AT1018U1 - Verfahren zur aufbereitung von selbstzündendem kraftstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von selbstzündendem Kraftstoff, vorzugsweise Dieselkraftstoff für Brennkraftmaschinen.

Die Qualität der Verbrennung von mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen hängt direkt von der Qualität der Zerstäubung des flüssigen Kraftstoffes ab sowie dessen danach folgende Verdampfung und der Durchmischung des Dampfes mit dem Sauerstoff der Luft. Es ist bekannt, zur Verbesserung der Zerstäubung den Dieselkraftstoff mit besonders hohem Druck von etwa 2000 bar in den Brennraum einzuspritzen. Durch diese Maßnahme können zwar sehr niedrige Rauchzahlen erreicht werden, wegen der notwendigen hohen Einspritzdrücke sind allerdings spezielle und kostenaufwendige Einspritzsysteme erforderlich.

Es ist weiters bekannt, daß bei der Verbrennung sauerstoffhaltiger Kraftstoffe, z. B. Dimethylether (DME) oder andere Alkohole, niedrigere Mengen an Schadstoffen entstehen als bei Kraftstoffen ohne chemisch gebundenem Sauerstoff.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des hohen Einspritzdruckes zu vermeiden und auf möglichst einfache Weise eine bessere Durchmischung des Kraftstoffes mit Sauerstoff zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dem Kraftstoff Dimetylether in geringen Mengen beigemischt wird, wobei vorzugsweise der Anteil von Dimethylether so gewählt wird, daß der Dampfdruck des Kraftstoffgemisches unter oder im Bereich des Umgebungsdruckes liegt. DME kann dabei dem Kraftstoff bis zu 10 Vol.-% flüssigen Dimethylether, bezogen auf das flüssige Kraftstoffgemisch, beigemischt werden. Dimethylether hat die Eigenschaft, daß er bereits bei relativ niedrigen Drücken und Temperaturen verdampft. Es ist bekannt, Dimethylether als selbstzündenden Flüssiggaskraftstoff bei Brennkraftmaschinen einzusetzen. Weiters ist es bekannt, Dimethylether aufgrund seiner günstigen Zündeigenschaften zündunwilligen Alternativkraftstoffen, wie beispielsweise Methanol, beizumischen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt der gewünschte Effekt einer besseren Zerstäubung des Dieselkraftstoffes infolge einer sonst eher negativen Eigenschaft von Flüssigkeiten auf, nämlich der starken Kavitationsneigung. 2 AT 001 018 Ul

Beim Einspritzen eines Kraftstoffes in den Brennraum kommt es in der Einspritzdüse infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeiten und der damit verbundenen niedrigen statischen Drücke örtlich zum Verdampfen des Kraftstoffes, wodurch bereits in der Düse eine schlagartige Volumensvergrößerung des Kraftstoffes erfolgt. Diese VolumensZunahme und die damit verbundenen gasdynamischen Effekte bewirken die besonders gute Zerstäubung der Flüssigkeit.

Durch die Beimischung von DME zu herkömmlichem Dieselkraftstoff beginnt die Verdampfung des so erhaltenen neuen Kraftstoffs bereits bei höheren statischen Drücken bzw. niedrigeren Temperaturen. Dadurch werden die oben beschriebenen Mechanismen intensiviert. Entsprechend dem chemischen Gleichgewicht zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase des Gemisches aus DME und Dieselkraftstoff enthält die Gasphase, die bei der Kavitation in Einspritzdüsen entsteht, einen hohen Anteil an DME. Da DME zündwilliger als Dieselkraftstoff ist, wird dadurch zusätzlich die Zündung des Kraftstoffes im Brennraum des Motors beschleunigt.

Durch die bessere Zerstäubung wird eine bessere Durchmischung des Kraftstoffes mit dem Sauerstoff der Luft erreicht. Diese Durchmischung wird zusätzlich dadurch begünstigt, daß die zum Dieselkraftstoff beigemischte Substanz, das DME, selbst Sauerstoff in chemisch gebundener Form enthält.

Es kann daher bei relativ geringen Einspritzdrücken, beispielsweise 1000 bar, durch Beimischung des DME eine Flüssigkeitszerstäubung erreicht werden, welche sonst nur bei extrem hohen Einspritzdrücken von beispielsweise 2000 bar realisierbar wäre. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren erforderlichen geringen Einspritzdrücke lassen sich mit einfachen und kostengünstigen konventionellen Einspritzsystemen mit relativ niedrigem Einspritzbetriebsdruck realisieren. Der Dime-thylether kann dabei dem Dieselkraftstoff entweder erst kurz vor der eigentlichen Einspritzung, oder bereits im Kraftstofftank zugesetzt werden. 3

Claims (2)

1. AT 001 018 Ul ANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Aufbereitung von selbstzündendem Kraftstoff, vorzugsweise Dieselkraftstoff für Brennkraftmaschinen, dadurch fr<=»lrg>nn***i nhnt- daß dem Kraftstoff Dime-tylether in geringen Mengen beigemischt wird, wobei vorzugsweise der Anteil von Dimethylether so gewählt wird, daß der Dampfdruck des Kraftstoffgemisches unter oder im Bereich des Umgebungsdruckes liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kraftstoff Dimethylether bis zu 10 Vol.-% flüssigen Dimethylether, bezogen auf das flüssige Kraftstoffgemisch, beigemischt wird. 4