei muss das Gemisch nicht zwingend angesaugt werden, sondern kann grundsätzlich auch mittels Druck gefördert werden, sodass die„Ansaugleitung" als Oberbegriff für diese Art der Leitungen verwendet wird. Im Falle des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine mit Flüssiggas bzw. LPG wird die Gemischzusammensetzung zumindest zeitweise und/oder teilweise durch das Einspritz System kontrolliert. Die Verbrennungskraftmaschine ist eine konventionelle Verbrennungskraftmaschine mit Ansaugleitungen bzw. Ansaugrohren ausgelegt und konstruiert für den Betrieb mit Benzin oder Dieselkraftstoff. Die Verbrennungskraftmaschine kann daher ein üblicher Hubkolbenmotor bzw. Tauchkolbenmotor (z. B. Otto- Kraftmaschine oder Diesel-Kraftmaschine), Drehkolbenmotor oder Kreiskolbenmotor (Wankelmotor) sein. Auch ist der Betrieb mit anderen Verbrennungskraftmaschinen denkbar, die auf dem geschlossenen Kreispro- zess beruhen. Demgemäß wird unter einer Ansaugleitung insbesondere ein dem mindestens einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine vorgelagerter Strömungskanal verstanden, dies umfasst insbesondere auch einen Kanal im Zylinderkopf. Dieser kann Teil der Verbrennungskraftmaschine selbst sein (z. B. als eine Art Bohrung im Motorblock) und/oder als separate Leitung. Insbesondere wird das Einspritzsystem in einem maximalen Abstand von 30 Zentimeter, insbesondere von maximal 20 Zentimeter, zum Brennraum in Strömungsrichtung der Ansaugluft positioniert. Via the intake line, the at least one combustion chamber of an internal combustion engine is supplied with a mixture of fuel and air corresponding to the desired mixture composition, which is suitable for the operation of the internal combustion engine. In this case, the mixture does not necessarily have to be sucked in, but in principle can also be conveyed by means of pressure, so that the "intake line" is used as the generic term for this type of lines / or partially controlled by the injection system. The internal combustion engine is a conventional internal combustion engine with intake manifolds and designed for operation with gasoline or diesel fuel. The internal combustion engine can therefore be a conventional reciprocating engine or piston engine (eg Otto engine or diesel engine), rotary engine or rotary engine (Wankel engine). Also, the operation with other internal combustion engines is conceivable, which are based on the closed cycle process. Accordingly, an intake pipe is understood to mean, in particular, a flow channel upstream of the at least one combustion chamber of the internal combustion engine, which in particular also includes a channel in the cylinder head. This may be part of the internal combustion engine itself (eg as a kind of bore in the engine block) and / or as a separate line. In particular, the injection system is positioned at a maximum distance of 30 centimeters, in particular a maximum of 20 centimeters, to the combustion chamber in the direction of flow of the intake air.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Einspritz System, wenn das Einspritz System LPG als flüssigen Brennstoff einspritzt. The injection system according to the invention is particularly advantageous when the injection system injects LPG as liquid fuel.
Wenn LPG als Brennstoff verwendet wird, ist es vorteilhaft, wenn dieser überwiegend in flüssiger Form der Ansaugleitung zugeführt wird. Die Zugabe von flüssigem Brennstoff führt zu einer einfacheren und genaueren Förderung und Dosierung des Brennstoffs. Darüber hinaus verdampft das LPG, sobald es auf warme Ansaugluft oder Teile der Ansaugleitung trifft bzw. sobald beim Austritt aus der Düse der vorliegende Druck in der Umgebung des Brennstoffes abfällt. Die flüssige Zufuhr von Brennstoffen wie LPG in die Ansaugleitung hat beachtliche Vorteile gegenüber der gasför- migen Zufuhr. Bei der gasförmigen Zufuhr wird aufgrund des Volumens des zugeführten Gases die Ansaugluft teilweise verdrängt. Dieser Effekt fällt bei der flüssigen Zufuhr weg. Daher kann mehr Gemisch aus Brennstoff und Luft in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine gefördert werden. Darüber hinaus entzieht das LPG der Umgebung in der An- saugleitung Wärmeenergie, die als Verdampfungsenthalpie des LPGs benötigt wird. Dies führt zu einer Kühlung des Ansaugluft-LPG-Gemisches. Auf diese Weise kann die einem Brennraum zugeführte Menge an Brennstoff-Luft-Gemisch weiter erhöht werden, so dass durch die Verwendung von flüssigem LPG höhere Leistungsdichten als bei der Verwendung von gasförmigen LPG möglich sind. When LPG is used as a fuel, it is advantageous if it is supplied to the intake line predominantly in liquid form. The addition of liquid fuel results in a simpler and more accurate delivery and metering of the fuel. In addition, the LPG vaporizes as soon as it encounters warm intake air or parts of the intake line, or as soon as it exits the nozzle, the pressure drops in the vicinity of the fuel. The liquid supply of fuels such as LPG into the suction line has considerable advantages over the gaseous feed. In the gaseous feed, the intake air is partially displaced due to the volume of the gas supplied. This effect is eliminated in the liquid feed. Therefore, more mixture of fuel and air can be conveyed into the combustion chamber of the internal combustion engine. In addition, the LPG deprives the environment of Suction line Heat energy required as the enthalpy of vaporization of the LPG. This leads to a cooling of the intake air LPG mixture. In this way, the amount of fuel-air mixture supplied to a combustion chamber can be further increased, so that higher power densities are possible through the use of liquid LPG than with the use of gaseous LPG.
Die Dosierung des flüssigen Brennstoffes wird von der Dosiereinrichtung übernommen. Die Dosiereinrichtung ist dabei bevorzugt jeweils einer (einzelnen) Leitung für den Brennstoff hin zur Ansaugleitung zugeordnet; so dass ganz besonders bevorzugt ist, dass die Anzahl der Dosiereinrich- tungen mit der Anzahl der Einspritzeinheiten übereinstimmt. Gleichwohl ist selbstverständlich ein aufeinander abgestimmter Betrieb ermöglicht, z. B. mittels eines gemeinsamen Steuergeräts. Folglich kann für das gesamte Einspritz System eine einzige Dosiereinrichtung oder eine Mehrzahl an Dosiereinrichtungen verwendet werden. Insbesondere kann eine Dosiereinrichtung je Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden. Die Dosiereinrichtung umfasst bevorzugt ein (einzelnes) Ventil, bspw. ein druckbeaufschlagtes Schaltventil. Die Dosiereinrichtung ist dazu geeignet, eine vorgegebene Schaltzeit bzw. Öffnungszeit zu realisieren. Es ist bspw. auch möglich, dass die Dosiereinrichtung den anliegenden Druck des flüssigen Brennstoffs hin zur wärmeisolierten Leitung drosselt, so dass zu jedem Einspritz Zeitpunkt ein individuell erforderlicher Druck eingestellt werden kann. Die als Ventil ausgeführte Dosiereinrichtung kann mit einem Brennstoffreservoir in Verbindung stehen, in welchem der Brennstoff mit dem an der Dosiereinrichtung anliegenden Druck zur Verfügung steht. Dieses Brennstoffreservoir kann nach Art eines Brennstoff-Rails ausgeführt sein. Der Druck in dem Brennstoffreservoir kann von einer gemeinsamen Brennstoffpumpe für alle Dosiereinrichtungen erzeugt werden. Eine weitere mögliche Ausführungsform der Dosiereinrichtung ist eine Pumpeneinrichtung bzw. eine Dosierpumpe. In diesem Fall kann möglicherweise auf ein unter Druck stehendes Brennstoffreservoir bzw. auf ein Brennstoff-Rail und eventuell auch auf eine gemeinsame Brennstoffpum- pe für alle Dosiereinrichtungen verzichtet werden. Der erforderliche Einspritzdruck wird direkt in der Dosiereinrichtung erzeugt. Die Dosiereinrichtung stellt zusammen mit der Zuleitung und der Düse eine Pumpe- Düse-Einheit dar. Weiterhin kann die Dosiereinrichtung beispielsweise so ausgeführt werden, dass verbleibender Brennstoff in der teilweise wärme- isolierten Leitung zurückgezogen wird, um zu verhindern, dass durch Verdampfen eine erhöhte Brennstoffmenge im Brennstoff-Luft-Gemisch vorliegt. Auch kann ein Verdampfen des flüssigen Brennstoffes zu einem unkontrollierten Zeitpunkt beim anfänglichen Ansaugvorgang in Überschneidung mit dem (noch) geöffneten Auslassventil, um die Abgase mit der nachfolgenden Frischluft zu verdrängen, durch einen Anteil an Brennstoff in der Frischluft diesen Anteil ungenutzt austreiben. The metering of the liquid fuel is taken over by the metering device. The metering device is preferably assigned in each case one (individual) line for the fuel to the intake line; so that it is very particularly preferred that the number of metering devices coincides with the number of injection units. Nevertheless, of course, a concerted operation is possible, for. B. by means of a common control device. Consequently, a single metering device or a plurality of metering devices can be used for the entire injection system. In particular, a metering device per intake line of the internal combustion engine can be used. The metering device preferably comprises a (single) valve, for example a pressurized switching valve. The metering device is suitable for realizing a predetermined switching time or opening time. It is, for example, also possible for the metering device to throttle the applied pressure of the liquid fuel toward the heat-insulated line, so that an individually required pressure can be set for each injection point in time. The metering device designed as a valve can be in communication with a fuel reservoir in which the fuel is available with the pressure applied to the metering device. This fuel reservoir can be designed in the manner of a fuel rail. The pressure in the fuel reservoir can be generated by a common fuel pump for all metering devices. Another possible embodiment of the metering device is a pump device or a metering pump. In this case, it may be possible to dispense with a pressurized fuel reservoir or a fuel rail and possibly also a common fuel pump for all metering devices. The required injection pressure is generated directly in the metering device. The metering device together with the supply line and the nozzle represents a pump-nozzle unit. Furthermore, the metering device can be designed, for example, so that the remaining fuel in the partially heat-insulated line is withdrawn in order to prevent an increased amount of fuel from evaporating present in the fuel-air mixture. Also, vaporization of the liquid fuel at an uncontrolled time in the initial intake operation in overlap with the (still) open exhaust valve to displace the exhaust gases with the subsequent fresh air, by a proportion of fuel in the fresh air drive out this portion unused.
Um unter anderem ein vorzeitiges Verdampfen des flüssigen Brennstoffes auf dem Weg hin zur Ansaugleitung zu vermeiden, wird eine zumindest teilweise wärmeisolierte Leitung an die Dosiereinrichtung angeschlossen, die von dieser in eine Ansaugleitung führt. Bei nur einer einzigen Dosiereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit mehreren Ansaugleitungen können bspw. mehrere teilweise wärmeisolierte Leitungen von der einen Dosiereinrichtung zu je einer Ansaugleitung führen. Gibt es hingegen eine Dosiereinrichtung je Ansaugleitung, so ist es vorteilhaft, je eine teilweise wärmeisolierte Leitung je Dosiereinrichtung-Ansaugleitung- Paarung einzusetzen. Auch kann eine Ansaugleitung über mehrere teilweise wärmeisolierte Leitungen mit flüssigem Brennstoff versorgt werden. Dabei können bei einer gleichen Anzahl oder unterschiedlichen An- zahl an Dosiereinrichtungen und Ansaugleitungen davon jeweils unterschiedliche oder gleiche Anzahlen an teilweise wärmeisolierten Leitungen eingesetzt werden, z. B. einfach, doppelt oder dreifach. Die teilweise wärmeisolierte Leitung sollte sich zumindest von der Dosiereinrichtung bis in die Ansaugleitung hinein erstrecken, so dass der dort hindurch geleitete flüssige Brennstoff auch unter Betriebsbedingungen bis hin zur Ansaugleitung flüssig bleibt. In order, inter alia, to prevent premature evaporation of the liquid fuel on the way to the suction line, an at least partially heat-insulated line is connected to the metering device, which leads from this into a suction line. In the case of a single metering device for an internal combustion engine with several intake lines, for example, a plurality of partially heat-insulated lines can lead from one metering device to one intake line each. If, on the other hand, there is a metering device per intake line, then it is advantageous to use one partially heat-insulated line per metering device-intake line pairing. Also, an intake pipe can be supplied with liquid fuel via a plurality of partially heat-insulated pipes. In this case, in each case different or equal numbers of partially heat-insulated lines can be used with the same number or different number of metering devices and suction lines thereof, eg. B. single, double or triple. The partially thermally insulated pipe should at least extend from the metering device into the intake pipe, so that the pipe guided therethrough liquid fuel remains liquid even under operating conditions up to the suction line.
Auch ist es vorteilhaft, dass sich die zumindest teilweise wärmeisolierte Leitung auch in die Ansaugleitung hinein erstreckt. Für eine kostengünstige einstückige Bauweise kann die gesamte teilweise wärmeisolierte Leitung aus wärmeisolierendem Material ausgeführt sein. Ungeachtet einer einstückigen Ausführungsform in Längsrichtung kann die teilweise wärmeisolierte Leitung aus mehreren (koaxialen) Schichten aufgebaut sein. Hierbei kann eine innere Schicht, die im Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff steht, insbesondere gegenüber dem verwendeten Brennstoff chemisch und/oder thermisch inert sein. Eine mittlere Schicht kann insbesondere dazu geeignet sein, für mechanische Stabilität zu sorgen. Insbesondere kann diese mittlere Schicht in für eine Nachrüstung günstiger Weise die Formbarkeit und Anpassbarkeit an die Vielzahl verschiedener konstruktiver Bedingungen der jeweiligen Verbrennungskraftmaschinen erleichtern. Eine äußere Schicht kann insbesondere die Aufgabe der Wärmeisolierung übernehmen. Auch denkbar ist ein Vertauschen der mittleren und äußeren Schicht, sowie die Kombination mehrerer Schichten in einem Werkstoff. Auch können die Eigenschaften der oben beschriebenen Schichten durch einen oder mehrere Werkstoffe übernommen werden und/oder auch kann in der Gesamtheit eine oben genannte Eigenschaft nicht erfüllt sein, wenn diese in der Ausführungsform nicht notwendig ist. Auch kann zumindest eine Schicht als Beschichtung ausgeführt wer- den. Zudem kann eine Schicht als Ummantelung bzw. als Einlage und/oder einführbares Röhrchen ausgeführt werden. In der einfachsten Ausführungsform ist die zumindest teilweise wärmeisolierte Leitung (vollständig) aus einem (einzelnen) Kunststoff gebildet, insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem ähnlichen Material. It is also advantageous that the at least partially thermally insulated line also extends into the suction line. For a cost-effective one-piece design, the entire partially insulated line can be made of heat-insulating material. Regardless of a one-piece longitudinal embodiment, the partially thermally insulated conduit may be constructed of multiple (coaxial) layers. In this case, an inner layer which is in contact with the liquid fuel, in particular can be chemically and / or thermally inert with respect to the fuel used. A middle layer may in particular be suitable for providing mechanical stability. In particular, this middle layer can facilitate the formability and adaptability to the variety of different constructive conditions of the respective internal combustion engines in a manner favorable for retrofitting. An outer layer can in particular take on the task of thermal insulation. It is also conceivable interchanging the middle and outer layer, as well as the combination of several layers in a material. Also, the properties of the above-described layers may be adopted by one or more materials, and / or, in the entirety, an above-mentioned property may not be satisfied if it is not necessary in the embodiment. At least one layer can also be designed as a coating. In addition, a layer can be designed as a sheath or as an insert and / or insertable tube. In the simplest embodiment, the at least partially heat-insulated conduit is (completely) formed from a (single) plastic, in particular from polytetrafluoroethylene (PTFE) or a similar material.
Am Übergang in die Ansaugleitung bzw. in der Ansaugleitung ist die zumindest eine wärmeübertragende Düse anzuordnen. Die Düse bewerkstelligt eine gute Verteilung des Brennstoffes in der Ansaugleitung (und insbesondere mit Abstand zur Wandung der Ansaugleitung), so dass z. B. im Zusammenwirken mit Verwirbelungen im Ansaugbereich eine gute Durchmischung des Brennstoffes mit der angesaugten Luft stattfindet. Die Düse kann verschiedene Effekte durch verschiedene Geometrien bewirken. Diese Effekte können mitunter sein, eine breite Auffächerung, eine weite Zerstäubung und/oder eine Expansion des flüssigen Gases zu motivieren. Die Düse kann insbesondere dafür geeignet sein, einen zielgerichteten Strahl in eine gewünschte Position zu bewirken. Zum Zweck der Wärmeübertragung ist die Düse aus einem wärmeleitenden Material ausgeführt, hierbei ist eine Ausführung mit Metall bevorzugt, beispielsweise umfassend Kupfer, Messing oder ähnliche gut wärmeleitende Materialien. Auch denkbar ist eine Düse, die in Folge ihres ohmschen Widerstandes und einer beaufschlagten hohen Stromdichte Wärme erzeugt und am Austritt der Düse auf den Brennstoff überträgt. Die Düse selbst stellt somit insbesondere eine elektrische Heizung dar. Alternativ oder zusätzlich kann an der Düse auch ein separates Widerstandsheizelement zur Erzeugung von Wärme vorgesehen sein. Die Düse bildet dann auch die wärmeübertragende Struktur. Die Wärmequelle ist entweder die elektrisch beheizte Düse und/oder das separate Widerstandsheizelement. Die Wärmequelle kann in diesem Fall innerhalb der Ansaugleitung bzw. in einem von der Ansaugluft abgegrenzten Innenbereich der Ansaugleitung ausgebildet sein. Der angesaugten Luft in der Ansaugleitung wird bei einer derartigen Vorrichtung (im Wesentlichen) keine Wärme entzogen. Insofern stellt die beheizbare Düse bzw. das Widerstandsheizelement auch eine externe Wärmequelle dar. Die Düse kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein und auch können mehrere Düsen an der wärmeisolierten Leitung angeschlossen sein. At the transition into the suction line or in the suction line, the at least one heat-transmitting nozzle is to be arranged. The nozzle accomplishes a good distribution of the fuel in the intake (and in particular at a distance from the wall of the intake), so that z. In the Interaction with turbulence in the intake takes place a good mixing of the fuel with the intake air. The nozzle can cause various effects by different geometries. These effects can sometimes be to motivate a wide fanning, a wide atomization and / or an expansion of the liquid gas. In particular, the nozzle may be suitable for causing a targeted beam to a desired position. For the purpose of heat transfer, the nozzle is made of a thermally conductive material, in this case, an embodiment with metal is preferred, for example comprising copper, brass or similar highly thermally conductive materials. Also conceivable is a nozzle that generates heat as a result of its ohmic resistance and an applied high current density and transmits at the outlet of the nozzle to the fuel. The nozzle itself thus represents, in particular, an electrical heater. Alternatively or additionally, a separate resistance heating element for generating heat may also be provided on the nozzle. The nozzle then also forms the heat-transmitting structure. The heat source is either the electrically heated nozzle and / or the separate resistance heating element. The heat source may in this case be formed within the intake pipe or in an inner region of the intake pipe which is delimited by the intake air. The sucked air in the intake line is (in essence) no heat removed in such a device. In this respect, the heatable nozzle or the resistance heating element is also an external heat source. The nozzle can be made in one piece or in several pieces and also several nozzles can be connected to the heat-insulated line.
Weiterhin weist das Einspritz System eine separate wärmeübertragende Struktur auf.„Separat" bedeutet hierbei unter anderem, dass die Struktur vor dem bzw. zum Einbau in die Verbrennungskraftmaschine ein eigenständiges (einteiliges oder mehrteiliges) Bauteil darstellt. Diese Struktur kann beispielsweise mittels einer Klemmverbindung, Schraubverbindung, Schrumpfverbindung und/oder Klebeverbindung auch stoffschlüssig, z. B. gelötet und/oder geschweißt, mit der wärmeübertragenden Düse ver- bunden werden. Die wärmeübertragende Struktur kann sowohl mit biegbarem und/oder starren Blechen und/oder Stäben ausgeführt sein, als auch als Stromleitung zur elektrisch erwärmbaren Düse und/oder als elektrisches Heizelement mit Stromzuführung. Auch kann die wärme- übertragende Struktur eine rohrartige Struktur sein, die von einem wärmeübertragenden Fluid umströmt und/oder durchströmt wird. Die wärmeübertragende Struktur kann zudem mehrteilig je Ansaugleitung oder je wärmeübertragende Düse ausgeführt sein. Die wärmeübertragende Struktur kann mit einer sich außerhalb der zumindest einen Ansaugleitung befindenden Wärmequelle verbunden werden. Die Wärmequelle ist hierbei folglich außerhalb der Ansaugleitung vorgesehen. Die Wärmequelle kann durch Konvektion, Leitung und/oder Strahlung die Wärme auf die wärmeübertragende Struktur abgeben. Für eine Wärmeübertragung mittels Konvektion sind die wärmeübertragende Struktur und die Wärmequelle regelmäßig so zu positionieren, dass eine Strömung (z. B. von Umgebungsluft) von der Wärmequelle hin zu der wärmeübertragenden Struktur im Betrieb ausgebildet wird. Für eine Wärmeleitung ist ein geeigneter (direkter oder mittelbarer) Kontakt von der wärme übertragenden Struktur und der Wärmequelle bereit zu stellen. Beispielsweise kann auch Abwärme der Verbrennungskraftmaschine über Strahlung auf die wärmeübertragende Struktur, beispielsweise auf ein Blech der wärmeübertragenden Struktur, übertragen werden. In diesem Fall ist keine unmittelbare feste Verbindung zwischen der Wärmequelle und der wärmeübertragenden Struktur erforderlich. Es sind lediglich ausreichend große Flächen erforderlich, die den Wärmetransport durch Strahlung sicher gewährleisten. Auch hier kann die wärmeübertragende Struktur sowohl hin zur Wärmequelle stoffschlüssig verbunden sein, ebenso wie geschraubt, geklemmt, geschrumpft und/oder geklebt. Zu dem jeweiligen Zweck bzw. der Art der Wärmeübertragung sowie den Geometrien der Wärmequelle und der Düse sind also angepasste Verbindungsabschnitte zum Zusammenwirken dieser Bauteile während des Betriebes vorgesehen. Mit einem solchen Einspritz System kann erstmalig sichergestellt werden, dass die Zugabe von flüssigem Brennstoff in die Ansaugleitung auch unter besonders kühlen und/oder feuchten Bedingungen exakt und störungsfrei erfolgen kann. Insbesondere wird im montierten Zustand des Einspritz Systems gezielt (externe) Wärme an der Düse bereit gestellt, die eine Eisbildung mit den eingangs erläuterten negativen Aspekten sicher vermeidet. Diese von den Umgebungsbedingungen an der Düse relativ unabhängige Wärmezufuhr erlaubt ggf. sogar eine bedarfsgerechte und kontrollierte Wärmezufuhr. Jedenfalls kann aber die Auslegung des Ein- spritz Systems so erfolgen, dass stets ausreichend Wärme die Düse(n) erreicht. Ganz besonders bevorzugt ist, dass im Betrieb mit diesem Einspritzsystem auch bei Außentemperaturen von weniger als 15 °C oder sogar weniger als 5 °C eine Erwärmung der Düse auf mindestens 0 °C erreicht werden kann. Furthermore, the injection system has a separate heat-transmitting structure. "Separately" means, inter alia, that the structure before or for installation in the internal combustion engine is an independent (one-part or multi-part) component , Shrinkage-bonded connection and / or adhesive bond are also materially bonded, eg soldered and / or welded, to the heat-transferring nozzle. to be bound. The heat-transmitting structure can be designed both with bendable and / or rigid sheets and / or rods, as well as a power line to the electrically heatable nozzle and / or as an electrical heating element with power supply. Also, the heat-transferring structure may be a tubular structure, which flows around and / or flows through a heat-transferring fluid. The heat-transferring structure can also be designed in several parts per suction line or per heat-transferring nozzle. The heat transferring structure may be connected to a heat source located outside the at least one intake passage. The heat source is thus provided outside of the suction line. The heat source can deliver the heat to the heat transferring structure by convection, conduction and / or radiation. For heat transfer by convection, the heat transferring structure and the heat source are to be regularly positioned so that a flow (eg of ambient air) is formed from the heat source to the heat transferring structure in operation. For heat conduction, appropriate (direct or indirect) contact of the heat transferring structure and the heat source must be provided. For example, waste heat from the internal combustion engine can also be transmitted via radiation to the heat-transferring structure, for example onto a metal sheet of the heat-transferring structure. In this case, no direct firm connection between the heat source and the heat transferring structure is required. Only sufficiently large areas are required that reliably ensure the transport of heat through radiation. Again, the heat-transferring structure can be materially connected both to the heat source, as well as screwed, clamped, shrunk and / or glued. For the respective purpose or the type of heat transfer and the geometries of the heat source and the nozzle so adapted connecting sections are provided for the interaction of these components during operation. With such an injection system, it can be ensured for the first time that the addition of liquid fuel into the intake line can take place precisely and without interference even under particularly cool and / or moist conditions. In particular, in the installed state of the injection system, targeted (external) heat is provided to the nozzle, which reliably avoids ice formation with the negative aspects explained in the introduction. This relatively independent from the ambient conditions at the nozzle heat supply allows possibly even a needs-based and controlled heat. In any case, however, the design of the injection system can be such that sufficient heat always reaches the nozzle (s). It is very particularly preferred that during operation with this injection system, even at outside temperatures of less than 15 ° C or even less than 5 ° C, heating of the nozzle to at least 0 ° C can be achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur einstückig ausgeführt und mit mehreren wärmeübertragenden Düsen verbindbar. „Einstückig" bedeutet hier insbesondere, dass für das Einspritzsystem lediglich eine aus einem Teil bestehende Struktur, z.B. eine Blechanordnung oder eine Stabanordnung, verwendet wird. Grundsätzlich wird auch eine Struktur als„einstückig" angesehen, wenn diese mehrere aneinandergefügte Einzelzeile hat, bevorzugt ist aber eine Ausführung, bei der die Struktur mit nur einem Material und/oder ohne Fügestellen ausgebildet ist. Darüber hinaus soll hiermit insbesondere auch zum Ausdruck gebracht werden, dass für mehrere wärmeisolierte Leitungen eine einzige Struktur verwendet wird, die z. B. jeweils in die Mehrzahl der Ansaugleitungen hineinragt. In a further advantageous embodiment, the at least one separate heat-transferring structure is made in one piece and can be connected to a plurality of heat-transferring nozzles. "Integral" here means, in particular, that the injection system uses only one-piece structure, eg, a sheet assembly or a rod assembly, Basically, a structure is also considered "one-piece" if it has multiple butted individual rows, but it is preferred an embodiment in which the structure is formed with only one material and / or without joints. In addition, this is to be expressed in particular also that for several thermally insulated lines, a single structure is used, the z. B. each protrudes into the majority of the suction lines.
In einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Wärmequelle ein Bereich der Verbrennungskraftmaschine. Als Wärmequelle ist hierbei ein Bereich geeignet, der eine Temperatur oberhalb der Gefriertemperatur von Wasser aufweist. Vorzugsweise liegt die Temperatur der Wärmequelle in dem Bereich der Raumtemperatur, aber unterhalb der Zündtemperatur des Brennstoff-Luft-Gemischs. Ganz besonders bevorzugt hat dieser Bereich der Wärmequelle eine Temperatur von ca. 50 °C bis 100 °C. In a further embodiment, the at least one heat source is an area of the internal combustion engine. As a heat source here is a range suitable having a temperature above the freezing temperature of water. Preferably, the temperature of the heat source is in the range of room temperature, but below the ignition temperature of the fuel-air mixture. Most preferably, this region of the heat source has a temperature of about 50 ° C to 100 ° C.
Der räumliche Bereich der Verbrennungskraftmaschine kann ein jeglicher Bereich sein, der die Temperaturvorgaben erfüllt. Aus konstruktiven Gründen kann es sinnvoll sein, einen Bereich zu wählen, der zum Einen frei zugänglich ist und zum Anderen nahe der teilweise wärmeisolierten Leitung liegt. Auch geeignet sind solche Bereiche der Verbrennungskraftmaschine, die mit geringem Aufwand demontierbar sind und/oder bspw. ein Befestigungsmittel aufweisen, das selbst oder durch geringe Verände- rungen dazu geeignet ist, die separate wärme übertragende Struktur mit zu befestigen. Ein solcher Bereich ist bspw. die Verbindung zwischen der (separaten) Ansaugleitung und der Verbrennungskraftmaschine. The spatial area of the internal combustion engine may be any area that meets the temperature specifications. For design reasons, it may be useful to choose an area that is freely accessible on the one hand and on the other hand is close to the partially insulated line. Also suitable are those areas of the internal combustion engine which can be disassembled with little effort and / or, for example, have a fastening means which itself or by slight changes is suitable for securing the separate heat-transferring structure. Such an area is, for example, the connection between the (separate) intake pipe and the internal combustion engine.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die zumindest eine teilweise wärmeisolierte Leitung mittels der zumindest einen wärmeübertragenden Struktur in einer vorgegebenen Position in der Ansaugleitung ausgerichtet und gehalten werden. In a further advantageous embodiment, the at least one partially thermally insulated line can be aligned and held by means of the at least one heat-transmitting structure in a predetermined position in the suction line.
Die vorgegebene Position der Leitung ist in der Regel dazu geeignet, den flüssigen Brennstoff möglichst derart einzuspritzen, dass eine hohe Durchmischung des Brennstoffes mit der angesaugten Luft in der Ansaugleitung durch Strömungsvorgänge beim Ansaugen erreicht wird. Es ist also klar, dass diese vorgegebene Position (insbesondere Lage und/oder Orientierung und/oder Ausrichtung) sowohl von der Geometrie der Ansaugleitung als auch insbesondere von der Bauart der Düse abhängig ist. Auch kann diese vorgegebene Position von der wärmeübertragenden Struktur oder weiteren Einbauten in der Ansaugleitung und deren Strömungseinfluss abhängig sein. Die Funktion des Ausrichtens kann beispielsweise darin bestehen, dass die vorgegebene Position während des Einbaus bzw. der Nachrüstung durch eine Verformbarkeit bzw. durch eine Verstellbarkeit z. B. durch Einstellgewinde der wärmeübertragenden Struktur eingestellt werden kann. Darüber hinaus kann das Ausrichten auch umfassen, dass die wärmeübertragende Struktur bereits die Form besitzt, die sie im montierten Zustand im Wesentlichen beibehält und auch z. B. weiterhin eine einfache Montage unterstützt. Dies kann z. B. durch Führungseinrichtungen zum erleichterten Einführen der teilweise wärmeisolierten Leitung in der wärmeübertragenden Struktur zusammen mit der teilweise wärmeisolierten Leitung erreicht werden. Mit der Funk- tion des Haltens der vorgegebenen Position ist insbesondere gemeint, dass die teilweise wärmeisolierte Leitung in der eben vorgegebenen Position auch bei den anliegenden mechanischen Einflüssen während des Betriebes des Einspritz Systems nicht von der vorgegebenen Position in störender Weise abweicht. Dieses Halten kann, wie oben bereits erwähnt, durch eine Schraubverbindung, Klemmverbindung, Schrumpfverbindung, Klebverbindung und/oder stoffschlüssige Verbindungen erreicht werden. The predetermined position of the line is usually suitable for injecting the liquid fuel as possible in such a way that a high mixing of the fuel with the intake air in the intake line is achieved by flow processes during intake. It is therefore clear that this predetermined position (in particular position and / or orientation and / or orientation) is dependent both on the geometry of the suction line and in particular on the design of the nozzle. This predetermined position can also be dependent on the heat-transferring structure or other internals in the intake line and their flow influence. The function of the alignment may be, for example, that the predetermined position during the Installation or retrofitting by a deformability or by an adjustability z. B. can be adjusted by Einstellgewinde the heat-transmitting structure. In addition, the alignment may also include that the heat-transferring structure already has the shape that substantially retains it in the assembled state and also z. B. continue to support easy installation. This can be z. Example, be achieved by guide means for facilitating insertion of the partially thermally insulated line in the heat transfer structure together with the partially thermally insulated line. With the function of holding the predetermined position is meant in particular that the partially thermally insulated line does not deviate in the just predetermined position even with the applied mechanical influences during operation of the injection system from the predetermined position in a disturbing manner. This holding can, as already mentioned above, be achieved by a screw connection, clamping connection, shrink connection, adhesive connection and / or cohesive connections.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform fördert die zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur eine Durchmischung von ei- nem Brennstoff und angesaugter Luft in der zumindest einen Ansaugleitung. In a further advantageous embodiment, the at least one separate heat-transferring structure promotes a mixing of a fuel and sucked air in the at least one intake line.
Dies kann auf vielerlei Weise erreicht werden. In einer Ausführungsform kann bspw. die angesaugte Luft durch die wärmeübertragende Struktur derart umgeleitet werden, dass sie im Düsenaustrittsbereich durch eine erhöhte Relativgeschwindigkeit der Luft gegenüber der teilweise wärmeisolierten Leitung den austretenden Brennstoff schnell aufnimmt und wegführt. Auch denkbar ist eine Ausführungsform, bei der die wärmeübertragende Struktur eine Verwirbelung der angesaugten Luft in der An- saugleitung fördert und somit zu einer höheren Durchmischung von Brennstoff und angesaugter Luft in der Ansaugleitung führt. Je nach Ausgestaltung der Ansaugleitung kann es auch vorteilhaft sein, die wärmeübertragende Struktur so auszuführen, dass sie in Hinblick auf die Ansaugwege der Luft einen Strömungsschatten bildet, der nur durch die Ein- spritzung aus der teilweise wärmeisolierten Leitung beeinflusst wird. Auch sind Strömungsführungen durch die wärmeübertragende Struktur, die eine Kombination der oben genannten Strömungsführungen darstellen, denkbar sowie auch Umkehrführungen und/oder Beschleunigungs- einrichtungen und ähnliches. Hierzu wird in den meisten Fällen vorgesehen sein, dass die wärmeübertragende Struktur zumindest teilweise auch von der angesaugten Luft beströmt bzw. umströmt wird. Gegebenenfalls ist auch vorgesehen, dass die wärmeübertragende Struktur die Ansaugleitung abschnittsweise bzw. in einem Querschnitt der Ansaugleitung in verschiedene Strömungskanäle unterteilt. This can be achieved in many ways. In one embodiment, for example, the sucked air can be redirected by the heat-transferring structure such that it quickly absorbs and discharges the escaping fuel in the nozzle exit region by an increased relative speed of the air with respect to the partially heat-insulated conduit. Also conceivable is an embodiment in which the heat-transferring structure promotes swirling of the intake air in the intake line and thus leads to a higher mixing of fuel and intake air in the intake line. Depending on the configuration of the suction line, it may also be advantageous to design the heat-transmitting structure in such a way that it forms a flow shadow with respect to the intake paths of the air, which can only be achieved by the Injection is influenced by the partially thermally insulated line. Also, flow guides through the heat-transmitting structure, which represent a combination of the above-mentioned flow guides, conceivable as well as reversing guides and / or accelerators and the like. For this purpose, it will be provided in most cases that the heat-transmitting structure is at least partially also flows or flows around the sucked air. Optionally, it is also provided that the heat-transmitting structure subdivides the suction line in sections or in a cross-section of the intake into different flow channels.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die zumindest teilweise wärmeisolierte Leitung des Einspritz Systems wenigstens folgende Abschnitte: In a further advantageous embodiment, the at least partially heat-insulated line of the injection system comprises at least the following sections:
- zumindest eine wärmeisolierte Zuleitung, die an die Dosiereinrich- tung angeschlossen werden kann und gegenüberliegend einen Auslass bildet, at least one thermally insulated supply line, which can be connected to the metering device and forms an outlet opposite,
zumindest eine wärmeübertragende Düse, die an dem Auslass der zumindest einen wärmeisolierten Zuleitung angeordnet ist und die eine Düsenöffnung zur Abgabe des Brennstoffes in die zumindest eine Ansaugleitung aufweist.  at least one heat-transmitting nozzle, which is arranged at the outlet of the at least one heat-insulated feed line and which has a nozzle opening for discharging the fuel into the at least one suction line.
Die wärmeisolierte Zuleitung kann nach oben genannter Art ausgeführt sein. Das eine Ende der wärmeisolierten Zuleitung, das auf der Seite der Dosiereinrichtung liegt, kann auf verschiedene Weisen an der Dosiereinrichtung angeschlossen sein. Dies bedeutet z. B., dass die wärmeisolierte Zuleitung geklemmt, gesteckt, geschrumpft, geklebt und/oder angeschraubt ist. Auch sind Lötverbindungen und andere thermische Fügeverbindungen denkbar. An dem der Dosiereinrichtung abgewandten Ende bildet die wärmeisolierte Zuleitung einen Auslass. Dieser Auslass kann durch einfaches Durchtrennen des Leitungsmaterials für die wärmeisolierte Zuleitung gebildet sein (glatte Stirnseite) oder aber auch speziell für die Anbindung einer wärmeübertragenden Düse vorbereitet sein. Hierfür können z. B. eine Einlage, eine Ummantelung, eine Schraubhülse oder ähnliches vorgesehen sein. Auch kann eine Aufweitung oder eine Verjüngung der wärmeisolierten Zuleitung am Auslass sinnvoll sein. Die wärmeübertragende Düse kann für die Gestaltung des Auslasses entsprechend gestaltet sein. So kann die wärmeübertragende Düse einen Bereich des Auslasses der wärmeisolierten Zuleitung umschließen, um diese beiden Bauteile miteinander fest zu verbinden. Diese Verbindung kann sowohl stoffschlüssig als auch reibschlüssig oder nach Art einer Schraubverbindung ausgebildet sein. Auch kann sie demontierbar oder nicht demontierbar sein. Ebenfalls kann die Rückseite der wärmeübertragenden Düse, die der wärmeisolierten Zuleitung zugewandt ist, mit ihrer Stirnfläche an diese Stirnfläche des Auslasses der wärmeisolierten Zuleitung (direkt) anliegen. Zudem kann die Düse auch beabstandet zur wärmeisolierten Zuleitung angeordnet sein. Dabei kann z. B. durch Kleben oder Umformen eine feste (mittelbare) Verbindung zwischen wärmeübertragender Düse und wärmeisolierter Zuleitung erreicht werden. Die Düsenöffnung liegt in der Ansaugleitung und zeigt nach obig erwähnter Weise in einer vorgegebenen Position in die Ansaugleitung. Die Düsenöffnung kann in verschiedener Weise gestaltet sein, die auf die Strömungsverhältnisse und die Viskosität bzw. das Expansionsverhalten des Brennstoffes eingerichtet ist. Hiermit wird insbesondere erreicht, dass die Einspritzleitung von der Dosiereinrichtung bis hin zur Austrittsstelle an der Düse sowohl von wärmeisolierendem Material (wärmeisolierte Leitung; wärmeisolierte Zuleitung) als auch von einem wärmeleitenden Material (wärmeübertragende Düse) gebildet sind, insbesondere in dem Sinne, dass der flüssige Brenn- stoff zunächst wärmeisoliert geführt wird und vor dem Austritt mit einem wärmeleitenden Material geführt wird (axial hintereinander positionierte Leitungsabschnitte). Damit kann bereits in der Leitung eine erste Vorkonditionierung und/oder eine (teilweise) Verdampfung initiiert werden, wodurch weiterhin Anlagerungsmechanismen für Eis im Bereich der Düse gestört und eine signifikante Expansion des Brennstoffs in die Ansaugleitung hinein erreicht werden können. The heat-insulated supply line can be designed in the manner mentioned above. The one end of the heat-insulated feed line, which lies on the side of the metering device, can be connected to the metering device in various ways. This means z. B. that the heat-insulated lead is clamped, plugged, shrunk, glued and / or screwed. Also, solder joints and other thermal joint connections are conceivable. At the end remote from the metering device, the heat-insulated supply line forms an outlet. This outlet can be formed by simply cutting the conductor material for the heat-insulated supply line (smooth front side) or else be specially prepared for the connection of a heat-transferring nozzle. For this purpose, for. As an insert, a sheath, a screw or be provided similar. Also, a widening or a taper of the heat-insulated lead at the outlet may be useful. The heat-transmitting nozzle may be designed according to the design of the outlet. Thus, the heat-transmitting nozzle can surround a portion of the outlet of the heat-insulated lead to firmly connect these two components together. This compound can be formed both cohesively and frictionally or in the manner of a screw connection. Also it can be dismantled or not dismountable. Also, the back of the heat-transferring nozzle, which faces the heat-insulated lead, with its end face to this end face of the outlet of the heat-insulated lead (directly) abut. In addition, the nozzle can also be arranged at a distance from the heat-insulated feed line. It can be z. B. by gluing or forming a solid (indirect) connection between heat-transmitting nozzle and heat-insulated lead can be achieved. The nozzle opening is located in the intake and shows in the above-mentioned manner in a predetermined position in the intake. The nozzle opening may be designed in various ways, which is adapted to the flow conditions and the viscosity or the expansion behavior of the fuel. In this way, it is achieved, in particular, that the injection line from the metering device to the exit point at the nozzle is formed both by heat-insulating material (heat-insulated line, heat-insulated feed line) and by a heat-conducting material (heat-transmitting nozzle), in particular in the sense that the liquid Fuel is first performed heat insulated and is guided before exiting with a thermally conductive material (axially one behind the other positioned pipe sections). Thus, a first preconditioning and / or a (partial) evaporation can be initiated already in the line, thereby further disrupting attachment mechanisms for ice in the nozzle and a significant expansion of the fuel can be achieved in the intake into it.
Diese Idee kann auch Gegenstand eines Einspritz Systems sein, das unabhängig von der Bereitstellung einer wärmeübertragenden Struktur eine signifikante Verbesserung der bekannten Systeme verwirklicht. Demnach kann dieser Gegenstand mit folgenden Merkmalen unabhängig formuliert werden: Einspritz System für einen flüssigen Brennstoff zur Anordnung an zumindest eine Ansaugleitung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Einspritz System zumindest eine Dosiereinrichtung und zumindest eine teilweise wärmeisolierte Leitung aufweist, die an die Dosiereinrichtung anschließbar ist und von dieser in eine Ansaugleitung führt, wobei weiterhin die zumindest eine teilweise wärmeisolierte Leitung zumindest eine wärmeisolierte Zuleitung hat, die an die Dosiereinrichtung angeschlossen ist und gegenüberliegend einen Auslass bildet, und weiter zumindest eine wärmeübertragende Düse aufweist, die an dem Auslass der zumindest einen wärmeisolierten Zuleitung angeordnet ist und die eine Düsenöffnung zur Abgabe des Brennstoffes in die zumindest eine Ansaugleitung aufweist. This idea can also be the subject of an injection system which, independent of the provision of a heat-transferring structure realized significant improvement of the known systems. Accordingly, this object can be formulated independently with the following features: Injection system for a liquid fuel for arrangement on at least one intake manifold of an internal combustion engine, wherein the injection system has at least one metering device and at least one partially thermally insulated line which can be connected to the metering device and from this leads into a suction line, further wherein the at least one partially thermally insulated line has at least one heat-insulated feed line which is connected to the metering device and forms an outlet opposite, and further comprises at least one heat-transmitting nozzle, which is arranged at the outlet of the at least one heat-insulated supply line and having a nozzle opening for discharging the fuel into the at least one suction line.
Zu den einzelnen Ausprägungen der hier angeführten Merkmale bzw. Bauteile sei auf die sonstigen Ausführungen in der gesamten Beschrei- bung verwiesen. Insbesondere sind auch Teilaspekte bzw. Merkmale, die im Zusammenhang mit der obigen Erfindung offenbart werden, entsprechend mit dem vorstehenden Gegenstand kombinierbar. For the individual characteristics of the features and components listed here, please refer to the other versions throughout the description. In particular, sub-aspects or features which are disclosed in connection with the above invention, can be combined with the above subject accordingly.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung umschließt der Auslass der zumindest einen wärmeisolierten Zuleitung die zumindest eine wärmeübertragende Düse wenigstens teilweise. In a further advantageous embodiment, the outlet of the at least one heat-insulated feed line at least partially encloses the at least one heat-transmitting nozzle.
Damit ist vornehmlich gemeint, dass die Düse einen Anschlussstutzen an der Rückseite umfasst, der zur (teilweisen) Einführung in den Auslass der wärmeisolierten Zuleitung geeignet ist. Auch denkbar sind Ausführungsformen der wärme übertragenden Düse, wobei die wärme übertragende Düse komplett in dem Auslassbereich der wärmeisolierten Zuleitung aufgenommen wird. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn der Bereich, der von der wärmeisolierten Zuleitung umschlossen wird, durch Zähne, Wellun- gen und/oder Hinterschneidungen ein Verlieren der wärmeübertragenden Düse infolge Formschluss und/oder Reibschluss und/oder Kraftschluss verhindert. Auch kann der eingeführte Bereich der Düse eine Aufweitung des Auslasses der wärmeisolierten Zuleitung bewirken, so dass diese bei- den bereits dadurch fest miteinander verbunden sind. Auch kann diese Verbindung mittels eines Klebstoffes und/oder durch Schrumpfen der wärmeisolierten Zuleitung erreicht werden. Weiterhin kann die Verbindung auch durch Klemmen und/oder Schraubverbindungen sowie durch Lot erreicht werden. Ganz besonders bevorzugt ist, dass der Auslass ei- nen zur Einführung in die Zuleitung vorgesehenes Element der Düse außen in Umfang Sichtung vollständig umschließt. By this is meant primarily that the nozzle comprises a connecting piece at the rear, which is suitable for (partial) introduction into the outlet of the heat-insulated supply line. Also conceivable are embodiments of the heat-transferring nozzle, wherein the heat-transferring nozzle is completely accommodated in the outlet region of the heat-insulated supply line. It may also be advantageous if the area which is enclosed by the heat-insulated supply line, by teeth, Wellun- conditions and / or undercuts a loss of the heat-transferring nozzle due to positive engagement and / or friction and / or traction prevented. Also, the inserted portion of the nozzle can cause expansion of the outlet of the heat-insulated lead, so that they are already firmly connected to each other. Also, this connection can be achieved by means of an adhesive and / or by shrinkage of the heat-insulated lead. Furthermore, the connection can also be achieved by clamping and / or screw connections as well as by solder. It is very particularly preferred that the outlet completely surrounds an element of the nozzle provided for insertion into the supply line, in the outer circumference.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die wärmeübertragende Düse des Einspritzsystems stoffschlüssig mit der zumindest einen separaten wärmeübertragenden Struktur verbindbar. Mit„Stoff schlüssig" ist insbesondere gemeint, dass die Düse und die wärmeübertragende Struktur miteinander verschweißt, verlötet und/oder durch einen (eindiffundierenden) Klebstoff miteinander verbindbar bzw. verbunden sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die wärmeübertragende Düse und die wärmeisolierte Zuleitung mit einer Manschette verbunden. Mit einer Manschette wird insbesondere eine reibschlüssige Klemmverbindung zwischen der wärmeisolierten Zuleitung und der wärmeübertragenden Düse erreicht, insbesondere indem mittels der Man- schette ein koaxialer Umgriff von Düse und Zuleitung verspannt wird. Hierfür kann unter anderem eine Muffe zum Klemmen und/oder ein Schrumpfschlauch eingesetzt werden, aber auch zweiteilige oder mehrteilige Manschetten, die miteinander verschraubt oder gerastet eine Klemmung bewirken. Ganz besonderes bevorzugt ist, dass die Manschette entweder aus wärmeübertragendem Material gebildet ist und mit der Düse in wärmeleitendem Kontakt steht, und/oder dass diese eine äußere Schicht im Bereich der wärmeisolierenden Zuleitung ausbildet und selbst aus wärmeisolierendem Material gefertigt ist. Auch ist möglich, dass die Manschette zwar aus einem wärmeleitenden Material ist, jedoch nicht mit der Düse in wärmeleitendem Kontakt steht. In a further advantageous embodiment, the heat-transmitting nozzle of the injection system is integrally connectable to the at least one separate heat-transferring structure. By "coherent substance" it is meant in particular that the nozzle and the heat-transferring structure are welded, soldered and / or connected to one another by an adhesive (diffusing in) A sleeve is used to achieve, in particular, a frictional clamping connection between the heat-insulated feed line and the heat-transmitting nozzle, in particular by a coaxial gripping of nozzle and feed line being clamped by means of the sleeve a shrink tube are used, but also two-piece or multi-part sleeves, which screwed together or latched effect a clamping.Especially preferred is that the sleeve is formed either of heat-transferring material and with the nozzle in wä is rmeleitendem contact, and / or that this forms an outer layer in the region of the heat-insulating lead and is itself made of heat-insulating material. It is also possible that the Although cuff is made of a thermally conductive material, but is not in heat-conducting contact with the nozzle.
Weiterhin unterliegt dem Erfindungsgedanken ein Fahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine betreibbar mit einem ersten Brennstoff und einem zweiten Brennstoff, wobei das erfindungsgemäße Einspritz System zur Zugabe des zweiten Brennstoffs hin zu wenigstens einer Ansaugleitung der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, und wobei weiter zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur mit der zumindest einen wärmeübertragenden Düse einerseits und einer sich außerhalb der zumindest einen Ansaugleitung befindenden Wärmequelle verbunden ist. Damit ist insbesondere eine bevorzugte montierte Version des Einspritzsystems angegeben. Mit dem ersten Brennstoff ist insbesondere ein konventioneller Brennstoff wie z. B. Benzin- oder Dieselkraftstoff angesprochen, der üblicher Weise an einem anderen Ort (näher zum Brennraum der Verbrennungskraftmaschine) zugegeben wird. Mit dem zweiten Brennstoff ist insbesondere ein Flüssiggas bzw. LPG gemeint. Möglich ist auch der Betrieb mit Erdgas als ersten Brennstoff. Das erfindungsgemäße Einspritz System wird hier hauptsächlich für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, die wahlweise mit einem konventionellen Brennstoff oder einem zweiten Brennstoff betrieben werden können. Gleichwohl kann die Erfindung selbstverständlich auch bei monovalenten Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. Die Zuga- be des zweiten Brennstoffes erfolgt nach einer der obig genannten Art und Weise mit dem erfindungsgemäß dargestellten Einspritzsystem. Der zweite Brennstoff wird zu wenigstens einer Ansaugleitung hinzugegeben, womit insbesondere gemeint ist, dass der zweite Brennstoff in eine Zuleitung der Ansaugrohre eingeführt wird, auch denkbar ist die Einführung in eine der Verzweigungen oder aber auch nahe der oder in der Krümmung beim Einlassventil der Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine. Dies kann über mehrere oder eine sich aufspaltende Brennstoffleitung bewerkstelligt sein. Weiterhin ist zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur vorgesehen, die nach obig genannter Weise bevorzugt nicht nur eine Wärmeübertragung, sondern auch eine mechanische Aus- richt- und Haltefunktion, übernehmen kann. Dabei kann die wärmeübertragende Struktur sowohl einstückig für die gesamte Verbrennungskraftmaschine als auch mehrteilig und insbesondere jeweils mehrteilig für ei- ne Einspritzdüse ausgeführt sein. Die Anzahl der wärmeübertragenden Düsen richtet sich vor allem nach der Ausführungsform bzw. Lage der Einspritzung in der gesamten Ansaugleitung. Es können aber auch in jedem eingeführten Bereich in die Ansaugleitung zwei, drei oder mehr wärmeübertragende Düsen eingeführt sein. Die Form und Art der Düse richtet sich vor allem nach der Art des zweiten Brennstoffes, der Lage in der Ansaugleitung, aber auch nach weiteren obig genannten Aspekten. Die Wärmequelle außerhalb der Ansaugleitung ist ein jeglicher Bereich der Verbrennungskraftmaschine und auch des Fahrzeuges. Dabei liegt sie vorzugsweise außerhalb der Umgrenzung der Ansaugleitung und vor- nehmlich in der Nähe der Düse, um unter anderem Kosten und Material zu sparen. Furthermore, the inventive concept is subject to a vehicle having an internal combustion engine operable with a first fuel and a second fuel, wherein the injection system according to the invention is provided for adding the second fuel to at least one intake manifold of the internal combustion engine, and further wherein at least one separate heat-transferring structure with the at least a heat-transmitting nozzle on the one hand and a heat source located outside the at least one suction line is connected. Thus, in particular a preferred mounted version of the injection system is specified. With the first fuel in particular a conventional fuel such. As gasoline or diesel fuel, the usual way at a different location (closer to the combustion chamber of the internal combustion engine) is added. By the second fuel is meant in particular a liquefied gas or LPG. It is also possible to use natural gas as the first fuel. The injection system according to the invention is proposed here mainly for motor vehicles, which can be operated either with a conventional fuel or a second fuel. Nevertheless, the invention can of course also be used in monovalent motor vehicles. The addition of the second fuel takes place according to one of the above-mentioned manner with the injection system shown according to the invention. The second fuel is added to at least one suction line, which means in particular that the second fuel is introduced into a feed line of the intake pipes, also conceivable introduction into one of the branches or even close to or in the curve at the inlet valve of the combustion chamber internal combustion engine. This can be done via multiple or splitting fuel line. Furthermore, at least one separate heat-transmitting structure is provided which is preferred according to the above-mentioned manner not only a heat transfer, but also a mechanical alignment and holding function, can take over. In this case, the heat-transferring structure can be embodied in one piece for the entire internal combustion engine as well as in several parts and in particular in each case in multiple parts for an injection nozzle. The number of heat-transmitting nozzles depends primarily on the embodiment or position of the injection in the entire intake pipe. However, two, three or more heat-transferring nozzles may also be introduced into the intake line in each introduced region. The shape and type of the nozzle depends primarily on the nature of the second fuel, the position in the intake, but also according to other above-mentioned aspects. The heat source outside the intake pipe is any area of the internal combustion engine and also of the vehicle. In this case, it is preferably located outside the boundary of the suction line and, in particular, in the vicinity of the nozzle, in order, among other things, to save costs and material.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited. In particular, it should be noted that the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. Show it:
Fig. 1: ein Kraftfahrzeug, welches zum Betrieb mit einem ersten Brenn- stoff und einem zweiten Brennstoff, bspw. LPG, ausgerüstet ist und für den zweiten Brennstoff eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist, 1 shows a motor vehicle which is equipped for operation with a first fuel and a second fuel, for example LPG, and has a device according to the invention for the second fuel,
Fig. 2: einen Schnitt durch ein Detail einer Ausführungsvariante des 2 shows a section through a detail of an embodiment of the
Einspritzsystems, einen Schnitt durch ein Detail einer weiteren Ausführungsvariante des Einspritzsystems, Fig. 4: einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Zuleitung und Düse mit Wärmeblech, Injection system, a section through a detail of another embodiment of the injection system, 4 shows a section through an embodiment of the feed line and nozzle with a heat sheet,
Fig. 5: einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante der Zuleitung und 5 shows a section through a variant of the supply line and
Düse verbunden durch eine Manschette, und  Nozzle connected by a cuff, and
Fig. 6: einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante der Zuleitung und 6 shows a section through a variant of the supply line and
Düse, wobei die Zuleitung die Düse umschließt. Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Verbrennungskraftmaschine 2, welches zum Betrieb mit wahlweise (alternativ) einem ersten Brennstoff oder einem zweiten Brennstoff 33 eingerichtet ist. Der zweite Brennstoff 33 kann dabei Flüssiggas bzw. LPG (Liquefied Petroleum Gas) sein, während der erste Brennstoff ein konventioneller Brennstoff wie Benzin oder Diesel ist. Der zweite Brennstoff 33 wird bei einem Kraftfahrzeug 1 mit einer Dosiereinrichtung 4 auf einem Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 zudosiert. In Fig. 1 ist vereinfacht nur ein Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 dargestellt. Der Brennraum 11 wird über die Ansaugleitung 8 mit Luft 32 und mit Brennstoff versorgt. Abgase gelangen aus dem Brennraum 11 über die Abgasleitung 9 hinaus. Darüber hinaus existiert im Brennraum 11 eine Zündkerze 18 zur Zündung des im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 2 im Brennraum 11 vorliegenden zündbaren Gemisches aus Brennstoff und Luft 32. Die Ansaugleitung 8 kann gegenüber dem Brennraum 11 mit einem Ventil 10 verschlossen werden. Genauso kann die Abgasleitung 9 gegenüber dem Brennraum 11 mit einem Ventil 10 verschlossen werden. Im Betrieb mit erstem Brennstoff wird die Verbrennungskraftmaschine 2 vom ersten Steuergerät 5 gesteuert. Das erste Steuergerät 5 ist dabei insbesondere die Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges 1. Ein erster Brennstoff gelangt dann über den Benzin- bzw. Dieselinjektor 3 in die Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2. Pro Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 ist ein Benzin- bzw. Dieselinjektor 3 vorgesehen. Soll das Kraftfahrzeug 1 mit zweitem Brennstoff 33 (LPG) betrieben werden, erfolgt über den Umschalter 7 eine Umschaltung auf den zweiten Brennstoff 33. Der Umschalter 7 ist in der Fig. 1 derart eingestellt, dass eine Brennstoffversorgung mit zweitem Brennstoff 33 erfolgt und die Brennstoffversorgung der Verbrennungskraftmaschine 2 mit erstem Brennstoff unterbrochen ist. Die Brennstoffversorgung mit zweitem Brennstoff 33 wird also gemäß Fig. 1 vom zweiten Steuergerät 6 kontrolliert, welches wiederum vom ersten Steuergerät 5 angesprochen wird. Für das zweite Steuergerät 6 und den Umschalter 7 wurde hier eine verein- fachte Darstellung gewählt. Das zweite Steuergerät 6 und der Umschalter 7 können auch in einem Bauteil miteinander integriert vorliegen. Insbesondere ist es auch möglich, dass Signale vom ersten Steuergerät 5 an den Benzin- bzw. Dieselinjektor 3 auch das zweite Steuergerät 6 (wahlweise) passieren. Nozzle, with the supply line enclosing the nozzle. 1 shows a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 2, which is set up for operation with either (alternatively) a first fuel or a second fuel 33. The second fuel 33 may be LPG (Liquefied Petroleum Gas), while the first fuel is a conventional fuel such as gasoline or diesel. The second fuel 33 is metered in a motor vehicle 1 with a metering device 4 on a combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2. In Fig. 1 is simplified, only a combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2 is shown. The combustion chamber 11 is supplied via the suction line 8 with air 32 and with fuel. Exhaust gases pass out of the combustion chamber 11 via the exhaust pipe 9 also. In addition, there is a spark plug 18 in the combustion chamber 11 for igniting the ignitable mixture of fuel and air 32 present during operation of the internal combustion engine 2 in the combustion chamber 11. The intake line 8 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10. Likewise, the exhaust pipe 9 can be closed with respect to the combustion chamber 11 with a valve 10. During operation with the first fuel, the internal combustion engine 2 is controlled by the first control unit 5. A first fuel then passes through the gasoline or diesel injector 3 into the intake line 8 of the internal combustion engine 2. If the motor vehicle 1 to be operated with second fuel 33 (LPG), via the switch 7, a switch to the second fuel 33. The switch 7 is set in Fig. 1 such that a fuel supply with second fuel 33 takes place and the fuel supply the internal combustion engine 2 is interrupted with the first fuel. The fuel supply with second fuel 33 is thus controlled as shown in FIG. 1 by the second control unit 6, which in turn is addressed by the first control unit 5. For the second control unit 6 and the changeover switch 7, a simplified representation was selected here. The second control unit 6 and the changeover switch 7 can also be integrated with one another in one component. In particular, it is also possible that signals from the first control unit 5 to the gasoline or diesel injector 3 also pass through the second control unit 6 (optionally).
Das zweite Steuergerät 6 kann zur Steuerung der Einspritzung des zweiten Brennstoffes 33 unterschiedliche Signale empfangen und verarbeiten. Bspw. ist ein Lambda-Eingang 13 vorgesehen, über welchen ein Lambda- Wert des nicht dargestellten Abgassystems der Verbrennungskraftma- schine 2 in das zweite Steuergerät 6 gelangen kann. Ein Temperatur sen- sor 20 ermittelt ggf. die Motortemperatur der Verbrennungskraftmaschine 2. Dazu ist der Temperatursensor 20 vorzugsweise an einen Kühlkreislauf 12 der Verbrennungskraftmaschine 2 angeschlossen. Auch das Signal dieses Temperatur sensors 20 kann vom zweiten Steuergerät 6 verwertet werden. Das zweite Steuergerät 6 berechnet aus dem ersten Einspritzsignal, welches es vom ersten Steuergerät 5 erhält und welches eigentlich zur Steuerung des Benzin- bzw. Dieselinjektors 3 gedacht ist, in Kombination mit dem weiteren zweiten Steuergerät 6 zur Verfügung stehenden Signalen, ein zweites Einspritz signal für die Dosiereinrichtung 4, welche den zweiten Brennstoff 33 (LPG) in die Ansaugleitung 8 der Verbrennungskraftmaschine 2 einspritzt. The second control unit 6 can receive and process different signals for controlling the injection of the second fuel 33. For example. a lambda input 13 is provided, via which a lambda value of the exhaust system (not shown) of the internal combustion engine 2 can reach the second control unit 6. If necessary, a temperature sensor 20 determines the engine temperature of the internal combustion engine 2. For this purpose, the temperature sensor 20 is preferably connected to a cooling circuit 12 of the internal combustion engine 2. Also, the signal of this temperature sensor 20 can be utilized by the second control unit 6. The second control unit 6 calculates from the first injection signal, which receives it from the first control unit 5 and which is actually intended to control the gasoline or diesel injector 3, in combination with the other second control unit 6 available signals, a second injection signal for the metering device 4, which injects the second fuel 33 (LPG) into the intake line 8 of the internal combustion engine 2.
Pro Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 sind ein oder mehrere (LPG-) Dosiereinrichtungen 4 vorgesehen. Das zweite Steuergerät 6 und die Dosiereinrichtungen 4 sind über Signalleitungen miteinander verbunden. One or more (LPG) metering devices 4 are provided per combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2. The second control device 6 and the metering devices 4 are interconnected via signal lines.
Die Dosiereinrichtung 4 erhält den zweiten Brennstoff 33 aus dem Tank 16. Der zweite Brennstoff 33 wird aus dem Tank 16 heraus mit der Pumpe 17 gefördert und gelangt über die Zulaufleitung 14 und die Zulaufverteilleitung 21 zur Dosiereinrichtung 4. In der Rücklaufleitung 15 ist ein Drucksensor 19 vorgesehen. Das Signal des Drucksensors 19 gelangt ebenfalls zum zweiten Steuergerät 6 und wird in diesem zur Berechnung des zweiten Einspritz Signals für die Dosiereinrichtung 4 mit verwertet. In der Rücklaufleitung 15 befindet sich außerdem ein Rücklaufventil 37, mit dem der Druck in der Rücklauf leitung 15 und der Dosiereinrichtung 4 reguliert werden kann. Zusätzlich zur Zulaufleitung 14 existiert von der Dosiereinrichtung 4 zurück zum Tank 16 eine Rücklaufverteilleitung 22 und eine Rücklauf leitung 15, durch welche überschüssiger zweiter Brennstoff 33 von der Dosiereinrichtung 4 zurück in den Tank 16 gefördert wird. Insbesondere ist die Rücklaufleitung 15 auch dazu vorgesehen, durch Erwärmung und/oder unzureichenden Druck in der Zulaufleitung 14 gasförmig gewordenen zweiten Brennstoff 33 von der Dosiereinrich- tung 4 zurück in den Tank 16 zu fördern; es soll nämlich erreicht werden, dass (nur) flüssiger zweiter Brennstoff 33 über die Dosiereinrichtung 4 an die Verbrennungskraftmaschine 2, bzw. an den Brennraum 11 der Verbrennungskraftmaschine 2 abgegeben wird. Die zumindest teilweise wärmeisolierte Leitung 35 für den zweiten Brennstoff 33 (LPG) ist an die Dosiereinrichtung 4 angeschlossen und ragt in die Ansaugleitung 8 hinein. Der hier dargestellte Benzin- bzw. Dieselinjektor 3 wird in den folgenden Figuren nicht mehr gezeigt. Dennoch ist klar, dass die teilweise wärmeisolierte Leitung 35 und der Benzin- bzw. Dieselinjektor 3 zwei baulich und räumlich getrennte Einheiten in der Ansaugleitung 8 darstellt. An dieser Stelle sei aber noch einmal betont, dass nicht nur in der in Fig. 1 vereinfacht dargestellten Position vor angeordnet sein muss, sondern auch neben oder hinter, sowie unter oder über dem Benzin- bzw. Dieselinjektor 3 angeordnet sein kann. Schematisch angedeutet ist in Fig. 1 auch die wärmeübertragende Struktur 29, welche Wärme zu der ebenfalls angedeuteten Wärmeübertragenden Düse 24 überträgt. Dies soll anhand der folgenden Figuren näher er- läutert werden. The metering device 4 receives the second fuel 33 from the tank 16. The second fuel 33 is conveyed out of the tank 16 with the pump 17 and passes via the supply line 14 and the Zulaufverteilleitung 21 to the metering device 4. In the return line 15 is a pressure sensor 19th intended. The signal of the pressure sensor 19 also passes to the second control unit 6 and is used in this for calculating the second injection signal for the metering device 4 with. In the return line 15 is also a return valve 37, with which the pressure in the return line 15 and the metering device 4 can be regulated. In addition to the feed line 14 exists from the metering device 4 back to the tank 16, a return distribution line 22 and a return line 15 through which excess second fuel 33 is conveyed by the metering device 4 back into the tank 16. In particular, the return line 15 is also provided to promote, by heating and / or insufficient pressure in the feed line 14, gaseous second fuel 33 from the metering device 4 back into the tank 16; Namely, it is to be achieved that (only) liquid second fuel 33 is discharged via the metering device 4 to the internal combustion engine 2, or to the combustion chamber 11 of the internal combustion engine 2. The at least partially heat-insulated line 35 for the second fuel 33 (LPG) is connected to the metering device 4 and projects into the intake line 8. The gasoline or diesel injector 3 shown here is no longer shown in the following figures. Nevertheless, it is clear that the partially thermally insulated line 35 and the gasoline or diesel injector 3 represents two structurally and spatially separate units in the intake line 8. At this point, it should be emphasized once again that not only in the position shown in simplified in Fig. 1 must be arranged in front, but also next to or behind, as well as below or above the gasoline or diesel injector 3 may be arranged. Schematically indicated in Fig. 1, the heat-transferring structure 29, which transfers heat to the also indicated heat-transmitting nozzle 24. This will be explained in more detail with reference to the following figures.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eingebaut in die Ansaugleitung 8. Hierbei ist die wärmeisolierte Zuleitung 23 in die Ansaugleitung 8 eingeführt und in Reihe mit der wärmeübertragenden Düse 24 über eine Manschette 30 verbunden. In dem dargestellten Fall ist der Auslass 27 der wärmeisolierten Zuleitung 23 zum Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 beabstandet. Die Stirnseite 28 des Auslasses 27 und der Einlass 25 liegen sich gegenüber. Dies ist allerdings keine zwingend notwendige, sondern lediglich eine mögliche Anordnung. Die wärmeisolierte Zuleitung 23 zusammen mit der wärme übertragenden Düse 24 und der Manschette 30 bilden somit die teilweise wärmeisolierte Leitung 35. Die teilweise wärmeisolierte Leitung 35 wird über die wärme übertragende Struktur 29 ausgerichtet und gehalten. Die wärmeübertragende Düse 24 ist mit der wärme- übertragenden Struktur 29 z. B. stoffschlüssig verbunden. Die wärmeübertragende Struktur 29 verlässt die Ansaugleitung 8 in einem von dem Eintrittsbereich der wärmeisolierenden Leitung 35 weit entfernten Abschnitt der Ansaugleitung und ist mit einem Bereich der Verbrennungskraftmaschine 2 über eine Schraubverbindung 31 verbunden. Dieser Be- reich kann bspw. ein Motorblock bzw. ein Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine 2 sein. In diesem Fall stellt der Motorblock bzw. der Zylinderkopf bzw. die Verbrennungskraftmaschine 2 eine Wärmequelle 38 dar, welche über die wärmeübertragende Struktur 29 mit der wärmeübertragenden Düse 24 verbunden ist. Fig. 2 shows a section through a part of a first variant of the device according to the invention, installed in the suction line 8. Here, the heat-insulated feed line 23 is inserted into the suction line 8 and connected in series with the heat-transmitting nozzle 24 via a sleeve 30. In the illustrated case, the outlet 27 of the heat-insulated feed line 23 is spaced from the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24. The end face 28 of the outlet 27 and the inlet 25 are opposite. However, this is not absolutely necessary, but only a possible arrangement. The heat-insulated lead 23 together with the heat-transmitting nozzle 24 and the sleeve 30 thus form the partially heat-insulated pipe 35. The partially heat-insulated pipe 35 is aligned and held by the heat-transmitting structure 29. The heat-transferring nozzle 24 is connected to the heat transfer structure 29 z. B. materially connected. The heat transferring structure 29 exits the intake passage 8 in a portion of the intake passage far from the entrance portion of the heat-insulating passage 35, and is connected to a portion of the engine 2 via a screw connection 31. This area may, for example, be an engine block or a cylinder head of the internal combustion engine 2. In this case, the engine block or the cylinder head or the internal combustion engine 2 is a heat source 38, which is connected via the heat-transferring structure 29 with the heat-transferring nozzle 24.
Sobald das Ventil 10 zum Brennraum 11 geöffnet wird, wird durch den in dem Brennraum 11 herrschenden Unterdruck Luft 32 durch die Ansaugleitung 8 angesaugt. Zu einem Zeitpunkt, der durch die Dosiereinrichtung 4 (dargestellt in Fig. 1) gesteuert wird, wird zweiter Brenn- stoff 33 (z. B. LPG) über die teilweise wärmeisolierte Leitung 35 eingespritzt. In der Ansaugleitung 8 findet somit eine Durchmischung mit der vorhandenen Luft 32 statt. Dieses Gemisch wird konventionell durch den Unterdruck in den Brennraum 11 und das geöffnete Ventil 10 eingesaugt und die chemische Energie wird in konventioneller Weise durch Verbrennung in mechanische Energie umgewandelt. Die dabei anfallende thermische Energie wird nun zu einem Teil über die wärmeübertragende Struktur 29 auf die wärme übertragende Düse 24 übertragen. In der wärmeübertragenden Düse 24 wiederum wird die Wärme auf den austretenden zweiten Brennstoff 33 übertragen. Nicht jedoch auf die wärmeisolierte Zuleitung 23 und nicht auf den Teil des zweiten Brennstoffs 33, der sich in diesem wärmeisolierten Bereich der teilweise wärmeisolierten Leitung 35 befindet. Die dargestellte wärmeübertragende Struktur 29 hält die teilweise wärmeisolierte Leitung 35 gegenüber Strömungskräften und Verbrennungskraftmaschinen innewohnenden Vibrationen stabil in einer vorgegebenen Position. As soon as the valve 10 is opened to the combustion chamber 11, air 32 is sucked through the suction line 8 by the negative pressure prevailing in the combustion chamber 11. At a point in time controlled by the metering device 4 (shown in FIG. 1), second combustion Substance 33 (eg, LPG) is injected via the partially heat-insulated conduit 35. In the intake 8 thus mixing takes place with the existing air 32. This mixture is conventionally sucked by the negative pressure into the combustion chamber 11 and the opened valve 10 and the chemical energy is converted into mechanical energy by combustion in a conventional manner. The resulting thermal energy is now transferred to a part of the heat transfer structure 29 to the heat transferring nozzle 24. In the heat-transmitting nozzle 24, in turn, the heat is transferred to the exiting second fuel 33. However, not on the heat-insulated lead 23 and not on the part of the second fuel 33 which is in this heat-insulated portion of the partially heat-insulated lead 35. The illustrated heat transferring structure 29 stably holds the partially heat-insulated pipe 35 in a predetermined position against vibrations inherent in flow forces and internal combustion engines.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2, wobei der Einlass 25 der wärme über tragenden Düse 24 konisch ausgeführt ist und die wärmeiso- lierte Zuleitung 23 den Einlass 25 umschließt und die Stirnfläche 28 des Auslasses 27 der wärmeisolierten Zuleitung 23 somit hinter dem Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 angeordnet ist. Die wärmeisoliere Zuleitung 23 und die wärmeübertragende Düse 24 überlappen sich teilweise. Auch hier wird die Verbindung zwischen der Zuleitung 23 und der wärmeübertragenden Düse 24 durch eine Manschette 30 befestigt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die wärmeübertragende Struktur 29 ein Heizring 34, der die wärmeübertragende Düse 24 umfasst. Die Wärmequelle 38 wird auch von dem Heizring 34 gebildet. Der Heizring 34 wird von einer Stromleitung 39 mit elektrischer Energie versorgt. Auch hierbei wird die Wärme durch die wärmeübertragende Düse 24 auf den austretenden zweiten Brennstoff 33 (LPG) übertragen nicht jedoch auf die wärmeisolierte Zuleitung 23 und den sich darin befindenden zweiten Brennstoff 33. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die teilweise wärmeisolierte Leitung 35 und eine wärmeübertragende Struktur 29, die in dieser Darstellung als Blech ausgeführt ist. Dieses Blech ist mit der wärmeübertragenden Düse 24 verbunden. Die Manschette 30 ist mit der wärmeübertragenden Dü- se 24 z.B. über eine Schraubverbindung an der Seite des Einlasses 25 der wärmeübertragenden Düse 24 verbunden, beispielweise verschraubt. Die Stirnfläche 28 des Auslasses 27 der wärmeisolierten Zuleitung 23 liegt am Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 an. Somit findet auch hier eine Wärmeübertragung auf den zweiten Brennstoff 33 nur im Bereich zwischen dem Einlass 25 und der Düsenöffnung 26 statt; in keinem Fall in der wärmeisolierten Zuleitung 23 bis hin zur Stirnfläche 28 des Auslasses 27 der wärmeisolierten Zuleitung 23. Fig. 3 shows a similar arrangement as in FIG. 2, wherein the inlet 25 of the heat-carrying nozzle 24 is conical and the heat-insulated lead 23 surrounds the inlet 25 and the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated lead 23 thus behind the Inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 is arranged. The heat-insulating lead 23 and the heat-transmitting nozzle 24 partially overlap. Again, the connection between the supply line 23 and the heat-transferring nozzle 24 is secured by a sleeve 30. In the embodiment shown here, the heat-transferring structure 29 is a heating ring 34, which comprises the heat-transferring nozzle 24. The heat source 38 is also formed by the heating ring 34. The heating ring 34 is powered by a power line 39 with electrical energy. Again, the heat is transferred through the heat-transmitting nozzle 24 to the exiting second fuel 33 (LPG) but not to the heat-insulated lead 23 and the second fuel 33 located therein. Fig. 4 shows a section through the partially heat-insulated line 35 and a heat-transmitting structure 29, which is designed in this illustration as a sheet metal. This sheet is connected to the heat-transferring nozzle 24. The sleeve 30 is connected to the heat-transmitting nozzle 24, for example via a screw connection on the side of the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24, for example screwed. The end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated feed line 23 abuts the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24. Thus, there is also a heat transfer to the second fuel 33 only in the region between the inlet 25 and the nozzle opening 26 instead; in no case in the heat-insulated lead 23 to the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated lead 23rd
Fig. 5 zeigt den gleichen Schnitt wie Fig. 4 in einer etwas anderen Ausfüh- rungsform der Verbindung von wärmeübertragender Düse 24 und wärmeisolierten Zuleitung 23. Hierbei ist der Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 rohr förmig ausgeführt und wird von der Manschette 30 umschlossen. Der Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 grenzt an die Stirnfläche 28 des Auslasses 27 der wärmeisolierten Zuleitung 23. Auch hier findet eine Wärmeübertragung auf den zweiten Brennstoff 33 nur im Bereich zwischen dem Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 und der Düsenöffnung 26 statt. 5 shows the same section as FIG. 4 in a somewhat different embodiment of the connection of heat-transferring nozzle 24 and heat-insulated supply line 23. In this case, the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 is tubular and is enclosed by the sleeve 30. The inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 adjoins the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated supply line 23. Again, heat transfer to the second fuel 33 takes place only in the region between the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 and the nozzle opening 26.
Fig. 6 zeigt wie Fig. 4 und 5 ebenfalls einen Schnitt durch eine Ausfüh- rungsform der Einspritz seite der teilweise wärmeisolierten Leitung 35. Hierbei ist der Einlass 25 der wärmeübertragenden Düse 24 teilweise konisch ausgeführt. Die wärmeisolierte Zuleitung 23 umschließt den Einlass 25 und ist durch die sich erweiternde Form des Einlasses 25 leicht aufführbar und wird durch eine Manschette 30 in einem zylindrischen Bereich des Einlasses 25 durch eine Manschette 30 fixiert. Auch hier wird erfindungsgemäß nur eine Wärmeübertragung im Bereich zwischen dem Einlass 25 und der Düsenöffnung 26 der wärmeübertragenden Düse 24 bewirkt. Auch hier liegt die Stirnfläche 28 des Auslasses 27 der wärmeisolierten Zuleitung 23 hinter dem Einlass 24 der wärme übertragenden Düse 24. Die wärmeübertragende Düse 24 und die wärmeisolierende Zuleitung 23 überlappen sich teilweise. FIG. 6, like FIGS. 4 and 5, likewise shows a section through an embodiment of the injection side of the partially heat-insulated line 35. Here, the inlet 25 of the heat-transferring nozzle 24 is partially conical. The heat-insulated inlet 23 encloses the inlet 25 and is easily performed by the flared shape of the inlet 25 and is fixed by a collar 30 in a cylindrical portion of the inlet 25 by a collar 30. Again, according to the invention, only a heat transfer in the region between the inlet 25 and the nozzle opening 26 of the heat-transferring nozzle 24 is effected. Again, the end face 28 of the outlet 27 of the heat-insulated feed line 23 is located behind the inlet 24 of the heat-transferring nozzle 24. The heat-transmitting nozzle 24 and the heat-insulating lead 23 partially overlap.
Das erfindungsgemäße Einspritz System für zumindest eine Ansauglei- tung einer Verbrennungskraftmaschine für einen flüssigen Brennstoff ist neben hoher Stabilität und effektiver Verhinderung von Eisbildung an der Düsenöffnung modular aufgebaut, so dass sie besonders einfach in verschiedene Verbrennungskraftmaschinen mit unterschiedlichen Anzahlen an Brennräumen angepasst werden kann. Sie stellt somit insbesondere im Bereich der Nachrüstsysteme für zusätzliche Brennstoffe, wie bspw. LPG, eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar. The injection system according to the invention for at least one intake line of a combustion engine for a liquid fuel is modular in addition to high stability and effective prevention of ice formation at the nozzle opening, so that it can be particularly easily adapted to different internal combustion engines with different numbers of combustion chambers. It thus represents a significant improvement over the prior art, particularly in the field of retrofit systems for additional fuels, such as LPG.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kraftfahrzeug 1 motor vehicle
2 Verbrennungskraftmaschine  2 internal combustion engine
3 Benzin- bzw. Dieselinjektor  3 gasoline or diesel injector
4 Dosiereinrichtung  4 metering device
5 erstes Steuergerät  5 first control unit
6 zweites Steuergerät  6 second control unit
7 Umschalter  7 switches
8 Ansaugleitung  8 suction line
9 Abgasleitung  9 exhaust pipe
10 Ventil  10 valve
11 Brennraum  11 combustion chamber
12 Kühlkreislauf  12 cooling circuit
13 Lambda-Eingang  13 lambda input
14 Zulaufleitung  14 supply line
15 Rücklaufleitung  15 return line
16 Tank  16 tank
17 Pumpe  17 pump
18 Zündkerze  18 spark plug
19 Drucksensor  19 pressure sensor
20 Temperatursensor  20 temperature sensor
21 Zulaufverteilleitung  21 supply distribution line
22 Rücklaufverteilleitung  22 return distribution line
23 wärmeisolierte Zuleitung  23 heat-insulated supply line
24 wärmeübertragende Düse  24 heat transfer nozzle
25 Einlass  25 inlet
26 Düsenöffnung  26 nozzle opening
27 Auslass  27 outlet
28 Stirnfläche  28 face
29 wärmeübertragende Struktur 29 heat transferring structure
30 Manschette Schraubverbindung 30 cuff screw
Luft  air
zweiter Brennstoff second fuel
Heizring  heating ring
teilweise wärmeisolierte Leitungpartially insulated line
Einspritz System Injection system
Rücklaufventil  Return valve
Wärmequelle  heat source
Stromleitung  power line

Claims

Patentansprüche claims
Einspritzsystem (36) für einen flüssigen Brennstoff (33) zur Anordnung an zumindest eine Ansaugleitung (8) einer Verbrennungskraftmaschine (2), wobei das Einspritz System (36) wenigstens folgendes aufweist: Injection system (36) for a liquid fuel (33) for arrangement on at least one intake line (8) of an internal combustion engine (2), wherein the injection system (36) has at least:
- zumindest eine Dosiereinrichtung (4),  at least one metering device (4),
- zumindest eine Leitung (35), die an die Dosiereinrichtung (4) anschließbar ist und von dieser in eine Ansaugleitung (8) führt, und die zumindest eine wärmeübertragende Düse (24) aufweist, - At least one line (35) which is connected to the metering device (4) and leads from this into a suction line (8), and which has at least one heat-transmitting nozzle (24),
- zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur (29), die mit zumindest einer sich außerhalb der zumindest einen Ansaugleitung (8) befindenden Wärmequelle (38) und der zumindest einen wärmeübertragenden Düse (24) verbindbar ist. - At least one separate heat-transferring structure (29) which is connectable with at least one outside of the at least one suction line (8) located heat source (38) and the at least one heat-transmitting nozzle (24).
Einspritz System (36) gemäß Patentanspruch 1, wobei die zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur (29) einstückig ausgeführt und mit mehreren wärmeübertragenden Düsen (24) verbindbar ist. Injection system (36) according to claim 1, wherein the at least one separate heat-transferring structure (29) is made in one piece and connectable to a plurality of heat-transferring nozzles (24).
Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zumindest eine Wärmequelle (38) ein Bereich der Verbrennungskraftmaschine (2) ist. Injection system (36) according to one of the preceding claims, wherein the at least one heat source (38) is an area of the internal combustion engine (2).
Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zumindest eine teilweise wärmeisolierte Leitung (35) mittels der zumindest einen wärmeübertragenden Struktur (29) in einer vorgegebenen Position in der Ansaugleitung (8) ausgerichtet und gehalten werden kann. An injection system (36) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one partially thermally insulated pipe (35) can be aligned and held by the at least one heat transmitting structure (29) at a predetermined position in the suction pipe (8).
Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur (29) eine Durchmischung von einem Brennstoff und angesaugter Luft (32) in der zumindest einen Ansaugleitung (8) fördert. Injection system (36) according to one of the preceding claims, wherein the at least one separate heat-transferring Structure (29) promotes a mixing of a fuel and sucked air (32) in the at least one suction line (8).
Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die zumindest teilweise wärmeisolierte Leitung (35) wenigstens folgendes umfasst: An injection system (36) according to any one of the preceding claims, wherein the at least partially thermally insulated conduit (35) comprises at least:
- zumindest eine wärmeisolierte Zuleitung (23), die an die Dosiereinrichtung (4) angeschlossen werden kann und gegenüberliegend einen Auslass (27) bildet,  at least one heat-insulated feed line (23) which can be connected to the metering device (4) and forms an outlet (27) opposite,
- zumindest eine wärmeübertragende Düse (24), die an dem Auslass (27) der zumindest einen wärmeisolierten Zuleitung (23) angeordnet ist und die eine Düsenöffnung (26) zur Abgabe des Brennstoffes (33) in die zumindest eine Ansaugleitung (8) aufweist.  - At least one heat-transmitting nozzle (24) which is arranged at the outlet (27) of the at least one heat-insulated supply line (23) and which has a nozzle opening (26) for discharging the fuel (33) in the at least one suction line (8).
Einspritz System (36) gemäß Patentanspruch 6, wobei der Auslass (27) der zumindest einen wärmeisolierten Zuleitung (23) die zumindest eine wärmeübertragende Düse (24) wenigstens teilweise umschließt. Injection system (36) according to claim 6, wherein the outlet (27) of the at least one heat-insulated supply line (23) at least partially encloses the at least one heat-transferring nozzle (24).
Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die wärmeübertragende Düse (24) stoffschlüssig mit der zumindest einen separaten wärmeübertragenden Struktur (29) verbindbar ist. Injection system (36) according to one of the preceding claims, wherein the heat-transferring nozzle (24) is materially connectable to the at least one separate heat-transferring structure (29).
Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die wärmeübertragende Düse (24) und die wärmeisolierte Zuleitung (23) mit einer Manschette (30) verbunden sind. An injection system (36) according to any one of the preceding claims, wherein the heat transfer nozzle (24) and the heat insulated lead (23) are connected to a collar (30).
Fahrzeug (1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (2) betreibbar mit einem ersten Brennstoff und einem zweiten Brennstoff (33), wobei ein Einspritz System (36) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche zur Zugabe des zweiten Brennstoffs (33) hin zu wenigstens einer Ansaugleitung (8) der Verbrennungskraftmaschine (2) vorgesehen ist, und wobei weiter zumindest eine separate wärmeübertragende Struktur (29) mit der zumindest einen wärmeübertragenden Düse (24) einerseits und einer sich außerhalb der zumindest einen Ansaugleitung (8) befindenden Wärmequelle (38) verbunden ist. A vehicle (1) having an internal combustion engine (2) operable with a first fuel and a second fuel (33), wherein an injection system (36) according to one of the preceding claims for adding the second fuel (33) to at least one suction line (8 ) of the internal combustion engine (2) is provided, and further wherein at least one separate heat-transferring structure (29) is connected to the at least one heat-transmitting nozzle (24) on the one hand and to a heat source (38) located outside the at least one suction line (8).
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