DE2613175C2

DE2613175C2 - Vorrichtung zum Beschicken eines mit verdampftem Flüssiggas zu betreibenden Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE2613175C2
Application number: DE2613175A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 8000 München Hagen; Erich Ing.(grad.) 8044 Lohhof Knirsch
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1976-03-27
Filing date: 1976-03-27
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE2613175A1

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Beschicken eines mit verdampftem Flüssigerdgas zu betreibenden Verbrennungsmotors mit Flüssiggas, wobei zwischen dem Speicher des Flüssiggases und dem Brennraum des Motors ein Wärmetauscher angeordnet ist, in dem das verflüssigte Gas mittels des Motorkühlwassers etwa auf die KühJwassertemperatur verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit Kühlwasser beschickten, als Verdampfer wirkenden Wärmetauscher (3) und dem Brennraum des Motors (6) bzw. dem Mischer (5) ein weiterer Wärmetauscher (7) angeordnet ist, in dem die Temperatur des verdampften Flüssiggases an die Temperatur der Verbrennungsluft angeglichen wird.

Die Gasaniagen von mit flüssigem Erdgas betriebenen Fahrzeugen sind mit einem Tank ausgerüstet, in dem das zur Anwendung kommende Treibgas in verflüssigtem Zustand bei etwa — 160⁰C und leichtem Überdruck gelagert wird. Für d^:e Verbrennung im Brennraum des Motors wird das verdampfte Flüssiggas mit der Verbrennungsluft gemischt und es entsteht das zündfähige Gasluftgemisch. Die Verdampfung des verflüssigten Erdgases erfolgt bei erhöhten Temperaturen in einem oii:r mehreren Wärmetauscher bzw. Wärmetauschern, der bzv. die "»wischen Tank und Motor angeordnet ist bzw. sind. Ein Druckregler sorgt für konstanten Vordruck, d. h. konstanten Druck von dem Mischer an der Motorregulierung. Die Beheizung des Wärmetauschers erfolgt mittels des Kühlwassers des Motors, dessen Temperatur bei den heutigen Thermostat-geregelten Kühlwasserkreisläufen als praktisch konstant angesehen werden kann. Die Kühlwassertemperatur liegt im Regelfall bei etwa 80"—85°C und bei dieser Temperatur wird die Temperatur des Flüssiggases angemessen erhöht. Mit dieser fast gleichbleibenden Temperatur und konstantem Vordruck wird nun das verdampfte Flüssiggas dem Mischer des Motors zur Verfügung gestellt, während der Luftanteil im Mischer von den Umgebungsverhältnissen stark abhängig ist. Abhängig von den Luftzustandswerten (Barometerstand und Temperatur) unterliegt nämlich das der Verbrennung zur Verfügung stehende Luftgewicht starken Abweichungen und ergibt mit dem fast konstanten Gasgewicht entsprechende Abweichungen des Mischungsverhältnisses. Bei einer Einstellung des richtigen Mischungsverhältnisses auf höchstes Luftgewicht wird bei fallendem Luftgewicht der Motor mit Gasüberschuß arbeiten und relativ zuviel Kraftstoff verbrauchen. Auch bewirkt das konstant heiße Gas wegen seines größeren Volumens eine Verringerung des Brennluftgewichtes und damit der möglichen Leistung.

Aufgabe der Erfindung ist es nun_f diesen Verhältnissen Rechnung zu tragen und es zu ermöglichen, daß der Motor nicht mit zu hohem Gasüberschuß im Hinblick auf den ungünstigen Motorbetrieb gefahren werden muß. Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, daß Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur Einflußgrößen für die Ansaugluft des Motors sind, was bei den bisherigen Flüssiggasmotoren dazu führt, daß das verdampfte Flüssiggas bedingt durch die Kühlwassertemperatur praktisch konstante Temperatur hat, die Saugluft, wenn sie im Brennraum des Motors mit dem ϊ Gas vermischt wird, jedoch sehr unterschiedliche Temperaturen aufweist. Mit anderen Worten und zusammenfassend soll dem Motor unabhängig von den jeweiligen Luftzustandswerten ein möglichst «deiches Mischungsverhältnis angeboten werden können, um

ι» dadurch Kraftstoff zu sparen.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen dem mit Kühlwasser beschickten, als Verdampfer wirkenden Wärmetauscher and dem Brennraum des Motors bzw. dem Mischer ein

t> weiterer Wärmetauscher angeordnet ist, in dem die Temperatur des verdampften Flüssiggases an die Temperatur der Verbrennungsluft angeglichen wird.

Bei der Lösung gemäß der Erfindung gelangen also Gas- und Verbrennungsluft stets mit gleicher Temperatür in den Brennraum bzw. den Mischer des Motors. Es findet gleichsam eine zusätzliche Regelung statt, mit deren Hilfe der Motor nicht mehr im bisherigen Umfang im zu fetten Bereich, d.h. mit Kraftstoffüberschuß betrieben werden muß. Der Motor wird also wesentlich

-5 sparsamer arbeiten als die bisher bekannten Motoren, er kann sparsamer einreguliert werden, weil eine Berücksichtigung extremer Betriebsbedingungen durch Überfettung vermieden wird.

Es ist zwar bereits seit langem bekannt (DE-PS

M 6 72 150), bei einera mit Flüssiggas betriebenen Motor dieses durch einen Verdampfer zu leiten, in welchem es alieine durch die angesaugte Verbrennungsluft erwärmt wird, doch diese Anordnung ist allenfalls für Flüssiggase anwendbar, die bei Umgebungstemperatur lagerfähig

->"> sind; bei der tiefen Temperatur verflüssigten Erdgases, für welches die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen ist, würde der Verdampfer jedoch durch vereisende kondensierte Luftfeuchtigkeit im Betrieb nach sehr kurzer Zeit funktionsunfähig.

·»" Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Das verflüssigte Gas wird in dem entsprechend isolierten Behälter 1 aufbewahrt und gelangt über verschiedene Ventile und Regelgeräte über das Rohr 2 in den als Verdampfer wirkenden üblichen Wärmetauscher 3. Der Verdampfer 3 wird vom etwa 85°C heißen Kühlwasser des Motors durchströmt, so daß das durch den Wärmetauscher gelangende und dabei verdampfende Treibgas den Wärmetauscher bei einer Temperatur

ίο von etwa +60°—70⁰C verläßt. Dieses Treibgas gelangt über einen Druckregler 4, der das Gas auf einen konstanten Vordruck entspannt in den Mischer 5, wo es im entsprechenden Verhältnis mit der gleichzeitig eingesaugten Verbrennungsluft vermischt wird und dann in den Brennraum des Motors 6.

Erfindungsgemäß befindet sich nun zwischen dem Verdampfer 3 und dem Mischer 5 des Motors 6 ein weiterer Wärmetauscher 7, der einerseits von der Verbrennungsluft, andererseits von dem im Wärmetau-ί>° scher 3 aufbereiteten Treibgas beschickt wird. In den Mischer 5 des Motors 6 gelangen also Kraftstoff und Verbrennungsluft mit gleicher Temperatur. Ein weiterer Vorteil neben dem geschilderten Vorteil infolge der Anwendung des weiteren Wärmetauschers 7 ist, daß der <" Druckregler 4 nicht wie bei bekannten Lösungen im heißen Gasstrom liegt.