DE2941771A1 - WATER-COOLED FUEL MACHINE OPERATED WITH ALCOHOL AS A FUEL - Google Patents
WATER-COOLED FUEL MACHINE OPERATED WITH ALCOHOL AS A FUELInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 8ft Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 8ft
Stuttgart-Untertürkheim 12. Okt. 1979Stuttgart-Untertürkheim October 12, 1979
Mit Alkohol als Betriebskraftstoff betriebene wassergekühlte BrennkraftstoffmaschineOperated with alcohol as the operating fuel water-cooled internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine mit Alkohol als Betriebskraftstoff betriebene wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere für Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The invention relates to a fuel with alcohol operated water-cooled internal combustion engine, in particular for commercial vehicles, according to the preamble of claim 1.
Es sind mit Alkohol als Betriebskraftstoff betriebene wassergekühlte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, bekannt geworden. Zur schnelleren Aufheizung des Kraftstoffverdampfers ist hierbei einerseits der Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine vorgesehen, welcher durch ein Thermostatventil über einen Wärmetauscher zur Aufheizung des Kraftstoffverdampfers dient. Das* aus dem Verdampfer abfließende Wasser des Kühlwasserkreislaufes fließt wieder zur Wasserpumpe der Brennkraftmaschine zurück und wird beim Überschreiten der Betriebstemperatur über einen Thermostaten durch einen Fahrzeugkühler umgeleitet. They are water-cooled and run with alcohol as the operating fuel Internal combustion engines, especially for commercial vehicles, known. For faster heating of the fuel vaporizer, the cooling water circuit is on the one hand the internal combustion engine is provided, which through a thermostatic valve via a heat exchanger for Used to heat the fuel vaporizer. The water of the cooling water circuit flowing out of the evaporator flows back to the water pump of the internal combustion engine and is when the operating temperature is exceeded diverted through a vehicle radiator via a thermostat.
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Zur schnelleren Aufheizung des Kraftstoffverdampfers wird dieser Kühlwasserkreislauf andererseits durch einen weiteren mit einer Pumpe versehenen, von einem Abgaswärmetauscher beheizten Wasserkreislauf unterstützt. Der Kühlwasserkreislauf und der weitere Wasserkreislauf sind über ein Thermostatventil miteinander verbunden. Bei betriebswarmer Brennkraftmaschine wird der weitere beheizte Wasserkreislauf über einen gesonderten Thermostaten abgeschaltet. Die benötigte Verdampfungswärme für den Kraftstoff wird dann ausschließlich dem Kühlwasserkreislauf der betriebswarmen Brennkraftmaschine entnommen.For faster heating of the fuel evaporator is this cooling water circuit on the other hand by a further provided with a pump, from an exhaust gas heat exchanger heated water cycle supported. The cooling water circuit and the further water circuit are via a Thermostatic valve interconnected. When the internal combustion engine is at operating temperature, the further heated water circuit is switched off via a separate thermostat. The required heat of vaporization for the fuel is then exclusively the cooling water circuit of the operating temperature Internal combustion engine taken.
Da die Aufheizung des KraftstoffVerdampfers, insbesondere bei sehr kalten Umgebungstemperaturen, zeitaufwendig ist, liegt die Aufgabe der Erfindung darin, durch geeignete Maßnahmen für einen Start bei unterhalb der Betriebstemperatur des Verdampfers liegenden Umgebungstemperaturen auf die Aufheizung des Kraftstoffverdampfers verzichten zu können.Since the heating of the fuel vaporizer, in particular at very cold ambient temperatures, is time-consuming, the object of the invention is to use suitable Measures for starting at ambient temperatures below the operating temperature of the evaporator do not heat up the fuel vaporizer to be able to.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This task is indicated by the characterizing part of the claim 1 solved.
Hierzu eignen sich als Startkraftstoffe unter Normalbedingungen gasförmige Kraftstoffe, wie z.B. Methan (Erdgas), Propan u.a. Der Startkraftstoff wird in diesem Fall in einem separaten Kraftstoffbehälter mitgeführt und über ein in Abhängigkeit vom Starter der Brennkraftmaschine und der Temperatur am Kühlwasseraustritt des Verdampfers über einen Thermostaten, welcher ein temperaturabhängiges Reduzier- und Schaltventil in der Leitung für den Startkraftstoff steuert, und gegebenenfalls Startkraftstoff dem oberen Teil des Verdampfers zuführt. Dadurch kann die kalte Brennkraftma-These are suitable as starting fuels under normal conditions gaseous fuels such as methane (natural gas), propane, etc. separate fuel tank carried and via a dependent from the starter of the internal combustion engine and the temperature at the cooling water outlet of the evaporator via a thermostat, which has a temperature-dependent reduction and Switching valve in the line for the starting fuel controls, and optionally starting fuel the upper part of the Evaporator supplies. As a result, the cold internal combustion engine
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schine unter Benutzung des am Verdampferausgang vorgesehenen Druckregelventils ohne irgendwelche Vorwärmzeit der Brennkraftmaschine sofort gestartet werden.machine using the one provided at the evaporator outlet Pressure control valve can be started immediately without any preheating of the internal combustion engine.
Mit dem Start der kalten Brennkraftmaschine wird gleichzeitig eine zusätzliche Umwälzpumpe in Betrieb genommen, so daß Abgaswärmetauscher und Kraftstoffverdampfer vom Wasser durchströmt werden.With the start of the cold internal combustion engine is at the same time an additional circulation pump put into operation, so that exhaust gas heat exchanger and fuel evaporator from Water flows through it.
Um die Zeit für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit Startkraftstoff zu verkürzen - obwohl die Brennkraftmaschine selber noch nicht ihre Betriebstemperatur erreicht hat - kann die Brennkraftmaschine in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ausgeführt sein.To the time for the operation of the internal combustion engine with Shorten starting fuel - although the internal combustion engine itself has not yet reached its operating temperature - can the internal combustion engine in an embodiment of the invention be carried out according to claim 2.
Durch den von den Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagbaren Wärmetauscher der vor dem Kraftstoffverdampfer angeordnet ist, erfolgt über einen Kurzschlußwasserkreis mit Umwälzpumpe eine intensive und kurzzeitige Aufheizung des Kraftstoffverdampfers, die anschließend nach dem Erreichen der Betriebstemperatur durch entsprechende Thermostat-Umschal tventile auf die Kühlwassertemperatur bzw. auf ein gleichbleibendes für den Betrieb der Brennkraftmaschine optimal definiertes Temperaturniveau gehalten wird. Das Reduzier- und Schaltventil wird durch den am Ausgang des Verdampfers vorgesehenen Thermostaten derart angesteuert, daß bei Erreichen einer definierten Temperatur für den Kraftstoff verdampf er die Zufuhrleitung für den Startkraftstoff unterbrochen wird.By acted upon by the exhaust gases of the internal combustion engine Heat exchanger in front of the fuel evaporator is arranged, there is an intensive and short-term heating via a short-circuit water circuit with a circulating pump of the fuel vaporizer, which then after reaching the operating temperature by appropriate thermostat changeover tvalves to the cooling water temperature or to a constant temperature for the operation of the internal combustion engine optimally defined temperature level is maintained. The reducing and switching valve is controlled by the one at the outlet of the evaporator provided thermostat controlled such that when a defined temperature is reached for the fuel he vaporizes the feed line for the starting fuel is interrupted.
Schließlich kann der Antrieb der Umwälzpumpe weiter wie Anspruch 3 für den Kurzschlußwasserkreis wirkungsmäßig in der Weise ebenfalls mit einem Thermostaten gekoppelt sein.Finally, the drive of the circulating pump can continue to operate as in claim 3 for the short-circuit water circuit in the Way also be coupled with a thermostat.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. With reference to an embodiment shown in the drawing The invention will be explained in more detail.
Die Fig. zeigt ein Schaltschema eines Alkohol-Gasmotors gemäß der Erfindung.The figure shows a circuit diagram of an alcohol gas engine according to the invention.
In dem in der Fig. dargestellten Schaltschema für einen Alkohol-Gasmotor gelangt der Flüssigkraftstoff von einem Kraftstofftank 1, gefördert mittels einer Kraftstoffpumpe 2, durch eine Kraftstoffzuleitung 3 in einen Kraftstoffverdampfer k. Durch ein zwischen Kraftstoffpumpe 2 und Kraftstoffverdampfer k angeordnetes Überströmventil 5 kann zuviel geförderter Kraftstoff über eine Leitung 6 wieder in den Kraftstofftank 1 zurückfließen.In the circuit diagram for an alcohol gas engine shown in the figure, the liquid fuel arrives from a fuel tank 1, conveyed by means of a fuel pump 2, through a fuel supply line 3 into a fuel evaporator k. An overflow valve 5 arranged between fuel pump 2 and fuel evaporator k allows excess fuel to flow back into fuel tank 1 via line 6.
Vom Kraftstoffverdampfer 4 gelangt verdampfter, also gasförmiger Kraftstoff, über ein Rohrsystem 7 zum Luft/Gäsmischer 8 und über einen Ansaugstutzen 9» mit Drosselklappe 10, zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine 11.Evaporated, that is to say gaseous, arrives from the fuel evaporator 4 Fuel, via a pipe system 7 to the air / gas mixer 8 and via an intake port 9 »with a throttle valve 10, to the cylinders of an internal combustion engine 11.
Der Kühlwasserkreislauf 12 der Brennkraftmaschine 11, mit eigener Wasserpumpe 13, kann in an sich bekannter Weise mittels eines Thermostaten 14 temperaturabhängig über einen Fahrzeugkühler 15 geschaltet werden.The cooling water circuit 12 of the internal combustion engine 11, with its own water pump 13, can in a manner known per se by means of a thermostat 14 depending on the temperature via a Vehicle radiator 15 are switched.
Im Kühlwasserkreislauf 12, 12' ist zusätzlich ein Thermostatventil 16 vorgesehen, welches als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist und den Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine 11 derart schalten kann, daß das Kühlwasser über eine Rohrleitung 17 zu einem Abgaswärmetauscher 18 geleitet wird, welcher dem Wärmetauscher 19 des Verdampfers k vorgeschaltet ist. Über eine vom Wärmetauscher 19 abgehende Umgehungsleitung 20 ist der Kühlwasserkreislauf 12, 17· rückfließend wieder mit der Wasserpumpe 13 verbunden.In the cooling water circuit 12, 12 'a thermostatic valve 16 is also provided, which is designed as a 3/2-way valve and can switch the cooling water circuit of the internal combustion engine 11 in such a way that the cooling water is conducted via a pipe 17 to an exhaust gas heat exchanger 18, which the heat exchanger 19 of the evaporator k is connected upstream. The cooling water circuit 12, 17 is connected back to the water pump 13 via a bypass line 20 going out from the heat exchanger 19.
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Neben dem Kühlwasserkreislauf 12, 17, 20 ist ein weiterer Wasserkreislauf 21, 20 , 2k mit eigener Umwälzpumpe 23 vorgesehen, dessen Wasserkreislauf über die Leitung 2"! in die Rohrleitung 17 einmündet und gleichfalls über den Abgaswärmetauscher 18 geführt wird und den Wärmetauscher 19 des Verdampfers k durchströmt. Durch eine von der Leitung 20 abgehende Abzweigleitung 2k ist die Verbindung zur Umwälzpumpe 23 hergestellt und somit der Wasserkreislauf 21 geschlossen. In addition to the cooling water circuit 12, 17, 20, a further water circuit 21, 20, 2k with its own circulating pump 23 is provided, the water circuit of which flows into the pipe 17 via the line 2 "! And is also passed via the exhaust gas heat exchanger 18 and the heat exchanger 19 of the evaporator k flows through. the connection is made to the circulating pump 23, and thus the water circuit 21 is closed by an outgoing line 20 from the branch line 2k.
Für den Kaltstart der Brennkraftmaschine 11 ist ein Behälter 25 mit Startkraftstoff, wie z.B. Methan (Erdgas), Propan u.a. vorgesehen, welcher bei vorherrschenden normalen Druck- und Temperaturverhältnissen gasförmig ist. Dieser Kraftstoffbehälter 25 ist über ein zwischengeschaltetes Reduzier- und Schaltventil 26 in einer Leitung 27 unmittelbar mit dem oberen Teil des Verdampfers k verbunden. Die kalte Brennkraftmaschine 11 kann durch Steuerung eines strömungsseitig am Ausgang des Verdampfers k angeordneten Thermostaten 29 die Leitung 27 öffnen, so daß der Startkraftstoff dem oberen Teil des Verdampfers k zugeführt und die Brennkraftmaschine sofort, also ohne Vorwärmzeit gestartet werden kann.For the cold start of the internal combustion engine 11, a container 25 with starting fuel, such as methane (natural gas), propane, etc. is provided, which is gaseous under prevailing normal pressure and temperature conditions. This fuel tank 25 is connected in a line 27 directly to the upper part of the evaporator k via an interposed reducing and switching valve 26. The cold internal combustion engine 11 can open the line 27 by controlling a thermostat 29 arranged on the flow side at the outlet of the evaporator k , so that the starting fuel is supplied to the upper part of the evaporator k and the internal combustion engine can be started immediately, i.e. without preheating time.
Der Stiirtkraftstoff der Brennkraftmaschine 11 wird in Abhängigkeit von der Temperatur des am Kühlwasseraustritt aus dem Verdampfer k vorgesehenen Thermostaten 29 über ein Reduzier- und Schaltventil 26 ein- bzw. ausgeschaltet.The starting fuel of the internal combustion engine 11 is switched on or off via a reducing and switching valve 26 as a function of the temperature of the thermostat 29 provided at the cooling water outlet from the evaporator k.
In der Rohrleitung 17 ist ein Temperaturfühler 30 vorgesehen, welcher bei Erreichen der Betriebstemperatur iler Brennkraftmaschine 11 die Umwälzpumpe 23 ausschaltet und so den Wasserkreislauf 21, 20, 2k stillsetzt.A temperature sensor 30 is provided in the pipeline 17 which, when the operating temperature of the internal combustion engine 11 is reached, switches off the circulating pump 23 and thus stops the water circuit 21, 20, 2k .
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