DE102010048910A1 - Fuel oil-gas hybrid electrical modified subassembly for vehicle, has gas jet tube whose gas spraying opening direction is same as gas stream direction of gas inlet divided manifold - Google Patents

Fuel oil-gas hybrid electrical modified subassembly for vehicle, has gas jet tube whose gas spraying opening direction is same as gas stream direction of gas inlet divided manifold Download PDF

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Abstract

The subassembly has a fuel oil injection device provided with a gas tank (1), a pressure valve (2), a pressure storage (3), an electronic adjustor (4), a gas distributor (5), a gas jet valve (6) and a gas jet tube (7), where the gas jet tube is inserted into a gas inlet divided manifold (8). Direction of a gas spraying opening of the gas jet tube is same as gas stream direction of the gas inlet divided manifold.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Nach/Umrüstsatz für einen solchen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a Nach / conversion kit for such an internal combustion engine according to the preamble of claim 11.

Es sind Verbrennungsmotoren bekannt, die mit flüssigem Kraftstoff, wie Benzin oder Diesel, und gasförmigem Kraftstoff betrieben werden.There are internal combustion engines are known, which are operated with liquid fuel, such as gasoline or diesel, and gaseous fuel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Verbrennungsmotor sowie den gattungsgemäßen Nach/Umrüstsatz so auszubilden, dass ein kostensparender und nur geringe Emissionen erzeugender Betrieb gewährleistet ist.The invention has the object of providing the generic internal combustion engine and the generic after / conversion kit in such a way that a cost-saving and low emissions generating operation is guaranteed.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verbrennungsmotor erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Nach/Umrüstsatz erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.This object is achieved in the generic internal combustion engine according to the invention with the characterizing features of claim 1 and the generic after / conversion kit according to the invention with the characterizing features of claim 11.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor zeichnet sich dadurch aus, dass er im Normalbetrieb mit einer Mischung aus gasförmigem und flüssigem Kraftstoff betrieben wird. Sobald jedoch während des Betriebes ein schädlicher HC-Überschuss auftritt, wird der Verbrennungsmotor nur noch mit einer Art von Kraftstoff betrieben. Bei einem Dieselmotor wird in diesem Falle nur Dieselkraftstoff eingesetzt. Handelt es sich um einen Ottomotor, dann kann wahlweise Benzin oder der gasförmige Kraftstoff allein eingesetzt werden, um die HC-Werte in den zulässigen Wertebereich zu bringen. Um diesen HC-Überschuss zu erfassen, können beispielsweise Sensoren eingesetzt werden, die die HC-Werte im Abgas des Verbrennungsmotors erfassen und die Messwerte als Signale einer Steuereinheit zuführen. Mit ihr erfolgt dann eine Steuerung oder auch Regelung derart, dass der HC-Wert im Abgas wieder in einen zulässigen Bereich gelangt. Dann wird mit der Steuereinheit wiederum ein Mischbetrieb eingestellt, bei dem der Verbrennungsmotor mit einer Mischung aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff betrieben wird.The internal combustion engine according to the invention is characterized in that it is operated in normal operation with a mixture of gaseous and liquid fuel. However, as soon as a harmful HC surplus occurs during operation, the internal combustion engine is operated with only one type of fuel. In a diesel engine only diesel fuel is used in this case. If it is a gasoline engine, either gasoline or the gaseous fuel can be used alone to bring the HC values within the permissible value range. To detect this excess HC, for example, sensors can be used which detect the HC values in the exhaust gas of the internal combustion engine and supply the measured values as signals to a control unit. With it then takes place a control or regulation such that the HC value in the exhaust gas again reaches a permissible range. Then, a mixing operation is again set with the control unit, in which the internal combustion engine is operated with a mixture of liquid and gaseous fuel.

Vorteilhaft erfolgt der Betrieb in nur einer Kraftstoffart beim Start und/oder im Leerlauf des Verbrennungsmotors. Hierbei wird vorzugsweise flüssiger Kraftstoff eingesetzt.Advantageously, the operation takes place in only one type of fuel when starting and / or idling the internal combustion engine. In this case, preferably liquid fuel is used.

Auch im Volllastbereich können erhöhte HC-Werte auftreten, so dass auch in diesem Bereich der Verbrennungsmotor vorteilhaft mit nur einer Art von Kraftstoff betrieben wird. Es ist aber auch möglich, im Volllastbereich flüssigen und gasförmigen Kraftstoff einzusetzen. Dadurch kann der Wirkungsgrad und auch die Leistung des Verbrennungsmotors erhöht werden.Increased HC values can also occur in the full load range, so that even in this area the internal combustion engine is advantageously operated with only one type of fuel. But it is also possible to use in the full load liquid and gaseous fuel. As a result, the efficiency and the performance of the internal combustion engine can be increased.

Schließlich ist es auch möglich, auf einen Ein-Kraftstoff-Betrieb umzuschalten, wenn der Verbrennungsmotor im Transientenbereich arbeitet.Finally, it is also possible to switch to one-fuel operation when the engine is operating in the transient region.

Der Verbrennungsmotor wird bei Diesel als flüssiger Kraftstoff in dem Bereich, in dem ein schädlicher HC-Überschuss entsteht, vorteilhaft ausschließlich mit Diesel betrieben.The diesel engine is advantageously operated exclusively with diesel as liquid fuel in the region in which a harmful excess of HC is produced.

Ist der Verbrennungsmotor ein Ottomotor, dann wird vorteilhaft Benzin oder der gasförmige Kraftstoff als alleiniger Kraftstoff in dem Bereich eingesetzt, in dem beim Mischbetrieb ein schädlicher HC-Überschuss entsteht.If the internal combustion engine is a gasoline engine, gasoline or gaseous fuel is advantageously used as sole fuel in the region in which a harmful excess of HC occurs during mixed operation.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der flüssige bzw. gasförmige Kraftstoff exzentrisch nahe am Einlassventil in ein Saugrohr oder in einen Saugkanal eingespritzt.In an advantageous embodiment, the liquid or gaseous fuel is injected eccentrically close to the inlet valve in a suction pipe or in a suction channel.

Bei einem Dieselmotor wird der gasförmige Kraftstoff durch eine Einspritzdüse exzentrisch nahe am Einlassventil in das Saugrohr oder in den Saugkanal eingespritzt. Beim Öffnen des Einlassventils wird das Gas/Luft-Gemisch in den Verbrennungsraum eingesaugt. Sobald die Verdichtung beginnt, wird der Dieselkraftstoff eingespritzt und alles entzündet sich.In a diesel engine, the gaseous fuel is injected through an injector eccentrically close to the intake valve into the intake manifold or into the intake port. When opening the inlet valve, the gas / air mixture is sucked into the combustion chamber. Once the compression starts, the diesel fuel is injected and everything ignites.

Bei einem Otto- bzw. Benzinmotor erfolgt die Einspritzung des flüssigen Kraftstoffes in das Saugrohr nahe dem Einlassventil. Das Flüssigkraftstoff/Luft-Gemisch strömt beim Öffnen des Einlassventils in den Verbrennungsraum. Der gasförmige Kraftstoff wird über wenigstens eine im Zylinderkopf vorgesehene Gasdüse direkt in den Verbrennungsraum eingedüst.In an Otto or gasoline engine, the injection of the liquid fuel into the intake manifold takes place near the intake valve. The liquid fuel / air mixture flows into the combustion chamber when the intake valve is opened. The gaseous fuel is injected directly into the combustion chamber via at least one gas nozzle provided in the cylinder head.

Vorteilhaft ist der Einspritzdruck des gasförmigen Kraftstoffes durch wenigstens ein Druckregelventil an alle Betriebszustände anpassbar. Dadurch ist es möglich, den Einspritzdruck lastabhängig und/oder emissionsabhängig und/oder drehzahlabhängig zu regeln.Advantageously, the injection pressure of the gaseous fuel by at least one pressure control valve to all operating conditions customizable. This makes it possible to regulate the injection pressure load-dependent and / or emission-dependent and / or speed-dependent.

Der erfindungsgemäße Nach/Umrüstsatz ermöglicht es, bestehende Verbrennungsmotoren einfach umzurüsten. Es wird lediglich die bestehende Sauganlage abgenommen und die Halteplatte zwischen den Zylinderköpfen des Verbrennungsmotors und der Saugrohranlage eingesetzt. Die Halteplatte enthält die Einspritzdüsen für den gasförmigen Kraftstoff, an welche die Zuführleitungen angeschlossen werden können. Es ist auch möglich, dass die Zuführleitungen bereits an die Einspritzdüsen angeschlossen sind.The Nach / Umrüstsatz invention makes it possible to convert existing internal combustion engines easily. It is only the existing intake system removed and used the retaining plate between the cylinder heads of the engine and the intake manifold. The holding plate contains the gaseous fuel injection nozzles to which the supply lines can be connected. It is also possible that the supply lines are already connected to the injection nozzles.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Further features of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained below with reference to two embodiments shown in the drawings. Show it

1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung, 1 a schematic representation of a device according to the invention,

2 in einer Darstellung entsprechend 1 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 2 in a representation accordingly 1 a second embodiment of a device according to the invention,

3 in schematischer Darstellung ein Saugrohr, in das exzentrisch eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff ragt, 3 a schematic representation of a suction pipe in which eccentrically a nozzle for gaseous fuel protrudes,

4 in Draufsicht die exzentrische Eindüsung des gasförmigen Kraftstoffes in die Saugrohre der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 4 in plan view, the eccentric injection of the gaseous fuel into the suction pipes of the device according to the invention,

5 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Nach/Umrüstsatz. 5 in a schematic representation of a Nach / Umrüstsatz invention.

Mit den im Folgenden zu beschreibenden Vorrichtungen ist es möglich, einen Verbrennungsmotor 1 mit flüssigem Kraftstoff, mit einer Mischung aus einem flüssigen und einem gasförmigen Kraftstoff oder einem gasförmigen Kraftstoff zu betreiben. Der Verbrennungsmotor 1 ist vorteilhaft ein Dieselmotor, der je nach Ausstattung eine entsprechende Zahl von Zylindern aufweist, in deren Brennkammern der jeweilige Kraftstoff eingespritzt wird. Der flüssige Kraftstoff, vorzugsweise Dieselkraftstoff, befindet sich in einem Tank 2, aus dem der Kraftstoff in bekannter Weise über Ventile 3 in die jeweiligen Verbrennungsräume eingespritzt wird. Die in den Verbrennungsräumen entstehenden Abgase gelangen in eine Abgasleitung 4, über die die Abgase über einen Katalysator 6 und/oder einen Rußfilter und eine Auspuffleitung 7 einem Auspuff des Fahrzeuges zugeführt werden. Der Katalysator 6 ist mit der Abgasleitung 4 durch eine Leitung 5 verbunden.With the devices to be described below, it is possible to use an internal combustion engine 1 operate with liquid fuel, with a mixture of a liquid and a gaseous fuel or a gaseous fuel. The internal combustion engine 1 is advantageous a diesel engine, which has, depending on the equipment a corresponding number of cylinders in the combustion chambers of the respective fuel is injected. The liquid fuel, preferably diesel fuel, is located in a tank 2 from which the fuel in known manner via valves 3 is injected into the respective combustion chambers. The resulting in the combustion chambers exhaust gases get into an exhaust pipe 4 via which the exhaust gases pass through a catalyst 6 and / or a soot filter and an exhaust line 7 be supplied to an exhaust of the vehicle. The catalyst 6 is with the exhaust pipe 4 through a pipe 5 connected.

Den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 kann zusätzlich ein gasförmiger Kraftstoff zugeführt werden, der in einem Gastank 9 untergebracht ist. Als gasförmiger Kraftstoff kommen Erdgas, Methan, Wasserstoff, Flüssiggas, Biogas und andere bekannte Gase in Betracht. Der Gastank 9 ist über eine Zuführleitung 10 an ein Common Rail 11 angeschlossen, über das der gasförmige Kraftstoff mit Hilfe von Einspritzdüsen 12 der Ansaugluft zugemischt und so in die Verbrennungsräume des Verbrennungsmotors 1 geführt wird. In der Zuführleitung 10 sitzen ein Druckregelventil 13, ein Gaseinfüllstutzen 14 und ein Gasfilter 15. Über den Gaseinfüllstutzen 14 wird das Gas in den Tank 9 nachgefüllt. Mit dem Druckregelventil wird sichergestellt, dass das Gas im Tank 9 unter dem notwendigen Druck steht. Das Gasfilter 15 sorgt dafür, dass keine Schmutzteilchen in den jeweiligen Verbrennungsraum gelangen. Beim Nachfüllvorgang ist beispielsweise durch ein entsprechendes Ventil sichergestellt, dass das nachzufüllende Gas nicht in das Common Rail 11 gelangt.The combustion chambers of the internal combustion engine 1 In addition, a gaseous fuel can be supplied in a gas tank 9 is housed. Suitable gaseous fuels are natural gas, methane, hydrogen, liquid gas, biogas and other known gases. The gas tank 9 is via a supply line 10 to a common rail 11 connected via which the gaseous fuel by means of injectors 12 admixed with the intake air and so in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 to be led. In the supply line 10 sit a pressure control valve 13 , a gas filler neck 14 and a gas filter 15 , About the gas filler neck 14 the gas gets into the tank 9 refilled. The pressure control valve ensures that the gas in the tank 9 is under the necessary pressure. The gas filter 15 ensures that no dirt particles get into the respective combustion chamber. During refilling, it is ensured, for example, by means of a corresponding valve, that the gas to be replenished does not enter the common rail 11 arrives.

Von der Leitung 5 zweigt eine Querleitung 16 ab, in der ein Abgasrückführventil 17 sitzt. Mit ihm kann ein Teil des Abgases über die Querleitung 16 einer Zuführleitung 18, in der die Ansaugluft geführt wird, zugeführt werden, über welche Abgas rückgeführt wird. Das Ventil 17 ist Teil einer Rückführeinheit 19, mit der in bekannter Weise ein Teil der Abgase dem Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff zugeführt wird, um die Verbrennungsgeschwindigkeit zu beeinflussen sowie um den λ-Wert (Luft/Brennstoff-Verhältnis) zu optimieren. Da solche Rückführeinheiten 19 bekannt sind, werden sie auch nicht näher erläutert.From the line 5 branches a transverse line 16 starting in which an exhaust gas recirculation valve 17 sitting. With it can be a part of the exhaust gas over the transverse line 16 a supply line 18 , in which the intake air is guided, are supplied, via which exhaust gas is recycled. The valve 17 is part of a recycling unit 19 in which a part of the exhaust gases is supplied to the mixture of liquid and gaseous fuel in a known manner in order to influence the combustion speed and to optimize the λ value (air / fuel ratio). Because such repatriation units 19 are known, they are not explained in detail.

Außer der Einheit 19 ist ein Turbolader 20 vorgesehen, mit dem Außenluft über einen nachgeschalteten Zwischenkühler sowie eine nachgeschaltete Drosselklappe 22 den Verbrennungsräumen der Verbrennungsmaschine 1 in bekannter Weise zugeführt werden kann. Die Zuführung der Frischluft mit Hilfe des Turboladers 20 erfolgt über die gleiche Zuführleitung 18, über die auch ein Teil des Abgases mit Hilfe der Einheit 19 zugeführt wird.Except the unit 19 is a turbocharger 20 provided, with the outside air via a downstream intercooler and a downstream throttle 22 the combustion chambers of the internal combustion engine 1 can be supplied in a known manner. The supply of fresh air with the help of the turbocharger 20 takes place via the same supply line 18 , about which also a part of the exhaust gas with the help of the unit 19 is supplied.

Mit Hilfe von Sonden 23 und 24 wird der Schadstoffanteil in dem durch die Leitung 5 strömenden Abgas erfasst. Beispielsweise wird mit der Sonde 23 in Strömungsrichtung hinter dem Katalysator 6 der HC-Gehalt und mit der Sonde 24 in Strömungsrichtung vor dem Katalysator 6 der O2-Gehalt im Abgas erfasst. Die Messwerte werden einer Steuereinheit 25 zugeführt, die in bekannter Weise die Bedingungen in den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 so steuert, dass die von den Sonden 23, 24 gemessenen Werte unterhalb bzw. oberhalb vorgegebener gesetzlicher Grenzwerte liegen.With the help of probes 23 and 24 is the pollutant content in the line 5 detected flowing exhaust gas. For example, with the probe 23 in the flow direction behind the catalyst 6 the HC content and with the probe 24 in the flow direction in front of the catalyst 6 the O2 content in the exhaust gas is detected. The measured values become a control unit 25 supplied in a known manner, the conditions in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 so controls that from the probes 23 . 24 measured values below or above prescribed legal limits.

Zur Steuerung der Gaszuführung ist eine gesonderte Steuereinheit 26 vorgesehen.To control the gas supply is a separate control unit 26 intended.

Bei der beschriebenen Vorrichtung kann der flüssige Kraftstoff zusammen mit dem gasförmigen Kraftstoff oder auch unabhängig von ihm genutzt werden. Der für die Gaszuführung vorgesehene Teil der Vorrichtung kann als Umbau- bzw. Nachrüstsatz ausgebildet sein, so dass auch bestehende Verbrennungsmotoren 1 mit der beschriebenen Technik ausgerüstet werden können. Die Vorrichtung ist für PKWs, Busse, Lastwagen und dergleichen geeignet. Der Umbausatz, der noch näher beschrieben werden wird, besteht aus einfachen Komponenten, die nicht nur kostengünstig hergestellt, sondern auch einfach montiert werden können.In the described device, the liquid fuel may be used together with the gaseous fuel or independently of it. The intended for the gas supply part of the device may be designed as a conversion or retrofit kit, so that existing internal combustion engines 1 can be equipped with the described technique. The device is suitable for cars, buses, trucks and the like. The conversion kit, which will be described in more detail, consists of simple components that are not only inexpensively manufactured, but also can be easily mounted.

Von der Zuführleitung 18 gelangt die Ansaugluft in Saugrohre 27, die die Ansaugluft zu den Verbrennungsräumen führen. Die Saugrohre 27 sind in vorteilhafter Weise als Drallrohre ausgebildet. Die jeweilige Gaseinspritzdüse 12 ist nahe an einem oder an beiden Einlassventilen zum Verbrennungsraum vorgesehen.From the supply line 18 the intake air enters intake pipes 27 , which lead the intake air to the combustion chambers. The suction pipes 27 are formed in an advantageous manner as swirl tubes. The respective gas injection nozzle 12 is provided close to one or both inlet valves to the combustion chamber.

Bei einer vorteilhaften Ausführung sind die Saugrohre 27 so ausgeführt, dass die Einspritzdüse 12 durch asymmetrische Befüllung eine Schichtladung zwischen dem Gemisch aus flüssigem Kraftstoff und Luft und dem Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff ermöglicht, wodurch eine hervorragende gleichmäßige Verbrennung des Gemisches im Brennraum des Motorzylinders erreicht wird.In an advantageous embodiment, the suction pipes 27 designed so that the injector 12 by asymmetric filling allows a layer charge between the mixture of liquid fuel and air and the mixture of air and gaseous fuel, whereby an excellent uniform combustion of the mixture is achieved in the combustion chamber of the engine cylinder.

Wie 3 zeigt, mündet die Einspritzdüse 12 nahe einem Einlassventil 28 so in das Saugrohr 27, dass der aus der Einspritzdüse 12 austretende gasförmige Kraftstoff in gleicher Richtung strömt wie die Ansaugluft durch das Saugrohr 27. Erkennbar ist, dass die Mündung der Einspritzdüse 12 Abstand von der Längsmittelachse 29 des Saugrohres 27 hat. Das freie Ende der Einspritzdüse 12 bildet ein Gaseindüsrohr, dessen Längsachse mit der Längsmittelachse 29 des Saugrohres 27 den spitzen Winkel α bildet.As 3 shows, the injection nozzle opens 12 near an inlet valve 28 so in the intake manifold 27 that's from the injector 12 Exiting gaseous fuel flows in the same direction as the intake air through the intake manifold 27 , It can be seen that the mouth of the injector 12 Distance from the longitudinal center axis 29 of the suction pipe 27 Has. The free end of the injector 12 forms a gas injection tube, whose longitudinal axis with the longitudinal central axis 29 of the suction pipe 27 forms the acute angle α.

Die Einspritzdüse 12 ist an das Common Rail 11 angeschlossen. Der Abstand L zwischen der Achse der Einspritzdüse 12 und dem Zylinderkopf 30 des Verbrennungsmotors ist gering.The injector 12 is to the common rail 11 connected. The distance L between the axis of the injector 12 and the cylinder head 30 the internal combustion engine is low.

4 zeigt, dass vorteilhaft sämtliche Einspritzdüsen 12 exzentrisch in Bezug auf die Saugrohre 27 angeordnet und vorteilhaft nahe den Einlassventilen zu den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors angeordnet sind. Die Ladeluft bzw. Ansaugluft ist durch einen Strömungspfeil in 4 angedeutet. 4 shows that advantageous all injectors 12 eccentric with respect to the suction tubes 27 arranged and advantageously arranged close to the inlet valves to the combustion chambers of the internal combustion engine. The charge air or intake air is through a flow arrow in 4 indicated.

Das Saugrohr 27 kann so ausgebildet sein, dass die Einspritzdüse 12 nahe an einem der Einlassventile des jeweiligen Brennraumes angeordnet ist (3 bis 5).The suction tube 27 can be designed so that the injection nozzle 12 is arranged close to one of the inlet valves of the respective combustion chamber ( 3 to 5 ).

Auf jeden Fall ist das Saugrohr 27 so vorgesehen, dass eine optimale Mischung zwischen der Ansaugluft, dem Abgas und dem frisch zugeführten Gas ermöglicht wird.In any case, the suction tube 27 is provided so that an optimal mixture between the intake air, the exhaust gas and the freshly supplied gas is made possible.

Das Saugrohr 27 ist auf jeden Fall so ausgebildet, dass es eine optimale Mischung zwischen dem frischen Gas und dem rückgeführten Abgas über die Einrichtung 19 gewährleistet.The suction tube 27 is definitely designed so that there is an optimal mix between the fresh gas and the recirculated exhaust gas through the device 19 guaranteed.

Je nach Anwendungsfall können die Saugrohre 11 beheizt oder gekühlt werden.Depending on the application, the suction pipes 11 heated or cooled.

Die Saugrohre 11 können vorteilhaft Teil eines Moduls sein, das bei den gängigen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden kann, insbesondere bei allen 6-, 8-, 10- und 12-Zylinder-Motoren.The suction pipes 11 may advantageously be part of a module that can be used in the conventional internal combustion engines, especially in all 6-, 8-, 10- and 12-cylinder engines.

Das Druckregelventil 13 ist vorteilhaft direkt am Gasaustritt des Gastanks 9 angebracht. Dabei ist das Druckregelventil 13 vorteilhaft so ausgebildet, dass es auch als Sicherheitsventil dienen kann.The pressure control valve 13 is advantageous directly at the gas outlet of the gas tank 9 appropriate. Here is the pressure control valve 13 advantageously designed so that it can also serve as a safety valve.

Das Druckregelventil 13 wird durch mechanische und/oder elektrische Signale betätigt, um die Arbeitsdruckhöhe einzustellen. Hierzu ist das Druckregelventil 13 an die Steuereinheit 26 angeschlossen. Das Druckregelventil 13 ist so ausgebildet, dass eine vorgegebene Druckhöhe des Gases nicht überschritten wird. Vorteilhaft steuert die Steuereinheit 26 das Druckregelventil 13 so, dass der Einspritzdruck in die Verbrennungsräume des Motors 1 angepasst wird an den Lastbereich, in dem der Motor betrieben wird.The pressure control valve 13 is operated by mechanical and / or electrical signals to adjust the working pressure level. For this purpose, the pressure control valve 13 to the control unit 26 connected. The pressure control valve 13 is designed so that a predetermined pressure level of the gas is not exceeded. Advantageously, the control unit controls 26 the pressure control valve 13 so that the injection pressure into the combustion chambers of the engine 1 is adapted to the load range in which the engine is operated.

Sollte der Druck des Gases einen vorgegebenen Wert überschreiten, dann kann das Druckregelventil 13 eine Beschädigung des Systems verhindern. Bei einer Ausführungsform wird in diesem Falle ein Sicherheitsventil geöffnet, so dass bei einem zu hohen Gasdruck Gas freigegeben werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform wird mit dem Druckregelventil 13 in einem solchen kritischen Fall der Gasdruck im Arbeitsanschluss auf Null geregelt.If the pressure of the gas exceeds a predetermined value, then the pressure control valve 13 prevent damage to the system. In one embodiment, a safety valve is opened in this case so that gas can be released if the gas pressure is too high. In another embodiment, with the pressure control valve 13 in such a critical case the gas pressure in the working connection is regulated to zero.

Mit dem Druckregelventil 13 kann der Einspritzdruck für den gasförmigen Kraftstoff für alle Betriebszustände angepasst werden. Da das Druckregelventil an die Steuereinheit 26 angeschlossen ist, kann mit ihr der Gaseinspritzdruck lastabhängig, emissionsabhängig oder drehzahlabhängig geregelt werden, um einen optimal arbeitenden Verbrennungsmotor mit möglichst wenig Schadstoffausstoß zu erhalten. Beispielsweise kann mit der Steuereinheit 26 ein Einspritzdruck zwischen etwa 0 und etwa 50 bar eingestellt werden.With the pressure control valve 13 For example, the injection pressure for the gaseous fuel for all operating conditions can be adjusted. As the pressure control valve to the control unit 26 is connected, the gas injection pressure can be controlled depending on the load, emission-dependent or speed-dependent, in order to obtain an optimally working internal combustion engine with the least possible emission of pollutants. For example, with the control unit 26 an injection pressure between about 0 and about 50 bar can be adjusted.

Die Signale zwischen der Steuereinheit 26 und dem Druckregelventil 13 können drahtlos oder drahtgebunden übertragen werden. Das Druckregelventil 13 kann über ein Bussystem mit der Steuereinheit 26 verbunden sein.The signals between the control unit 26 and the pressure control valve 13 can be transmitted wireless or wired. The pressure control valve 13 can via a bus system with the control unit 26 be connected.

Für eine drahtlose Datenübertragung können beispielhaft Funksignale ein gesetzt werden.For wireless data transmission, radio signals can be set by way of example.

Der Gastank 9 erfüllt die Sicherheitsanforderungen hinsichtlich Auslaufsicherheit und Drucksicherheit. Der Gastank 9 ist mit dem wenigstens einen Einfüllstutzen 14 versehen, der in 1 nur der Übersichtlichkeit wegen neben dem Gastank eingezeichnet ist. Über die wenigstens eine Zuführleitung 10 ist der Gastank 9 mit dem Common Rail 11 leitungsverbunden.The gas tank 9 Meets the safety requirements with regard to leak safety and pressure safety. The gas tank 9 is with the at least one filler neck 14 provided in 1 just for the sake of clarity next to the gas tank is drawn. About the at least one supply line 10 is the gas tank 9 with the common rail 11 line-connected.

Auch das Druckregelventil 13 kann unmittelbar am Gastank 9 vorgesehen sein, so dass sich eine einfache und kompakte Ausbildung ergibt. Ebenso kann der Gastank 9 auch alle notwendigen Sensoren enthalten. Damit von außen einfach der Druck des Gases im Gastank 9 erkennbar ist, ist er vorteilhaft mit einer entsprechenden Druckanzeige versehen.Also the pressure control valve 13 can be directly at the gas tank 9 be provided so that there is a simple and compact training. Likewise, the gas tank 9 also contain all necessary sensors. So from the outside simply the pressure of the gas in the gas tank 9 can be seen, it is advantageously provided with a corresponding pressure indicator.

Der Gastank 9 kann so ausgebildet sein, dass er mehr als eine Art von Gas aufnehmen kann. Der Tankraum ist dementsprechend mit zwei oder mehr Kammern versehen. In diesem Falle ist der Gaseinfüllstutzen vorteilhaft so ausgebildet, dass er das kombinierte Betanken wenigstens zweier gasförmiger Kraftstoffe ermöglicht.The gas tank 9 may be configured to receive more than one type of gas. The tank space is accordingly provided with two or more chambers. In this case, the gas filler neck is advantageously designed so that it allows the combined refueling of at least two gaseous fuels.

Die Wände des Gastanks 9 sowie – bei einer eventuellen Unterteilung in zwei oder mehr Kammern – die Zwischenwände sind selbstverständlich so ausgebildet, dass der gasförmige Kraftstoff nicht nach außen bzw. durch die Trennwände in die benachbarten Kammern gelangen, insbesondere diffundieren kann. Der Gastank 9 kann je nach Ausführung beispielhaft Erdgas, Biogas oder Wasserstoff aufnehmen.The walls of the gas tank 9 and - in a possible subdivision into two or more chambers - the intermediate walls are of course designed so that the gaseous fuel can not get to the outside or through the partitions in the adjacent chambers, in particular can diffuse. The gas tank 9 Depending on the model, it can absorb natural gas, biogas or hydrogen as an example.

Der Nachrüst- bzw. Umrüstsatz für die Zuführung des gasförmigen Kraftstoffes ist so gestaltet, dass er für alle gasförmigen Kraftstoffe eingesetzt werden kann. Auch ist der Nachrüst/Umrüstsatz mit den notwendigen Sensoren versehen, die für alle gasförmigen Kraftstoffe geeignet sind.The retrofit kit for gaseous fuel delivery is designed to be used with all gaseous fuels. Also, the retrofit / conversion kit is equipped with the necessary sensors, which are suitable for all gaseous fuels.

Die Steuereinheit 26 kann als stand-alone-Einheit eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich, die Steuereinheit 26 als slave-Einheit in Verbindung mit der Steuereinheit 25 einzusetzen (Master-slave-Prinzip). Mit Hilfe der Steuereinheit 26 kann der Füllgrad der Treibstoffanlage erfasst und das Mischungsverhältnis zwischen dem flüssigen und dem gasförmigen Kraftstoff in Abhängigkeit von der geforderten Motorleistung optimiert werden. Hierzu wird die Leistungskennlinie des Motors herangezogen, wobei auch die Emissionen aus CO2, NOx oder Dieselrußausstoß berücksichtigt werden, die von den entsprechenden Sensoren 23, 24 im Abgas gemessen werden. Die Steuereinheit 26 ist in diesem Falle Teil einer Regeleinheit, mit der in Abhängigkeit von den von den Sensoren 23, 24 gemessenen Schadstoffwerten das optimale Mischungsverhältnis zwischen flüssigem und gasförmigen Kraftstoff so eingestellt wird, dass die Emissionswerte unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte liegen.The control unit 26 can be used as a stand-alone unit. But it is also possible, the control unit 26 as a slave unit in conjunction with the control unit 25 to use (master-slave principle). With the help of the control unit 26 The degree of filling of the fuel system can be detected and the mixing ratio between the liquid and the gaseous fuel can be optimized in dependence on the required engine power. For this purpose, the performance curve of the engine is used, whereby also the emissions from CO 2 , NO x or diesel soot ejection are taken into account by the corresponding sensors 23 . 24 be measured in the exhaust gas. The control unit 26 is in this case part of a control unit, with the function of the sensors 23 . 24 measured pollutant values, the optimum mixing ratio between liquid and gaseous fuel is adjusted so that the emission values are below the legally prescribed limit values.

Mit der Steuereinheit 26 kann auch festgestellt werden, ob der Gastank 9 eine ausreichende Menge an gasförmigem Kraftstoff enthält. Hierzu ist der Gastank 9 beispielhaft über einen Füllstandsmesser mit der Steuereinheit 26 verbunden. Wird ein ungenügender Ladezustand des Gastankes 9 festgestellt, dann sorgt die Steuereinheit 26 dafür, dass die Zuführung des gasförmigen Kraftstoffes abgestellt und auf den vollständigen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 mit dem flüssigen Kraftstoff umgestellt wird. In diesem Falle wird der Verbrennungsmotor 1 ausschließlich mit dem flüssigem Kraftstoff so lange betrieben, bis eine Nachfüllung des gasförmigen Kraftstoffes vorgenommen wird.With the control unit 26 can also be determined if the gas tank 9 contains a sufficient amount of gaseous fuel. This is the gas tank 9 exemplarily via a level gauge with the control unit 26 connected. Is an insufficient state of charge of the gas tank 9 determined, then provides the control unit 26 that the supply of gaseous fuel is turned off and on the complete operation of the internal combustion engine 1 is switched with the liquid fuel. In this case, the internal combustion engine 1 operated exclusively with the liquid fuel until a refill of the gaseous fuel is made.

Die Steuereinheiten 25 und/oder 26 können vorteilhaft so ausgebildet sein, dass sie bei Bedarf Diagnosesignale liefern, um etwa Wartungen, Reparaturen und dergleichen durchführen zu können.The control units 25 and or 26 can be advantageously designed so that they provide diagnostic signals when needed to perform about maintenance, repairs and the like.

Die Einspritzdüsen 3, 12 können gemeinsam oder abwechselnd angesteuert werden, so dass die Zuführung des flüssigen sowie des gasförmigen Kraftstoffs zur gleichen Zeit oder zeitlich nacheinander erfolgt. Hierbei können die Einspritzzeiten auch unterschiedlich eingestellt werden, je nach dem erforderlichen Mischverhältnis.The injectors 3 . 12 can be controlled jointly or alternately, so that the supply of liquid and gaseous fuel takes place at the same time or in succession. In this case, the injection times can also be set differently, depending on the required mixing ratio.

Die beiden Steuereinheiten 25, 26 wirken zusammen, so dass der flüssige und der gasförmige Kraftstoff im gewünschten Maße in die jeweiligen Brennräume der Zylinder eingespritzt werden.The two control units 25 . 26 act together so that the liquid and the gaseous fuel are injected to the desired extent in the respective combustion chambers of the cylinder.

Mit den Steuereinheiten 25, 26 ist außerdem möglich, zusätzlich auch einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch einzustellen. Somit erfolgt nicht nur eine Optimierung im Hinblick auf die Abgaswerte, sondern auch im Hinblick auf den günstigsten Kraftstoffverbrauch. Der flüssige und/oder der gasförmige Kraftstoff können hierbei kontinuierlich oder auch sequentiell in die Brennkammern eingespritzt werden. Vorteilhaft erfolgt die Einspritzung entsprechend dem Sauerstoffanteil ebenfalls geregelt kontinuierlich oder auch sequentiell.With the control units 25 . 26 is also possible to additionally set an economical fuel consumption. Thus, not only an optimization in terms of exhaust emissions, but also in terms of the most economical fuel consumption. The liquid and / or gaseous fuel can be injected continuously or sequentially into the combustion chambers. Advantageously, the injection is carried out according to the oxygen content also regulated continuously or sequentially.

Auf die beschriebene Weise ist es somit möglich, die Zuführung des jeweiligen Kraftstoffes optimal im Hinblick auf die Emissionswerte und den Kraftstoffverbrauch für jeden Betriebspunkt (Drezahl/Drehmoment) einzustellen.In the manner described, it is thus possible to set the supply of the respective fuel optimally with regard to the emission values and the fuel consumption for each operating point (speed / torque).

Es können die Steuereinheiten 25, 26 auch so programmiert sein, dass der Verbrauch an flüssigem und gasförmigem Kraftstoff etwa gleich ist, so dass beide Kraftstoffarten gleichzeitig nachgefüllt werden können.It can be the control units 25 . 26 be programmed so that the consumption of liquid and gaseous fuel is about the same, so that both types of fuel can be replenished at the same time.

Schließlich ist eine Programmierung auch im Hinblick auf eine große Reichweite möglich. Dieser Gesichtspunkt spielt beispielsweise eine Rolle, wenn das Tankstellennetz nicht sehr dicht ist.After all, programming is also possible with regard to a large range. This aspect plays a role, for example, when the filling station network is not very dense.

Die aufgeführten Beispiele zeigen, dass die Programmierung im Hinblick auf verschiedene Kriterien erfolgen kann, auch in Kombination miteinander. The examples given show that the programming can be done in terms of different criteria, even in combination.

Der gasförmige Kraftstoff wird der Ansaugluft zugemischt und der flüssige Kraftstoff direkt eingespritzt. Durch die Voreinspritzung des flüssigen Kraftstoffes wird die Verbrennung eingestellt, so dass die Haupteinspritzung dann in bereits entzündetes Gas in den Brennraum erfolgt.The gaseous fuel is added to the intake air and the liquid fuel is injected directly. By the pre-injection of the liquid fuel, the combustion is stopped, so that the main injection then takes place in already ignited gas into the combustion chamber.

Mit Hilfe der Steuereinheit 26 ist es möglich, den gasförmigen Kraftstoff über eine oder mehrere der Einspritzdüsen 12 so in die Brennräume einzuspritzen, dass eine Schichtladung im Brennraum erzielt wird. Dadurch wird eine hervorragende Verbrennung des Gemisches aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff gewährleistet.With the help of the control unit 26 it is possible to use the gaseous fuel through one or more of the injectors 12 to inject into the combustion chambers so that a layer charge is achieved in the combustion chamber. This ensures excellent combustion of the mixture of liquid and gaseous fuel.

Mit Hilfe der Einheit 19 ist es darüber hinaus möglich, auch einen Teil des Abgases über das Ventil 17 zurückzuführen und dem Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff beizufügen. Dieses Abgas kann den Einspritzdüsen 3 und/oder den Einspritzdüsen 12 zugeführt werden. Über den Anteil des rückgeführten Abgases ist eine weitere Variationsmöglichkeit gegeben, um einen optimalen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 bei minimalen Emissionswerten und einem minimalen Kraftstoffverbrauch zu erreichen. Dabei ist dafür gesorgt, dass die Verbrennung in den Brennräumen optimal abläuft, so dass auch ein Verschleiß der mechanischen Teile des Verbrennungsmotors minimal gehalten werden kann.With the help of the unit 19 It is also possible, also a part of the exhaust gas through the valve 17 attributed to the mixture of liquid and gaseous fuel. This exhaust gas can be the injectors 3 and / or the injectors 12 be supplied. About the proportion of the recirculated exhaust gas, a further variation possibility is given to optimum operation of the internal combustion engine 1 to achieve minimum emissions and minimum fuel consumption. It is ensured that the combustion proceeds optimally in the combustion chambers, so that a wear of the mechanical parts of the internal combustion engine can be minimized.

Die Steuereinheiten 25, 26 sind so ausgebildet, dass im Leerlauf des Verbrennungsmotors 1 nur der flüssige oder der gasförmige Kraftstoff in die Brennräume eingespritzt wird. Insbesondere wird nur ein Kraftstoff eingesetzt, wenn beispielsweise die Kohlenwasserstoffemissionen einen vorgegebenen Wert überschreiten oder die anderen Emissionen zulässige Werte über- oder unterschreiten.The control units 25 . 26 are designed so that when idling the internal combustion engine 1 only the liquid or gaseous fuel is injected into the combustion chambers. In particular, only one fuel is used if, for example, the hydrocarbon emissions exceed a predetermined value or the other emissions exceed or fall short of admissible values.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der gasförmige Kraftstoff vom Gastank 9 aus in das Common Rail 11 eingeleitet. Der gasförmige Kraftstoff wird zusammen mit Luft in das Common Rail 11 eingeführt, so dass über die an das Common Rail 11 angeschlossenen Saugrohre 27 in die jeweiligen Zylinder ein Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff gelangt. Der Luftanteil wird über die Steuereinheit 26 eingestellt, mit der eine (nicht dargestellte) Drosselklappe zur Bestimmung der Luftmenge gesteuert werden kann. Der flüssige Kraftstoff wird vorteilhaft unmittelbar in den Brennraum eingespritzt, nachdem das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff eingebracht worden ist. Aufgrund der hohen Temperaturen und des hohen Druckes in den Brennräumen beginnt der flüssige Kraftstoff zu verbrennen, wodurch auch der gasförmige Kraftstoff verbrannt wird.In the described embodiment, the gaseous fuel from the gas tank 9 out into the common rail 11 initiated. The gaseous fuel is mixed with air in the common rail 11 introduced so that over to the common rail 11 connected suction pipes 27 in the respective cylinder a mixture of air and gaseous fuel passes. The proportion of air is via the control unit 26 set, with a (not shown) throttle valve for determining the amount of air can be controlled. The liquid fuel is advantageously injected directly into the combustion chamber after the mixture of air and gaseous fuel has been introduced. Due to the high temperatures and the high pressure in the combustion chambers of the liquid fuel begins to burn, whereby the gaseous fuel is burned.

Der Anteil an flüssigem Kraftstoff kann bis etwa zu 60% durch den gasförmigen Kraftstoff ersetzt werden. Da der gasförmige Kraftstoff wesentlich kostengünstiger als der flüssige Kraftstoff ist, ergibt sich eine erhebliche Einsparung an Kraftstoffverbrauchskosten. Dabei führt dieser teilweise Ersatz des flüssigen durch den gasförmigen Kraftstoff zu keiner Beeinträchtigung der Motorleistung, des Drehmoments sowie der Lebensdauer des Verbrennungsmotors. Der gasförmige Kraftstoff wird sehr homogen verbrannt.The proportion of liquid fuel can be replaced up to about 60% by the gaseous fuel. Since the gaseous fuel is much cheaper than the liquid fuel, there is a significant saving in fuel consumption costs. In this case, this partial replacement of the liquid by the gaseous fuel leads to no impairment of the engine power, the torque and the life of the internal combustion engine. The gaseous fuel is burned very homogeneously.

5 zeigt schematisch einen Nach/Umrüstsatz, mit dem es möglich ist, bestehende Verbrennungsmotoren sehr einfach und kostengünstig nach- bzw. umzurüsten. Dieser Nach/Umrüstsatz hat eine Halteplatte 31, die auf den Zylinderköpfen 30 des Verbrennungsmotors 1 abgedichtet befestigt wird. Die Halteplatte 31 weist Durchtrittsöffnungen 32 für Stehbolzen auf, die von den Zylinderköpfen 30 abstehen. In der Halteplatte 31 befinden sich Durchlässe 33, in die die Einspritzdüsen 12 ragen. Sie sind in bzw. an der Halteplatte 31 in geeigneter Weise lösbar befestigt. Die Einspritzdüsen 12 sind über Leitungen 34 an das Common Rail 11 angeschlossen. 5 schematically shows a Nach / Umrüstsatz, with which it is possible to retrofit or retrofit existing internal combustion engines very easily and inexpensively. This Nach / Umrüstsatz has a holding plate 31 on the cylinder heads 30 of the internal combustion engine 1 is fastened sealed. The holding plate 31 has passages 32 for studs on the cylinder heads 30 protrude. In the holding plate 31 there are passages 33 into the injectors 12 protrude. They are in or on the retaining plate 31 releasably secured in a suitable manner. The injectors 12 are over lines 34 to the common rail 11 connected.

Die Halteplatte 31 ist als Zwischenflansch ausgebildet, die zwischen den Zylinderköpfen 30 des Verbrennungsmotors 1 und einer Flanschplatte 35 befestigt wird. Sie hat ebenfalls die Durchtrittsöffnungen 36 für die Stehbolzen der Zylinderköpfe 30. An der Flanschplatte 35 sind die Saugrohre 27 befestigt. Für den Durchtritt der über die Saugrohre 27 zugeführten Ansaugluft ist die Flanschplatte 35 mit entsprechenden Durchlässen 37 versehen.The holding plate 31 is designed as an intermediate flange between the cylinder heads 30 of the internal combustion engine 1 and a flange plate 35 is attached. It also has the passages 36 for the stud bolts of the cylinder heads 30 , On the flange plate 35 are the suction pipes 27 attached. For the passage of the suction pipes 27 supplied intake air is the flange plate 35 with corresponding passages 37 Mistake.

Die Zahl der Durchlässe 33, 37 in der Halteplatte 31 sowie der Flanschplatte 35 richtet sich nach der Zahl der Verbrennungsräume 38 des Verbrennungsmotors 1. Sie sind in 5 nur schematisch ohne Ein- und Auslassventile dargestellt. Erkennbar ist lediglich eine in den Brennraum 38 ragende Einspritzdüse 39 für den flüssigen Kraftstoff. Die Halteplatte 31 und die Flanschplatte 35 liegen abgedichtet aufeinander und lassen sich sehr einfach auf den Zylinderköpfen 30 montieren. Die Saugrohre 27 werden in bekannter Weise an die Zylinderköpfe 30 angeschlossen. Die Einspritzdüsen 12 ragen, wie anhand der 3 und 4 erkennbar ist, in die jeweiligen Saugrohre 27. In 5 sind die Saugrohre 27 und die Einspritzdüsen 12 lediglich der Übersichtlichkeit wegen getrennt voneinander dargestellt.The number of passages 33 . 37 in the holding plate 31 as well as the flange plate 35 depends on the number of combustion chambers 38 of the internal combustion engine 1 , They are in 5 only shown schematically without inlet and outlet valves. You can only see one in the combustion chamber 38 projecting injection nozzle 39 for the liquid fuel. The holding plate 31 and the flange plate 35 lie sealed against each other and can be very easily on the cylinder heads 30 assemble. The suction pipes 27 be in a known manner to the cylinder heads 30 connected. The injectors 12 stand out as based on the 3 and 4 It can be seen in the respective suction pipes 27 , In 5 are the suction pipes 27 and the injectors 12 merely shown separately for the sake of clarity.

Die Einspritzdüsen 12 liegen exzentrisch in Bezug auf die Durchlässe 33 der Halteplatte 31.The injectors 12 are eccentric with respect to the passages 33 the holding plate 31 ,

Vorteilhaft kann in wenigstens einen der Durchlässe 33 ein Sensor 40 ragen, mit dem die Qualität des gasförmigen Kraftstoffes erfasst werden kann. Vorteilhaft ist an jedem Durchlass 33 ein derartiger Sensor 40 vorgesehen.Advantageously, in at least one of the passages 33 a sensor 40 with which the quality of the gaseous fuel can be detected. It is advantageous at each passage 33 such a sensor 40 intended.

Die Sensoren 40 sind an die Steuereinheit 26 angeschlossen und senden die Qualität des gasförmigen Kraftstoffes kennzeichnende Signale. Die Steuereinheit 26 kann dann in Abhängigkeit von diesen Sensorsignalen das Mischungsverhältnis zwischen gasförmigem und flüssigem Kraftstoff sowie Ansaugluft so einstellen, dass eine optimale Verbrennung dieses Gemisches in den Brennräumen 38 stattfinden kann.The sensors 40 are to the control unit 26 connected and send the quality of the gaseous fuel characteristic signals. The control unit 26 can then set in dependence on these sensor signals, the mixing ratio between gaseous and liquid fuel and intake air so that optimum combustion of this mixture in the combustion chambers 38 can take place.

Mit der neuen Vorrichtung lassen sich bei Diesel-Verbrennungsmaschinen die EURO-Normen III bis V sehr einfach erreichen. Die NOx- sowie die Partikel-Emissionen können bis zu 50% verringert werden, wobei auch der CO2-Ausstoß erheblich vermindert wird.With the new device, the EURO standards III to V can be very easily achieved in diesel internal combustion engines. The NOx and particulate emissions can be reduced by up to 50%, while significantly reducing CO 2 emissions.

Die Ausführungsform gemäß 2 unterscheidet sich vom vorigen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass die Zuführung des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes vertauscht sind. Der gasförmige Kraftstoff wird nicht in das Common Rail 11, sondern über die Ventile 3 direkt in die Brennräume eingespritzt. Dafür wird der flüssige Kraftstoff vom Tank 2 aus mit Niederdruck in das Saugrohr eingespritzt. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass eine teure Hochdruck-Benzinpumpe sowie das teure Rail eingespart werden können. Diese Ausführungsform eignet sich daher hervorragend für den Einsatz bei Benzinmotoren. Als gasförmiger Kraftstoff wird vorteilhaft Erdgas (CNG) eingesetzt.The embodiment according to 2 differs from the previous embodiment essentially in that the supply of the liquid and the gaseous fuel are reversed. The gaseous fuel is not in the common rail 11 but over the valves 3 injected directly into the combustion chambers. For this, the liquid fuel from the tank 2 from injected with low pressure into the intake manifold. Such an approach has the advantage that an expensive high-pressure gasoline pump and the expensive rail can be saved. This embodiment is therefore ideal for use in gasoline engines. As gaseous fuel, natural gas (CNG) is advantageously used.

Auch bei dieser Ausführungsform ergeben sich für den Autofahrer erhebliche Vorteile, insbesondere Kostenersparnisvorteile, weil der gasförmige Kraftstoff wesentlich preisgünstiger ist als der flüssige Kraftstoff, vorzugsweise Benzin. Darüber hinaus wird zum Einspritzen des flüssigen Kraftstoffes keine teure Hochdruckpumpe und auch kein teures Hochdruckrail benötigt.Also in this embodiment, significant benefits for the motorist, in particular cost savings advantages, because the gaseous fuel is much cheaper than the liquid fuel, preferably gasoline. In addition, no expensive high-pressure pump and no expensive high-pressure rail is required for injecting the liquid fuel.

Im Vergleich mit einem Verbrennungsmotor, der ausschließlich mit gasförmigem Kraftstoff betrieben wird, ergibt sich bei der gemischten Verwendung von flüssigem und gasförmigen Kraftstoff eine Einsparung um bis zu etwa 30%. Dabei sind die Leistung und das Drehmoment des Verbrennungsmotors 1 in diesem Mischbetrieb höher als im Einstoffbetrieb, bei dem nur der flüssige oder nur der gasförmige Kraftstoff eingesetzt wird.Compared to an internal combustion engine powered exclusively with gaseous fuel, the mixed use of liquid and gaseous fuel saves up to about 30%. Here are the power and torque of the engine 1 in this mixed operation higher than in single-fuel operation, in which only the liquid or only the gaseous fuel is used.

Die Verteilung des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes wird vorteilhaft an die Lastpunkte angepasst. Dabei werden die Vorteile der Kraftstoffe ausgenutzt. Der flüssige Kraftstoff ist durch seine Energiedichte und schnelle Verbrennung gekennzeichnet. Darum wird der flüssige Kraftstoff bevorzugt bei dynamischen Beschleunigungsvorgängen und im Leerlauf eingesetzt. Bei Teillast und bei konstanten Betriebsbedingungen wird der gasförmige Kraftstoff zugesetzt. Der zugemischte Anteil des gasförmigen Kraftstoffes wird für jeden Betriebspunkt im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch, CO2-Emissionen und HC- und NOx-Emissionen optimiert. Die Betriebspunkte werden mit unterschiedlichen Eindüsdrücken und optimierten Eindüszeitpunkten betrieben. Bei Volllast wird der gasförmige Kraftstoff möglichst spät mit hohen Drücken eingedüst. Da er durch die Expansion von beispielsweise 220 bar im Gastank 9 auf beispielsweise etwa 8 bis 30 bar stark abgekühlt wird, wird auch das Gemisch im Motorzylinder abgekühlt.The distribution of the liquid and the gaseous fuel is advantageously adapted to the load points. The advantages of the fuels are exploited. The liquid fuel is characterized by its energy density and fast combustion. Therefore, the liquid fuel is preferably used in dynamic acceleration and idling. At partial load and under constant operating conditions, the gaseous fuel is added. The admixed fraction of the gaseous fuel is optimized for each operating point in terms of fuel consumption, CO 2 emissions and HC and NOx emissions. The operating points are operated with different injection pressures and optimized injection times. At full load, the gaseous fuel is injected as late as possible at high pressures. As he by the expansion of for example 220 bar in the gas tank 9 is strongly cooled to, for example, about 8 to 30 bar, the mixture is cooled in the engine cylinder.

Erdgas ist durch eine Vergleichsoktanzahl von 130 gekennzeichnet. Durch das kühlere Gemisch und die hohe Gemischoktanzahl kann das Verdichtungsverhältnis des Motors angehoben werden, so dass das Volllastdrehmoment gleich bzw. höher und der Kraftstoffverbrauch niedriger wird als im reinen Benzinbetrieb. Durch das größere Verdichtungsverhältnis wird auch der Teillastverbrauch verbessert. Durch den Gas-Flüssig-Kraftstoff-Mischbetrieb bleibt die Reichweite des reinen Flüssigkraftstoffbetriebes erhalten und die Gasdüsen nehmen einen kleineren Einbauraum ein, der es erlaubt, z. B. die Benzin-Gas-Düsen ohne große Änderungen am Motor durch Gas-Einspritzdüsen zu ersetzen.Natural gas is characterized by a reference octane number of 130. By the cooler mixture and the high mixture octane number, the compression ratio of the engine can be increased, so that the full load torque is equal to or higher and the fuel consumption is lower than in pure gasoline operation. Due to the larger compression ratio and the partial load consumption is improved. Due to the gas-liquid-fuel mixing operation, the range of pure liquid fuel operation is maintained and the gas nozzles occupy a smaller installation space, which allows, for. B. to replace the gasoline gas nozzles without major changes to the engine by gas injectors.

Anstelle von Benzin können auch Methanol, Ethanol oder ähnliche Kraftstoffe eingesetzt werden. Ebenso kann als gasförmiger Kraftstoff außer Erdgas beispielsweise auch Flüssiggas (LPG), Biogas, Wasserstoff und dergleichen verwendet werden.Instead of gasoline, methanol, ethanol or similar fuels can be used. Likewise, as the gaseous fuel other than natural gas, for example, liquid gas (LPG), biogas, hydrogen, and the like can also be used.

Auch bei dieser Ausführungsform kann der Verbrennungsmotor 1 mit nur einer Art von Kraftstoff betrieben werden. Es ist daher unerheblich, ob während der Fahrt der flüssige oder der gasförmige Kraftstoff ausgeht.Also in this embodiment, the internal combustion engine 1 be operated with only one type of fuel. It is therefore irrelevant whether the liquid or gaseous fuel runs out while driving.

Claims (13)

Verbrennungsmotor mit Verbrennungsräumen, in die flüssiger und gasförmiger Kraftstoff zusammen mit angesaugter Luft eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) in dem Bereich, in dem ein schädlicher HC-Überschuss entsteht, mit nur einer Art von Kraftstoff betrieben wird.Internal combustion engine with combustion chambers into which liquid and gaseous fuel are introduced together with intake air, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is operated with only one type of fuel in the area where a harmful HC surplus arises. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) beim Start und/oder im Leerlauf mit nur einer Art von Kraftstoff, vorzugsweise mit flüssigem Kraftstoff, betrieben wird.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) at startup and / or idle with only one type of Fuel, preferably with liquid fuel, is operated. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) im Volllastbereich mit nur einer Art von Kraftstoff betrieben wird.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is operated in the full load range with only one type of fuel. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) im Volllastbereich mit flüssigem und gasförmigem Kraftstoff betrieben wird.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is operated in the full load range with liquid and gaseous fuel. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) im Transientenbereich mit nur einer Art von Kraftstoff betrieben wird.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is operated in the transient region with only one type of fuel. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Diesel als flüssiger Kraftstoff der Verbrennungsmotor (1) in dem Bereich, in dem ein schädlicher HC-Überschuss entsteht, ausschließlich mit Diesel betrieben wird.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that in diesel as a liquid fuel of the internal combustion engine ( 1 ) is operated exclusively with diesel in the area where a harmful excess of HC is produced. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ottomotor Benzin oder der gasförmige Kraftstoff als alleiniger Kraftstoff in dem Bereich eingesetzt wird, in dem beim Mischbetrieb ein schädlicher HC-Überschuss entsteht.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that in a gasoline engine, gasoline or the gaseous fuel is used as the sole fuel in the area in which a harmful HC excess is produced in the mixed operation. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige bzw. gasförmige Kraftstoff exzentrisch nahe am Einlassventil in ein Saugrohr (27) oder einen Saugkanal eingespritzt wird.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid or gaseous fuel eccentrically close to the intake valve in a suction pipe ( 27 ) or a suction channel is injected. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzung des gasförmigen Kraftstoffes nahe dem Einlassventil (28) in den Verbrennungsraum (38) des Verbrennungsmotors (1) erfolgt.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the injection of the gaseous fuel near the inlet valve ( 28 ) into the combustion chamber ( 38 ) of the internal combustion engine ( 1 ) he follows. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzdruck des gasförmigen Kraftstoffes durch wenigstens ein Druckregelventil (13) an alle Betriebszustände anpassbar ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the injection pressure of the gaseous fuel by at least one pressure regulating valve ( 13 ) is adaptable to all operating conditions. Nach/Umrüstsatz für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens eine Halteplatte (31) für wenigstens eine Einspritzdüse (12) für gasförmigen Kraftstoff aufweist, an die eine Zuführleitung (11, 34) für den gasförmigen Kraftstoff anschließbar ist, und dass die Halteplatte (31) als Zwischenflansch zwischen einem Zylinderkopf (30) des Verbrennungsmotors (1) und der Saugrohranlage (27, 35) ausgebildet ist.After / conversion kit for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises at least one retaining plate ( 31 ) for at least one injection nozzle ( 12 ) for gaseous fuel to which a supply line ( 11 . 34 ) is connectable to the gaseous fuel, and that the retaining plate ( 31 ) as an intermediate flange between a cylinder head ( 30 ) of the internal combustion engine ( 1 ) and the intake manifold ( 27 . 35 ) is trained. Nach/Umrüstsatz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (12) exzentrisch zu einem Durchlass (33) in der Halteplatte (31) angeordnet ist.Nach / Umrüstsatz according to claim 11, characterized in that the injection nozzle ( 12 ) eccentric to a passage ( 33 ) in the retaining plate ( 31 ) is arranged. Nach/Umrüstsatz nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einen der Durchlässe (33) der Halteplatte (31) wenigstens ein die Qualität des gasförmigen Kraftstoffes erfassender Sensor (40) ragt.To / conversion kit according to claim 11 or 12, characterized in that in at least one of the passages ( 33 ) of the retaining plate ( 31 ) at least one of the quality of the gaseous fuel sensing sensor ( 40 protrudes.
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