DE3021974A1 - Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren

Info

Publication number
DE3021974A1
DE3021974A1 DE19803021974 DE3021974A DE3021974A1 DE 3021974 A1 DE3021974 A1 DE 3021974A1 DE 19803021974 DE19803021974 DE 19803021974 DE 3021974 A DE3021974 A DE 3021974A DE 3021974 A1 DE3021974 A1 DE 3021974A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
ignition
injection
pressure
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803021974
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Dr. 6148 Heppenheim Dietrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Energy Solutions GmbH
Original Assignee
Motoren Werke Mannheim Ag Vorm Benz Abt Stat Motorenbau 6800 Mannheim
Motoren Werke Mannheim AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motoren Werke Mannheim Ag Vorm Benz Abt Stat Motorenbau 6800 Mannheim, Motoren Werke Mannheim AG filed Critical Motoren Werke Mannheim Ag Vorm Benz Abt Stat Motorenbau 6800 Mannheim
Priority to DE19803021974 priority Critical patent/DE3021974A1/de
Priority to BR8103697A priority patent/BR8103697A/pt
Publication of DE3021974A1 publication Critical patent/DE3021974A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0064—Layout or arrangement of systems for feeding fuel for engines being fed with multiple fuels or fuels having special properties, e.g. bio-fuels; varying the fuel composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0652—Biofuels, e.g. plant oils
    • F02D19/0655—Biofuels, e.g. plant oils at least one fuel being an alcohol, e.g. ethanol
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0665—Tanks, e.g. multiple tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0684—High pressure fuel injection systems; Details on pumps, rails or the arrangement of valves in the fuel supply and return systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0689—Injectors for in-cylinder direct injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0692—Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00—Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00—Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F02M43/04—Injectors peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2201/00—Fuels
    • F02B2201/06—Dual fuel applications
    • F02B2201/062—Liquid and liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0076—Details of the fuel feeding system related to the fuel tank
    • F02M37/0088—Multiple separate fuel tanks or tanks being at least partially partitioned
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

■"•V ι'
• · - · 1 Il
PATENTANWALT ML:-HÜ(fc;iafc MÄNfFRED RAU
D-8500 Nürnberg 9i postfach 91 ο4βο lange zeile 30 telefon 0911/37147 telex οί/23955
3021574
Nürnberg, 11.06.1980
R/St
MOTOREN-WERKE MANNHEIM AG, vorm. BENZ Abt. stat. " \>*"$ Motorenbau, Carl-Benz-Straße 5, 6800 Mannheim 1 " ,?„$ ,_— .- V ί'
Verfahren und Einrichtung zum Verbrennen von zünd- / · Ij
unwilligem Kraftstoff in Dieselmotoren ^' f/
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Einrichtung
zur Durchführung.dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 2.
% Als zündunwillige Kraftstoffe werden zunehmend Äthanol \ oder Methanol eingesetzt. Derartige Alkohole zeichnen ; sich äxLTCch. sehr niedrige Cetan^Zahlen aus. Dies bedeutet geringe Zündwilligkeit, weshalb diese Kraftstoffe ohne zusätzliche Maßnahmen in Dieselmotoren nicht
zu verbrennen sind. {■
Um bei Einsatz von Äthanol in Dieselmotoren Zündaus- |f setzer zu vermeiden, sind schon verschiedene Maßnahmen 2 zur Steigerung der Kompres s ions temper aturen angewandt ά· worden, nämlich Steigerung des Verdichtungsverhältnis- > ses, Drosselung und Vorwärmung der Ansaugluft, Abgasrückführung und Heißkühlung. Wie Untersuchungen gezeigt
haben, reicht jede Einzelmaßnahme der vorgenannten
Art nicht aus, um den Teillastbetrieb ohne ZündaUs:-
setzer zu gewährleisten. Zusätzliche Maßnahmen zur Kalt-
130052/0136
starthilfe vorzusehen, ist steuerungstechnisch sehr aufwendig und für den Praxisbetrieb schwierig.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bereits bekannt geworden, Äthanol über einen Vergaser oder eine Niederdruckeinspritzung der Ansaugluft beizugeben, also eine äußere Gemischbildung zwischen Äthanol und Luft vorzunehmen. Die Zündung erfolgt dann durch Hochdruckeinspritzung von herkömmlichem Dieselöl* Als nachteilig ist hierbei anzusehen, daß der Äthanolanteil nicht über 25 bis 4o % der gesamten Kraftstoffmenge gesteigert werden konnte, da sich eine klopfende Verbrennungeinstellte.
Eine wesentliche Steigerung des Äthanolanteils wurde mit einem Zweistoffbetrieb erreicht, bei dem Alkohol einerseits und konventioneller Dieselkraftstoff als Zündkraftstoff andererseits mittels völlig voneinander getrennter Hochdruck-Einspritzsysteme in den Brennraum des Zylinders eingespritzt wurde. Auf der konstruktiven Seite war hierbei nachteilig, daß noch zwei aufwendige Hochdruck-Einspritζsysteme benötigt wurden.
Aus der DE-OS 15 76 478 ist ein Kraftstoff-Einspritzventil bekannt, mittels dessen eine zweistufige Einspritzung ein- und desselben Dieselkraftstoffs in den Brennraum eines Zylinders möglich ist. Mit Hilfe einer solchen Voreinspritzung sollen die Verbrennungsgeräusche bei Dieselmotoren herabgesetzt und außerdem eine möglichst rauchfreie Verbrennung erhalten werden. Der öffnungsdruck für die Haupteinspritzung soll hierbei höher sein als der Öffnungsdruck für die Voreinspritzung, um eine klare Trennung zwischen diesen beiden Einspritzvorgängen zu erhalten.
130052/0136
3 -
In der deutschen Patentanmeldung P 29 24 128.9 wird bereits vorgeschlagen, mittels nur eines Hochdruck-Einspritzsystems und einer Zweistoff-Einspritzdüse die zeitlich aufeinanderfolgende Einspritzung von Zündkraftstoff und zündunwilligem Hauptkraftstoff vorzunehmen, v/obei in der Einspritzdüse eine Vorlagerung des Zündkraftstoffes mittels einer Niederdruckpumpe erfolgt, der dann mit dem Hochdruck des Hauptkraftstoffes in den Brennraum eingespritzt wird. Diese kompakte Zweistoff-Einspritzdüsen-Bauweise läßt sich vorteilhaft bei neu herzustellenden Zündöl-Alkohol-Dieselmotoren anwenden, weil diese Zweistoff-Einspritzung im wesentlichen durch periphere Anbauteile ermöglicht wird. Da andererseits eine solche Zweistoff-Einspritzdüse verhältnismäßig kompakt ist, ist eine Nachrüstung bei einem bereits vorhandenen Dieselmotor in der Regel nur dann möglich, wenn auch der Zylinderkopf erneuert wird.
In der deutschen Patentanmeldung P 3o o2 851.4 wird in Weiterbildung des zuvor behandelten Systems vorgeschlagen, den Zündkraftstoff in einem Druckteiler dem Hauptkraftstoff vorzulagern, der entweder der Hochdruck-Einspritzpumpe oder einer der Einspritzdüsen, insbesondere der Einspritzdüse für den Hauptkraftstoff, zugeordnet sein kann.
Weiterhin sind Zündwilligkeitsverbesserar bekannt, mittels derer es ermöglicht wird, klopffeste Vergaserkraftstoffe in Dieselmotoren verbrennen zu können. Bei solchen Zündwilligkeitsverbesserern handelt es sich beispielsweise um CyclohexyInitrat. Durch Zumischung eines solchen Zündwilligkeitsverbesserers zu Benzin konnte beispielsweise dessen Cetanzahl von ungefähr Null auf ungefähr 5o angehoben werden, was der Cetanzahl des normalen Dieselkraftstoffes entspricht.
130062/0136
Je nach der Wirksamkeit des Zündwilligkeitsverbesserers, der Art des eingesetzten Alkohols, der CetanempfdLndlichkeit des Dieselbrennverfahrens und den Betriebsund Umgebungstemperaturen des Motors müssen Alkotxolen etwa 15 bis 2o Gew.% Zündwilligkeitsverbesserer t>ezogen auf die Gesamtkraftstoffmenge beigesetzt werden, um die Zündwilligkeit des normalen Dieselkraftstoffes zu erreichen. Wenn - wie geplant - Alkohol in erhebXichem Umfang für Dieselverbrennungsverfahren eingesetzt wxrd, dann würden hierbei Zündwilligkeitsverbesserer in einer nicht mehr zu vertretenden Menge erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbrennen von zündunwilligem Kraftstoff in Dieselmotoren anzugeben, bei dem einerseits überriiaupt ;kein konventioneller Dieselkraftstoff, aber auch, nur in sehr geringem Umfang Zündwilligkeitsverbesserer eingesetzt zu werden brauchen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des An-' Spruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteixir also darin, daß die Motoren einerseits im Zweistoffberfcrieb betrieben werden, wie es eingangs ausführlich dajcgestellt wurde, daß andererseits aber auch der Zündkraftstoff aus Alkohol und Zündwilligkeitsverbessereir gebildet wird. Dadurch ist eine Reduktion der benö-fcigten Menge an Zündwilligkeitsverbesserer auf nur 1,5 Isis 2 Gew.% bezogen auf die Gesamtmenge an Kraftstoff möglich, während insgesamt also 98 bis 98,5 Gew.% AZäikohol eingesetzt werden können.
Bei der gattungsgemäß vorausgesetzten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann entweder - wie ±n der Patentanmeldung P 29 24 128.9 beschrieben, eine "Vorlagerung des Zündkraftstoff es in der Einspritzdüse erfolgen,
130052/0136
oder - wie in der Patentanmeldung P 3o o2 851.4 beschrieben - eine Vorlagerung in einem Druckteiler vorgenommen werden, oder - wie aus der DE-PS !5 76 478 bekannt - neben dem Hochdruckeinspritzsystem für den Hauptkraftstoff ein gesondertes Hochdruckeinspritzsystem für den Zündkraftstoff vorgesehen sein.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches wird erreicht, daß für beide Pumpen, wobei es sich bei *y'der gesonderten Pumpe für den Zündkraftstoff yorteil-
hafterweise um eine Niederdruckpumpe handelt, der eine ' Vorratsbehälter für zündunwilligen Kraftstoff, also
Alkohol, ausreichend ist. Es braucht also nach wie vor '"■"nur ein Tank vorhanden zu sein, während die bezogen v;<auf den Gesamtkraftstoff-verbrauch geringe erforderliche
Menge an Zündwilligkeitsverbesserer aus kleinen Behäl- ^,-'"tern, beispielsweise den üblichen Verpackungsgebinden, "'' über eine Dosiereinrichtung zugeführt wird.
^'^Vorteilhafte Ausgestaltungen der Dosiereinrichtung ern sich aus den Unteransprüchen. Im übrigen ergeben
"sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispieleni "anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung mit an einer Einspritzdüse angebrachtem Druckteiler,
Fig. 2 eine weitere schematisch dargestellte Einrichtung gemäß der Erfindung mit Vorlagerung des Zündkraftstoffs in der Einspritzdüse,
130052/0136
Fig. 3 und 4 die schematische Anordnung einer Dosiereinrichtung hinter bzw. vor einer Niederdruckpumpe für den Zündkraftstoff und
Fig. 5 eine Dosiereinrichtung für Alkohol und Zündwilligkeitsverbesserer zur Herstellung des Zündkraftstoffes.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der obere Teil des Kurbelgehäuses 1 eines Dieselmotors dargestellt. Im Kurbelgehäuse 1 ist eine Zylinderlaufbüchse 2 eines Zylinders 3 angeordnet. Zwischen der Zylinderlaufbüchse 2 und dem Zylinder 3 sind Kühlwasserkanäle 4 ausgebildet. In der Zylinderlaufbüchse 2 ist ein in Richtung seiner Mittellängsachse 5 bewegbarer Kolben 6 angeordnet, der üblicherweise mittels Kolbenringen 7 gegenüber der ZyIinderlaufbüchse 2 abgedichtet ist. Im Kolbenboden 8 ist eine Mulde 9 ausgebildet.
Der Zylinder 3 ist durch einen Zylinderkopf 1o ver- ''
schlossen, in dem ein Einlaßventil 11 angebracht ist. Das Einlaßventil verbindet den durch die Zylinderlaufbüchse 2, den Zylinderkopf 1o und den Kolbenboden 8 begrenzten Brennraum 12 und einen durch den Zylinderkopf 1o führenden Ansaugkanal 13 für Verbrennungsluft miteinander, wenn es geöffnet is^bzw. trennt die beiden voneinander, wenn es geschlossen ist. In dem Zylinderkopf ist weiterhin eine Einspritzdüse 14 zur Direkt-Einspritzung eines zündunwilligen Kraftstoffes in den Brennnraum 12, d. h. in die Mulde 9 im Kolbenboden 8, vorgesehen. Diese Einspritzdüse wird der Einfachheit halber nachfolgend als Alkohol-Düse 14 bezeichnet.
130052/0136
Weiterhin ist im Zylinderkopf 1o eine weitere Einspritzdüse 15 angeordnet, durch die ein zündwillig gemachter Kraftstoff, nämlich Alkohol mit einem Zündwilligkeitsverbesserer, direkt in den Brennraum 12 eingespritzt werden kann. Diese Einspritzdüse 15 wird nachfolgend der Einfachheit halber als Zünddüse 15 bezeichnet.
Seitlich am Kurbelgehäuse 1 ist eine Einpritzpumpe 16 angebracht, deren Saugseite 17 in üblicher Weise über ,eine Saugleitung 18 mit einem Vorratsbehälter 19 für zündunwilligen Hauptkraftstoff, üblicherweise Äthanol, also Alkohol, verbunden ist. Von der Druckseite 2o der Einspritzpumpe 16 führt eine Druckleitung 21 zu einem Druckteiler 22, der an der Alkoholdüse 14 angebracht ist.
Mit dem Druckteiler ist ein Vorratsbehälter 23 für den zündwilligen Kraftstoff, also den mit einem Zündverbesserer versehenen Alkohol, über eine Zuführleitung verbunden, in die eine Niederdruckpumpe 25 geschaltet ist. Der über diese Zuführleitung 24 dem Druckteiler zugeführte Zündkraftstoff wird vom Druckteiler 21 über eine Zündkraftstoff-Druckleitung 26 der Zünddüse 15 zugeführt. Von den beiden Einspritzdüsen 14, 15 führen Leck-Leitungen 27, 28 zurück zu den jeweiligen Vorratsbehältern 19, 23. In der Zeichnung sind sämtliche Leitungen 18, 22, 27, die zündunwilligen Hauptkraftstoff, also Alkohol, führen, gestrichelt dargestellt, während alle Leitungen 24, 26, 28, die den Zündkraftstoff führen, strichpunktiert dargestellt sind.
Im Druckteiler 22 erfolgt ganz generell eine Vorlagerung des mit Niederdruck zugeführten Zündkraftstoffs, also des mit einem Zündverbesserer versehenen Alkohols, der dann unter Zuhilfenahme des Hochdrucks des
130052/0136
von der Druckseite 2o der Einspritzpumpe 16 kommenden Alkohols in dei Brennraum 12 eingespritzt wird. Soweit es um die konstruktive Ausbildung geht, ist diese Ausführungsform aus der deutschen Patentanmeldung P 3o o2 851.4 bekannt.
Bei der nur schematisch dargestellten Ausführung nach Fig. 2 ist nur eine Zweistoff-Einspritzdüse 29 vorgesehen, der zum einen aus einem Vorratsbehälter 2 3 Alkohol mit einem Zündverbesserer als Zündkraftstoff mittels einer Niederdruckpumpe 25 über eine Leitung 24'<' zugeführt wird. Die Förderung dieses Zündkraftstoffs erfolgt mit einem Druck von 2o bis 5o bar über den Düsenhalter 3o der Einspritzdüse 29 zu einem Vorlagerungsraum 31. Der Hauptkraftstoff, also Alkohol wird aus einem Vorratsbehälter 19 über eine Saugleitung 18 der Saugseite 17 einer Einspritzpumpe 16 zugefüb-irt und von deren Druckseite 2o mittels einer Druckleitung 21 dem Düsenhalter 3o zugeführt, von wo der Alkohol ebenfalls dem Vorlagerungsraum 31 zugeführt wird. Vom Düsenhalter 3o führt eine Leck-Leitung 27' zum Vorratsbehälter 19 zurück. Die grundsätzliche Wirkungsweise ist derart, daß von der Niederdruckpumpe 2 5 eine ^bestimmte Menge des mit Zündverbesserer versehenen Alkohols, also des Zündkraftstoffes, der am Düsenhalter 3o angebrachten Einspritzdüse 29 zugeführt und in deren Vorlagerungsraum 31 dem Hauptkraftstofff vorgelagert wird. Bei Betätigung der Hochdruck-Einspritzpumpe 16 wird eine Düsennadel 32 durch den im Vergleich zum Druck der Niederdruckpumpe 25 erheblich . höheren Druck der Einspritzpumpe 16 angehoben und die püsenöffnung 33 zum in diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellten Brennraum des Zylinders frei gegeben.Aufgrund der Vorlagerung des Zündkraftstoffes vor clen Hauptkraftstoff wird zuerst der Zündkraftstoff cVurch
130052/0136
9 -
die Düsenöffnung 33 in den Brennraum eingespritzt,
wo er zuerst verdampft und auch zuerst zündet. Diese
Verbrennung liefert bereits die Wärme und die Temperaturerhöhung, die notwendig sind, um den nachfolgend
eingespritzten Hauptkraftstoff zu verdampfen und ohne
Zündaussetzer zu verbrennen. Ein Rückschlagventil
34 verhindert bei Wirksamwerden des Drucks von der Einspritzpumpe 16 ein Verdrängen des Zündkraftstoffes
durch die Leitung 24' zurück zur Niederdruckpumpe 25.
Der eigentliche EinspritzVorgang und auch der Verbrennungsvorgang verläuft bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 in gleicher Weise.
Da das Mengenverhältnis von Hauptkraftstoff zu Zündkraftstoff etwa 9:1 beträgt, und da wiederum im
Zündkraftstoff etwa 8o % Alkohol und 2o % Zündwilligkeitsverbesserer enthalten sind, werden insgesamt ,T 98 % Alkohol und nur 2 % Zündwilligkeitsverbesserer
eingesetzt. Daraus folgt, daß es durchaus, nicht not- £ wendig ist, überhaupt einen gesonderten Vorratsbehälter if 23 für den aus Alkohol und Zündwilligkeitsverbesserer bestehenden Zündkraftstoff vorzusehen. In den nachfol- Γ genden Ausführungsbeispielen werden daher jeweils verschiedene Möglichkeiten dargestellt, hei. denen der
für den Zündkraftstoff erforderliche Alkohol dem Vor- , ratsbehälter 19 für Alkohol mit entnommen wird und die- f sex Teilmenge Alkohol dann Zündwilligkeitsverbesserer I
zu dosiert wird. Da die Vorlagerung des aus Alkohol £
und Zündwilligkeitsverbesserer gebildeten Zündkraft- - ·£. stöffs in einem Drückteiler oder χίϊ der Einspritzpumpe || selber jeweils die gleiche ist, wird bei den nachfol- ,y genden schematisierten Darstellungen nur jeweils ein
Teilausschnitt dargestellt, der für die jeweilige
Variante wesentlich ist. Hierbei sind in den Ausführungsbeispielen auch in den schematisierten Darstellun-
130052/0136
* t · I
-1ο-
gen jeweils die gleichen Bezugsziffern verwendet worden, wie in den Fig. 1 und 2, so daß insoweit auf eine erneute Erläuterung verzichtet werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 saugt die Niederdruckpumpe 25 Alkohol aus dem Vorratsbehälter 19 "an. Der Niederdruckpumpe 25 ist eine Dosiereinrichtung 35 nachgeordnet, in die eine - punktiert dargestellte ^Zündwilligkeitsverbesserer-Leitung 36 einmündet, an die r jeweils ein Behälter 37 mit Zündwilligkeitsverbesserer angeschlossen werden kann. In der Dosiereinrichtung 35 wird dem von der Niederdruckpumpe 25 geförderten Alkohol in einem vorgegebenen Verhältnis Zündwilligkeitsverbesserer zugemischt. Der auf diese Weise hergestellte Zündkraftstoff wird dann in der bereits erläuterten Weise durch die Leitung 24 bzw. 24' weitergefordert.
Selbstverständlich kann die Dosiereinrichtung 35 auch vor der Niederdruckpumpe 25, also in deren zum Vorratsbehälter 19 führender Saugleitung angeordnet sein, so daß die Zudosierung des Zündwilligkeitsverbesserers aus dem Behälter 37 über die Leitung 36 im Ansaugweg der Niederdruckpumpe 25 erfolgt, wie es in Fig. 4 schematisch dargestellt ist.
Eine mögliche Ausführungsform der Dosiereinrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Hierbei ist in die Ansaugleitung der Hochdruck-Einspritzpumpe 16 ein handelsüblicher Durchflußmengenzähler 38, beispielsweise ein handelsüblicher Ovalradzähler, eingeschaltet, der die Gesamtdurchflußmenge des Alkohols pro Zeiteinheit mißt und beispielsweise mittels eines angekoppelten Tachometergenerators oder Frequenzgebers der Dürchlußmenge proportionale Signale an einen Kleinrechner 39 abgibt. In Abhängigkeit der Durchflußmenge an Alkohol im Durch-
130052/0136
- 11 -
flußmengenzähler 38 steuert der Kleinrechner 39 zwei Magnetventile 4o, 41 an, von denen das eine Magnetventil 4o einen Alkoholteilstrom steuert, der der Saugleitung der Einspritzpumpe 16 mittels einer Zweigleitung 42 mit eingebauter Drossel 43 entnommen wird, über das andere Magnetventil 41 wird die diesem Alkohol-Teilstrom zuzuführende Menge an Zündwilligkeitsverbesserer gesteuert. Beide Teilströme werden dann der Niederdruckpumpe 25 zugeführt, die gleichzeitig eine Durchmischung bewirkt. Wenn der Motor in der Weise betrieben wird, daß jeweils überschüssiger Kraftstoff zum Vorratsbehälter 19 zurückläuft, dann ist es zweck- -mäßig, in diese Kraftstoff-Rücklaufleitung 44 einen weiteren Durchflußmengenzähler 45 zu schalten, der den rücklaufenden Kraftstoff mißt und entsprechende Signale ;an den Kleinrechner 39 abgibt, der dann durch Differenzbildung den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch ermittelt und danach die Magnetventile 4o, 41 ansteuert.
130052/0136

Claims (6)

  1. PATENTANWALT ft I RLVIi]G; CtR! MA-NiFRED RAU
    P-8500 NÜRNBERG 91 POSTFACH 91 04 OO LANGE ZEILE 30 TELEFON 0911/371 47 TELEX OÄ/239«
    Nürnberg, 11.06.1980 R/St
    MOTOREN-WEPKE MANNHEIM AG, vorm. BENZ Abt. stat. Motorenbau, Carl-Benz-Straße 5, 6800 Mannheim 1
    Ansprüche
    ( 1 / Verfahren zum Verbrennen von EÜndunwilligem Kraftstoff in Dieselmotoren mit Kraftstoffeinspritzung, wobei zeitlich gegeneinander versetzt einerseits Zündkraftstoff und andererseits der zündunwillige "Kraftstoff eingespritzt werden, dadurch gekennzeichnet,, ;daß als Zündkraftstoff ebenfalls ein zündunwilliger f ^Kraftstoff eingesetzt wird, dem ein Zündwilligkeits-
    verbesserer beigesetzt wird.
  2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach »Anspruch 1, wobei für den zündunwilligen Kraftstoff (eine Hochdruck-Einspritzpumpe mit vorgeordnetem Vorratsbehälter und eine bei Erreichen des Einspritzdruckes öffnende Einspritzdüse und für den Zündkraftstoff eine gesonderte Pumpe mit vorgeordnetem Vorratsbehälter und eine ebenfalls bei Erreichen eines vorgegebenen Einspritzdruckes öffnende Einspritzdüse vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Pumpe (25) ebenfalls an den Vorratsbehälter (19) für zündunwilligen Kraftstoff angeschlossen ist, und daß dieser Pumpe (25) eine Dosiereinrichtung (35) zugeordnet ist, die mit einem Behälter (37) für Zündwilligkeitsverbesserer verbunden ist.
    130052/0136
    021974
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dosiereinrichtung (35) mindestens einen der Hochdruck-Einspritzpumpe (16) zugeordneten Durch.jflußmengenzähler (38) zur Steuerung des für den Züncükraftstoff benötigten zündunwilligen Kraftstoffs und Sündwilligkeitsverbesserers aufweist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmengenzähler (38) mindestens e±xi Magnetventil (4o, 4T) ι ansteuere.
  5. 5- Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Durchflußmengenzähler (383 und Magnetventil (4o, 41) ein Kleinrechner (39) gesclhaltet ist.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 ±ür Dieselmotoren mit Kraftstöffrücklauf, dadurch geken:nzeichnet, daß auch in die Rücklauf leitung (44) ein Dunrchflußmengenzähler (45) geschaltet ist, der ebenfalls mit dem Kleinrechner (39) verbunden ist.
    130052/0136
DE19803021974 1980-06-12 1980-06-12 Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren Withdrawn DE3021974A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803021974 DE3021974A1 (de) 1980-06-12 1980-06-12 Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren
BR8103697A BR8103697A (pt) 1980-06-12 1981-06-11 Processo e dispositivo para queimar um combustivel antiinflamavel em motores diesel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803021974 DE3021974A1 (de) 1980-06-12 1980-06-12 Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3021974A1 true DE3021974A1 (de) 1981-12-24

Family

ID=6104400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803021974 Withdrawn DE3021974A1 (de) 1980-06-12 1980-06-12 Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BR8103697A (de)
DE (1) DE3021974A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985000197A1 (en) * 1983-06-22 1985-01-17 Caterpillar Tractor Co. Ignition-assisted fuel combustion system
FR2582733A1 (fr) * 1985-05-30 1986-12-05 Colonnello Rino Circuit d'alimentation en carburant pour moteur alimente par un carburateur
CN106574581A (zh) * 2014-07-03 2017-04-19 阿沃赛特解决方案公司 燃烧系统和方法
CN106979109A (zh) * 2017-03-21 2017-07-25 江苏大学 一种可控燃油混合比例的双油道喷油器及控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985000197A1 (en) * 1983-06-22 1985-01-17 Caterpillar Tractor Co. Ignition-assisted fuel combustion system
FR2582733A1 (fr) * 1985-05-30 1986-12-05 Colonnello Rino Circuit d'alimentation en carburant pour moteur alimente par un carburateur
CN106574581A (zh) * 2014-07-03 2017-04-19 阿沃赛特解决方案公司 燃烧系统和方法
US20180179967A1 (en) * 2014-07-03 2018-06-28 Avocet Solutions Inc. Combustion system and method
CN106979109A (zh) * 2017-03-21 2017-07-25 江苏大学 一种可控燃油混合比例的双油道喷油器及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR8103697A (pt) 1982-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3011580C2 (de)
DE3243175C2 (de) Kraftstoff-Einspritzventil
DE2901211A1 (de) Verfahren zum betrieb einer luftverdichtenden, selbstzuendenden brennkraftmaschine fuer fluessige brennstoffe
DE2924128A1 (de) Einrichtung zur einspritzung von zuendkraftstoff einerseits und zuendunwilligem hauptkraftstoff andererseits fuer dieselmotoren
DE102018109939A1 (de) Verbrennungsmotor
DE3511328A1 (de) Brennstoff-einspritzsystem fuer dieselmotoren
EP3417164A1 (de) Brennkraftmaschine und verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102011086948A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102012204758A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Start eines Ottomotors
DE2851504A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung und variablem verdichtungsverhaeltnis, sowie brennkraftmaschine zum durchfuehren des verfahrens
DE2410803A1 (de) Mit ladungsschichtung betriebene, fremdgezuendete brennkraftmaschine
DE10127516A1 (de) Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine
EP0538564A1 (de) Selbstzündende Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE3021974A1 (de) Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren
DE3002851A1 (de) Einrichtung zur einspritzung von zuendkraftstoff einerseits und zuendunwilligem hauptkraftstoff andererseits fuer dieselmotoren
DE674526C (de) Selbst- oder fremdzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine
DE2752885A1 (de) Brennstoffversorgungssystem fuer eine gemischverdichtende, fremdgezuendete viertakt-brennkraftmaschine mit ladungsschichtung
DE19505127C1 (de) Zündstrahl-Gasmotor
DE3011376A1 (de) Einrichtung zur einspritzung von zuendkraftstoff einerseits und zuendunwilligem hauptkraftstoff andererseits fuer dieselmotoren
DE2235004A1 (de) Verfahren zur verbesserung von leistung und verbrauch bei freisaugenden, gemischverdichtenden, fremdgezuendeten brennkraftmaschinen mit besonders intensiver abgasentgiftung durch verwendung von in einem ausserhalb der brennkraftmaschine angeordneten vergasungsreaktor mittels partieller verbrennung fluessiger brennstoffe erzeugtem brenngas
DE2908375A1 (de) Dieselmotorisches verfahren mit einer vorrichtung zum betrieb mit zwei fluessigen kraftstoffen unter verwendung zweier einspritzpumpensysteme und einer kraftstoffduese
WO2019224008A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie verfahren zum betreiben einer solchen verbrennungskraftmaschine
DE2743134C2 (de) Einrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft für luftverdichtende Brennkraftmaschinen
DE640249C (de) Verfahren zum Erleichtern des Anlassens von Einspritzdieselmotoren
DE3143492C1 (de) Gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: MOTOREN-WERKE MANNHEIM AG VORM. BENZ ABT. STATIONA

8139 Disposal/non-payment of the annual fee