DE102010008097A1 - Verfahren zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff und System zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff und System zum Durchführen des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff, mit den Schritten a) Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit dem ersten Kraftstoff, b) Erniedrigen des Anteils des ersten Kraftstoffs in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung und Erhöhen des Anteils des zweiten Kraftstoffs in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung, c) Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit einem aus erstem Kraftstoff und zweitem Kraftstoff gebildeten Kraftstoffgemisch, und d) Wiederholen der Schritte b) und c) bis die Verbrennungskraftmaschine ausschließlich mit dem zweiten Kraftstoff betrieben wird, gekennzeichnet durch Bestimmen der Durchflussrate des ersten Kraftstoffs in der den ersten Kraftstoff führenden Leitung und/oder Bestimmen der Durchflussrate des zweiten Kraftstoffs in der den zweiten Kraftstoff führenden Leitung und Einstellen des Anteils des ersten Kraftstoffs und des Anteils des zweiten Kraftstoffs am Kraftstoffgemisch anhand der Durchflussrate von erstem Kraftstoff und/oder zweitem Kraftstoff.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff, mit den Schritten a) Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit dem ersten Kraftstoff, b) Erniedrigen des Anteils des ersten Kraftstoffs in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung und Erhöhen des Anteils des zweiten Kraftstoffs in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung, c) Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit einem aus erstem Kraftstoff und zweitem Kraftstoff gebildeten Kraftstoffgemisch, und Wiederholen der Schritte b) und c) bis die Verbrennungskraftmaschine ausschließlich mit dem zweiten Kraftstoff betrieben wird.
  • Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der WO 2009/067970 A1 bekannt, wobei diesem bekannten Verfahren insbesondere das Problem zugrunde lag, dass ein Schiffsmotor vom Betrieb mit hochviskosem Schweröl auf einen Kraftstoff geringerer Viskosität, nämlich Dieselöl, umgeschaltet werden musste, wobei die Änderung der Viskosität durch Anpassung der Temperatur des Kraftstoffs bzw. Kraftstoffgemischs kompensiert werden sollte.
  • Grundsätzliches Problem aller Verfahren, bei denen der Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine vom Verbrauch eines ersten Kraftstoffs auf einen zweiten Kraftstoff umgestellt werden soll, ist, dass zunächst ein definiertes Kraftstoffgemisch mit definierten Eigenschaften geschaffen werden muss, das zugunsten des zweiten Kraftstoffs solange verändert wird, bis die Verbrennungskraftmaschine ausschließlich mit dem zweiten Kraftstoff betrieben werden kann.
  • Die Einstellung des definierten Kraftstoffgemischs, bei dem beispielsweise definierte Anteile von erstem Kraftstoff und zweitem Kraftstoff vorliegen sollen, erweist sich allerdings aufgrund der unterschiedlichen Viskosität der verwendeten Kraftstoffe und unterschiedlicher Drücke oftmals, speziell wenn eine gleichmäßige Veränderung der Kraftstoffzusammensetzung nach Art einer Rampenfunktion, als schwierig.
  • Insbesondere hat sich in (nicht veröffentlichten) Vorversuchen zu dieser Erfindung gezeigt, dass die Stellung von 3/2-Wege-Drehschieberventile nur ungenügend Auskunft über die Anteile von erstem und zweiten Kraftstoff an einem Kraftstoffgemisch geben.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren und ein System bereitzustellen, mit dem der Anteil von erstem und zweiten Kraftstoff präzise eingestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und dem System mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
  • Grundgedanke der Erfindung ist es, die Durchflussrate des ersten Kraftstoffs in der den ersten Kraftstoff führenden Leitung und/oder die Durchflussrate des zweiten Kraftstoffs in der den zweiten Kraftstoff führenden Leitung zu bestimmen, bevor diese in der der Verbrennungskraftmaschine, z. B. einem Schiffsmotor, Kraftstoff zuführenden Leitung zusammengeführt werden. Die Stellung eines bevorzugt die erste Kraftstoffleitung, die zweite Kraftstoffleitung und die den Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine zuführenden dritte Leitung miteinander verbindenden 3/2-Wege-Drehschieberventils gibt nämlich aufgrund der im Ventil herrschenden unterschiedlichen Viskositäts- und Druckverhältnisse der Kraftstoffarten keine Auskunft über die tatsächlich in der dritten Kraftstoffleitung vorhandenen Anteile von erstem und zweiten Kraftstoff, sodass die beim Mischen der Kraftstoffarten auftretenden Effekte je nach Ventilstellung empirisch ermittelt werden müssen. Gleiches gilt für Kraftstoffleitungsanordnungen, in denen in der ersten und in der zweiten Kraftstoffleitung je ein Ventil vorgesehen ist und die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs von der Einstellung beider Ventile abhängt.
  • Aus der Durchflussrate wenigstens eines Kraftstoffs kann – insbesondere wenn auch in der dritten Kraftstoffleitung eine Messung der Durchflussrate erfolgt – auf die Kraftstoffzusammensetzung des Kraftstoffgemischs geschlossen werden, wobei die Kraftstoffzusammensetzung des Kraftstoffgemischs durch Einstellen des entsprechenden Stellglieds, z. B. des 3/2-Wege-Drehschieberventils, definiert reguliert werden kann. Dabei kann die Stellung des Stellglieds auch aufgrund des Verhältnisses der Durchflussrate von erstem bzw. zweitem Kraftstoff zur Durchflussrate des Kraftstoffgemischs erfolgen.
  • Hierfür ist eine mit der wenigstens einen Durchflussmesseinrichtung verbundene auf das wenigstens eine Stellglied wirkende Steuerung zum Einstellen des Anteils des ersten Kraftstoffs bzw. zum Einstellen des Anteils des zweiten Kraftstoffs am Kraftstoffgemisch vorgesehen, die anhand der Durchflussrate von erstem Kraftstoff und/oder zweitem Kraftstoff bzw. der auftretenden Änderung der Durchflussrate(n) einen gleichmäßigen Übergang vom Betrieb mit einem ersten Kraftstoff zum Betrieb mit einem zweiten Kraftstoff, beispielsweise gemäß einer vorgegebenen Rampenfunktion, schaffen kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für Schiffsmotoren, die wechselweise mit Schweröl und Dieselöl, insbesondere Marinedieselöl (MDO), Marinegasöl (MGO) oder anderen niedrigviskosen Destillaten, betrieben werden müssen. Allerdings ist das Verfahren auch für andere Motoren, z. B. mit Diesel und Rapsöl betriebene Motoren, geeignet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2009/067970 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff, mit den Schritten a) Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit dem ersten Kraftstoff, b) Erniedrigen des Anteils des ersten Kraftstoffs in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung und Erhöhen des Anteils des zweiten Kraftstoffs in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung, c) Betreiben der Verbrennungskraftmaschine mit einem aus erstem Kraftstoff und zweitem Kraftstoff gebildeten Kraftstoffgemisch, und d) Wiederholen der Schritte b) und c) bis die Verbrennungskraftmaschine ausschließlich mit dem zweiten Kraftstoff betrieben wird, gekennzeichnet durch Bestimmen der Durchflussrate des ersten Kraftstoffs in der den ersten Kraftstoff führenden Leitung und/oder Bestimmen der Durchflussrate des zweiten Kraftstoffs in der den zweiten Kraftstoff führenden Leitung und Einstellen des Anteils des ersten Kraftstoffs und des Anteils des zweiten Kraftstoffs am Kraftstoffgemisch anhand der Durchflussrate von erstem Kraftstoff und/oder zweitem Kraftstoff.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmen der Durchflussrate des in der der Verbrennungskraftmaschine zuführenden Kraftstoffleitung geführten Kraftstoffs oder Kraftstoffgemischs, wobei das Einstellen des Anteils des ersten Kraftstoffs und des Anteils des zweiten Kraftstoffs am Kraftstoffgemisch anhand des Verhältnisses von der Durchflussrate von erstem Kraftstoff und/oder zweitem Kraftstoff und der Durchflussrate des Kraftstoffgemischs erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass das Einstellen des Anteils des ersten Kraftstoffs und des Anteils des zweiten Kraftstoffs am Kraftstoffgemisch mittels eines 3/2-Wege-Drehschieberventils erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftstoff Schweröl und der zweite Kraftstoff Dieselöl ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine ein Schiffsmotor ist.
  6. System zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff, mit – einer einen ersten Kraftstoff führenden ersten Kraftstoffleitung, – einer einen zweiten Kraftstoff führenden zweiten Kraftstoffleitung, – einer die erste mit der zweiten Kraftstoffleitung verbindenden, der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff zuführenden dritten Kraftstoffleitung, und – wenigstens einem den Durchfluss in der ersten und in der zweiten Kraftstoffleitung regulierenden Stellglied, gekennzeichnet durch wenigstens eine in der ersten Kraftstoffleitung und/oder in der zweiten Kraftstoffleitung angeordnete Durchflussmesseinrichtung, und eine mit der wenigstens einen Durchflussmesseinrichtung verbundene auf das wenigstens eine Stellglied wirkende Steuerung zum Einstellen des Anteils des ersten Kraftstoffs bzw. zum Einstellen des Anteils des zweiten Kraftstoffs am Kraftstoffgemisch anhand der Durchflussrate von erstem Kraftstoff und/oder zweitem Kraftstoff.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellglied ein die erste Kraftstoffleitung, die zweite Kraftstoffleitung und die dritte Kraftstoffleitung miteinander verbindendes 3/2-Wege-Drehschieberventil ist.
  8. System nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine ein Schiffsmotor ist.
  9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftstoff Schweröl und der zweite Kraftstoff Dieselöl ist.
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