DE2259323A1

DE2259323A1 - DEVICE FOR ADAPTING A COMBUSTION ENGINE TO DIFFERENT LIQUID FUELS

Info

Publication number: DE2259323A1
Application number: DE19722259323
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Dietrich; Oswald Dipl Ing Hiemesch; Ludwig Neuer
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1972-12-04
Filing date: 1972-12-04
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2259323C2

Description

Vorrichtung zur Anpassung einer Bsennkraftmaschine an verschiedene flüssige Kraftstoffe.Device for adapting a Bsennkraftmaschine to different liquid fuels.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Anpassung einer Brennkraftmaschine an die Anforderungen der wahl= weisen Verwendung verschiedenartiger flüssiger Kraftstoffe.The invention relates to a device for automatic Adaptation of an internal combustion engine to the requirements of optional use various liquid fuels.

Praktisch alle Brennkraftinaschinen mit innerer Verbrennung müssen den Eigenschaften der verwendeten Kraftstoffe angepaßt sein, d.h.Virtually all internal combustion engines must be adapted to the properties of the fuels used, i.e.

die Anpassung unterliegt hnderungen, wenn sich die Kraftstoffeigen= schaften ändern. So können z.B. selbstzündende luftverdichtende Brennkraftmaschinen als Vielstoffdieselmotoren sowohl mit zünd willigen als auch mit zündunwilligen Kraftstoffen arbeiten, benö= tigen jedoch im zweiten Fall einen Nachstellung der Kraftstoff= mengenbegrenzung sowie eine zusätzliche Wärmezufuhr im Deillast= bereich, wenn einerseits die Leistung aufrechterhalten werden soll und andererseits keine Zündaussetzer auftreten sollen. Hierzu ist eine Verstellung des Anschlages für die Regelstange der Einspritz= pumpe und das Ein- und Ausschalten einer Flammglühkerze und/oder einer Einrichtung zur Abgasrückführung erforderlich.the adjustment is subject to change if the fuels own = change properties. For example, self-igniting air-compressing internal combustion engines as multi-fuel diesel engines with both willing and unwilling to ignite Fuels work, but in the second case they need to be readjusted Fuel = quantity limitation as well as an additional heat supply in the Deillast = area, if, on the one hand, the performance is to be maintained and, on the other hand, none Misfires should occur. This is an adjustment of the stop for Control rod of the injection pump and switching a flame glow plug on and off and / or a device for exhaust gas recirculation is required.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin derartige Umschaltvorgange in Abhängigkeit von den Eigenschaften des jeweils verwendeten Kraft stoffes automatisch ablaufen zu lassen.The object of the invention consists in such switching processes automatically depending on the properties of the fuel used to expire.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anbringung eines kraftstoffdurchflossenen bis auf die Zu- und Abfluöffnungen für den Kraftstoff geschlossenen Meßbehälters, in dem eine Teil= menge des Kraftstoffes unter dem Einfluß zugeführter Wärme verdampft wird, wobei die relative Größe des dampferfüllten Raumes im Inneren des Meßbehälters als Maß zur Anpassung der Brennkraftmaschine an die verschiedenen Kraftstoffarten dient.This object is achieved according to the invention by attaching a fuel-flowed closed except for the inlet and outlet openings for the fuel Measuring container in which a part = amount of the fuel supplied under the influence Heat is evaporated, with the relative size of the steam-filled space inside of the measuring container as a measure for adapting the internal combustion engine to the various Types of fuel is used.

Diese Art der Anpassung ist bei Vielstoffdieselmotoren gut verwend= bar, weil die in Frage kommenden zündwilligen Kraftstoffe relativ schwer siedeh, während die verwendbaren zündunwilligen Kraftstoffe leichtsiedend sind. Dadurch entsteht bei gegebenen Größen von Meß= behälter, Kraftstoffmenge und Wärmezufuhr eine nur noch vom Siede= verhalten des jeweiligen Kraftstoffes abhängige Dampfmenge, die wiederum die Größe des dampferfüllten Raumes im Inneren des Meßbe= hälters bestimmt.This type of adaptation is well suited for multi-fuel diesel engines bar, because the combustible fuels in question are relatively difficult to boil, while the ignitable fuels that can be used are low-boiling. Through this arises for given sizes of measuring tank, fuel quantity and heat supply an amount of steam that is only dependent on the boiling behavior of the respective fuel, which in turn determines the size of the steam-filled space inside the measuring container.

Vorteilhaft wird die Größe des Dampfraumes im Inneren des Meßbehal= ters dadurch gemessen, daß ein Meßfühler mit seiner Spitze um ein bestimmtes Maß in den Meßbehälter eintaucht und den Aggregatszu= stand in der Umgebung seiner Spitze mißt, d.h. feststellt, ob die Spitze von Dampf oder Flüssigkeit umgeben ist.The size of the vapor space inside the measuring container is advantageous ters measured by the fact that a probe with its tip to a certain extent immersed in the measuring container and the aggregate state = stood in the vicinity of its tip measures, i.e. determines whether the tip is surrounded by vapor or liquid.

Dabei ist die Höhenlage der Spitze zweckmäßig einstellbar,.so daß sich für zwei Kraftstoffarten mit unterschiedlichem Siedeverhalten eine eindeutig verschiedene Anzeige ergibt. Dabei wird die Höhen iage der Spitze des Meßfühlers so eingestellt, daß die Spitze bei der einen Kraftstoffart mit Sicherheit von Flüssigkeit, bei der anderen Kraftstoffart jedoch von Dampf umgeben ist.The height of the tip is expediently adjustable, so that One is clearly one for two types of fuel with different boiling behavior different display results. The height is the point of the probe adjusted so that the tip of one type of fuel is definitely liquid, however, the other type of fuel is surrounded by steam.

Daß die im Inneren des Meßbehälters entstehende Größe des Dampf= raumes dem Siedeverhalten der verschiedenen Kraftstoffe folgt, wird auf einfache Weise vorteilhaft dadurch erreicht, daß der eß= behält er oben eine kalibrierte Abzugsöffnung für den Kraftstoff= dampf ausweist, die vorzugsweise mit der Kraftstoffabflußleitung in Verbindung steht.That the size of the vapor space created inside the measuring container follows the boiling behavior of the various fuels in a simple manner advantageously achieved in that the eß = it retains a calibrated vent at the top for the fuel = identifies vapor, preferably with the fuel discharge line communicates.

Damit die durch den Meßbehälter strömende Kraftstoffmenge eine bestimmte Größe hat, ist die Öffnung für den Zufluß des Kraftstof= fes zweckmäßig kalibriert. In diesem Zusammenhang wird vorausge= setzt, daß der von der Kraftstoffförderpumpe erzeugte Zuflußdruck durch ein Cberströmventil konstant gehalten wird. Zweckmäßig ist auch die Heizvorrichtung, die dem Meßbehälter Wärme zuführt tempe= raturgeregelt.So that the amount of fuel flowing through the measuring container is a certain Size, the opening for the inflow of the fuel is appropriately calibrated. In this context it is assumed that the fuel pump The inflow pressure generated is kept constant by an overflow valve. Appropriate The heating device that supplies heat to the measuring container is also temperature controlled.

Eine nachteilige Beeinflussung der Kraftstoffzumeßeinrichtung z.B. der Einspritzpumpe der Brennkraftmaschine durch die Erwärmung des Kraftstoffes wird vorteilhaft dadurch vermieden, daB der Meß= behälter im Nebenstrom zur Kraftstoffzumeßeinrichtung angeordnet ist.Adverse influence on the fuel metering device e.g. the injection pump of the internal combustion engine is caused by the heating of the fuel advantageously avoided by the fact that the measuring tank is in the bypass flow to the fuel metering device is arranged.

Vorteilhaft kann die Anzeige des Meßfühlers folgende Systeme der Brennkraftmaschine beeinflussen: 1. Die Kraftstoffmengenbegrenzung z.B. den Begrenzungsanschlag für die Regelstange der Einspritzpumpe.The following systems of the internal combustion engine can advantageously be displayed on the sensor affect: 1. The fuel quantity limit, e.g. the limit stop for the control rack of the injection pump.

2. Vorrichtungen zur Veränderung des Selbstzündungsverhaltens z.B.2. Devices for changing the auto-ignition behavior e.g.

Flammglühkerzen oder Einrichtungen zur Abgasrückführung. Die beiden letztgenannten Einrichtungen bewirken eine zusätzliche Wärme zufuhr und damit eine Erhöhung der Verdichtungsendtemperatur besonders bei Teillast, so daß auch in diesem Betriebszustand die Verarbei= tung von zbndunwilligen Xraftstoffen ohne Schwierigkeiten gelingt.Flame glow plugs or devices for exhaust gas recirculation. The two The latter devices cause an additional supply of heat and thus a Increase in the compression end temperature, especially at part load, so that in this too The operating status allows the processing of non-combustible fuels without difficulty succeed.

3. Vorrichtungen zur Verhinderung von Dampfblasenbildung im Kraft= stoffsystem z.B. durch Einschalten einer zusätzlichen elektrischen Krsftstoffzubringerpumpe im Kraftstofftank.3. Devices to prevent vapor lock in Kraft = fuel system e.g. by switching on an additional electric fuel feed pump in the fuel tank.

Die hier aufgezählten Möglichkeiten haben nur die Eigenschaft von Beispielen, weitere Ivloglichkeiten z.B. im Zusammenhang mit dem Problem der Freihaltung der Abgase von Schadstoffen sind durchaus denkbar.The options listed here only have the property of Examples, further possibilities, e.g. in connection with the problem of keeping clear the exhaust gases from pollutants are quite conceivable.

Die Anzeige des Meßfühlers kann vorteilhaft zusammen mit anderen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie Temperaturen, Drücke, Drehzahlen, Belastungen u.s.w. als Einflußgröße dienen. Dadurch kann insbesondere die erforderliche Regelung der oben unter 2. ge= nannten Vorrichtungen zur Veränderung des Selbstzündungsverhaltens auf einfache Weise mit der durch den Meßfühler ausgelösten Umschal= tung kombiniert werden.The display of the sensor can advantageously be used together with other operating parameters of the internal combustion engine, such as temperatures, pressures, speeds, loads, etc. serve as an influencing factor. In this way, the required regulation of the above under 2. mentioned devices for changing the self-ignition behavior combined in a simple manner with the switchover triggered by the sensor will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Fig. 1 zeigt den Meßbehälter.Fig. 1 shows the measuring container.

Fig. 2 zeigt die Einfügung des Meßbehälters in das Kraftstoff= versorgungssystem iner Brennkraftmaschine.Fig. 2 shows the insertion of the measuring container in the fuel = supply system in internal combustion engine.

Ii den Meßbehälter 1 führt eine Kraftstoffzuflußleitung 2, die an der Stelle 3 kalibriert ist, d.h. dort eine Öffnung genau bes stimmter Größe aufweist. Die aus dem Meßbehälter 1 herausführende Kraftstoffabflußleitung 4 ist im oberen Teil des Meßbehälters 1 mit einer kalibrierten Abzugsöffnung 5 für den Kraftstoffdampf versehen. Außer den Leitungen 2 und 4 taucht in den Meßbehälter 1 ein Meßfühler 6 ein, der aus einem Heißleiter besteht, durch den über die Leitungen 7 und 8 Strom aus einer nicht dargestellten Stromquelle fließt. Unterhalb des Meßbehälters 1 liegt eine Heiz= vorrichtung 9, die ihre Wärme z.B. dem Kühlwasser der Brennkraft= maschine entnimmt. Es kann aber auch eine elektrische Heizvorrich= tung verwendet werden. Die Heizvorrichtung 9 ist mit einer bekann= ten und daher nicht zu beschreibenden Temperaturregelung versehen, damit die dem Meßbehälter 1 zugeführte Wärmemenge konstant bleibt.Ii the measuring container 1 leads a fuel supply line 2, which the point 3 is calibrated, i.e. there has an opening of exactly a certain size. The fuel discharge line 4 leading out of the measuring container 1 is in the upper part Part of the measuring container 1 with a calibrated outlet opening 5 for the fuel vapor Mistake. In addition to the lines 2 and 4, a measuring sensor is immersed in the measuring container 1 6 a, which consists of a thermistor, through which the lines 7 and 8 current flows from a power source, not shown. Below the measuring container 1 lies a heating device 9, which takes its heat e.g. to the cooling water of the internal combustion engine removes. However, an electrical heating device can also be used. The heating device 9 is known and therefore cannot be described Provided temperature control so that the amount of heat supplied to the measuring container 1 is constant remain.

Der Meßbehälter 1 ist bis auf die durch die Leitungen 2 und 4 ge= bildeten Öffnungen allseitig geschlossen. Die Höhenlage der Spitze 10 des Meßfühlers 6 ist verstellbar. Wie Fig. 2 zeigt, liegt der Meßbehälter 1 im Nebenstrom zu der Einspritzpumpe 11 der sonst nicht dargestellten Brennkraftmaschine, welcher der Kraftstoff aus dem Tank 12 mittels einer Förderpumpe 13 zugeführt wird. Wenn der Meßbehälter 1 mit relativ schwersiedendem Kraftstoff, z.B.The measuring container 1 is ge = except for the lines 2 and 4 formed openings closed on all sides. The altitude of the tip 10 of the probe 6 is adjustable. As Fig. 2 shows, the measuring container 1 is in the bypass to the Injection pump 11 of the internal combustion engine, otherwise not shown, which the Fuel is supplied from the tank 12 by means of a feed pump 13. If the Measuring container 1 with relatively high boiling fuel, e.g.

Dieselkraftstoff, beschickt wird, entsteht, wie in Fig.1 gezeigt, nur eine relativ kleine Dampfmenge, 80 daß der dampferfüllte Raum 14 und damit das Maß H relativ klein sind, was zur Folge hat, daß die Spitze 10 des Meßfühlers 6 in den flüssigkeitserfüllten Raum 15 eintaucht. Hierdurch erfährt der die Spitze 10 des Meßfühlers 6 bildende Heißleiter eine solche Abkühlung, daß sein elektrischer Widerstand relativ hoch wird, so daß in den Leitern 7 und 8 nur ein relativ kleiner Strom fließt. Dadurch bleibt die an die Leiter 7 und 8 angeschlossene nicht dargestellte elektrische Schaltvor= richtung bekannter Art in einem Zustand, in dem die für den Betrieb mit leichtsiedenden zündunwilligen Kraftstoffen erforder= lichen Zusatzeinrichtungen der Brennkraftmaschine ausgeschaltet sind. Wird der Meßbehälter dagegen mit leichtsiedendem Kraftstoff beschickt, so setzt eine stärkere Verdampfung ein und der Dampf= raum 14 und damit das Maß H vergrößern sich, Letzteres etwa auf den Betrag H1. Dadurch.liegt die Spitze 10 des Meßfühlers 6 nun nicht mehr im Flüssigkeitsraum 15 und erfährt demnach eine gerin= gere Abkühlung, so daß er sich erwärmt, was seinen elektrischen Widerstand vermindert. Dann fließt in den Leitern 7 und 8 ein stärkerer Strom, der die angeschlossene Schalteinrichtung veran= laßt die für den Betrieb mit leichtsiedenden zündunwilligen Kraft stoffen erforderlichen oben näher beschriebenen Zusatzeinrichtungen einzuschalten.Diesel fuel is charged, as shown in Fig. 1, only a relatively small amount of steam, 80 that the steam-filled space 14 and thus that Dimension H are relatively small, with the result that the tip 10 of the sensor 6 immersed in the liquid-filled space 15. This is how he experiences the tip 10 of the sensor 6 forming thermistors such a cooling that its electrical Resistance is relatively high, so that in the conductors 7 and 8 only a relatively small Electricity flows. This leaves the one connected to the conductors 7 and 8, not shown electrical Schaltvor = direction of known type in a state in which the for the operation additional equipment required with low-boiling, non-ignitable fuels the internal combustion engine are switched off. If, on the other hand, the measuring container is low-boiling When fuel is charged, greater evaporation begins and so does the vapor space 14 and thus the dimension H increase, the latter approximately to the amount H1. Thereby. Lies the tip 10 of the sensor 6 is no longer in the liquid space 15 and experiences therefore a smaller cooling, so that it heats up, which is its electrical Resistance decreased. Then a stronger current flows in the conductors 7 and 8, the the connected switching device causes the for operation with low-boiling Non-ignitable fuels required additional equipment described in more detail above to turn on.

Claims

1. device for the automatic adjustment of a Brennkraftma = his to the requirements of the optional use of different liquid fuels, characterized by a force through which the material flows, except for the inlet and outlet openings (2,4,5) for the fuel closed measuring container (1), in which a partial amount of the fuel is evaporated under the influence of supplied heat, the relative Size of the steam-filled space (14) inside the measuring container as a measure for adaptation the internal combustion engine is used for the various types of fuel.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a sensor (6) with its tip (10) dips a certain amount into the measuring container (1) and that the sensor measures the aggregate state in the vicinity of its tip.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the altitude the tip (10) of the probe (6) is adjustable.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring container (1) at the top has a calibrated vent (5) for the fuel vapor, which is preferably in connection with the fuel discharge line (4).

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the opening (3) is calibrated for the inflow of fuel into the measuring container (1).

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the heating device (9), which supplies heat to the measuring container (1), is temperature regulated.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Measuring container (t1) in the bypass flow to the fuel metering device (11) of the internal combustion engine is arranged.

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that the display of the sensor (6) the fuel quantity limit and / or devices for changing the self-ignition behavior of the internal combustion engine and X or devices for prevention influenced by vapor lock formation in the fuel system.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the display of the sensor (6) together with other operating parameters of the internal combustion engine ' such as temperatures, pressures, speeds, loads, etc. serves as an influencing factor.

10. The device according to claim 1, characterized in that the tip (10) of the heat sensor (6) by an NTC thermistor heated as a result of current = passage is formed, which is located when immersed in the inside of the measuring container (1) liquid fuel a stronger cooling and consequently an increase in resistance experiences as from the surrounding fuel vapor in the submerged state.

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