DE102004041819B4

DE102004041819B4 - Vegetable oil powered diesel engine internal combustion engine

Info

Publication number: DE102004041819B4
Application number: DE200410041819
Authority: DE
Inventors: Alois Dotzer; Georg Gruber; Thomas Kaiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: DE102004041819A1

Abstract

Mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe und wenigsten einer Einspritzdüse, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenvorstand der Einspritzdüse wenigstens so groß ist, dass die Einspritzdüse beim Betrieb unter Normallast eine bläuliche Färbung annimmt.Plant oil powered diesel engine with an injection pump and at least one injector, characterized in that the nozzle board of the injection nozzle is at least so large that the injector assumes a bluish coloration when operating under normal load.

Description

Die Erfindung geht aus von einer mit Pflanzenöl betriebenen dieselmotorischen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The Invention is based on a powered by vegetable oil diesel engine Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Die DE 198 27 463 A1 zeigt eine nach dem Dieselverfahren arbeitende Brennkraftmaschine, welche eine zum Common-Rail-Einspritzsystem gehörende Einspritzpumpe und Einspritzdüsen aufweist. Die Düse spritzt in einem vorbestimmten Winkel in den Brennraum ein.The DE 198 27 463 A1 shows an operating according to the diesel engine internal combustion engine, which has a common rail injection system associated injection pump and injectors. The nozzle injects into the combustion chamber at a predetermined angle.

In der DE 15 26 313 ist eine bestimmte Strahllage beschrieben, wobei ein Strahl der Einspritzdüse auf den Kolbenmuldenrand zielt.In the DE 15 26 313 a certain beam position is described, wherein a jet of the injection nozzle aims at the piston bowl edge.

In der EP 1 326 014 A2 ist eine entsprechende Brennkraftmaschine beschrieben, bei der die Strahllage und der Einspritzzeitpunkt so geregelt sind, dass sich am Kolben ein ganz bestimmtes Strahlauftreffbild ergibt. Mit dieser Einstellung ist ein optimierter Betrieb solcher Brennkraftmaschinen beispielsweise in Kraftfahrzeugen – also mit großen Lastwechseln – möglich. Bei Stationärmotoren, die praktisch ohne Lastwechsel betrieben werden, reicht diese Maßnahme für einen optimierten Betrieb noch nicht aus. Insbesondere dann, wenn der Stationärmotor mit einem Rußpartikelfilter betrieben wird setzt sich dieser nach ca. 200 Betriebsstunden zu und auch an den Einspritzdüsen zeigen sich Ablagerungen um die Einspritzöffnungen.In the EP 1 326 014 A2 a corresponding internal combustion engine is described, in which the jet position and the injection timing are controlled so that the piston results in a very specific Strahlauftreffbild. With this setting, an optimized operation of such internal combustion engines, for example in motor vehicles - ie with large load changes - possible. For stationary engines, which are operated virtually without load changes, this measure is not sufficient for optimized operation. In particular, when the stationary engine is operated with a soot particle filter, this sets after about 200 hours of operation and also at the injection nozzles are deposits around the injection openings.

Unabhängig von der Verwendung eines Rußfilters tritt ein weiteres Phänomen auf: Bei unverändertem Betrieb der Einspritzpumpe vermindert sich die Leistung der Brennkraftmaschine mit zunehmender Betriebsstundenzahl. Selbst eine Erhöhung des Drucks der Einspritzpumpe kann diesen Leistungsabfall nach etwa 500 Betriebsstunde nicht mehr kompensieren.Independent of the use of a soot filter another phenomenon occurs on: With unchanged Operation of the injection pump reduces the performance of the internal combustion engine with increasing number of operating hours. Even an increase in the Pressure of the injection pump can this power loss after about 500 hours of work no longer compensate.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung eine mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so auszugestalten, dass sie ca. 3000 Stunden ohne Reinigung oder Wechsel eines Rußpartikelfilters und ohne erkennbaren Leistungsabfall betrieben werden kann.It Therefore, the object of the invention was a powered by vegetable oil Diesel engine internal combustion engine according to the preamble of claim 1 so that it will take about 3000 hours without cleaning or Change of a soot particle filter and can be operated without noticeable loss of performance.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 1. Dabei wurde die Erkenntnis genutzt, dass bei Einspritzdüsen, deren Vorstand zu gering ist, um die Einspritzöffnungen herum Ablagerungen aufgebaut werden, wenn diese Brennkraftmaschine mit Pflanzenöl betrieben wird. Bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen tritt dieses Phänomen nicht auf.Is solved the task by a powered by vegetable oil diesel engine Internal combustion engine with the characterizing features of claim 1. The use was made of the fact that injectors whose Board is too small, built around the injection openings around deposits be when this internal combustion engine operated with vegetable oil becomes. Occurs in diesel fuel-powered internal combustion engines this phenomenon not up.

Als Düsenvorstand wird der Abstand zwischen der Spitze der Einspritzdüse und dem Zylinderkopf bezeichnet. Bei zu geringem Düsenvorstand hat sich herausgestellt, dass die Düsen bei einem Betrieb unter Normallast nicht genügend erhitzt werden, so dass sich kurzfristig bildende Ablagerungen nicht sofort wieder abgebrannt werden, sondern sich dauerhaft festsetzen. Dies kann verhindert werden, wenn der Düsenvorstand so groß gewählt wird, dass sich die Düsenspitze mit ihren Einspritzöffnungen in einem Temperaturbereich des Zylinders und der Brennraummulde des Kolbens in der oberen Totpunktstellung befindet, indem sie bei längerem Betrieb unter Normallast bereits eine leicht bläuliche Färbung annimmt. In dieser Temperaturregion brennen Ablagerungen, die sich kurzfristig um die Einspritzöffnungen bilden, sofort wieder ab, so dass keine Beeinträchtigung des Strahlkegels durch die Ablagerung zu befürchten ist.When nozzle protruding is the distance between the tip of the injector and the Cylinder head designates. Too little nozzle board has been found that the nozzles In case of operation under normal load, heating is not sufficient, so that deposits forming at short notice do not immediately burn off again but settle permanently. This can be prevented be when the nozzle board is chosen so big that the nozzle tip with their injection ports in a temperature range of the cylinder and the combustion bowl of the piston is in the top dead center position by at prolonged Operation under normal load already assumes a slightly bluish tint. In this temperature region burn deposits, which in the short term around the injection openings form, immediately off again, so that no impairment of the beam cone through to fear the deposit is.

Ist der Düsenvorstand kleiner, bauen sich um die Einspritzöffnungen herum kontinuierlich wachsende Ablagerungen auf, die nicht mehr abbrennen und den Strahlkegel des aus den Einspritzöffnungen austretenden Pflanzenöls negativ beeinflussen. Das für eine saubere Verbrennung not wendige Aufreißen des Strahls kann so verhindert werden. Dadurch ergibt sich eine Verbrennung des Pflanzenöls unter Sauerstoffmangel. Dies führt zu erhöhter Rußbildung und zum Zusetzen des Rußpartikelfilters.is the nozzle board smaller, build around the injection ports around continuously growing deposits that no longer burn and the beam cone emerging from the injection openings vegetable oil influence negatively. That for a clean burning not necessary tearing of the beam can be prevented become. This results in a combustion of the vegetable oil under oxygen deficiency. this leads to too high Soot formation and for adding the soot particle filter.

Andererseits hat sich herausgestellt, dass die Leistung der Brennkraftmaschine kontinuierlich abnimmt, wenn der Düsenvorstand zu groß ist. So konnte die Erkenntnis gewonnen werden, dass eine zu starke Erhitzung der Düsenspitze ausschlaggebend für diesen Leistungsverlust ist.on the other hand has been found that the performance of the internal combustion engine decreases continuously when the nozzle board is too large. So could the knowledge to be gained that too much heating of the nozzle tip crucial for this power loss is.

Diese hohe Temperatur führt dazu, dass die Verbrennung des Pflanzenöls bereits beginnt, bevor es die Einspritzöffnungen verlassen hat. Diese beginnende Verbrennung in den Einspritzöffnungen der Düse findet unter starkem Sauerstoffmangel statt. Die Folge ist eine unvollständige Verbrennung unter Rußbildung. Die entstehenden Rußpartikel werden zum Teil durch den hohen Druck in der Düse in die Brennkammer gedrückt, setzen sich aber zum Teil auch in den Einspritzöffnungen fest.These high temperature leads to that, the burning of the vegetable oil already begins before it the injection openings has left. This incipient burn in the injection ports the nozzle takes place under severe oxygen deficiency. The result is one incomplete Combustion with soot formation. The resulting soot particles are partly forced into the combustion chamber by the high pressure in the nozzle but also partly stuck in the injection openings.

Auf diese Weise verengen sich die Einspritzöffnungen der Düse mit zunehmender Betriebsstundenzahl. Bei einer Verminderung des Einspritzquerschnittes um mehr als 15% lässt sich die erforderlich Einspritzmenge auch durch eine Erhöhung des Einspritzpumpendrucks nicht mehr egalisieren. Dies hat eine Leistungsreduktjon der Brennkraftmaschjne zur Folge.On In this way, the injection openings of the nozzle narrow with increasing Operating hours. At a reduction of the injection cross-section by more than 15% The required injection quantity also by increasing the No longer equalize injection pump pressure. This has a Leistungsreduktjon the Brennkraftmaschjne result.

Die Einspritzöffnungen der Einspritzdüsen besitzen einen Durchmesser, der geringer ist als der eines menschlichen Haares. Ablagerungen innerhalb der Düsenöffnungen lassen sich daher mit dem Auge nicht erkennen. Die Einspritzdüsen können aber über bekannte Messverfahren vermessen werden, wobei sich solche Ablagerungen und eine Reduktion des Einspritzquerschnittes sehr gut feststellen lassen.The injection openings of the injection nozzles have a diameter which is smaller than that a human hair. Deposits within the nozzle openings can therefore not be recognized by the eye. However, the injection nozzles can be measured by known measuring methods, whereby such deposits and a reduction of the injection cross-section can be detected very well.

Es wurde nun herausgefunden, dass der Düsenvorstand so eingestellt werden kann, dass sich weder Ablagerungen auf der Einspritzdüse um die Einspritzöffnungen bilden, die die Strahlqualität negativ beeinflussen, noch sich die Einspritzöffnungen durch innere Ablagerungen langsam zusetzen. Eine mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine, deren Düsenvorstand wie beschrieben justiert ist, bildet bei der Verbrennung nur wenige Rußpartikel aus, so dass ein nachgeschalteter Rußpartikelfilter nur ca. alle 3000 Stunden gereinigt oder gewechselt werden muss. Auch ist keine Leistungsminderung bei einer so eingestellten Brennkraftmaschine feststellbar.It it has now been found that the nozzle board is adjusted can be that neither deposits on the injector around the injection ports form the beam quality negatively affecting still the injection ports through internal deposits slow down. A powered by vegetable oil diesel engine Internal combustion engine, whose nozzle board adjusted as described, forms during combustion only a few soot particles out, so that a downstream particulate filter only about all 3000 hours to be cleaned or replaced. Also is not Reduction of power in a so set internal combustion engine ascertainable.

Claims

Plant oil powered diesel engine with an injection pump and at least one injector, characterized in that the nozzle board of the injection nozzle is at least so large that the injector assumes a bluish coloration when operating under normal load.