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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Einspritzung eines Flüssigtreibstoffs
in einen Verbrennungsmotor. Diese Einspritzung kann gemäß der Erfindung
direkt in die Zylinder des Motors (Direkteinspritzung) oder eine
Einlassleitung des Motors (indirekte Einspritzung) durchgeführt werden.
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Genauer
betrifft die Erfindung eine Einspritzvorrichtung in Form von Flüssigkeit
eines Treibstoffs, der einen Siedepunkt unter der Umgebungstemperatur
(etwa +25°C)
bei Atmosphärendruck
(etwa 0,1 MPa) hat, in eine Einlassleitung eines Verbrennungsmotors.
Dieser Treibstoff kann zum Beispiel GPL (verflüssigtes Erdgas), Dimethylether
(DME), Ethylal (Diethoxymethan), Methylal (Dimethoxymethan) oder Diethylether
oder Gemische dieser Treibstoffe sein. Im Folgenden der Beschreibung
wird man als nicht begrenzendes Beispiel die Einspritzung von GPL
in flüssiger
Form nehmen.
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Die
Startqualität
eines solchen Motors wird bedingt durch das Vermögen seiner Einspritzvorrichtung,
GPL in flüssiger
Form einzuspritzen sobald die Einspritzung gesteuert wird. Für Grundeinspritzzeiten,
die einer Einspritzung von GPL in Flüssigphase entsprechen allgemeinen
Kartographiert sind, ermöglicht
die unkontrollierte Gegenwart von GPL in Gasform in dem Einspritzverteilerrohr
oder in andere Leitungen, bei der Injektion nicht, effizient die
Massemenge von GPL zu regeln, die beim Start des Motors notwendig
ist. Es ist andererseits dem Fachmann bekannt, dass der Dampfdruck
eines Treibstoffs in dem Reservoir bzw. Tank und in der Einspritzleitung
stark von der Temperatur abhängt,
die um diese Elemente herum herrscht.
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Allgemeiner
kann die Verdampfung des GPL eingreifen in Bezug auf:
- – eine
Erhöhung
der Temperatur des GPL derart, dass der Treibstoffdruck kleiner
oder gleich dem entsprechenden Sättigungsdampfdruck
des GPL in dem Reservoir bzw. Tank und/oder in dem Injektionskreislauf
wird, zum Beispiel in dem Injektionsverteilerrohr bei den Startphasen
des Motors, wenn jener noch warm ist,
- – eine
Erniedrigung des Umgebungsdrucks (bei konstanter Temperatur) auf
eine Schwelle unter oder gleich dem Sättigungsdampfdruck entsprechend
der Umgebungstemperatur; dieser Fall ist insbesondere beim Anhalten
des Motors und folgend auf eine Treibstoffverflüchtigung auf der Ebene der
Einspritzer anzutreffen, welche im Allgemeinen gegenüber dem
in dem Verteilerrohr herrschenden GPL-Druck nicht dicht sind.
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Mit
Flüssigtreibstoffeinspritztechniken
wie jenen klassisch für
eine Benzineinspritzung verwendeten, ruft der starke Druckabfall,
der zwischen stromaufwärts
und stromabwärts
des Einspritzers vorliegt, bei Einspritzbetrieb von GPL-Flüssigkeit
eine Verflüchtigung
von Treibstoff auf der Ebene der Einspritzer hervor. Diese Verflüchtigung
ist umso größer je größer der
Druckabfall als jener klassisch für eine Verwendung bei Benzineinspritzung
erhaltene ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das GPL-Einspritzverteilerrohr
direkt in Kommunikation mit dem Tank ist, dessen Innendruck klassisch
und gemäß der Umgebungstemperatur
zwischen etwa 0,1 und 1,5 MPa variiert.
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Diese
Verflüchtigung
ist der Ursprung verschiedener Probleme:
- – eine Sättigung
hinsichtlich der Einlassleitungen des Motors an Gas-GPL. In dem
Fall eines Motors mit einer jumostatischen bzw. verteilerlosen Zündung gibt
es ein beträchtliches
Entzündungsrisiko des
Gas-GPL, das in den Einlassleitungen und Rücklaufleitungen vorliegt und
des Rücklaufes
einer Flamme, die den Einlassteil des Motors beschädigen kann,
- – die
Gas-GPL-Menge, die in der Einlassleitung vorliegt, welche der Verflüchtigung
folgt, ist schwer zu berücksichtigen
und stört
den Start,
- – eine
Verminderung des GPL-Drucks, der in dem Verteilerrohr vorliegt,
ruft eine teilweise, sogar vollständige Verdampfung des Flüssig-GPL
hervor, das in dem Verteilerrohr vorliegt, und ermöglicht anschließend keine
genaue Regelung der eingespritzten Mengen,
- – eine
korrelative Vergrößerung der
Schadstoffemission.
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Die
Vergrößerung des
Treibstoffdrucks unter der Wirkung einer Niederdruckpumpe in einem
Verteilerrohr, das eine Treibstoffrücklaufleitung umfasst ist zum
Beispiel in dem japanischen Patent
JP 11036990 beschrieben.
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Das
Patent
US 5,377,465 beschreibt
ein Verfahren, das es ermöglicht,
unter der Wirkung einer Pumpe, einen Treibstoff (GPL) in Flüssigform
in dem Einspritzverteiler beim Betrieb des Motors bei einem Druck,
konstant über
dem Sättigungsdampfdruck
des Reservoirs bzw. Tanks aufgrund der Gegenwart eines Druckregulators
aufrechtzuerhalten, der stromabwärts
der Einspritzer angeordnet ist.
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Keines
dieser Systeme ermöglicht
es hingegen, effizient die spezifischen Verflüchtigungs- und Verdampfungsprobleme
des GPL, insbesondere beim Stop und/oder erneuten Start des Motors
zu lösen.
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Die
Patentanmeldung EP-A1-1036935 schlägt zum Beispiel zum Beheben
der Verflüchtigungen
vor, das Versorgungssystem zu isolieren, welches Einspritzer umfasst,
und den Flüssigtreibstoff
zu einem geeigneten Lagerungssystem (Kanister) zu spülen. Dieser
Betriebsmodus erfordert daher die Gegenwart eines Kreislaufs und
eines zusätzlichen
Treibstofftanks, was in wesentlicher Weise dazu neigt, die Kosten
der Vorrichtung zu erhöhen.
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Die
Anmeldung EP-A-1-010 886 sieht vor, die Treibstoffverflüchtigungen
zu minimieren, indem ein Umleitungskreislauf des Treibstoffs angeordnet wird.
Dieser Umleitungskreislauf ist aktiv beim Stop des Motors und ermöglicht es,
Treibstoff zu dem Tank abzuziehen. Außer der Tatsache, dass diese
Vorrichtung einen zusätzlichen
Treibstoffentladungskreislauf erfordert, hindert sie keinesfalls
die Gegenwart gasförmigen
Treibstoffs in dem Verteiler, welcher gasförmige Treibstoff dem guten
Betrieb des Motors beim Start schadet.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ermöglicht
es, die Flüssigeinspritzung
des Treibstoffs beim Start eines Motors mit innerer Verbrennung
zu erzeugen, der mit einem Treibstoff wie oben definiert, zum Beispiel
GPL arbeitet.
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So
ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einspritzvorrichtung
eines Treibstoffs in flüssiger
Form in einen Verbrennungsmotor zu liefern, die es ermöglicht,
die oben dargelegten Nachteile zu überwinden und insbesondere
jegliche Verdampfung des Treibstoffs, insbesondere beim Start des
Motors zu vermeiden und in einfacher, effizienter und wenig kostspieliger
Weise.
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Die
Erfindung ermöglicht
es im übrigen,
Probleme eines Einschließens
des Flüssig-GPL in dem Injektionskreislauf
wegzulassen, indem insbesondere die schädlichen Konsequenzen eventueller
Verflüchtigungen
der Einspritzungen vermieden werden. Außerdem ist es gemäß der Erfindung
möglich,
für die
Injektion des Flüssig-GPL
Einspritzer und Pumpen zu verwenden, die klassisch gehandelt werden, zur
direkten oder indirekten Benzineinspritzung in Abhängigkeit
des Ortes und des Drucks einer Einspritzung des GPL in den Motor.
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So
betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Einspritzen
in einen Verbrennungsmotor von einem Treibstoff in flüssiger Form
der einen Siedepunkt unterhalb der Umgebungstemperatur hat, bei
Umgebungsdruck, umfassend einen Kreislauf mit geschlossener Zirkulation,
der umfasst: eine Pumpe, einen Zufuhrverteiler speist, der mit Einspritzern
durch Abzweigungsleitungen verbunden ist. Die Vorrichtung umfasst
außerdem:
- – Sperrmittel,
die stromabwärts
des Verteilers derart angeordnet sind, dass der Kreislauf gesperrt wird,
- – Fernsteuerungsmittel
der Sperrmittel und Isolationsmittel zwischen den Einspritzern und
dem Verteiler, worin die Isolationsmittel Steuerungsmittel umfassen,
die durch den im Inneren des Verteilers herrschenden Druck des Treibstoffs
betätigt
werden. Gemäß der Erfindung
hat die Pumpe einen zulässigen
Befüllungsdruck
wenigstens gleich dem Verflüssigungsdruck
des Treibstoffs unter den Temperaturbetriebsbedingungen des Motors,
wobei der Verflüssigungsdruck
beim Start des Motors erhalten wird, wenn die Pumpe über den
durch die Sperrmittel gesperrten Kreislauf füllt.
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In
einer Variante kann der Kreislauf stromaufwärts des Verteilers ein zweites
Sperrmittel des Kreislaufs umfassen.
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Das
zweite Sperrmittel kann vom Typ einer Anti-Rücklaufklappe bzw. Anti-Rücklaufventil sein.
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Der
Kreislauf kann Mittel zur Erzeugung eines Druckverlusts stromabwärts des
Verteilers derart umfassen, dass ein Minimaldruck in dem Zufuhrverteiler
erhalten wird.
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Die
Isolationsmittel können
einen Schieber mit zwei Positionen umfassen, wobei die gesperrte Position
durch Betätigung
eines Rückstellmittels
gehalten wird, wobei die offene Position durch die Wirkung des Treibstoffdrucks
erhalten wird, der durch die Steuerungsleitung zugeführt wird,
die den Verteiler mit den Isolierungsmitteln verbindet.
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In
einer anderen Variante können
die Sperrmittel stromabwärts
in Reihe zwei ferngesteuerte Zwei-Wege-Ventile umfassen und die
Isolierungsmittel können
einen Kolben umfassen, der von einer Seite dem Treibstoffdruck in
dem Verteiler unterzogen ist, von der anderen dem durch die Kommunikationsleitung
zugeführten
Treibstoffdruck, welche mit dem Kreislauf zwischen den beiden Ventilen
verbunden ist, wobei der Kolben fest verbunden ist mit einem Treibstoffzufuhrregelungsmittel
zwischen dem Verteiler und den Einspritzern.
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Die
Isolierungsmittel können
eine Rückstellfeder
umfassen, die den Kolben bewegt, und das Zufuhrregelungsmittel,
um jene zu sperren, wenn die Druckdifferenz zwischen den beiden
Seiten des Kolbens kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
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Fernsteuerungsmittel
können
Vorgaben auf zwei Ventile unter Berücksichtigung der Phasen: Betrieb,
Stop und Start abgeben.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Einspritzen
in flüssiger
Form in einen Verbrennungsmotor von einem Treibstoff mit einem Siedepunkt
unterhalb der Umgebungstemperatur bei Umgebungsdruck, in dem man
die folgenden Stufen durchführt:
- – man
ordnet ein Treibstoffreservoir, das mit einer Pumpe verbunden ist,
welche einen Zufuhrverteiler speist, der mit Einspritzern durch
Abzweigungsleitungen verbunden ist, Sperrmittel, die stromabwärts des
Verteilers angeordnet sind, derart, das man den Kreislauf sperren
kann, Fernsteuerungsmittel der Sperrmittel an,
- – man
wählt die
Pumpe, um einen zulässigen
Befüllungsdruck
wenigstens gleich dem Verflüssigungsdruck
des Treibstoffs unter Temperaturbetriebsbedingungen des Motors zu
haben,
- – man
verflüssigt
den Treibstoff stromaufwärts
der Sperrmittel, indem man die Pumpe in dem durch die Sperrmittel
gesperrten Kreislauf durchsetzen lässt.
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Man
kann Isolierungsmittel auf den Abzweigungsleitungen anordnen.
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Man
kann die Abzweigungsmittel durch den Druck steuern, der in dem Verteiler
herrscht.
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Die
Sperrmittel können
zwei Ventile von zwei Wegen in Reihe umfassen, wobei jedes Isolierungsmittel
einen Kolben umfasst, der an einer Seite dem Treibstoffdruck in
dem Verteiler unterzogen ist, an der anderen dem Treibstoffdruck,
der durch die Kommunikationsleitung zugeführt wird, die mit dem Kreislauf zwischen
den beiden Ventilen verbunden ist. Gemäß dieser Konfiguration kann
man die folgenden Stufen durchführen:
- – bei
Stop des Motors: man hält
die Pumpe an und sperrt das Ventil stromabwärts,
- – beim
Start des Motors: man sperrt das Ventil stromaufwärts, man
startet die Pumpe,
- – beim
Betrieb: die beiden Ventile sind offen.
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Andere
Merkmale, Details und Vorteile der Erfindung werden klarer beim
Lesen der Beschreibung der folgenden Ausführungsbeispiele werden, die
keinesfalls begrenzend durch die nachfolgenden anliegenden Figuren
veranschaulicht sind, unter denen:
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die 1 ein
allgemeines Schema des Kreislaufs einer Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung
veranschaulicht.
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Die 2 eine
Ausführungsform
des in 1 erwähnten
Isolationssystems veranschaulicht.
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Die 3 eine
zweite Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung
veranschaulicht.
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Die 4a und 4b schematisch
detailliert einen Ventileinspritzerblock zur Isolation wie in 3 erwähnt schematisieren.
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Bezugnehmend
auf 1: umfasst die Vorrichtung einen Tank (1),
der dicht ist und in dem ein Treibstoff mit einem Siedepunkt unter
der Umgebungstemperatur bei Atmosphärendruck (etwa 0,1 MPa) wie
GPL gelagert ist. Der Treibstoff wird den (nicht dargestellten)
Einlasssammler hin zu den Zylindern des Motors (nicht dargestellt)
durch die Einspritzer (2) von einem bekannten und klassisch
für eine
Flüssigbenzineinspritzung
verwendeten Typ eingespritzt. Es gibt so viele Einspritzer wie Zylinder.
Der GPL wird von dem Tank (1) zu einem Einspritzverteilerrohr
(4) unter der Wirkung einer Pumpe (8) mittels
einer Leitung (3) transportiert. Das nicht zu den Zylindern
des Motors eingespritzte GPL wird in den Tank (1) durch
die Rücklaufleitung
(5) reintegriert. Stromaufwärts und stromabwärts des
Verteilers (4) sind Verschlussmittel (6, 7)
angeordnet, die es ermöglichen,
unter bestimmten Verwendungsbedingungen, insbesondere beim Start,
Treibstoff zu isolieren, der in dem Verteiler (4) des Restes
des Kreislaufs vorliegt. Die Verschließmittel (7) sind ein
elektrisch gesteuertes System durch äußere Steuermittel und deren
Schließen
es im übrigen
ermöglicht,
die Verflüssigung
des GPL sicherzustellen, das in dem Injektionsverteiler (4)
unter der Wirkung des durch die Pumpe (8) erzeugten Drucks
vorliegt. Das Verschließmittel
(6) kann ein Antirücklaufventil
bekannten Typs sein.
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Der
Treibstoffkreislauf umfasst ein Steuerungsrohr bzw. -leitung (9),
das einen Hydraulikdruck auf das System (10) zum Öffnen und
zum Schließen (oder
Isolationsmittel) eines Durchgangskanals (13) (auch in
der vorliegenden Beschreibung Kommunikationsleitung oder Umleitungsleitung
genannt) des Treibstoffs aus dem Verteiler (4) überträgt. Jeder
Kanal (13) speist mit Treibstoff jeden Einspritzer (2). Das
Steuerungsrohr der Leitung (9) ermöglicht es, von dem in dem Verteiler
(4) herrschenden Druck kommen zu können, verteilt mittels der
Verschließmittel
stromabwärts
des Verteilers (7).
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In
der in der 1 dargestellten Ausführungsform
wird das Rohr (9) mit Verschließmitteln (7) verbunden.
Gemäß dieser
Ausführung
können
die Verschließmittel
(7) durch wenigstens zwei Zweiwegeelektroventile gebildet
sein, die unabhängig
des Schließen
(oder die Öffnung)
des Rohrs (9) und des Verschlusses des Verteilers (4)
stromabwärts
des Treibstoffkreislaufs steuern. Sein Betriebsmodus wird im Folgenden
in Bezug mit 3 beschrieben werden. Hingegen
ist es auch möglich,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen (in einer nicht dargestellten
Ausführungsform),
das Rohr (9) mit einem anderen Element zur Verteilung eines
Steuerdrucks der Isolierungsmittel (10) zu verbinden.
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Beim
Start des Motors wird die Pumpe (8) in Betrieb gesetzt
und die Verschließmittel
(7) in geschlossener Position ermöglichen das Einschließen des
in den Verteiler (4) gepumpten GPL und in die Umleitungsleitungen
(13), was so den Druckanstieg und die Verflüssigung
des GPL sicherstellt, das stromaufwärts der Einspritzer und insbesondere
in der Rampe vorliegt.
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In
Abhängigkeit
des in der Rampe notwendigen Drucks zum Sicherstellen der vollständigen Treibstoffverflüssigung
und der optimalen Betriebsbedingungen des Motors ermöglicht es
die Verwaltung der Verschließmittel
(7) durch eine äußere Steuerung
vorteilhaft:
- – das Verschließen des
Verteilers (4) stromaufwärts des Rohrs (5)
zum Treibstoffrücklauf
ermöglicht
so vorteilhaft einen praktisch momentanen Druckanstieg des GPL in
dem Verteiler vor der Startphase des Motors, wobei der Druckanstieg abhängig vom
Gasvolumen ist, das in den Leitungen vorliegt,
- – eine
Bedienung der Öffnung
der Leitungen (13) aus dem GPL-Druck, der in dem Verteiler
vorliegt mittels des Rohrs (9) und der Isolierungsmittel (10),
- – ein
Rücklauf
des nicht in die Zylinder des Motors eingespritzten Treibstoffs
zu dem Tank (1) bei normalem Betrieb.
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Beim
Normalbetrieb des Motors wird es zum Beispiel der Erhalt einer Zirkulation
von GPL zwischen dem Verteiler (4) und der Leitung (5)
durch die gesteuerte Öffnung
des Mittels (7) ermöglichen,
den Druck auf der Ebene des Verteilers (4) und der Einspritzer
(2) zu regeln, was eine bessere Regelung der Dauer und
bei der Injektion bzw. Einspritzung eingeführten Treibstoffmenge ermöglicht.
Um effizient die in die Einspritzer (2) eingespritzte Treibstoffmenge
zu regeln, werden Sensoren von Druck (P) und/oder Temperatur (T)
auf der Ebene des Verteilers implantiert und verbunden mit einem äußeren Steuermittel der Öffnungsdauer
der Einspritzer (nicht in der 1 dargestellt).
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Das
Isolierungssystem (10) ermöglicht die Versorgung der Einspritzer
an GPL beim Betrieb des Motors und stellt mit den Verschließmitteln
(6, 7) die Dichtheit des Verteilers (4)
sicher, wenn der Motor nicht in Betrieb ist. Das Isolierungssystem
ist so normalerweise in geschlossener Position. Die Öffnung des
Systems (10) wird unter der Wirkung des hydraulischen Drucks
des GPL durchgeführt,
das in dem Rohr (9) vorliegt. Beim Anhalten des Motors
zieht das Druckniveau des in dem Rohr (9) vorliegenden
GPL das Schließen
des Systems (10) mit sich.
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Dieses
Prinzip eines solchen Verteilerkreislaufs des Flüssig-GPL zeigt insbesondere
den Vorteil, keine komplexen Regelungskontrollen auf der Ebene der
Pumpe und der Verflüssigungsverfahren zu
erfordern. Daher reicht es aus, eine Pumpe zu wählen, deren zulässige Druckkapazität so ist,
dass sie Verflüssigung
des GPL unter allen Temperaturbedingungen ermöglicht und sie beim Start über einen verschlossenen Kreislauf
durch die Verschließmittel (7)
durchsetzen zu lassen, die man anschließend öffnet, entweder ausgehend von
einem vorbestimmten Druckwert durch die Sensoren (P und T) oder
nach einer vorgegebenen Zeit, von der man weiß, dass sie einer vollständigen Verflüssigung
des in den Verteiler enthaltenen Treibstoffs entspricht. In den
beiden Fällen
ist die einzige Steuerung jene der Öffnung der Mittel (7)
zum Etablieren einer Zirkulation flüssigen GPLs bei günstigem
Druck.
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Darüber hinaus
weiß man,
dass die Verflüssigungswirkung
durch die Pumpe kurz sein wird, da die Isolationsmittel (10)
der Einspritzer die Verflüchtigungen
begrenzen und daher die Druckentlastung in dem Verteiler.
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Gemäß der 2 ist
eine Ausführungsform der
Isoliermittel (10) dargestellt. Die Mittel sind zusammengesetzt
aus einem Schieber (11) der in einer Lagerung (12)
vorliegt. Der Schieber (11) begrenzt drei in dichter Weise
in der Lagerung (12) isolierte Zonen:
- – eine Zone
des Steuerungsdruckeingangs (10), zum Beispiel des Treibstoffs,
der mit der Leitung (9) kommuniziert,
- – eine
Zone zur Regelung (17), in Kommunikation mit dem Tank gehalten,
und daher im Wesentlichen auf demselben Druck wie jener, in der
eine Feder (15) angeordnet wird, die einen axialen Schub
auf dem Schieber (11) ausübt, der diesen in der Lagerung
(12) schieben lässt.
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Die
Bewegung des Schiebers oder Kolbens (11), beweglich in
der Lagerung (12) hängt
von der Bilanz zwischen der durch den GPL-Druck ausgeübten Kraft,
hervorgerufen durch den Betrieb der Pumpe (8) in der Zone
(16), die mit der Leitung (9) kommuniziert ab
und jenem, der durch die Rückstellfeder (15)
ausgeübt
wird, angeordnet am gegenüberliegenden
Ende der Kolbenseite.
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Der
Kolben (11), die Feder (15) und die Lagerung (12)
sind gemäß jeder
bekannten Technik derart dimensioniert, dass beim Stop der Pumpe
(8) nach Gleichgewicht der auf jede Seite des Kolbens ausgeübten Drucke
(im Wesentlichen bei dem Druck des Reservoirs bzw. Tanks) die durch
die Feder (15) ausgeübte
Kraft eine Verschiebung des Kolbens (11) in einer Position
mit sich zieht, wo sie in dichter Weise den Umleitungskanal oder
Kommunikationsleitungen (13) zwischen dem Verteiler und
den Einspritzern (2) verschließt. In dieser Position wird
der in dem Kolben (11) gefertigte Überführungskanal (14) in
dichter Weise von der Austrittsöffnung
zum Einspritzer (2) durch die Wände der Lagerung (12)
isoliert. Beim Betrieb der Pumpe (8) erzeugt der durch
den Treibstoff aus dem Rohr (9) auf den Kolben (11)
in der Zone (16) ausgeübte Überdruck
eine Kraft über
jener, die durch die Feder (15) ausgeübt wird, welche dann so weit komprimiert,
dass der Kolben (11) sich bewegt. Der Überführungskanal (14) wird
so in Kommunikation mit der Leitung (13) versorgt, die
den Treibstoffdurchsatz des Verteilers (4) zu den Einspritzern
(2) ermöglicht.
Beim Anhalten der Pumpe (8) zieht der Druckabfall des Treibstoffs
in der Zone (16) das dichte Schließen der Kommunikationsleitung
(13) und die Isolation des Verteilers (4) unter
der Wirkung der Kraft einer Rückstellfeder
(15) mit sich.
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Man
muss anmerken, dass unter Berücksichtigung
der oben explizit dargestellten Verflüssigungsverfahren der Steurungsdruck
beim Starten hoch ist, was die sehr schnelle Öffnung der Isolationssysteme
(10) der Einspritzer begünstigt.
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Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung wird durch die 3 dargestellt.
Das Bezugszeichen (40) bezeichnet eine Einspritzvorrichtung.
Isolationsmittel sind in Verbindung mit jedem Einspritzer (2)
in Form eines Ventileinspritzerblocks zur Isolierung identifiziert
durch den Buchstaben B, dessen Merkmale detailliert mit den 4a und 4b beschrieben
werden. Jedem Block B entspricht ein Zylinder des Motors (nicht
dargestellt). Der GPL-Treibstoff in Zirkulation aus dem Tank (1)
wird unter Druck durch eine Leitung (3) zum Eingang (41)
des Injektionsverteilers (4) unter der Wirkung einer Pumpe
(8) (1) zugeführt. Am Ausgang (42)
der Vorrichtung (40), dargestellt in der 3,
stellt eine Leitung (5) den Rücklauf des nicht in die Zylinder
des Motors eingespritzten Treibstoffs zu dem Tank sicher. Die in
der 3 dargestellte Vorrichtung umfasst ein Antirücklaufventil
A, die sehr schwach belastet ist, unter Vermeidung eines Rückflusses
von GPL, das in den Verteiler (4) eingeführt ist,
zu dem Tank. Das Ventil A wird derart gewählt, dass nach Stop der Pumpe
und wenn der Ausgang (42) des Verteilers (4) geschlossen
ist, die Dichtheit des Verteilers (4) wirksam ist und mit
dem Druck ansteigt. Ein Mittel C, zum Beispiel eine Einspritzdüse oder
ein Diaphragma ermöglicht
es, einen Druckverlust beim Durchgang des Treibstoffs durch eine
kalibrierte Öffnung
zu erzeugen. Das Mittel C wird in der Treibstoffleitung auf dem Verteiler
(4) stromabwärts
der Ventileinspritzerblöcke derart
angeordnet, dass ein ausreichender Druck zur Versorgung der Einspritzer
sichergestellt wird. Zwei Zweiwegeelektroventile D und E (die ein
Verschließelement
(7) der 1 bilden) sind stromabwärts des Elements
C angeordnet. Das Elektroventil D, dessen Position normalerweise
geöffnet
ist, ermöglicht
es, wenn es geschlossen ist, den Einspritzverteiler (4)
zu verschließen
und ihn von einer Leitung oder Kommunikationsverteiler (43),
der mit der Vorrichtung zur Isolierung von jedem der Ventileinspritzerblöcke B verbunden
ist, zu isolieren. Das Elektroventil E, dessen Position normalerweise
geschlossen ist, ermöglicht
die Isolierung der Einspritzvorrichtung (40) von dem Tank
(1). Unter "normalerweise" geschlossen oder
offen muss man die Ruheposition verstehen, die das nicht durch eine
elektrische Steuerung versorgte Elektroventil annimmt.
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Die 4a und 4b stellen
schematisch eine Ausführungsform
des Ventileinspritzerblocks B dar. Die 4b stellt
den Block B dar, wenn jener in offener Position ist, d.h. wenn der
Flüssigtreibstoff von
dem Einspritzverteiler (4) zum Einspritzer (2)
laufen kann. Die 4a stellt diesen selben Block
B in geschlossener Position dar. Der Block umfasst einen Einspritzer
(2) von identischer Technologie zu jenem gewöhnlich für die Einspritzung
flüssigen
Benzins verwendeten. Ein Dichtungskolben (53) begrenzt
drei Kammern: eine obere Kammer (54) in Kommunikation mit
dem Verteiler (43) mittels des oberen Überführungskanals (56),
eine Zwischenkammer (58) in Kommunikation mit dem Zufuhrverteiler
(4) mittels des unteren Überführungskanals (57)
und eine untere Kammer (52) in Kommunikation mit der Zwischenkammer
(58) durch kalibrierte Spalte (55), einzig in dem
Fall, wo der Kolben (53) in obiger Position (4b)
ist. In obiger Position haben die Dichtungsmittel (63)
ihren Sitz verlassen und die Kammern (58) und (52)
kommunizieren. Die untere Kammer (52) ist in Kommunikation
mit dem Eingang des Einspritzers (2). Es resultiert daher
aus dem was voranging, dass die Kommunikationsleitung zwischen einem
Einspritzer (2) und dem Verteiler (4) gemäß dieser
Ausführungsform
die Elemente 52, 55, 58 und 57 umfasst. Das
Aufschlagen des Kolbens 53 bei seiner Bewegung in dem Körper (51)
wird begrenzt durch die Stoppmittel (60), beispielsweise
Stangen, und das Stützen
auf eine Verbindung (62). Die Feder (59 hält den Kolben
(53) gestützt
auf diese Verbindung (62) oder den Boden des Zylinders,
wenn der Druckabfall zwischen der Zwischenkammer (58) und
der oberen Kammer (54) genügend gering ist, typischerweise
bei Stoppphasen des Motors (4a). Der
Kolben (53) wird in obiger Position (4b)
unter der Wirkung der Druckdifferenz zwischen den Ober- (54)
Zwischenkammern (58) gehalten, d.h. wenn der in der Zwischenkammer
(58) herrschende Druck genügend über jenem ist, der in der oberen
Kammer (54) vorliegt, um die Kompression der Feder (59)
anzutreiben, typischerweise bei Start- und Betriebsphasen. In diesem
Fall geht das vom Motor verbrauchte GPL unter Druck von dem Verteiler
(4) zum Einspritzer (2) über, indem es aufeinanderfolgend
durch den unteren Überführungskanal
(57), die Zwischenkammer (58), die kalibrierten
Spalte (55) und die untere Kammer (52) läuft.
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Wenn
der Motor sich nicht dreht, ist die Pumpe normalerweise beim Stop
und der Verteiler (4) wird vom Rest des Kreislaufs durch
Schließen
des Antirücklaufventils
A unter Zusammenwirkung des in dem Verteiler (4) herrschenden
Drucks und des Schließens
des Elektroventils E isoliert, wobei das Elektroventil D in offener
Position ist. Der Druck wird in dem Verteiler (4) und in
der Kommunikationsleitung (43) äquilibriert, weshalb der Kolben
(53) der Wirkung der Rückstellfeder
(59) unterzogen wird, die die untere Kammer (52)
von der Zwischenkammer (58) isoliert. Die Einspritzer werden
von dem Verteiler (4) isoliert.
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In
dem allgemeinen Fall eines Startens, zum Beispiel in dem kritischen
Fall, wo der Motor noch warm ist, wird das Inbetriebsetzen der Pumpe
vorangegangen durch das Schließen
des Elektroventils D und die Öffnung
des Elektroventils E. Das unter Druck gesetzte GPL durch die Pumpe
dringt in den Verteiler (4) durch das Ventil A ein, die
sich unter der Wirkung des Überdrucks öffnet. Unter
der Wirkung der Pumpe erreicht der Druck des in dem dank des Verschließens bei
D dichten Verteiler enthaltenen GPL eine ausreichende Schwelle,
um vollständig
das in dem Verteiler (4) enthaltene GPL zu verflüssigen, im
Moment einer Teilverdampfung des Treibstoffs in diesem Raum. Die
aufeinanderfolgende oder praktisch gleichzeitig mit dem Schließen von
D erfolgende Öffnung
von Elektroventil E ermöglicht
es, den in dem Rohr (43) vorliegenden Druck abfallen zu
lassen und folglich in der oberen Kammer (54) von dem Isolationsventil
des Blocks B. Die Zwischenkammer (58) wird dem Druck der
entsprechenden Pumpe beim Verflüssigungsverfahren
unterzogen, was den Hub des Kolbens (53) und die unmittelbare Öffnung des Ventils
hervorruft. Diese Öffnung
ermöglicht
es dem GPL, der in im Wesentlichen vollständig flüssiger Form in dem Verteiler
(4) vorliegt, die Einspritzer zu speisen. Die Steuerung
der Zündung
und der Einspritzer können
anschließend
geschehen, um ohne Risiko ein Starten des Motors sicherzustellen.
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Gemäß einem
vorteilhaften Betriebsmodus der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, das
Elektroventil E in offener Position zu öffnen und zu halten und das
Elektroventil D wieder in offene Position zu setzen, damit der nicht
eingespritzte Treibstoff in das Reservoir bzw. den Tank zurückläuft. Dieser
Funktionsmodus zeigt insbesondere den Vorteil, wesentlich den Druck
in dem Verteiler (4) und den Einspritzern (2)
abfallen zu lassen, was so eine bessere Regelung der Dauer und der
Menge von bei der Einspritzung eingeführtem Treibstoff ermöglicht.
Mit Ausnahme der Phasen von Start und Stop des Motors ist dies vorteilhaft
der normale Betriebsmodus der Vorrichtung, wenn der Motor läuft. Beim
Betrieb gemäß dem normalen
Modus sind die Isolierungsventile der Blöcke B aufgrund eines Erhalts
einer ausreichenden Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des
Kolbens (53) des Isolierungsventils aufrechterhalten, d.h.
bei der Druckdifferenz zwischen der oberen Kammer (54)
und der Zwischenkammer (58). Gemäß diesem Betriebsmodus ist
die Druckdifferenz daher hauptsächlich
sichergestellt durch den Druckverlust, der durch das Element C bei
der Zirkulation des GPL erzeugt wird. Es ist dazu anzumerken, dass
der GPL-Überschuss,
der in den Verteiler (4) vorhanden ist, gemäß diesem
Betriebsmodus zum Tank durch die Treibstoffrücklaufleitung (5)
zurückkehrt,
wobei der Kommunikationsverteiler (43) ein nicht durch
den GPL-Durchsatz
ausgeglichenes Volumen ist.
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Bei
der Stopphase des Motors verwirklicht man das Abschneiden der Versorgung
der Pumpe mit Treibstoff und die Isolierung des Verteilers (4) (durch
Schließen
des Elektroventils E) im Wesentlichen zur gleichen Zeit, wobei das
Elektroventil D offen bleibt. Das Gleichgewicht der Drucke auf den
beiden Seiten des Dichtungskolbens (53) des Isolierungsventils
des Blocks B treibt das Schließen
der Ventile unter der Wirkung der Kraft einer Rückstellfeder (59)
an. Damit ggf. der Resttreibstoff entfernt wird, der in der Zwischenkammer
(52) des Isolierungsventils des Blocks B enthalten ist,
ist es gemäß der Erfindung
möglich, über einige
Kurbelwellenumdrehungen des Motors die Steuerung der Zündung und
die Öffnung
der Einspritzer (2) aufrechtzuerhalten, indem leicht die
Drehzahl des Motors vor dem allgemeinen Abschalten erhöht wird.
Diese Strategie ermöglicht
es nicht nur die Konsequenzen einer eventuellen Verflüchtigung
der Einspritzer (2) zu begrenzen sondern auch den GPL-Druck
in der Zone zu vermindern, was so dazu beiträgt, die Dichtheit des Isolationsventils
anwachsen zu lassen, indem die Druckdifferenz zwischen den beiden
Seiten des Kolbens (53) des Isolationsventils erhöht wird.
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Das
Starten des Motors nach einem verlängerten warmen Betrieb ist
nicht kritisch. Die Erhöhung
der Temperatur unter der Wirkung der durch den Motor eingesetzten
Kalorien zieht daher eine starke Druckvergrößerung eines Treibstoffs in
den Verteiler und dem Verteiler (43), isoliert durch die
Elemente A und E mit sich. Da die Gegenwart eines sehr starken Drucks
dem guten Betrieb des Einspritzers dienlich sein kann, ist es möglich, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen, gemäß voretablierten Sequenzen
das Elektroventil E zu öffnen,
was es so ermöglicht,
dass GPL zum Tank durch die Treibstoffrücklaufleitung abzuziehen, was
eine Erniedrigung des Drucks auf einem Niveau nahe des Tankdruckes mit
sich zieht.
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Nicht
in den Figuren dargestellte Steuermittel sind im Rahmen des Könnens des
Fachmanns, der Steuermittel eines Verbrennungsmotors kennt. Sie
umfassen allgemein Sensoren von Druck, von Temperatur, zur Analyse
der Verbrennung, und deren Signale zu einem Computer übertragen
werden, der einen Speicher der Funktionskartographien sowie der
Daten umfasst. In Abhängigkeit
der Betriebsbedingungen werden Steuerungen zu Stellgliedern, beispielsweise
Elektroventilen geschickt.