DE102019102900A1 - Vorrichtung zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Vorrichtung zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wasserspeicher (100) zur Speicherung von Wasser, einen Kraftstoffspeicher (101) zur Speicherung von Kraftstoff, Fluidleitungen (103) und einen Emulsionsmischer mit einer Mischkammer (102), zwei Eingängen (104) und einem Ausgang (105), wobei der Wasserspeicher (100) über eine der Fluidleitungen (103) mit einem ersten der Eingänge (104) verbunden ist, wobei der Kraftstoffspeicher (101) über eine der Fluidleitungen (103) mit einem zweiten der Eingänge (104) verbunden ist, wobei der Emulsionsmischer dazu ausgebildet ist, eine Emulsion über den Ausgang (105) auszugeben, die den Kraftstoff und das Wasser umfasst, wobei der Emulsionsmischer ein einstellbares Mischmittel in der Mischkammer (102) umfasst, das dazu ausgebildet ist, ein Mischungsverhältnis zwischen dem Wasser und dem Kraftstoff in der Emulsion einzustellen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei der Verbrennungskraftmaschine kann es sich beispielsweise um einen Dieselmotor oder um einen Ottomotor handeln.
- Kraftstoffemulsionen aus Wasser und einem Kraftstoff werden in Verbrennungskraftmaschinen eingespritzt, um die Masse der beim Verbrennungsvorgang erzeugten Stickstoffoxide, insbesondere am Dieselmotor zu verringern. Am Ottomotor kann durch Emulsionseinspritzung die Kühleinwirkung des Wassers im Hochlastbetrieb genutzt werden, um die Klopfneigung zu reduzieren, stöchiometrisches Gemisch einzustellen und die abgasführenden Bauteile vor zu hohen Temperaturen zu schützen.
- Aus der
DE 101 97 207 B4 ist eine Vorrichtung mit einem Emulsionsmischer, einem Wasserspeicher und einem Kraftstoffspeicher bekannt. Der Wasserspeicher und der Kraftstoffspeicher sind dabei jeweils mit einer Fluidleitung über ein Ventil mit dem Emulsionsmischer verbunden. Das Mischungsverhältnis zwischen dem Kraftstoff und dem Wasser wird dabei durch die Ventile außerhalb des Emulsionsmischers eingestellt. - Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfacher zu steuernde Vorrichtung zu schaffen. Außerdem sollen ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines solchen Kraftfahrzeugs geschaffen werden.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 5 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die Vorrichtung umfasst einen Wasserspeicher zur Speicherung von Wasser, einen Kraftstoffspeicher zur Speicherung von Kraftstoff, Fluidleitungen und einen Emulsionsmischer mit einer Mischkammer, zwei oder mehreren Eingängen und einem Ausgang. Unter einer Mischkammer wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein - mit Ausnahme der Ein- und Ausgänge - abgeschlossener Raum verstanden, in dem kein Fluidaustausch mit einer die Mischkammer umgebenden Umgebung erfolgt.
- Der Wasserspeicher ist über eine der Fluidleitungen mit einem ersten der Eingänge verbunden. Der Kraftstoffspeicher ist über eine der Fluidleitungen mit einem zweiten der Eingänge verbunden. Unter einer Fluidleitung wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine Leitung verstanden, die dazu geeignet ist, Kraftstoff und/oder Wasser zu leiten. Es kann sich dabei beispielsweise um ein Rohr oder um einen Schlauch handeln.
- Der Emulsionsmischer ist dazu ausgebildet, eine Emulsion aus dem Wasser und dem Kraftstoff über den Ausgang auszugeben. Zu diesem Zweck weist der Emulsionsmischer ein in der Mischkammer angeordnetes Mischmittel auf. Das Mischmittel ist dazu ausgebildet, ein Mischungsverhältnis zwischen dem Wasser und dem Kraftstoff in der Emulsion einzustellen.
- Dadurch, dass das Mischmittel in der Mischkammer angeordnet ist, wird ein besonders kompakter Emulsionsmischer geschaffen, bei dem das Mischungsverhältnis einstellbar ist. Für die Einstellung des Mischungsverhältnisses werden keine Ventile außerhalb der Mischkammer benötigt. Außerdem kann das Mischungsverhältnis besonders einfach besonders genau eingestellt werden. Dafür muss lediglich das Mischmittel eingestellt werden. Im Vergleich mit beispielsweise zwei Ventilen halbiert sich somit die Anzahl der einzustellenden Komponenten.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung eine Steuereinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, das Mischmittel zu steuern. Die Steuerung kann beispielsweise elektronisch erfolgen.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Emulsionsmischer dazu ausgebildet sein, den Kraftstoff mit dem Wasser in der Mischkammer zu mischen.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Eingänge und der Ausgang an einem Gehäuse angeordnet sein. Die Mischkammer kann innerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
- Das Kraftfahrzeug umfasst eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung und eine Verbrennungskraftmaschine, die über eine dritte der Fluidleitungen mit dem Ausgang des Emulsionsmischers verbunden ist.
- Beim Verfahren werden Kraftstoff und Wasser der Mischkammer zugeführt. Ein Mischungsverhältnis zwischen dem Wasser und dem Kraftstoff wird durch das Mischmittel eingestellt. Die Emulsion, die das Wasser und den Kraftstoff im eingestellten Mischungsverhältnis umfasst, wird in der Mischkammer gemischt und anschließend in die Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Abbildung.
-
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung. - Die Vorrichtung umfasst einen Wasserspeicher
100 , einen Kraftstoffspeicher101 , einen Emulsionsmischer mit einer Mischkammer102 , zwei Eingängen104 und einem Ausgang105 . Der Wasserspeicher100 und der Kraftstoffspeicher101 sind über Fluidleitungen103 mit den Eingängen104 verbunden. Am Ausgang105 ist ebenfalls eine Fluidleitung103 angeschlossen, über die die Emulsion an eine Verbrennungskraftmaschine ausgegeben werden kann. In der Mischkammer102 ist ein Mischmittel angeordnet. - Im Betrieb werden Wasser und Kraftstoff über die Fluidleitungen
103 und die Eingänge104 aus dem Wasserspeicher100 und dem Kraftstoffspeicher101 der Mischkammer102 zugeführt. Unter Verwendung des darin angeordneten Mischmittels wird das gewünschte Verhältnis zwischen Kraftstoff und Wasser eingestellt. Die Emulsion, die den Kraftstoff und das Wasser in dem gewünschten Verhältnis umfasst, wird dann über den Ausgang105 und die Fluidleitung103 ausgegeben. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10197207 B4 [0003]
Claims (6)
- Vorrichtung zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wasserspeicher (100) zur Speicherung von Wasser, einen Kraftstoffspeicher (101) zur Speicherung von Kraftstoff, Fluidleitungen (103) und einen Emulsionsmischer mit einer Mischkammer (102), zwei Eingängen (104) und einem Ausgang (105), wobei der Wasserspeicher (100) über eine der Fluidleitungen (103) mit einem ersten der Eingänge (104) verbunden ist, wobei der Kraftstoffspeicher (101) über eine der Fluidleitungen (103) mit einem zweiten der Eingänge (104) verbunden ist, wobei der Emulsionsmischer dazu ausgebildet ist, eine Emulsion über den Ausgang (105) auszugeben, die den Kraftstoff und das Wasser umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Emulsionsmischer ein einstellbares Mischmittel in der Mischkammer (102) umfasst, das dazu ausgebildet ist, ein Mischungsverhältnis zwischen dem Wasser und dem Kraftstoff in der Emulsion einzustellen.
- Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, umfassend eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, das Mischmittel zu steuern.
- Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Emulsionsmischer dazu ausgebildet ist, den Kraftstoff mit dem Wasser in der Mischkammer (102) zu mischen.
- Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingänge (104) und der Ausgang (105) an einem Gehäuse angeordnet sind und dass die Mischkammer (102) innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
- Kraftfahrzeug, umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche und die Verbrennungskraftmaschine, wobei die Verbrennungskraftmaschine über eine dritte der Fluidleitungen (103) mit dem Ausgang verbunden ist.
- Verfahren zur Einspritzung einer Emulsion in eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs nach dem vorherigen Anspruch, umfassend die folgenden Schritte: - Zuführen von Wasser in die Mischkammer (102); - Zuführen von Kraftstoff in die Mischkammer (102); - Einstellen eines Mischungsverhältnisses zwischen dem Wasser und dem Kraftstoff durch das Mischmittel; - Mischen der Emulsion, die das Wasser und den Kraftstoff im eingestellten Mischungsverhältnis umfasst, in der Mischkammer; - Einspritzung der Emulsion in die Verbrennungskraftmaschine.
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