DE102011076670A1 - Fuel injection system for injecting fuel in internal combustion engine, has low-pressure system with tank and low-pressure pump, and water supply arrangement and device for admixing water to fuel - Google Patents

Fuel injection system for injecting fuel in internal combustion engine, has low-pressure system with tank and low-pressure pump, and water supply arrangement and device for admixing water to fuel Download PDF

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Abstract

The fuel injection system has a low-pressure system with a tank (1) and a low-pressure pump (9), and a water supply arrangement and a device for admixing water to the fuel. The device is provided as an ultrasound device that cooperates with a mixing chamber (2) integrated in the fuel injection system. The ultrasound device is provided as an ultrasonic pulser and ultrasonic probe. A fuel injection device is provided with a high pressure system with a high pressure pump (5). The ultrasound device and the mixing chamber are arranged in an upstream flow direction of the high pressure system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für Kraftstoff, aufweisend ein Niederdrucksystem mit einem Tank und einer Niederdruckpumpe, sowie eine Wasserbevorratungseinrichtung und eine Vorrichtung zur Beimischung von Wasser zu dem Kraftstoff. The invention relates to a fuel injection system for fuel, comprising a low-pressure system with a tank and a low-pressure pump, and a water storage device and a device for adding water to the fuel.

Stand der Technik State of the art

Ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem für Kraftstoff ist aus der DE 20 2007 002 851 U1 bekannt. Dieses Kraftstoffeinspritzsystem ist für Verbrennungsmaschinen aller Art ausgelegt und verarbeitet ein Kraftstoffgemisch aus herkömmlichem Kraftstoff und Wasser. Als Wasseranteil wird zumindest teilentgastes Wasser verwendet, wobei der Entgasungsgrad nach den Erfordernissen, z.B. dem Durchmischungsaufwand, dem Wasseranteil und dem Anteil sowie der Art sonstiger Hilfsmittel zur Emulsionsbildung, festgelegt wird. Der Mischung werden weiterhin in einem geringen Umfang Emulgatoren zugesetzt. Das Mischungsverhältnis von Kraftstoff zu Wasser beträgt mindestens 48% Kraftstoff und maximal 52% bestehend aus Wasser und ggf. Emulgatoren. Ein solcher hoher Wasseranteil von bis zu über 50% ist durch die Entgasung des Wassers möglich, wobei durch die Entgasung verbesserte Emulsionseffekte erreichbar sind.Such a fuel injection system for fuel is out of the DE 20 2007 002 851 U1 known. This fuel injection system is designed for all types of combustion engines and processes a fuel mixture of conventional fuel and water. At least partially degassed water is used as the water content, the degree of degassing being determined according to the requirements, for example the mixing effort, the proportion of water and the proportion as well as the type of other auxiliaries for emulsification. The mixture is further added to a small extent emulsifiers. The mixing ratio of fuel to water is at least 48% fuel and a maximum of 52% consisting of water and possibly emulsifiers. Such a high water content of up to more than 50% is possible by the degassing of the water, which can be achieved by the degassing improved emulsion effects.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Vorrichtung zur Beimischung von Wasser zu dem Kraftstoff bereitzustellen, mit dem eine stabile Kraftstoff-Wasser-Emulsion erzeugt werden kann. The invention has for its object to provide a fuel injection system with a device for adding water to the fuel, with which a stable fuel-water emulsion can be produced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Ultraschalleinrichtung ist, und dass die Ultraschalleinrichtung mit einer in das Kraftstoffeinspritzsystem integrierten Mischkammer zusammenwirkt. Mit einer Ultraschalleinrichtung kann eine zumindest über mehrere Stunden stabile Kraftstoff-Wasser-Emulsion erzeugt werden. Dabei wird dem Kraftstoff unmittelbar vor oder in einer den Kraftstoffeinspritzsystem zugeordneten Einspritzvorrichtung die gewünschte Wassermenge zudosiert und mit der Ultraschalleinrichtung in eine über Stunden stabile Emulsion gebracht. Diese Emulsion wird dann über die konventionelle Einspritzvorrichtung direkt in ein beliebiges System eingespritzt. Betriebspunktabhängig kann dabei der Wassergehalt der Emulsion in weiten Bereichen variiert werden.This object is achieved in that the device is an ultrasonic device, and that the ultrasonic device cooperates with a mixing chamber integrated in the fuel injection system. An ultrasound device can be used to generate a fuel-water emulsion that is stable for at least several hours. In this case, the fuel is added to the fuel immediately before or in a fuel injection system associated with the desired amount of water and brought with the ultrasonic device in an hourly stable emulsion. This emulsion is then injected directly into any system via the conventional injector. Depending on the operating point, the water content of the emulsion can be varied within wide ranges.

Insbesondere bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff entstehen Stickoxide und Rußpartikel. Diese Rußpartikel können über einen Rußfilter aus dem Abgas ausgeschieden und beispielsweise verbrannt werden. Die Vermeidung von Stickoxiden kann durch eine Verbesserung der Gemischaufbereitung vor der Verbrennung erreicht werden. Dies ist aber mit steigendem Einspritzdruck und damit erhöhtem Aufwand für das Kraftstoffeinspritzsystem verbunden. Zudem muss die Energie für den hohen Druck aufgebracht werden, was wiederum den Verbrauch des Kraftstoffeinspritzsystems erhöht. Alternativ kann auch ein Betriebspunkt im Stickoxid/Ruß-Emissionsdiagramm gewählt werden, bei dem niedrige Stickoxidemissionen auf Kosten von erhöhter Rußemissionen erreicht werden. Wenn auch die Rußemissionen durch den Einsatz eines Partikelfilters eliminiert werden können, ist dieses System mit einem höheren Verbrauch verbunden. In particular, the combustion of diesel fuel produces nitrogen oxides and soot particles. These soot particles can be eliminated via a soot filter from the exhaust gas and burned, for example. The avoidance of nitrogen oxides can be achieved by improving the mixture preparation before combustion. However, this is associated with increasing injection pressure and thus increased effort for the fuel injection system. In addition, the energy for the high pressure must be applied, which in turn increases the consumption of the fuel injection system. Alternatively, an operating point in the nitrogen oxide / soot emission diagram can be selected in which low nitrogen oxide emissions are achieved at the expense of increased soot emissions. Although soot emissions can be eliminated by using a particulate filter, this system requires more fuel.

Durch die Beigabe von Wasser zusammen mit dem Kraftstoff in den Brennraum oder eine Brennkammer, kann die Temperatur bei der Verbrennung abgesenkt werden, so dass die Stickoxidentstehung reduziert oder vermieden wird. Dadurch kann alternativ bei gleicher Stickoxidemission im Vergleich zu herkömmlichen Brennverfahren der Verbrauch gesenkt werden. By adding water together with the fuel in the combustion chamber or a combustion chamber, the temperature can be lowered during combustion, so that the nitrogen oxide formation is reduced or avoided. As a result, the consumption can be reduced alternatively with the same nitrogen oxide emission compared to conventional combustion processes.

Die Beigabe von Wasser in den Brennraum oder die Brennkammer kann auch durch eine direkte Einspritzung in den Brennraum bzw. die Brennkammer erfolgen. Nachteil dieser Methode ist es aber, das zu dem Kraftstoffeinspritzsystem ein weiteres System für die Einspritzung von Wasser vorhanden sein muss, wobei zudem bei einer Benetzung der Brennraumwände oder der Brennkammerwände mit Wasser beispielsweise Korrosion auftreten kann. The addition of water into the combustion chamber or the combustion chamber can also be effected by direct injection into the combustion chamber or the combustion chamber. Disadvantage of this method, however, is that to the fuel injection system, a further system for the injection of water must be present, in addition, when wetting the combustion chamber walls or the combustion chamber walls with water, for example, corrosion may occur.

Alternativ kann aber mit einem konventionellen Kraftstoffeinspritzsystem beziehungsweise dessen Einspritzvorrichtung eine Kraftstoff-Wasser-Emulsion dann eingespritzt werden, wenn diese stabil ist. Stabil bedeutet, dass die Emulsion zumindest für den Zeitraum, in dem diese in den Brennraum bzw. die Brennkammer eingespritzt wird, ohne Zersetzungsgefahr, aufrechterhalten wird. Dies ist gemäß dem Stand der Technik nur durch Zugabe eines Emulgators möglich, der eine Lagerung der Emulsion auch über eine längere Zeit in der Größenordnung von zumindest mehreren Tagen ermöglicht. Nachteilig ist, dass der in einem Behälter zu bevorratende Emulgator den Emissionsvorschriften genügen muss und gegebenenfalls die Emissionen deutlich verschlechtern kann. Schließlich kann bei einer solchen vorgefertigten Emulsion der Wassergehalt nicht individuell beispielsweise betriebspunktabhängig an die Erfordernisse angepasst werden. Alternatively, however, with a conventional fuel injection system or its injection device, a fuel-water emulsion can then be injected if it is stable. Stable means that the emulsion is maintained at least for the period in which it is injected into the combustion chamber or the combustion chamber, without risk of decomposition. This is possible according to the prior art only by adding an emulsifier, which allows storage of the emulsion over a longer time on the order of at least several days. The disadvantage is that the emulsifier to be stored in a container has to comply with emission regulations and, if appropriate, can markedly reduce emissions. Finally, with such a prefabricated emulsion, the water content can not be adjusted individually to the requirements, for example, depending on the operating point.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung als Ultraschalleinrichtung, die mit einer in das Kraftstoffeinspritzsystem integrierten Mischkammer zusammenwirkt, lassen sich die geschilderten Nachteile allesamt ausschalten und eine über einen längeren Zeitraum stabile Kraftstoff-Wasser-Emulsion erzeugen, bei der der Wassergehalt in weiten Grenzen betriebspunktabhängig veränderbar ist. Dabei ist der Bauaufwand für die Vorrichtung im Vergleich zu anderen Systemen überschaubar.Due to the inventive design of the device as an ultrasonic device, which is integrated with a in the fuel injection system Mixing chamber cooperates, the disadvantages can all turn off and produce a stable over a longer period of fuel-water emulsion, in which the water content is variable depending on operating point dependent. The construction cost of the device compared to other systems manageable.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Ultraschalleinrichtung eine Ultraschallsonde oder in alternativer Ausgestaltung ein Ultraschallpulser. Mit solchen Ultraschalleinrichtungen lässt sich eine stabile Kraftstoff-Wasser-Emulsion besonders vorteilhaft erzeugen. Dabei wird bei beiden Ultraschalleinrichtungen das Wasser in die Mischkammer dosiert eingegeben und von der Ultraschalleinrichtung wird das Wasser mit dem Kraftstoff in eine stabile Emulsion gebracht. In a development of the invention, the ultrasound device is an ultrasound probe or, in an alternative embodiment, an ultrasound pulse. With such ultrasonic devices, a stable fuel-water emulsion can be produced particularly advantageously. In this case, in both ultrasonic devices, the water is metered into the mixing chamber and the ultrasound device brings the water with the fuel into a stable emulsion.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Hochdrucksystem mit einer Hochdruckpumpe auf und die Ultraschalleinrichtung und die Mischkammer sind in Strömungsrichtung vor dem Hochdrucksystem angeordnet oder alternativ sind sie Bestandteil des Hochdrucksystems. Die Anordnung der Mischkammer vor dem Hochdrucksystem hat den Vorteil, dass das Wasser nur unter dem geringen Druck des Niederdrucksystems in die Mischkammer eingebracht werden muss. Wird das Wasser aber in das Hochdrucksystem eingebracht, muss das Wasser entsprechend dem in dem Hochdrucksystem herrschenden Druck gefördert bzw. eingebracht werden. Andererseits hat dieses System den Vorteil, dass die Möglichkeit eines Kontakts mit beispielsweise korrosionsgefährdeten Teilen des vorgeschalteten Hochdrucksystems gering ist.In a development of the invention, the fuel injection device has a high-pressure system with a high-pressure pump, and the ultrasonic device and the mixing chamber are arranged upstream of the high-pressure system in the flow direction or alternatively they are part of the high-pressure system. The arrangement of the mixing chamber before the high pressure system has the advantage that the water must be introduced only in the mixing chamber under the low pressure of the low pressure system. However, if the water is introduced into the high-pressure system, the water must be conveyed or introduced in accordance with the pressure prevailing in the high-pressure system. On the other hand, this system has the advantage that the possibility of contact with, for example, corrosion-prone parts of the upstream high-pressure system is low.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Hochdrucksystem eine kraftstoffgeschmierte Hochdruckpumpe aufweist und dass die Mischkammer dem Schmiersystem der Hochdruckpumpe nachgeschaltet ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine nachteilige Beeinflussung des gesamten Schmiersystems vermieden. Dabei kann die Mischklammer aber noch vor dem eigentlichen Hochdrucksystem angeordnet sein.In a further embodiment, it is provided that the high-pressure system has a fuel-lubricated high-pressure pump and that the mixing chamber is connected downstream of the lubrication system of the high-pressure pump. By this configuration, an adverse effect on the entire lubrication system is avoided. However, the mixing bracket can still be arranged before the actual high-pressure system.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Hochdrucksystem Bestandteil einer Brennkraftmaschine und der Kraftstoff ist Dieselkraftstoff. Insbesondere bei einer solchen Anwendung in Verbindung mit einem Common Rail Einspritzsystem ist der Gegenstand der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. In a further development of the invention, the high-pressure system is part of an internal combustion engine and the fuel is diesel fuel. In particular, in such an application in conjunction with a common rail injection system, the subject of the invention is advantageously implemented.

Alternativ ist in weiterer Ausgestaltung das Kraftstoffeinspritzsystem ein Brenner, beispielsweise ein Brenner zum Anbau an eine Regenerationseinrichtung für einen Rußfilter. Der Brenner kann aber auch ein beliebiger sonstiger mit einem Dieselkraftstoff oder Öl, insbesondere Heizöl betriebener Brenner sein, der beispielsweise in einer Heizungsanlage eingesetzt wird. Alternatively, in another embodiment, the fuel injection system is a burner, for example a burner for mounting on a regeneration device for a soot filter. However, the burner can also be any other burner operated with a diesel fuel or oil, in particular fuel oil, which is used, for example, in a heating system.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Kraftstoffeinspritzsystem eine Einspritzvorrichtung, die beispielsweise Kraftstoffinjektoren aufweisen kann, auf und die Einspritzvorrichtung weist zudem einen Wasserabscheider auf. Ein solcher Wasserabscheider wird vorgesehen, wenn die Möglichkeit besteht, dass die Wasser-Brennstoff-Emulsion über einen längeren Zeitraum in dem Kraftstoffeinspritzsystem beispielsweise im Rahmen einer Abstellung verbleibt oder aber wenn die Einspritzvorrichtung einen Leckagestrom aufweist, der in den Tank zurückgeführt wird. In einem solchen Fall wird dann das Wasser aus der Emulsion herausgetrennt, so dass in den Tank nur Kraftstoff zurückgeführt wird. In a further development of the invention, the fuel injection system has an injection device, which may have fuel injectors, for example, and the injection device also has a water separator. Such a water separator is provided if there is the possibility that the water-fuel emulsion remains in the fuel injection system for a longer period of time, for example, in the context of shutdown or if the injection device has a leakage flow, which is returned to the tank. In such a case, the water is then separated from the emulsion, so that only fuel is returned to the tank.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind. Further advantageous embodiments can be found in the drawing description in which embodiments of the invention illustrated in the figures are described in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen: Show it:

1 in schematischer Darstellung das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Mischungsvorrichtung für Kraftstoff und Wasser, 1 a schematic representation of the basic principle of the fuel injection system according to the invention with a mixing device for fuel and water,

2 eine Anordnung einer Mischungsvorrichtung vor einer Zumesseinheit einer Hochdruckpumpe und 2 an arrangement of a mixing device in front of a metering unit of a high pressure pump and

3 eine Anordnung einer Mischungsvorrichtung vor einer Hochdruckpumpe oder alternativ im Hochdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems. 3 an arrangement of a mixing device in front of a high pressure pump or alternatively in the high pressure region of the fuel injection system.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt in schematischer Darstellung das Grundprinzip einer Mischungsvorrichtung für Kraftstoff und Wasser, wobei in einem Tank 1 Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, bevorratet und über eine nicht dargestellte Niederdruckpumpe einer Mischkammer 2 zugeführt wird. Gleichzeitig wird der Mischkammer 2 einer Wasserbevorratungseinrichtung 3, die bevorzugt ein Wassertank ist, Wasser zugeführt. Dabei ist das Zumischungsverhältnis von Wasser zu dem Kraftstoff über eine nicht dargestellte Dosierungseinrichtung, beispielsweise ein Ventil, das in die Zuleitung von Wasser in die Mischkammer 2 eingeschaltet ist, einstellbar. Mit der Mischkammer 2 wirkt eine Ultraschalleinrichtung 4, die eine Ultraschallsonde oder ein Ultraschallpulser ist, zusammen. Bei einer Aktivierung der Ultraschalleinrichtung 4 wird der in die Mischkammer 2 eingebrachte Kraftstoff und das Wasser zu einer Kraftstoff-Wasser-Emulsion vermischt. Diese Emulsion wird dann aus der Mischkammer 2 dem Hochdrucksystem der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zugeführt. 1 shows a schematic representation of the basic principle of a mixing device for fuel and water, wherein in a tank 1 Fuel, especially diesel fuel, stored and a non-illustrated low-pressure pump a mixing chamber 2 is supplied. At the same time the mixing chamber 2 a water storage facility 3 which is preferably a water tank, supplied with water. In this case, the admixing ratio of water to the fuel via a metering device, not shown, for example, a valve which is in the supply of water into the mixing chamber 2 is switched on, adjustable. With the mixing chamber 2 acts an ultrasonic device 4 , which is an ultrasonic probe or an ultrasonic pulse, together. Upon activation of the ultrasonic device 4 gets into the mixing chamber 2 introduced fuel and the water is mixed to a fuel-water emulsion. This emulsion is then removed from the mixing chamber 2 supplied to the high-pressure system of the fuel injection device.

In 2 ist schematisch eine Hochdruckpumpe 5 eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine, mit dem Dieselkraftstoff in einen Hochdruckspeicher 17 (3) eines Common-Rail-Einspritzsystems gefördert wird, dargestellt. Die Hochdruckpumpe 5 weist ein Pumpengehäuse 6 auf, in dem eine Nockenwelle 7 drehbar gelagert ist. Die zwei Nocken aufweisende Nockenwelle 7 wird in geeigneter Weise von einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine direkt oder indirekt angetrieben und in der durch einen Pfeil dargestellten Drehrichtung bewegt. In dem Pumpengehäuse 6 ist ein Pumpenraum 8 gebildet, in den der Kraftstoff von der Niederdruckpumpe 9 eingebracht wird. Von dem in den Pumpenraum 8 eingebrachten Kraftstoff wird unter Anderem die nicht weiter dargestellte Lagerung der Nockenwelle 7 geschmiert und der an den Lagerstellen vorbeigeführte Kraftstoff wird über eine Rückführleitung zurück in den Tank 1 geführt.In 2 is schematically a high pressure pump 5 a fuel injection system for an internal combustion engine, with the diesel fuel in a high-pressure accumulator 17 ( 3 ) of a common rail injection system is shown, shown. The high pressure pump 5 has a pump housing 6 in which a camshaft 7 is rotatably mounted. The two cam camshaft 7 is suitably driven directly or indirectly by a crankshaft or a camshaft of the internal combustion engine and moved in the direction of rotation shown by an arrow. In the pump housing 6 is a pump room 8th formed into which the fuel from the low-pressure pump 9 is introduced. From the pump room 8th introduced fuel is, among other things, the not shown bearing the camshaft 7 lubricated and the fuel passed at the bearings is returned to the tank via a return line 1 guided.

Mit der Nockenwelle 7 beziehungsweise deren Nocken wirkt eine Laufrolle 10 eines Rollenstößels 11 zusammen und setzt die Drehbewegung der Nockenwelle 7 in eine translatorische Auf- und Ab-Bewegung eines Pumpenstößels 12 um. Der Pumpenstößel 12 ist in einen Pumpenzylinder 13, der einstückig mit einem Pumpenzylinderkopf 14 ausgebildet ist, beweglich. In dem Pumpenzylinder 13 bzw. dem Pumpenzylinderkopf 14 ist zusammenwirkend mit dem Pumpenstößel 12 ein Pumpenarbeitsraum 15 eingelassen. Dem Pumpenarbeitsraum 15 wird von einer Zumesseinheit 16 gesteuert eine Kraftstoff-Wasser-Emulsion zugeführt. Die Kraftstoff-Wasser-Emulsion wird – wie zu 1 beschrieben – in der Mischkammer 2 aus zugeführtem Wasser und Kraftstoff unter Einsatz der Ultraschalleinrichtung gemischt. Der der Mischkammer 2 zugeführte Kraftstoff wird im Übrigen aus dem Pumpenraum 8 in geeigneter Weise in die Mischkammer 2 weitergeleitet.With the camshaft 7 or the cam acts as a roller 10 a roller plunger 11 together and sets the rotational movement of the camshaft 7 in a translational up and down movement of a pump plunger 12 around. The pump tappet 12 is in a pump cylinder 13 which is integral with a pump cylinder head 14 is formed, movable. In the pump cylinder 13 or the pump cylinder head 14 is cooperative with the pump plunger 12 a pump workroom 15 admitted. The pump workroom 15 is from a metering unit 16 controlled fed a fuel-water emulsion. The fuel-water emulsion will - how to 1 described - in the mixing chamber 2 from supplied water and fuel mixed using the ultrasonic device. The mixing chamber 2 supplied fuel is incidentally from the pump room 8th suitably in the mixing chamber 2 forwarded.

Die in den Pumpenarbeitsraum 15 eingebrachte Kraftstoff-Wasser-Emulsion wird bei einem Förderhub des Pumpenstößels 12 weiter in den Hochdruckspeicher 17 gefördert. Zur ordnungsgemäßen Funktion ist in die Verbindungsleitung von der Zumesseinheit 16 zu dem Pumpenarbeitsraum 15 ein Saugventil und in die Verbindungsleitung zwischen dem Pumpenarbeitsraum 15 und dem Hochdruckspeicher 17 ein Rückschlagventil eigesetzt.The in the pump work space 15 introduced fuel-water emulsion is at a delivery stroke of the pump plunger 12 further into the high-pressure accumulator 17 promoted. For proper function is in the connecting line from the metering unit 16 to the pump work space 15 a suction valve and into the connecting pipe between the pump working space 15 and the high pressure accumulator 17 a check valve used.

3 zeigt wiederum in einer mehr schematischen Darstellung die in 2 dargestellte Ausführung des Kraftstoffeinspritzsystems, wobei alternativ auch dargestellt ist, dass die Mischkammer 2 in das Hochdrucksystem der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingeschaltet sein kann. Konkret wirkt in dem Ausführungsbeispiel die Mischkammer 2 mit dem Hochdruckspeicher 17 zusammen. Bei dieser Ausführungsform wird das Wasser mit einem Druck, der dem von der Hochdruckpumpe erzeugten Druck entspricht, in die Mischkammer 2 eingebracht und von der Ultraschalleinrichtung 4 mit dem Kraftstoff zu der Kraftstoff-Wasser-Emulgation vermischt. Der Hochdruckspeicher 17 ist im Übrigen über eine oder mehrere Hochdruckleitungen mit Kraftstoffinjektoren 18 verschaltet, durch die die Kraftstoff-Wasser-Emulgation in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Durch die Beigabe von Wasser zu dem Kraftstoff kann die Verbrennungstemperatur in dem jeweiligen Brennraum abgesenkt werden, so dass die Stickoxid Entstehung zumindest verringert wird. Dadurch kann bei anderer Auslegung bei gleicher Stickoxidemission im Vergleich zum herkömmlichen Brennverfahren ohne Wasserzugabe der Verbrauch gesenkt werden. 3 again shows in a more schematic representation the in 2 illustrated embodiment of the fuel injection system, wherein alternatively also shown that the mixing chamber 2 can be turned on in the high-pressure system of the fuel injection device. Specifically, in the embodiment, the mixing chamber acts 2 with the high-pressure accumulator 17 together. In this embodiment, the water is at a pressure corresponding to the pressure generated by the high-pressure pump in the mixing chamber 2 introduced and from the ultrasonic device 4 mixed with the fuel to the fuel-water emulsification. The high-pressure accumulator 17 Incidentally, it is via one or more high-pressure lines with fuel injectors 18 interconnected, through which the fuel-water emulsification is injected into associated combustion chambers of the internal combustion engine. By adding water to the fuel, the combustion temperature can be lowered in the respective combustion chamber, so that the nitrogen oxide formation is at least reduced. As a result, the consumption can be reduced in another design with the same nitrogen oxide emissions compared to the conventional combustion process without adding water.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (9)

Kraftstoffeinspritzsystem für Kraftstoff, aufweisend ein Niederdrucksystem mit einem Tank (1) und einer Niederdruckpumpe (9), sowie eine Wasserbevorratungseinrichtung (3) und eine Vorrichtung zur Beimischung von Wasser zu dem Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Ultraschalleinrichtung (4) ist, und dass die Ultraschalleinrichtung (4) mit einer in das Kraftstoffeinspritzsystem integrierten Mischkammer (2) zusammenwirkt. Fuel injection system for fuel, comprising a low-pressure system with a tank ( 1 ) and a low pressure pump ( 9 ), as well as a water storage device ( 3 ) and a device for adding water to the fuel, characterized in that the device comprises an ultrasonic device ( 4 ) and that the ultrasonic device ( 4 ) with a mixing chamber integrated in the fuel injection system ( 2 ) cooperates. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschalleinrichtung (4) eine Ultraschallsonde ist.Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the ultrasonic device ( 4 ) is an ultrasonic probe. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschalleinrichtung (4) ein Ultraschallpulser ist. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the ultrasonic device ( 4 ) is an ultrasonic pulse. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Hochdrucksystem mit einer Hochdruckpumpe (5) aufweist und dass die Ultraschalleinrichtung (4) und die Mischkammer (2) in Strömungsrichtung vor dem Hochdrucksystem angeordnet sind.Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel injection device is a high pressure system with a high pressure pump ( 5 ) and that the ultrasonic device ( 4 ) and the mixing chamber ( 2 ) are arranged in the flow direction in front of the high-pressure system. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Hochdrucksystem mit einer Hochdruckpumpe (5) aufweist und dass die Ultraschalleinrichtung (4) und die Mischkammer (2) Bestandteil des Hochdrucksystems sind.Fuel injection system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fuel injection device, a high-pressure system with a high-pressure pump ( 5 ) and that the ultrasonic device ( 4 ) and the mixing chamber ( 2 ) Are part of the high-pressure system. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdrucksystem eine kaftstoffgeschmierte Hochdruckpumpe (5) aufweist und die Mischkammer (2) dem Schmiersystem der Hochdruckpumpe (5) nachgeschaltet sind.Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the high-pressure system is a kaftstoffgeschmierte high-pressure pump ( 5 ) and the mixing chamber ( 2 ) the lubrication system of the high-pressure pump ( 5 ) are connected downstream. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzsystem Bestandteil einer Brennkraftmaschine ist. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel injection system is part of an internal combustion engine. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzsystem ein Brenner ist. Fuel injection system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel injection system is a burner. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzsystem eine Einspritzvorrichtung aufweist und dass die Einspritzvorrichtung einen Wasserabscheider aufweist. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel injection system comprises an injection device and that the injection device comprises a water separator.
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