DE3237305A1 - Einspritzvorrichtung mit wasserzumischung fuer dieselmotoren - Google Patents

Einspritzvorrichtung mit wasserzumischung fuer dieselmotoren

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Description

  • Einspritzvorrichtung mit Wasserzumischung
  • für Dieselmotoren Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung mit Wasserzumischung für Dieselmotoren.
  • Es ist bekannt, Dieselmotoren mit einer Wasser-Dieselkraftstoff-Emulsion zu betreiben, wobei Wasseranteile bis über 30 Vol % vorgesehen sind. Das Wasser wird vor dem eigentlichen Dieselkraftstoff-Einspritzsystem, z.B, im Tank, zugemischt. Die Emulgierung des Dieselkraftstoffes mit Wasser führt neben einer Reduzierung der Rußbildung und günstigeren Abgas-Emissionswerten (wenig mOx) zu einer inneren Kühlung (im Brennraum) und damit zu niedrigeren Abgrastemperaturen bei verbessertem Motorwirkungsgrad.
  • Hierzu finden keramische Werkstoffe Anwendung, um eine Wärmeisolation des Brennraums des Dieselmotors zu erzielen. Ein Teil der sonst durch das Kühlmittel abgeführten Wärme wird dabei im Sinne einer Wirklungsgradverbesserung genutzt. Die Temperatur der Brennraunteile und Kolben kann jedoch selbst bei Verwendung keramischer Werkstoffe nicht beliebig gesteigert werden, weil die Öltemperatur begrenzt ist und darüberhinaus die Füllung durch Aufheizung der Ansaugluft schlechter wird. Ferner steigert die Isolationswirkung in erster Linie die Ubgastemperatur, bohne den Wirkungsgrad deutlich zu verbessern, Ura die erhöhte Abgasenergie zu nutzen, sind aufwendige, nachgeschaltete Geräte (z.B. Turbinen oder l.armetauscher) notwendig.
  • Nachteilig bei einer Wasserzumischung vor dem eigentlichen Dieselkraftstoff-Einspritzsystem ist insbesondere die Gefahr einer Entmischung bei längeren tagerzeiten. Darüber hinaus ist es nicht möglich, zum jeweiligen Betrieb (z.B.
  • Leerlauf, Vollast) ein optimales Mischungsverhältnis einzustellen, Auch kann die Wasserzufuhr, z.B. bei Vereisungsgefahr oder benötigter hoher Abgastemperatur beispielsweise für eine 'ahrhausheizung, nicht abgeschaltet werden.
  • Die Zumischung des Wassers vor dem eigentlichen Dieselkraftstoff-Einspritzsystem bewirkt ferner im Laufe der Zeit Korrosion, Verschleiß und ein Fressen der Sinspritzpumpenteile, welche die Emulsion fördern, sowie der Einspritzdüse und auch der beweglichen Teile des Einspritzsystems, welche mit dem Fördermedlum in Kontakt sind, Aufgabe der BrSindung ist die Schaffung einer Einspritzvorrichtung mit Wasserzumischung der eingangs genannten Art, bei der vorgenannte Nachteile nicht vorhanden und insbesondere optimale Mischungsverhältnisse bei jedem Dieselmotorenbetrieb bei einwandfrener Funktion der Vorrichtung einstellbar ist.
  • Gelöst wird die der erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß neben dem Einspritzsystem für Dieselkraftstoff ein weiteres Einspritzsystem mit eigener Einspritzpumpe für das zuzumischende Wasser vorgesehen ist.
  • Das weitere zinspritzsystem für Wasser mündet insbesondere in das erste Einspritzsystein für Diesellrrattstoff zwischen der Dieselkraftstoff-Einspritzpumpe und dem zugehörigen Einspritzventil ein, bevorzugt unmittelbar vor dem vorgenannten Einspritzventil.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung mündet das weitere Einspritzsystem für Wasser in das erste Einspritzsystem für Dieselkraftstoff in ein gemeinsames Einspritzventil. Dabei kann die Mischung in der Einspritzdüse erfolgen oder es können auch zwei getrennt aus zwei Düsen austretende Strahlen von Wasser bzw.
  • Dieselkraftstoff gebildet werden, so daß erst nach dem Austreten aus den Düsen Wasser und Dieselkraftstoff gemischt werden.
  • Eine Regelelektronik sorgt zweckmäßigerweise dafür, daß das zuzumischende Wasser in der richtigen Menge entsprechend dem gerade vorliegenden flieselmotorenbetrieb zugemessen wird. Die Regelelektronik berücksichtigt zweckmäßigerweise die Abgastemperatur, den Kraftstoffverbrauch und/oder die Drehzahl des rotors.
  • Korrosion, Verschleiß und Fressen wesentlicher mit dem Wasser in Berührung stehender Einspritzteile werden verhindert, wenn in vorteilhafter Weiterbildung das weitere Einspritzsystem im wesentlichen aus keramischen Werkstoffen gebildet ist. Insbesondere bestehen die beweglichen und gleitenden Pumpenteile und die Einspritzdüse des wasserführenden Einspritzsystems aus Keramik.
  • Auch das Einspritzventil des Dieselkraftstoff-Einspritzsystems ist vorteilhaitemfeise aus Keramik hergestellt, wenn das weitere Einspritzsystem für das zuzumischende Wasser vor dem vorgenannten tinspritzventil einmündet.
  • Vorteilhafterweise sind auch die Breunraumteile, insbesondere die Zylinderlaufbüchse und der Dieselmotorkolben, aus keramischen Werkstoffen hergestellt, um der Korrosionsgefahr zu begegnen und eine ausreichende Schmierung der Eolben- bzw. Zylindergleitflächen ohne Gefahr einer Kaltverschweißung (Fressen) sicherzustellen.
  • Durch die Erfindung wird demnach eine i!;inspritzvorrichtung mit Wasserzumischung für Dieselmotoren vorgeschlagen, bei der die Gefahr einer Entmischung bei längeren Lagerzeiten nicht gegeben ist und insbesondere zum jeweiligen Betrieb ein optimales flischungsverhältnis eingestellt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, daß bei einem Betrieb des Motors die WasserzuSuhr z.B. bei Vereisungsgefahr oder bei benötigter hoher Abgastemperatur, beispielsweise für eine Fahrhausbeheizung, abgeschaltet werden kann. Die Vorrichtung ist so getroffen, daß Korrosion, Verschleiß und ein Fressen wesentlicher SunStionsteile nicht möglich sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines AusfiiLrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die aus einer einzigen Figur bestehenden Zeichnung näher erläutert, die eine erfindungsgemäße £inspri Üzvorrichtrng in shematischer Darstellung zeigt.
  • Gemäß Zeichnung finden zwei getrennte Einspritzsysteme für den Dieselkraftstoff 4 und für das zuzumischende Wasser 3 Verwendung.
  • Das Einspritzsystem 1 für den Dieselkraftstoff 4 umfaßt eine Dieselkraftstoff- Einspritzpumpe 7, deren Ausgang mit einem zugehörigen Einspritzventil 6 des Dieselmotors in einer Leitungsverbindung steht. Der eigentliche Dieselmotor ist in der Zeichnung schematisch im Bereich eines Kolbens dargestellt.
  • Das erfindungsgemäß vorgesehene weitere Binspritzsystem für das zuzumischende Wasser 3 umfaßt eine eigene Einspritzpumpe 2 mit einer ausgangsseitigen Beitt1ngsverbindung7 die unmittelbar vor dem Einspritzventil 6 in das erste Einspritzsystem 1 für den Dieselkraftstoff 4 einmündet.
  • Die Zumessung der zuzumischenden Wassermenge erfolgt durch eine Regelelektronik 5, die die Abgastemperatur, den Kraftstoffverbrauch und/oder die Drehzahl des Motors berücksichtigt. Entsprechende Beitungssysteme 8, 9 und 11 sind in der Zeichnung schematisch gezeigt.
  • Leerseite

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Einspritzvorrichtung mit Wasserzumischung für Dieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Einspritzsystem (1) für Dieselkraftstoff ein weiteres Einspritzsystem mit eigener Einspritzpumpe (2) für das zuzumischende Wasser (3) vorgesehen ist.
  2. 2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Einspritzsystem für Wasser (3) in das erste Einspritzsystem C1) für Dieselkraftstoff (4) zwischen der Dieselkraftstoff-Einspritzpumpe und dem zugehörigen Einspritzventil (6) einmündet.
  3. 3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Einspritzsystem für Wasser (3) in das erste Einspritzsystem (1) für Dieselkraftstoff (4) in ein gemeinsames Einspritzventil (6) einmündet.
  4. 4. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelelektronik (5) für die Zumessung der zuzumischenden Wassermenge vorgesehen ist,
  5. 5. Einspritzvorrichtmig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik (5) die Abgastemperatur, den Kraftstoffverbrauch und/oder die Drehzahl berücksichtigt.
  6. 6. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB das weitere Binspritzsystem im wesentlichen aus keramischen Werkstoffen gebildet ist.
  7. 7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Binspritzventil (6) aus Keramu; gebildet ist.
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