DE102006042054A1 - Method for injection of liquefied gas - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren vorgestellt, das den, unter den gängigen Kraftstoffen einzigartigen, Doppelcharakter von Flüssiggas, sowohl als Kraftstoff für eine Verbrennungskraftmaschine als auch als Kältemittel in einem Kühlkreislauf genutzt werden zu können, in einem einzigen gekoppelten System gleichzeitig nutzt. Durch Koppelung der Kraftstoffzuführung zu den Einspritzventilen an der passenden Stelle des Klimakreislaufes wird ein Teil des Klimakreislaufes gleichzeitig als Zuführungsgruppe der Kraftstoffeinspritzung genutzt. Zusätzlich werden Verdampfer des Klimakreislaufes nicht nur für die Klimatisierung eines Innenraumes, z. B. eines Kraftfahrzeuges, genutzt, sondern auch für die Kühlung der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Verbrennungsluft bis unter den Gefrierpunkt von Wasser. Dadurch verbessert sich der thermodynamsiche Wirkungsgrad des Verbrennungsprozesses weit über die Grenzen des bisher bei Ottomotoren Erreichbaren hinaus.A method is presented that uses the dual character of LPG, which is unique among common fuels, both as fuel for an internal combustion engine and as refrigerant in a refrigeration cycle, in a single coupled system at the same time. By coupling the fuel supply to the injectors at the appropriate point of the air conditioning circuit part of the air conditioning circuit is used simultaneously as a feed group of the fuel injection. In addition, evaporators of the air conditioning circuit not only for the air conditioning of an interior, z. As a motor vehicle, used, but also for the cooling of the internal combustion engine supplied combustion air to below freezing point of water. This improves the thermodynamic efficiency of the combustion process far beyond the limits of what was previously achievable with gasoline engines.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Flüssiggas oder einer seiner Komponenten oder einer Mischung seiner Komponenten in das Kraftstoffzuführungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit innerer zyklischer Verbrennung.The The invention relates to a method for introducing LPG or one of its components or a mixture of its components into the fuel supply system an internal combustion engine with internal cyclic combustion.

Stand der TechnikState of the art

Verbrennungskraftmaschinen, die den Kraftstoff Flüssiggas dem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine indirekt über die Ansaugleitung der Verbrennungsluft zuführen, nutzen überwiegend das Verdampfungsverfahren um das Flüssiggas in den Zuführungskanal für die Verbrennungsluft einzubringen. Hierbei drückt sich das Flüssiggas aus dem Tank durch seinen eigenen Dampfdruck in einen kühlwasserbeheizten Verdampfer in dem es aus der Mischphase vollständig in die Gasphase überführt wird. Vom Verdampfer aus wird das gasförmige Flüssiggas unter Überdruck einer eigenen Verteilerleiste zugeführt, von der aus jedem Zylinder, rechnergesteuert über getaktete Elektromagnetventile, für jeden Verbrennungstakt die passende Menge gasförmigen Kraftstoffes in die einströmende Verbrennungsluft eingeblasen wird. Diese Systeme können nur bivalent betrieben werden, denn sie benötigen neben dem Flüssiggas, zum Starten der Verbrennungskraftmaschine einen weiteren Kraftstoff, vorzugsweise Benzin. Erst wenn die Verbrennungskraftmaschine ausreichend Wärme für den Verdampfer abgibt kann dieser auf den Betrieb mit Flüssiggas umgestellt werden.Internal Combustion Engines, the fuel LPG the combustion chamber of an internal combustion engine indirectly over the Feed the intake line into the combustion air, mainly use it Evaporation process to the liquefied gas in the feed channel for the Incorporate combustion air. This expresses the liquefied gas from the tank by its own steam pressure into a cooling water-heated Evaporator in which it is completely transferred from the mixing phase in the gas phase. From the evaporator, the gaseous LPG under overpressure supplied to its own distribution bar, from which each cylinder, computer controlled via clocked solenoid valves, for each combustion cycle the appropriate amount of gaseous Fuel in the incoming Combustion air is blown. These systems can only be operated bivalent, because they need in addition to the LPG, to start the internal combustion engine another fuel, preferably gasoline. Only when the internal combustion engine is sufficient Heat for the evaporator gives off this can be switched to operation with LPG.

Einspritzsysteme, die das Flüssiggas über eine Pumpe im Flüssiggastank flüssig bis zu den Einspritzventilen für das Flüssiggas führen und das Flüssiggas flüssig in den Zuführungskanal für die Verbrennungsluft vor die Einlassventile spritzen, existieren ebenfalls, konnten sich bisher aber am Markt nicht durchsetzen.injection systems, the liquefied gas over a Pump in liquefied gas tank liquid up to the injectors for the liquefied gas to lead and the liquefied gas liquid in the feed channel for the Combustion air splash in front of the intake valves, also exist, but so far could not prevail on the market.

In der Literatur, so in US 5 857 448 A , EP 1 010 886 A , DE 196 11381 A , Patent Abstracts of Japan JP 2001 349256 A , DE 201 01 475 U , DE 101 46 051 , sind Einspritzsysteme beschrieben, die ebenfalls über eine In-Tank-Kraftstofffördereinheit und meist auch noch über eine weitere, außerhalb des Flüssiggastankes liegende, Vorrichtung zur Druckerhöhung, das Flüssiggas einer Einspritzvorrichtung zuführen. Allen erwähnten Systemen gemeinsam ist, dass sie die besondere Eigenschaft dieser Gruppe von Kohlenwasserstoffen, aus denen sich der Kraftstoff Flüssiggas zusammensetzt, nämlich in einem Temperatur-Druckbereich aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand überzugehen, der sich technisch relativ einfach beherrschen lässt und dabei durch ihre Verdampfungskälte eine Kühlwirkung zu entfalten, entweder gar nicht oder, im oben erwähnten Falle des Verdampfers, ohne zusätzlichen Gewinn nutzen.In the literature, so in US 5,857,448 . EP 1 010 886 A . DE 196 11381 A , Patent Abstracts of Japan JP 2001 349256 A . DE 201 01 475 U . DE 101 46 051 , Injection systems are described, which also supply via an in-tank fuel delivery unit and usually also via another, lying outside the liquefied gas tank, device for increasing the pressure, the liquefied gas an injector. Common to all systems mentioned is that they have the special property of this group of hydrocarbons that make up the fuel LPG, namely in a temperature-pressure range from the liquid to the gaseous state, which is technically relatively easy to control and thereby by their Evaporative cooling to develop a cooling effect, either not or use, in the above-mentioned case of the evaporator, without additional gain.

Genutzt wird diese Eigenschaft der Bestandteile von Flüssiggas hingegen in der Kältetechnik, beispielsweise im Kältekreislauf von Haushaltskühlschränken.Used However, this property of the components of liquefied gas, however, in refrigeration, for example in the refrigeration cycle of household refrigerators.

Dem in den Patentansprüchen beschriebenen Verfahren liegt das Problem zugrunde, den Kraftstoffzuführungsprozess thermisch stabiler zu gestalten und durch die Nutzung der Kühlwirkung der Flüssiggasverdampfung die Effizienz des thermodynamischen Kreisprozesses zu erhöhen, die sich in Leistungserhöhung bei verringertem spezifischem Verbrauch niederschlägt.the in the claims described method is based on the problem, the fuel supply process thermally stable and by the use of the cooling effect the liquefied gas evaporation to increase the efficiency of the thermodynamic cycle, the in power increase at reduced specific consumption.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Probleme werden durch das in den Patenansprüchen beschriebene Verfahren gelöst. Das vorliegende Verfahren besitzt Vorteile auf mehreren Ebenen. Es spart Bauteile ein, macht die Kraftstoffzuführung des Kraftstoffes Flüssiggas thermisch robuster und erhöht die Effizienz des thermodynamischen Kreisprozesses.These Problems are solved by the method described in the claims solved. The present method has advantages at several levels. It saves Components, makes the fuel supply of the fuel LPG thermally more robust and increased the efficiency of the thermodynamic cycle.

Im überwiegenden Teil der Kraftfahrzeuge, die neu auf den Markt kommen, sind Klimaanlagen eingebaut. Damit ist die Voraussetzung vorhanden, ohne wesentlichen zusätzlichen Kostenaufwand an Stelle des Kältekreislaufes mit dem bisher üblichen Kältemittel R134a einen Kältekreislauf mit dem Kraftstoff Flüssiggas als Kältemittel zu etablieren. In diesem Falle erübrigt sich eine Pumpe im Flüssiggastank und auch der Verdampfer, weil der Klimakompressor das Flüssiggas, das in dem hier beschriebenen Verfahren sowohl Kraftstoff als auch Kältemittel ist, gasförmig aus der Gasphase im Kraftstofftank ansaugt, unabhängig davon, welche Temperatur das Flüssiggas momentan besitzt. Dadurch gewinnt das Kraftstoffzuführungssystem an thermischer Stabilität. Gerade in Systemen mit flüssiger Einspritzung des Flüssiggases musste jeder Wärmeeintrag in den Kraftstoff auf seinem Weg aus dem Flüssiggastank zu den Einspritzventilen durch erhöhten Druck oder zusätzlichen Kühlaufwand kompensiert werden, während an dieser Stelle des Kältekreislaufs zusätzliche Erwärmung willkommen ist, da sie die Gasphase des Kraftstoffes stabilisiert und sicherstellt, dass dem Kompressor ausschließlich Flüssiggas in der Gasphase zugeführt wird.In the vast majority Part of the motor vehicles that are new to the market, air conditioning systems are installed. This is the prerequisite, without significant additional Cost in place of the refrigeration cycle with the usual refrigerant R134a a refrigeration cycle with the fuel LPG as a refrigerant to establish. In this case, a pump is unnecessary in the liquefied gas tank and also the evaporator because the air conditioning compressor that in the method described here both fuel and Refrigerant is, gaseous aspirated from the gas phase in the fuel tank, regardless of what temperature the liquefied gas currently owns. This gains the fuel delivery system at thermal stability. Just in systems with liquid Injection of the liquefied gas had every heat input into the fuel on its way out of the liquefied gas tank to the injectors through raised Pressure or additional cooling requirements be compensated while at this point of the refrigeration cycle additional warming is welcome because it stabilizes the gas phase of the fuel and ensures that only liquid gas in the gas phase is supplied to the compressor.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Klimatisierung des Innenraumes an Stelle des Verdampfers nur einen Wärmetauscher benötigt.One Another advantage of the method according to the invention is that the air conditioning of the interior in place of the evaporator only one heat exchanger needed.

Wesentlich ist auch der Gewinn an thermodynamischer Effizienz bewirkt durch die Kühlung der Ansaugluft durch den Kühleffekt des im Kältekreislauf verdampfenden Flüssiggases. Berechnungen zeigen, dass eine Verringerung der Anfangstemperatur im thermodynamischen Kreisprozesses der Verbrennung im Vergleich zu einer Erhöhung der Endtemperatur um den gleichen Temperaturbetrag, die Effizienz des Prozesses um beinahe das Dreifache erhöht.Also important is the gain in thermodynamic efficiency caused by the cooling of the Intake air due to the cooling effect of the liquefied gas evaporating in the refrigeration circuit. Calculations show that reducing the initial temperature in the thermodynamic cycle of combustion as compared to increasing the final temperature by the same amount of temperature increases the efficiency of the process by almost three times.

Der Kältekreislauf des Flüssiggases, erlaubt eine Abkühlung der Verbrennungsluft unter die Umgebungstemperatur und unter den Gefrierpunkt des Wassers. Dies macht es möglich, die Verdichtung des Motors erheblich zu erhöhen. Da die Endtemperatur des Verbrennungsprozesses dabei nicht erhöht wird, lassen sich auch beim Otto-Motor Verdichtungsverhältnisse darstellen, die ihre Grenze nicht mehr in der Temperatur, sondern in der mechanischen Belastbarkeit des Materials finden, wodurch thermodynamische Wirkungsgrade realisiert werden können, die dem Wirkungsgrad des Dieselverfahrens ebenbürtig sind oder ihn sogar übertreffen und weit über die Grenzen des bisher bei Ottomotoren erreichbaren thermodynamischen Wirkungsgrade hinaus.Of the Refrigeration circuit the liquefied gas, allows a cool down the combustion air below the ambient temperature and below the Freezing point of the water. This makes it possible the compression of the Significantly increase the engine. Since the final temperature of the combustion process is not increased, can also be the gasoline engine compression ratios represent their limit is no longer in the temperature, but find in the mechanical resilience of the material, thereby thermodynamic Efficiencies can be realized, the efficiency equal to the diesel process are or even surpass him and far beyond the limits of the previously achievable in gasoline engines thermodynamic Efficiencies addition.

Das wiederum hat zur Folge, dass Drehmoment und Leistung wesentlich steigen, während sich gleichzeitig der spezifische Verbrauch ähnlich deutlich verringert.The In turn, the result is that torque and power are essential rise while At the same time the specific consumption is similarly reduced.

Ausführungsbeispielembodiment

Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind in den 1 und 2 schematisch dargestellt. 1 bildet ein Kälte-Kraftstoffsystem mit Hochdruckdirekteinspritzung ab, 2 ein Kälte-Kraftstoffsystem mit Kanaleinspritzung, wobei sich 2 von der 1 im Wesentlichen durch den Wegfall der druckerhöhenden Hochdruckkraftstoffpumpe unterscheidet. Es wird aus diesem Grunde im Folgenden 1 näher beschrieben.Embodiments of the method are in the 1 and 2 shown schematically. 1 maps a cold-fuel system with high-pressure direct injection, 2 a refrigeration fuel system with port injection, wherein 2 of the 1 essentially distinguished by the elimination of the pressure-increasing high-pressure fuel pump. It will be for this reason below 1 described in more detail.

Es zeigt die 1 einen schematisch dargestellten Kraftstoff-Kältekreislauf mit den Komponenten Kompressor, Kondensator, einer Abzweigung von Kraftstoff aus der Flüssigphase hinter dem Kondensator und vor dem Expansionsventil des Kältekreislaufes, zu der Hochdruckkraftstoffpumpe hin und von dort weiter zu der Kraftstoffrail mit den Einspritzventilen einer (hier nicht gezeigten) Verbrennungskraftmaschine mit innerer zyklischer Verbrennung, die den Kraftstoff flüssig direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzt.It shows the 1 a schematically illustrated fuel-refrigerant circuit with the components compressor, condenser, a branch of fuel from the liquid phase behind the condenser and before the expansion valve of the refrigeration cycle, to the high-pressure fuel pump out and from there to the fuel rail with the injectors of a (not shown here) Internal combustion engine with internal cyclic combustion, which injects the liquid directly into the combustion chamber of the internal combustion engine.

1 zeigt weiterhin schematisch die Anbindung eines Klimakreislaufes, mit dem zum Beispiel die Kabine eines Kraftfahrzeuges klimatisiert werden kann. 1 further shows schematically the connection of an air conditioning circuit with which, for example, the cabin of a motor vehicle can be air-conditioned.

1 zeigt weiterhin schematisch eine Variante mit zwei parallel geschalteten Verdampfern, die nacheinander die durchströmende Verbrennungsluft kühlen und den Flüssiggastank, der gleichzeitig die Akkumulatorenfunktion des Kältekreislaufs erfüllt, mit einer angekoppelten Vorrichtung zur Verdampfung flüssiger Kraftstoffreste. 1 further shows schematically a variant with two evaporators connected in parallel, which successively cool the combustion air flowing through and the liquid gas tank, which simultaneously fulfills the Akkumulatorenfunktion the refrigeration cycle, with a coupled device for the evaporation of liquid fuel residues.

Nicht gezeigt wird eine mögliche Variante, die den Kraftstoff vor dem Kondensator des Kältekreislaufes in der Gasphase abzweigt und ihn Einblasventilen gasförmig zuführt.Not shown is a possible Variant that the fuel in front of the condenser of the refrigeration cycle branches off in the gas phase and it feeds injection valves in gaseous form.

Der Kompressor 2 des Kältekreislaufs saugt aus dem Flüssiggastank 1 gasförmiges Flüssiggas aus der Gasphase 3 und verdichtet es. In einer bevorzugten Ausführung wird er unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben, vorzugsweise elektrisch. Dies hat zum einen den Vorteil, dass der Kompressor 2 schon vor dem Motorstart anlaufen kann und dadurch dem Kraftstoffzuführungssystem beim Starten des Motors Kraftstoff in der Flüssigphase zur Verfügung steht. Das ist notwendig, weil im Stillstand über den Kühlkreislauf ein Druckausgleich stattfindet, so dass der Kraftstoffhochdruckpumpe 8 ohne Kompressorvorlauf bei Startbeginn kein Kraftstoff in flüssiger Phase zur Verfügung stünde. Zum anderen hat es den Vorteil, dass nach dem Abstellen des betriebswarmen Motors eine Nachkühlung des Kraftstoffes einfach zu realisieren ist, wodurch ein Restart ohne zeitliche Verzögerung möglich ist. Bevor das Flüssiggas 3 in den Kompressor 2 eintritt durchströmt es die Vorrichtung 5, die durch zusätzliches Erwärmen des Flüssiggases sicherstellt, dass auch bei Volllastdurchsatz kein Flüssiggas in flüssigem Aggregatzustand in den Kompressor 2 gelangt. Der Kompressor 2 drückt das komprimierte Flüssiggas 3 anschließend über eine Leitung 7 zum Kondensator 6, wo das, durch die Verdichtung erhitzte, Flüssiggas 3 abgekühlt wird und sich dabei verflüssigt. Nach dem Kondensator 6 verzweigt sich die Kraftstoffleitung 7. Im Falle der Hochdruckdirekteinspritzung wird der zur Verbrennung benötigte Teil des Kraftstoffs von der Kraftstoffhochdruckpumpe 8 noch einmal unter erhöhten Druck gesetzt und gelangt über eine Hochdruckleitung 9 zu der Kraftstoffrail 10, von wo aus der Kraftstoff über elektromagnetische Einspritzventile 11 in den (hier nicht gezeigten) Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird.The compressor 2 of the refrigeration cycle sucks from the liquefied gas tank 1 gaseous liquefied gas from the gas phase 3 and compact it. In a preferred embodiment, it is driven independently of the internal combustion engine, preferably electrically. This has the advantage that the compressor 2 can start before the engine starts and thereby the fuel supply system when starting the engine fuel in the liquid phase is available. This is necessary because at standstill via the cooling circuit pressure equalization takes place, so that the high-pressure fuel pump 8th Without compressor flow at start-up no fuel would be available in the liquid phase. On the other hand, it has the advantage that after switching off the warm engine aftercooling of the fuel is easy to implement, creating a restart without time delay is possible. Before the liquefied gas 3 in the compressor 2 it flows through the device 5 , which ensures by additional heating of the liquefied gas, that even at full load flow rate, no liquefied gas in liquid state in the compressor 2 arrives. The compressor 2 pushes the compressed LPG 3 then via a line 7 to the condenser 6 where, liquefied gas heated by compression 3 is cooled and liquefied. After the capacitor 6 branches the fuel line 7 , In the case of high-pressure direct injection, the part of the fuel required for combustion of the high-pressure fuel pump 8th once again put under increased pressure and passes through a high pressure line 9 to the fuel rail 10 from where the fuel is via electromagnetic injectors 11 in the (not shown here) combustion chamber of the internal combustion engine is injected.

Ein Ausgleichsreservoir 12 vermeidet Abblasen von Kraftstoff aus der Kraftstoffrail 10 auf Grund von Überdruck durch Erwärmen nach Abstellen des Motors. Es muss so abgestimmt sein, dass es kurz über dem maximalen Raildruck aber noch unterhalb dem Abblasdruck des Überdruckventils in der Kraftstoffrail 10 öffnet und schließt. Der für die Verbrennung nicht abgezweigte, überschüssige flüssige Kraftstoff verbleibt im Kältekreislauf und passiert das Verdampfungsventil 17, wo er verdampft wird. Hinter dem Verdampfungsventil 17 verzweigt sich die Leitung 18. Der eine Strang 19 versorgt einen Wärmetauscher 20, durch den ein Wärmeträgermedium, vorzugsweise ein Wasser-Frostschutzmittelgemisch, strömt, welches die Kälte des verdampfenden Flüssiggases aufnimmt, von wo aus es zu einem weiteren Wärmetauscher 22 im Inneren der Kabine durch eine Umwälzpumpe 23 gepumpt wird.A balancing reservoir 12 avoids blowing off fuel from the fuel rail 10 due to overpressure due to heating after switching off the engine. It must be tuned so that it is just above the maximum rail pressure but still below the blowdown of the pressure relief valve in the fuel rail 10 opens and closes. The excess liquid fuel not diverted for combustion remains in the refrigeration cycle and passes through the vaporization valve 17 where it is evaporated. Behind the evaporation valve 17 the line branches out 18 , The one strand 19 supplies a heat exchanger 20 , through which a heat transfer medium, preferably a water antifreeze mixture, flows, which absorbs the cold of the evaporating liquefied gas, from where it leads to a further heat exchanger 22 inside the cabin by a circulation pump 23 is pumped.

Durch geeignete Ankopplung an den Heizkreislauf kann dann durch Mischung der Wärmeträgermedien die gewünschte Temperatur eingestellt werden.By suitable coupling to the heating circuit can then by mixing the heat transfer media the desired Temperature can be adjusted.

Der andere Strang 24 führt zu zwei Verdampfern 25, 26 die nacheinander von der Verbrennungsluft 27 durchströmt werden. Dabei wird die Temperatur des zuerst durchströmten Verdampfers 25 so geregelt, dass sich an ihm die in der Verbrennungsluft enthaltene Feuchtigkeit niederschlägt und nach unten abgeführt wird 28. In dem nachfolgenden Verdampfer 26 kann dann die trockene Luft 29 bis unter den Gefrierpunkt weiter abgekühlt werden. Von den Verdampfern 25, 26 aus führt eine weitere Leitung 30 zurück in den Kraftstofftank 1, nachdem zuvor die Leitung 19 des Wärmetauschers hinzugekommen ist.The other strand 24 leads to two evaporators 25 . 26 the succession of the combustion air 27 be flowed through. The temperature of the first flowed through evaporator 25 regulated so that it precipitates on him the moisture contained in the combustion air and is discharged downwards 28 , In the following evaporator 26 then can the dry air 29 continue to cool below freezing. From the evaporators 25 . 26 out leads another line 30 back to the fuel tank 1 after having the lead before 19 the heat exchanger has been added.

Das dem Flüssiggas durch die Verbrennung entzogene Kompressorschmiermittel wird entweder beim Tanken oder durch eine separate Vorrichtung dem Kühlsystem wieder zugemischt.The the liquefied gas Compressor lubricant removed by combustion is used either in the Refuel or by a separate device the cooling system mixed again.

11
Flüssiggastank mit den vorgeschriebenen ArmaturenLPG tank with the prescribed fittings
22
Kompressorcompressor
33
Flüssiggas (LPG) in der GasphaseLPG (LPG) in the gas phase
44
Flüssiggas (LPG) in der FlüssigphaseLPG (LPG) in the liquid phase
55
Vorrichtung zur Nachverdampfung des Flüssiggasescontraption for re-evaporation of the liquefied gas
66
Kondensatorcapacitor
77
KlimakraftstoffleitungAir fuel line
88th
KraftstoffhochdruckpumpeHigh-pressure fuel pump
99
KraftstoffhochdruckleitungHigh-pressure fuel line
1010
KraftstoffrailFuel Rail
1111
EinspritzventileInjectors
1212
Ausgleichsreservoirbalancing reservoir
1313
Rückschlagventilcheck valve
1414
KraftstoffleitungFuel line
1515
1616
1717
Expansionsventilexpansion valve
1818
KältemittelleitungRefrigerant line
1919
KältemittelleitungRefrigerant line
2020
Wärmetauscherheat exchangers
2121
WärmeträgermediumHeat transfer medium
2222
Wärmetauscher Innenraumheat exchangers inner space
2323
Umwälzpumpecirculating pump
2424
KältemittelleitungRefrigerant line
2525
VerdampferEvaporator
2626
VerdampferEvaporator
2727
Verbrennungsluft feuchtcombustion air damp
2828
Kondenswasserabflusscondensate drain
2929
Verbrennungsluft trockencombustion air dry
3030
KaltemittelleitungRefrigerant line

Claims (13)

Verfahren zur Einbringung von Flüssiggas oder einer seiner Komponenten oder einer Mischung seiner Komponenten in das Kraftstoffzuführungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit innerer zyklischer Verbrennung dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssiggas in einem Kreislauf, analog einer Kraftfahrzeugklimaanlage, geführt wird, bei dem zwischen Kondensator und Expansionsventil die zur Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine notwendige Kraftstoffmenge als Flüssigphase abgezweigt und, im Falle von Kanaleinspritzung, dem Kraftstoffeinspritzsystem direkt, im Falle der Hochdruckdirekteinspritzung über eine Hochdruckkraftstoffpumpe zugeführt wird, während die restliche, überschüssige Kraftstoffmenge im Falle von Kanaleinspritzung direkt in Richtung Expansionsventil geführt wird, im Falle der Hochdruckdirekteinspritzung mittels einer Kraftstoffleitung so an die Hochdruckkraftstoffpumpe angeschlossen wird, dass ein kontinuierlicher, kühlender Kraftstofffluss durch den Niederdruckbereich der Hochdruckkraftstoffpumpe zustande kommt, welche Kraftstoffmenge aus einem Flüssiggastank ergänzt wird, der gleichzeitig im Kältekreislauf als Akkumulator dient und dass über die zur Krafterzeugung in der Verbrennungskraftmaschine notwendige Kraftstoffmenge hinaus Flüssiggas in dem gekoppelten Kältekreislauf umgewälzt wird, der mindestens einen Verdampfer oder Wärmetauscher aufweist, der Kühlungszwecken dient, wobei das Flüssiggas hier als Kältemittel fungiert.Method for introducing liquefied gas or one of its components or a mixture of its components in the fuel supply system of an internal combustion engine with internal combustion, characterized in that the liquefied gas in a circuit, analogous to an automotive air conditioning system is performed, in which between the condenser and the expansion valve for combustion branched off the fuel necessary amount of fuel in the internal combustion engine as a liquid phase and, in the case of port injection, the fuel injection system directly, in the case of direct high pressure fuel injection via a high-pressure fuel pump, while the remaining, excess amount of fuel in the case of port injection is led directly towards the expansion valve, in the case of high-pressure direct injection means a fuel line is connected to the high-pressure fuel pump, that a continuous, cooling fuel flow through the Niederdru ckbereich of the high-pressure fuel pump comes about, which amount of fuel from a liquefied gas tank is added, which serves as an accumulator in the refrigeration cycle and that over the force necessary for generating force in the internal combustion engine fuel quantity liquid gas is circulated in the coupled refrigeration cycle having at least one evaporator or heat exchanger, the Cooling purposes, where the liquefied gas acts as a refrigerant. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Klimakraftstoffkompressor unabhängig vom Verbrennungsmotor, vorzugsweise elektrisch angetrieben wird.Method according to claim 1, characterized that the air-conditioning fuel compressor is independent of the combustion engine, is preferably driven electrically. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei Antrieb des Klimakraftstoffkompressors durch den Verbrennungsmotor, bei Motorstillstand ein Kraftstoffvorrat in flüssigem Aggregatzustand für den Restart zur Verfügung steht.Method according to claim 1, characterized that when the air-conditioning fuel compressor is driven by the combustion engine, at engine standstill a fuel supply in liquid state for the restart to disposal stands. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffvorrat in einem als Druckspeicher ausgelegten Vorrats- und Ausdehnungsgefäß gespeichert wird, das an die Kraftstoffzuführung zu dem Kraftstoffsammler angebunden ist.Method according to claim 3, characterized that the fuel supply in a designed as an accumulator Storage and expansion vessel stored that's going to the fuel supply connected to the fuel collector. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass Ventile den Rückfluss von Kraftstoff aus dem Kraftstoffzuführungssystem in den Kühlkreislauf verhindern.A method according to claim 4, characterized in that valves the return flow of fuel from the fuel supply system into the cooling circuit. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssiggastank von einer angekoppelten Vorrichtung ergänzt wird, in der, aus dem Tank einströmende, noch nicht verdampfte, flüssige Kühlkraftstoffanteile durch Erwärmung vollständig verdampft werden, bevor sie in den Kompressor gelangen.Method according to claim 1, characterized that the liquefied gas tank is supplemented by a coupled device in which, from the tank flowing, not yet vaporized, liquid coolant components by heating completely evaporated before they get into the compressor. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Verbrennungsprozess dem Kühlkraftstoff entzogene Kompressorschmiermittel ergänzt wird.Method according to claim 1, characterized that the compressor lubricant extracted from the cooling fuel by the combustion process added becomes. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die im Kältekreislauf erzeugte Kälte für die Kühlung der Verbrennungsluft genutzt wird.Method according to claim 1, characterized that in the refrigeration cycle generated cold for the cooling of the Combustion air is used. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung der Verbrennungsluft durch Verdampfer des Kraftstoffkältekreislaufs in mindestens zwei Stufen erfolgt, wenn die Verbrennungsluft unter den Gefrierpunkt des in ihr enthaltenen Wasserdampfes gekühlt werden soll.Method according to claim 8, characterized that cooling the combustion air through the evaporator of the fuel cooling circuit takes place in at least two stages when the combustion air is below the freezing point of the water vapor contained in it are cooled should. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der ersten Kühlstufe durch eine Steuerung beziehungsweise Regelung so begrenzt wird, dass sich der in der Verbrennungsluft enthaltene Wasserdampf als Tauwasser und nicht als Eis an dem Verdampfer niederschlägt.Method according to claim 9, characterized that the temperature of the first cooling stage through a control or regulation is limited so that the water vapor contained in the combustion air as condensate and do not precipitate as ice on the evaporator. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf zur Klimatisierung eines Innenraumes über einen Wärmetauscher von dem Kraftstoffkältekreislauf mit Kälte versorgt wird.Method according to claim 1, characterized that the cycle for the air conditioning of an interior via a heat exchangers from the fuel refrigeration cycle with cold is supplied. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Kraftstoffsammler verbundenes Ausgleichsreservoir Abblasen von Kraftstoff durch Überdruck vermeidet.Method according to claim 1, characterized a reservoir connected to the fuel collector Blow off fuel by overpressure avoids. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass über einen Wärmetauscher der vom Kondensator zur Kraftstoffverteilerleiste fließende Kraftstoff gekühlt wird, im Falle von Hochdruckdirekteinspritzung vor dem Eintritt in die Kraftstoffhochdruckpumpe.Method according to claim 1, characterized that over a heat exchanger the fuel flowing from the condenser to the fuel rail chilled in the case of high pressure direct injection before entry into the high-pressure fuel pump.
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