DE19609799C2 - Druckspeichereinspritzsystem - Google Patents

Druckspeichereinspritzsystem

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Description

Die Erfindung betrifft ein Druckspeichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, mit einer Anzahl von durch eine Hochdruckpumpe über einen gemeinsamen Vorspeicher mit Brennstoff versorgten Brennstoffeinspritzeinrichtungen, wobei der Motor wahlweise mit einem ersten Brennstoff oder mit einem zweiten Brennstoff in Form von reinem Brennstoff oder einer Emulsion aus Brennstoff und einem gegenüber dem Brennstoff unlösbaren weiteren Stoff betreibbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind durch die der Brennstoff in einem Kreislauf durch den gemeinsamen Vorspeicher geführt wird.
Für die Zukunft ist zu erwarten, daß für den Betrieb von Dieselmotoren, insbesondere von Großdieselmotoren die Verwendung von Emulsionsbrennstoff zunehmend an Bedeutung gewinnt, um die Abgasemissionswerte, vor allem bei den Stickoxiden, zu vermindern, und um den spezifischen Brennstoffverbrauch im Hochlastbereich zu verringern. Unter einem Emulsionsbrennstoff wird ein Brennstoff verstanden, bei dem Brennstoff und ein gegenüber dem Brennstoff unlösbarer weiterer Stoff in einer Emulsion vorliegen, zum Beispiel Wasser und Dieselöl, Wasser und Schweröl oder Methanol und Dieselöl, wobei am häufigsten eine Emulsion aus Wasser und leichtem oder schwerem Dieselöl verwendet wird.
Eine Schwierigkeit beim Betrieb eines Verbrennungsmotors mit einem Emulsionsbrennstoff besteht darin, daß bei einer längeren Betriebspause des Motors eine Trennung der beiden gegeneinander nicht lösbaren Bestandteile der Emulsion stattfindet, so daß beim nächsten Startvorgang des Motors anstelle Emulsion möglicherweise nur zum Beispiel Wasser bei der Verwendung einer Öl-Wasser-Emulsion eingespritzt wird und sich die Starteigenschaften des Motors somit stark verschlechtern.
Eine weitere Schwierigkeit beim Betrieb mit einem Emulsionsbrennstoff ist es, daß bei einer Laständerung des Motors eine schnelle Anpassung der Zusammensetzung der Emulsion erforderlich ist. So macht beispielsweise ein Lastabwurf von mittlerer bis Vollast auf weniger als 30% Last eine schnelle Änderung der Brennstoffzusammensetzung auf reinen Brennstoff erforderlich, da andernfalls die Verbrennung erlöschen könnte. Jedoch auch bei Erhöhung der Last ist es wünschenswert, die Brennstoffzusammensetzung möglichst schnell an die Erfordernisse des Lastzustandes anzupassen, um den Motor optimal betreiben zu können.
Aus der den nächstkommenden Stand der Technik darstellenden WO 94/08132 A1 ist ein System zur Versorgung eines Motors mit Brennstoff bekannt, bei dem eine Anzahl von Brennstoffzumeßvorrichtungen über einen gemeinsamen Verteiler mit verschiedenen Brennstoffen versorgt werden. Um scharfe Änderungen der Verbrennungseigenschaften des Brennstoffs beim Umschalten von einem Brennstoff auf einen anderen zu verhindern, wird der Brennstoff in dem gemeinsamen Verteiler über eine von dessen Ende zu einer Mischkammer an dessen Anfang führende Rücklaufleitung durch die Wirkung einer . Umwälzpumpe in Zirkulation versetzt, wobei das Volumen des zirkulierenden Brennstoffs groß sein soll gegenüber der maximal von den Brennstoffzumeßvorrichtungen an den Motor abgegebenen Brennstoffmenge. Dadurch soll beim Umschalten von einem Brennstoff auf einen anderen eine Vermischung der Brennstoffe erreicht werden, so daß sich die Zusammensetzung des von den Brennstoffzumeßvorrichtungen an den Motor abgegebenen Brennstoffs nur allmählich ändert.
Aus der US 2,911,958 A geht ein Einspritzsystem als bekannt hervor, das je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf unterschiedliche Kraftstoffarten, insbesondere auch auf ein Gemisch aus zwei Kraftstoffen umschaltet. Bei einem Wechsel der Kraftstoffart wird der von den Injektoren abströmende, überschüssige Kraftstoff in einem Akkumulator gesammelt und damit nicht zu den Injektoren zurückgeführt. Der im Akkumulator gesammelte Kraftstoff wird erst dann wieder in den Kreislauf zurückgegeben, wenn wieder auf die ursprüngliche Kraftstoffart zurückgeschaltet wird. Mit dem Akkumulator wird bewirkt, daß der in den Leitungen zu den Injektoren anstehende Kraftstoff schneller verbraucht wird und damit der nachrückende Kraftstoff anderer Art entsprechend schneller zu den Injektoren gelangt. Eine derartige Vorgehensweise macht nur Sinn bei kleinvolumigen Einspritzleitungen, die keinen Druckspeicher darstellen, da nur bei kleinen Vorlaufmengen eine Kraftstoffumstellung in vertretbarer Zeit erreicht werden kann. Der Akkumulator stellt keinen Druckspeicher dar, da er lediglich als Sammelbehälter für den Leckagekraftstoff dient.
Das aus der GB 2 109 457 A ersichtliche Einspritzsystem beinhaltet ein Emulgiergerät zur Herstellung einer Emulsion aus Wasser und Dieselkraftstoff. Abhängig vom Lastzustand wird den Injektoren Dieselkraftstoff oder eine Emulsion zugeführt. Zur Umschaltung dienen Steuerventile in den Kraftstoffleitungen. An den Injektoren nicht gebrauchter Überschußkraftstoff wird in einem Kreislauf zum Emulgiergerät zurückgeführt. Der Überschußkraftstoff dient zum Kühlen der Injektoren. Die Änderung der Kraftstoffzusammensetzung beim Übergang von einer Brennstoffzusammensetzung zu einer anderen erfolgt an den Injektoren mit einer Zeitverzögerung, nämlich wenn die in der Einspritzleitung vor den Injektoren anstehende Kraftstoffmenge vollständig aufgebraucht ist. Nur weil das Einspritzsystem keine großvolumigen Leitungen, insbesondere keinen Druckspeicher enthält, ist bei diesem herkömmlichen System die Kraftstoffumstellung in vertretbarer Zeit erreichbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Druckspeichereinspritzsystem anzugeben, das eine schnelle Anpassung der Zusammensetzung des Brennstoffs bei Emulsionsbetrieb möglich macht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem System der vorausgesetzten Art durch die in den Ansprüchen 1 oder 6 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Brennstoffeinspritzsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Schema eines Brennstoffeinspritzsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 und 4 Ausschnitte aus schematischen Darstellungen von Brennstoffeinspritzsystemen gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung von zwei Einzelheiten erfindungsgemäßer Lösungen; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Brennstoffeinspritzsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Anzahl von Brennstoffeinspritzeinrichtungen (Injektoren) 1 zum Einspritzen einer vorgegebenen Brennstoffmenge in den Brennraum eines Dieselmotors. Den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 wird der Brennstoff von einer Hochdruckpumpe 2 über einen gemeinsamen Vorspeicher 6 zugeführt. Der gemeinsame Vorspeicher 6 ist ein ölelastischer Speicher (Common Rail), durch den Druckstöße der Hochdruckpumpe 2 und Drucksenken durch die Entnahme von Brennstoff durch die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 ausgeglichen werden. Der Brennstoff, der über die Hochdruckpumpe 2 und den gemeinsamen Vorspeicher 6 den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 zugeführt wird, ist wahlweise reiner Brennstoff, nämlich Dieselöl, oder eine Emulsion aus Dieselöl und einem Stoff, der gegenüber dem Dieselöl unlösbar ist, nämlich Wasser. Die Mischung des Brennstoffs und des Wassers erfolgt in einer der Hochdruckpumpe vorgeschalteten Mischeinrichtung 3 entsprechend den Lasterfordernissen des Motors.
Die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 verfügen jeweils über einen Einlaß für den von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 zugeführten Brennstoffund einen damit über einen Durchgang in Verbindung stehenden Auslaß für den von den Einspritzeinrichtungen 1 nicht in den Motor eingespritzten Teil des Brennstoffs. Dieser Auslaß jeder Brennstoff­ einspritzeinrichtung 1 ist an einen gemeinsamen Rücklaufkanal 8 angeschlossen, der über eine Umwälzpumpe 7 und eine Verbindungsleitung 8b in einen Mischbereich an der stromaufwärtigen Seite des gemeinsamen Vorspeichers 6 mündet. Auf diese Weise wird ein Kreislauf geschaffen, in welchem der Brennstoffmittels der Umwälzpumpe 7 von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 durch jede der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1, den gemeinsamen Rücklaufkanal 8 und die Verbindungsleitung 8b gepumpt wird.
Die Pumpgeschwindigkeit der Umwälzpumpe 7 ist dabei so eingestellt, daß bei Änderungen der Zusammensetzung des Brennstoffs eine schnelle Anpassung erfolgt. Dabei wird der Brennstoff durch die Mischvorrichtung 3 für den Startvorgang und den Abstellvorgang des Motors und für Betriebszustände unter 30% Last als reiner Brennstoffvorgesehen, wohingegen bei Betriebszuständen des Motors über 30% Last eine Emulsion mit einem entsprechend der Belastung gewählten Wasseranteil gebildet wird.
Die Zirkulation in dem Kreislauf kann durch die Umwälzpumpe 7 wahlweise ein- und ausgeschaltet werden. Bei einem Betrieb mit reinem Brennstoff oder bei gleichbleibender Zusammensetzung der Brennstoffemulsion wird die Umwälzpumpe 7 vorzugsweise außer Betrieb gesetzt und nur bei Bedarf in Betrieb genommen, wenn eine schnelle Anpassung der Zusammensetzung der Emulsion erforderlich ist.
In Fig. 2 ist ein Brennstoffeinspritzsystem gezeigt, bei dem ähnlich wie bei dem Brennstoffeinspritzsystem von Fig. 1 eine Anzahl von Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 über einen gemeinsamen Vorspeicher 6 durch eine Hochdruckpumpe 2 aus einer Mischvorrichtung 3 mit Brennstoff in Form von reinem Brennstoff oder einer Emulsion versorgt werden. Ebenfalls in gleicher Weise ist ein gemeinsamer Rücklaufkanal 8 zur Rückführung des von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 nicht in den Motor eingespritzten Teil des Brennstoffs vorgesehen. Dieser Rückführungskanal 8 ist jedoch über eine variable Drossel 4 und ein 2/2-Wegeventil 5 mittels einer Verbindungsleitung 8a an die Mischvorrichtung 3 angeschlossen. Auf diese Weise wird ein Kreislauf für den durch die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 zirkulierenden Brennstoff geschaffen, der durch die Wirkung der Hochdruckpumpe 2 aufrecht erhalten wird und dessen Strömungsdurchsatz und damit Druck durch die variable Drossel 4 auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist. Durch das 2/2-Wegeventil 5 kann die Zirkulation in diesem Kreislauf unterbrochen werden, beispielsweise im Falle eines Betriebs mit reinem Brennstoff oder bei einem Emulsionsbetrieb mit gleichbleibender Zusammensetzung. Im Falle einer Änderung der Brennstoffzusammensetzung kann durch Öffnen des 2/2-Wegeventils 5 eine schnelle Anpassung der Zusammensetzung der Emulsion herbeigeführt werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ausschnittsweise zwei Varianten von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems, bei dem eine Anzahl von Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1, von denen in den Fig. 3 und 4 jeweils nur zwei dargestellt sind, von einer Hochdruckpumpe 2 über einen gemeinsamen Vorspeicher 6 mit Brennstoff versorgt werden.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 zugeführte Brennstoff in einem Kanal A in ein die Düsennadel 9 der Brennstoffeinspritzeinrichtung 1 umgebendes Injektorvolumen V geführt. Der von der Brennstoffeinspritzeinrichtung 1 nicht in den Brennraum des Motors eingespritzte Teil des Brennstoffs wird über einen Kanal B zur Rücklaufleitung 8 geführt, von wo der Brennstoff mittels einer Umwälzpumpe 7 über eine Verbindungsleitung 8b der stromaufwärtigen Seite des gemeinsamen Vorspeichers 6 zugeführt wird. Wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mündet die Verbindungsleitung 8b in einen Mischbereich stromabwärts der Hochdruckpumpe 2.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanordnung ist im wesentlichen übereinstimmend mit dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch wird der Brennstoff nicht durch das Injektorvolumen V der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 geführt, sondern strömt auf einem kürzeren Weg über einen Kanal C zu der Rücklaufleitung 8.
Fig. 5 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Gesamtanordnung eines Brennstoffeinspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Anzahl von Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 von einer Hochdruckpumpe 2 über einen gemeinsamen Vorspeicher 6 mit Brennstoff versorgt werden. Der von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 nicht in den Motor eingespritzte Teil des Brennstoffs wird über eine Rücklaufleitung 8 mittels einer Umwälzpumpe 7 und eine Verbindungsleitung 8b an einer Stelle stromaufwärts des gemeinsamen Vorspeichers 6 und stromabwärts der Hochdruckpumpe 2 in den Kreislauf zurückgeführt. Die stromaufwärtige Seite der Hochdruckpumpe 2 ist einerseits über ein 2/2-Wegeventil 9 direkt mit einem Brennstoffzufluß B für reinen Brennstoff, nämlich Dieselöl verbunden. Zum anderen ist die Eingangsseite der Hochdruckpumpe 2 über ein 3/2-Wegeventil 10 mit dem Ausgang einer Mischeinrichtung 3 verbunden, die an einem ersten Eingang über ein Rückschlagventil mit dem Brennstoffzufluß B und an einem zweiten Eingang mit einem Wasserzufluß W verbunden ist. Die Mischeinrichtung 3 stellt aus dem zugeführten Brennstoffund Wasser eine Öl-Wasser-Emulsion mit einem vorgegebenen Mischungsverhältnis her, die entsprechend den Lasterfordernissen über die Hochdruckpumpe 2 den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 zugeführt wird. Eine Leitung 13 dient zur Aufnahme der von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 bei ihrem Betrieb abgegebenen Steuer- und Leckagemengen. Ein 3/2-Wegeventil 10 steuert den Abschluß der Steuer- und Leckagemengen aus der Leitung 13. In der dargestellten Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 10 strömt die Steuer- und Leckagemenge über ein Rückschlagventil 12 zu einem Wärmetauscher 11 ab, der mit einem weiteren Eingang der Mischeinrichtung 3 verbunden ist. In der anderen Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 10 ist die Leitung 13 direkt mit der Eingangsseite der Hochdruckpumpe 2 verbunden. Die Rückschlagventile 12 und 20 verhindern, daß über die betreffenden Leitungen, in denen sie angeordnet sind, aus der Mischvorrichtung 3 Emulsion angesaugt wird.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Stellung der beiden Ventile 9 und 10 ist das Brennstoffeinspritzsystem auf einen Betrieb mit Emulsion eingerichtet, bei dem das 2/2- Wegeventil 9 gesperrt ist und die Leckage- und Steuermengenleitung 13 über den Wärmetauscher 11 zum weiteren Eingang der Mischeinrichtung strömt. Die von der Mischeinrichtung 3 aus dem von dem Brennstoffzufluß B zugeführten Dieselöl und dem von dem Wasserzufluß W zugeführten Wasser erzeugte Emulsion wird dem Eingang der Hochdruckpumpe 2 zur Versorgung der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 zugeführt. Der von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 nicht in den Motor eingespritzte Teil der Brennstoffemulsion wird durch die Umwälzpumpe 7 wahlweise im Kreislauf zirkuliert, wobei bei einem gleichbleibenden Betriebszustand mit gleichbleibender Emulsionszusammensetzung die Umwälzpumpe 7 jedoch auch außer Betrieb sein kann. Die von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 abgegebene Steuer- und Leckagemenge wird über den Wärmetauscher 11 der Mischeinrichtung 3 zugeführt und dort bei der Herstellung der Emulsion mit verwendet. Durch den Wärmetauscher 11 wird der Leckage- und Steuermenge Wärme entzogen, um so einer übermäßige Erwärmung der Emulsion in der Mischeinrichtung 3 vorzubeugen.
Bei einer Verminderung der Motorlast auf weniger als 30% oder bei Lastabwurf schalten beide Ventile 9 und 10 um, so daß das 2/2-Wegeventil 9 auf Durchgang geschaltet ist und der Eingangsseite der Hochdruckpumpe 2 nun reiner Brennstoff zugeführt wird. Durch Einschalten der Umwälzpumpe 7 beim Umschalten von Emulsionsbetrieb auf Betrieb mit reinem Brennstoff wird ein Ausgleich der Mischungszusammensetzung des Brennstoffs schnell vollzogen und damit schnell eine Anpassung der Brennstoffzusammensetzung an den Lastzustand des Motors herbeigeführt. Durch das Umschalten des 3/2-Wegeventils 10 wird die Leckage- und Steuermenge, die nun aus reinem Brennstoff besteht, der Eingangsseite der Hochdruckpumpe 2 zugeführt und dort mit dem aus dem Brennstoffzufluß B herbeigeführten Brennstoff gemischt.

Claims (11)

1. Druckspeichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, mit einer Anzahl von durch eine Hochdruckpumpe (2) über einen gemeinsamen Vorspeicher (6) mit Brennstoff versorgten Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1), wobei der Motor wahlweise mit einem ersten Brennstoff oder mit einem zweiten Brennstoff in Form von reinem Brennstoff oder einer Emulsion aus Brennstoff und einem gegenüber dem Brennstoff unlösbaren weiteren Stoff betreibbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind, durch die der Brennstoff in einem Kreislauf durch den gemeinsamen Vorspeicher (6) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffein­ spritzeinrichtungen (1) einen Durchgang für den aus dem gemeinsamen Vorspeicher (6) zugeführten Brennstoff aufweisen, über den der von den Einspritzdüsen nicht in den Motor eingespritzte Teil des Brennstoffs während des Übergangs von einer Kraftstoffart zu einer anderen in einem Kreislauf über eine Rücklaufleitung (8) zu dem gemeinsamen Vorspeicher (6) rückführbar ist.
2. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Rücklaufleitung (8) vorgesehen ist, über die der Brennstoff von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen zu einem Mischbereich an der stromaufwärtigen Seite des gemeinsamen Vorspeichers (6) rückführbar ist.
3. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (8) eine Verbindungsleitung (8a) zur stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) bildet, so daß die Hochdruckpumpe (2) den Brennstoff im Kreislauf führt, und daß die Verbindungsleitung (8a) eine Drossel (4) zur Begrenzung des Stroms durch die Rücklaufleitung (8) auf einen vorgegebenen Wert enthält.
4. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (8) eine Verbindungsleitung (8b) zur stromabwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) bildet, und daß die Verbindungsleitung (8b) eine Umwälzpumpe (7) enthält, die den Brennstoff im Kreislauf führt.
5. Druckspeichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffeinspritzsystem eine Mischvorrichtung (3) zur Erzeugung einer Brennstoffemulsion aus einem Brennstoff und einem gegenüber dem Brennstoff unlösbaren weiteren Stoff enthält, die der Hochdruckpumpe (2) vorgeschaltet ist.
6. Druckspeichereinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, enthaltend:
  • 1. eine Anzahl von Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1) zum Einspritzen einer bestimmten Brennstoffmenge in den Brennraum des Motors;
  • 2. eine Hochdruckpumpe (2) zur Zuführung des Brennstoffs zu den Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1);
  • 3. einen zwischen die stromabwärtige Seite der Hochdruckpumpe (2) und die Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1) geschalteten gemeinsamen Vorspeicher (6);
  • 4. eine Mischeinrichtung (3) zur Erzeugung einer Emulsion aus dem Brennstoff und einem gegenüber dem Brennstoff unlösbaren weiteren Stoff, der über einen Zufluß (W) zuführbar ist, wobei ein die Emulsion abgebender Ausgang der Mischeinrichtung (3) mit der stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) verbunden ist;
  • 5. einen Brennstoffzufluß (B), der über ein 2/2-Wegeventil (9) mit der stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) verbunden ist, wobei das 2/2-Wegeventil (9) so steuerbar ist, daß es für den Betrieb des Motors mit reinem Brennstoff zur Zuführung desselben von dem Brennstoffzufluß (B) zur stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) geöffnet ist, und daß es zum Betrieb des Motors mit Emulsion geschlossen ist, so daß der Brennstoff von dem Brennstoffzufluß (B) zu der Mischeinrichtung (3) zuführbar ist; und
  • 6. eine Rücklaufleitung (8) mit Mitteln zur Rückführung des von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1) nicht in den Brennraum des Motors eingespritzten Teils des Brennstoffs während des Übergangs von einer Kraftstoffzusammensetzung zu einer anderen in einem Kreislauf von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1) zu dem gemeinsamen Vorspeicher (6), wobei die Brennstoffeinspritzeinrichtungen einen Durchgang für den aus dem gemeinsamen Vorspeicher (6) zugeführten Brennstoff aufweisen.
7. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (8) über eine Umwälzpumpe (7) an die Verbindung zwischen der stromabwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) und der stromaufwärtigen Seite des gemeinsamen Vorspeichers (6) angeschlossen ist.
8. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (8) über eine Drossel an die stromaufwärtige Seite der Hochdruckpumpe (2) angeschlossen ist.
9. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Auslässe zur Abgabe von Steuer- und Leckagemengen der Brennstoffeinspritzeinrichtungen (1) über ein 3/2-Wegeventil (10) wahlweise mit der stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) oder mit einem für die Aufnahme von bereits gemischter Emulsion vorgesehenen Eingang der Mischeinrichtung (3) verbindbar sind, wobei die Steuerung des 3/2-Wegeventils (10) so erfolgt, daß die Steuer- und Leckagemenge beim Betrieb mit reinem Brennstoff der stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe (2) direkt zuführbar ist und beim Betrieb mit Emulsion der Mischeinrichtung (3) zuführbar ist.
10. Druckspeichereinspritzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Mischeinrichtung (3) führenden Leitung (13) ein Wärmetauscher (11) zum Abkühlen der der Mischeinrichtung (3) zugeführten Steuer- und Leckagemenge vorgesehen ist.
11. Druckspeichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Stoff, der zur Erzeugung einer Emulsion aus dem Brennstoff und einem gegenüber dem Brennstoff unlösbaren Stoff dient, Wasser ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012012420A1 (de) 2012-06-25 2014-01-02 L'orange Gmbh Injektor und Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10051548A1 (de) 2000-10-18 2002-04-25 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen
JP3743281B2 (ja) * 2000-11-29 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
DE10131631A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-16 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffinjektor mit hochdruckfestigkeitsoptimiertem Steuerraum
DE10359974A1 (de) * 2003-12-18 2007-10-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem kraftstoffgetriebenen Verbrennungsmotor
EP1969217B1 (de) 2005-11-26 2011-11-16 Exen Holdings, LLC Mehrstoff-co-einspritzsystem für verbrennungs- und turbinenmotoren
US8622046B2 (en) 2010-06-25 2014-01-07 Caterpillar Inc. Fuel system having accumulators and flow limiters
DE102012206979A1 (de) 2012-04-26 2013-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben des Kraftstoffeinspritzsystems
DE102012206984A1 (de) 2012-04-26 2013-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochdruckeinspritzleiste für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
DE102018209150A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine mit Wassereinspritzung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2911958A (en) * 1956-10-12 1959-11-10 California Research Corp Engine fuel system
GB2109457A (en) * 1981-09-29 1983-06-02 Dynatrol Consultants Fuel and water emulsion supply system for diesel engines
WO1994008132A1 (en) * 1992-09-28 1994-04-14 Caterpillar Inc. Apparatus for multi-fuel system of an engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2911958A (en) * 1956-10-12 1959-11-10 California Research Corp Engine fuel system
GB2109457A (en) * 1981-09-29 1983-06-02 Dynatrol Consultants Fuel and water emulsion supply system for diesel engines
WO1994008132A1 (en) * 1992-09-28 1994-04-14 Caterpillar Inc. Apparatus for multi-fuel system of an engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012012420A1 (de) 2012-06-25 2014-01-02 L'orange Gmbh Injektor und Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen

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