DE102007057298A1 - Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben dieser - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff. Hierbei ist die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart ausgebildet, dass diese wahlweise Erdgas (Compressed Natural Gas - CNG) oder Flüssiggas (Liquefied Propane Gas - LPG) als Kraftstoff einspritzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, mit wenigstens einer Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der o. g. Art sowie ein Verfahren der o. g. Art hinsichtlich Umweltfreundlichkeit und Herstellungskosten zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 6 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Dazu ist es bei einer Brennkraftmaschine der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart ausgebildet ist, dass diese wahlweise Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) oder Flüssiggas (Liquefied Propane Gas – LPG) als Kraftstoff einspritzt.
  • Dies hat den Vorteil, dass eine Brennkraftmaschine zur Verfügung steht, welche wahlweise mit Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) oder Flüssiggas (Liquefied Propane Gas – LPG) betrieben werden kann und auf fossile Flüssigkraftstoffe, wie Benzin oder Diesel, verzichtet werden kann. Dies erzielt eine Kostenersparnis gegenüber Brennkraftmaschinen die mit Flüssigkraftstoffen, wie Benzin oder Diesel, als Kraftstoff betrieben werden. Darüber hinaus kann die Brennkraftmaschine einfacher abgestimmt werden, da CNG und LPG eine Oktanzahl von größer 100 haben und nicht mehr auf einen fossilen Flüssigkraftstoff, wie beispielsweise Benzin mit einer Oktanzahl kleiner als 100, Rücksicht genommen werden muss.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Brennkraftmaschine wenigstens einen Brennraum auf, in dem ein Arbeitskolben oszillierend bewegbar angeordnet ist, wobei die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart angeordnet ist, dass diese den Kraftstoff direkt in den wenigstens einen Brennraum einspritzt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Brennkraftmaschine wenigstens einen Brennraum, in dem ein Arbeitskolben oszillierend bewegbar angeordnet ist, und ein Saugrohr zum Zuleiten von Frischgas zu dem wenigstens einen Brennraum auf, wobei die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart angeordnet ist, dass diese den Kraftstoff in das Saugrohr einspritzt.
  • Zweckmäßigerweise umfasst die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff wenigstens ein Gaseinblasventil.
  • Um ein störungsfreies Starten der Brennkraftmaschine auch bei Temperaturen unter 0°C sicher zu stellen, ist wenigstens eines der Gaseinblasventile vollständig aus Metall hergestellt.
  • Bei einem Verfahren der o. g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine wahlweise mit Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) oder Flüssiggas (Liquefied Propane Gas – LPG) betrieben wird.
  • Dies hat den Vorteil, dass eine Brennkraftmaschine zur Verfügung steht, welche gegenüber mit Flüssigkraftstoffen, wie Benzin oder Diesel, betriebenen Brennkraftmaschinen umweltschonender ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.
  • Erfindungsgemäß wird ein reines "Gas"-Aggregat vorgeschlagen, d. h. eine Brennkraftmaschine welche ausschließlich mit zwei verschiedenen Sorten von Gas als Kraftstoff betrieben wird, nämlich Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) und Flüssiggas (Liquefied Propane Gas – LPG) als Kraftstoff. Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung eine CNG-LPG-Brennkraftmaschine ohne Benzin als Kraftstoff.
  • Hierbei sind Gaseinblasventile vorgesehen, welche anstatt aus Gummi/Metall nur aus Metall konstruiert sind, da dadurch ein Starten der Brennkraftmaschine auch bei hohen Minusgraden der Celsius-Temperaturskala möglich ist.
  • Durch die Kombination von CNG und LPG wird das Leistungspotential einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und mechanisch angetriebenem Kompressor optimal ausgenutzt, d. h. es wird mehr Leistung bzw. ein geringerer Verbrauch erzielt, da CNG 120 Oktan und LPG 110 Oktan besitzt. Die aktuell brach liegenden Potentiale des Aggregats werden genutzt. Bei der Abstimmung des Aggregates muss nicht mehr auf Benzin mit lediglich 95 Oktan bzw. 98 Oktan Rücksicht genommen werden. Durch das Wegfallen der Benzineinspritzung und der Tankanlage für Benzin ergeben sich entsprechende Einsparungen bei der Herstellung der Brennkraftmaschine.
  • Aufgrund der höheren Energiedichte pro Kubikzentimeter von LPG ist eine Reichweite für ein Kraftfahrzeug, welches mit der erfindungsgemäßen CNG-LPG-Brennkraftmaschine angetrieben wird, von ca. 750–800 km erreichbar, wobei ca. 400 km auf den Betrieb der Brennkraftmaschine mit CNG als Kraftstoff und 380 km auf den Betrieb der Brennkraftmaschine mit LPG als Kraftstoff entfällt. Aufgrund der Verfügbarkeit von CNG- und LPG-Tankstellen ist ein ausreichendes Netz sowohl in Deutschland als auch im Ausland vorhanden. CNG ist umweltschonender als LPG, und LPG ist umweltschonender als Benzin. Aktuell ist es aufgrund der Reichweite nicht möglich ein rein CNG-monovalentes Kraftfahrzeug zu entwickeln. Aus diesem Grund ist aktuell eine Kombination mit Benzin notwendig und somit wäre die Kombination CNG-LPG ebenfalls umweltschonender als die Kombination CNG-Benzin. Der Nutzer wäre ebenfalls bestrebt mit CNG zu fahren, da es für ihn kostengünstiger ist (Verhältnis Eur zu Kilometer). D. h. der Nutzer fährt nicht nur kostenoptimiert, sondern auch CO2-optimiert.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen CNG-LPG-Brennkraftmaschine sind
    • – ein absolutes USP (engl. unique selling proposition, USP; Alleinstellungsmerkmal, veritabler Kundenvorteil; oder Komparativer Konkurrenzvorteil),
    • – günstiger Kraftstoff garantiert bis 2018,
    • – Tankstellennetz in ausreichender Anzahl vorhanden (auch im Ausland),
    • – Einzelkostenersparnis durch Wegfall der Benzineinspritzung und der Tankanlage,
    • – effektivere Motorabstimmung der Turbokompressormotoren, da die hohe Oktanzahl beider Gase besser genutzt werden kann, wobei dies einen geringeren CO2-Ausstoß bedingt,
    • – ausreichende Reichweite (ca. 800 km) und
    • – Zielkonform mit der Downsizing-Strategie.

Claims (6)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart ausgebildet ist, dass diese wahlweise Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) oder Flüssiggas (Liquefied Propane Gas – LPG) als Kraftstoff einspritzt.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine wenigstens einen Brennraum aufweist, in dem ein Arbeitskolben oszillierend bewegbar angeordnet ist, wobei die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart angeordnet ist, dass diese den Kraftstoff direkt in den wenigstens einen Brennraum einspritzt.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine wenigstens einen Brennraum, in dem ein Arbeitskolben oszillierend bewegbar angeordnet ist, und ein Saugrohr zum Zuleiten von Frischgas zu dem wenigstens einen Brennraum aufweist, wobei die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff derart angeordnet ist, dass diese den Kraftstoff in das Saugrohr einspritzt.
  4. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff wenigstens ein Gaseinblasventil umfasst.
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gaseinblasventile vollständig aus Metall hergestellt ist.
  6. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine wahlweise mit Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) oder Flüssiggas (Liquefied Propane Gas – LPG) betrieben wird.
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