-
Einrichtung zum zeitweiligen Hilfsbetrieb einer Einspritzbrennkraftmaschine
mit flüssigem Gas Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum, zeitweiligen
Hilfsbetrieb einer Einspritzbrennkraftmaschine mit Flüssiggas, das einen niedrigeren
Heizwert als der im Normalbetrieb verwendete hochwertige Kraftstoff hat, wobei eine
Teilmenge des Flüssiggases, die entsprechend der -im Normalbetrieb zugeführten bfenge
des hochwertigen Kraftstoffes bemessen, ist, durch die Einspritzpumpe in flüssigem
Zustand in die Maschinenzylinder eingespritzt ist, während eine andere Flüssiggasteilmenge,
die den Heiz.wertunterschied gegenüber dem hochwertigen Kraftstoff ausgleicht, in
gasförmigem Zustand in das Luftzuleitungsrohr der Maschine geleitet. wird, nachdem
es die zu seiner Verdampfung erforderliche Wärme dem. flüssig zur Einspritzpumpe
geleiteten Kraftstoff entzogen hat.
-
Die Erfindung bezweckt die Vorvollkomm-. nung von bekannten Einrichtungen
dieser Art und erreicht dies dadurch, daß bei Einbau eines Kühlers in die Flüssiggaszuleitung
zum Saugraum der Einspritzpumpe derjenige Leitungsteil, in den ein in den Kühler
mündendes Entspannungsventil für die zu vergasende andere Teilmenge eingebaut ist,
hinter dem Saugraum der Einspritzpumpe
abgezweigt ist, derart, daß
die zu vergasende Teilmenge vor dem Erreichen des Entspannungsventils den Saugraum
der Einspritzpumpe durchspült.
-
Dadurch. daß die Abzweigung erst hinter dem Saugraum erfolgt, ist
die zu vergasende Teilmenge gezwungen, noch im flüssigen Zustand- den Saugraum zu
durchströmen. Hierbei kann diese Teilmenge etwa im Saugraum vorhandene oder entstehende
Gasblasen mit fortspülen, bevor diese in urierwünschter Weise in die Pumpenarbeitsräume
gelangen. Ferner trägt die genannte Teilmenge, die unmittelbar nach ihrer Durehleitung
durch den Kühler in den Saugraum fließt, also in denjenigen Teil der Einspritzpumpe
gelangt. in "welchem die niedrigste Temperatur erforderlich ist, dort auch noch
dadurch zur Temperaturerniedrigung bei, daß sie infolge ihrer tiefen Temperatur
eine Isfihl@v irl-zung auf die Saugraumwandungen und die den Saugraum durchsetzenden
hewegliclien Pumpenteile ausüben kann. Auf diese Weise wird die Kühlung der Einspritzpumpe
wirksamer gestaltet und die Möglichkeit geschaffen. den Satigraumdruck der Einspritzpumpe
weitgehend herabzusetzen, ohne eine die Füllung der Pumpenarbeitsräume beeinträchtigende
Gasblasenbildung befürchten zu müssen. Die durch die bessere Kühlung bedingte Druckherabsetzung
erübrigt die Herstellung besondrer, für ungewöhnlich hohe Saugrauindrücke gebauter
Pumpenbaumuster.
-
Die Zeichnung dient zur Verariscliaulicliung der Erfindung an einem
Ausführungsbeispiel. Abb. i zeigt eine Anordnung zum Betrieb der Brennkraftmaschine
mit dein Kraftstoff höheren Heizwertes, während Abb.2 den Betrieb mit dem Kraftstoff
niederen Heizwertes veranschaulicht.
-
i ist eine Einspritzpumpe, die von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
angetrieben wird. Die Einspritzpumpe hat eine Anzahl von Kraftstoffauslässen =,
durch die der Kraftstoff zu den Zvlindern der Einspritzbrennkraftmaschine gelangt.
3 ist das Fördermengenverst;.Ilglied der Einspritzpumpe, das reit einer -',#Ieinbran
.l eines pneumatischen Reglers verbunden ist. Der Regler hat zwei Reglerkammern
5 und 6, von denen die eine mit der Außenluft und die andere über eine Leitung 7
mit dem Luftzuleitungsrohr 8 der Brennkraftmaschme verbunden ist. Die Leitung 7
mündet im Luftzuleitungsrohr, in der Strömungsrichtung 1o der Luft gesellen, hinter
einer Drosselklappe g; durch welche die jeweilige Belastung der Maschine eingestellt
wird. Bei sinkendem absolutem Druck bzw. steigendem Unterdruck hinter der Drosselklappe
9 geht die Membran 4 mit dem Förderniengenverstellglied 3 nach links in Abb. i und
stellt eine Verkleinerung der Einspritzmenge ein und umgekehrt.
-
Eine Kraftstofförderpumpe i i saugt aus einem Tank i2 über eine Leitung
13 Kraftstoff mit einem hohen Heizwert, z. B. Benzin, an und fördert diesen über
ein Filter 14, eine Leitung 15 und einen Entlüfter 16 in den Saugraum 17 der Einspritzpumpe
i. So«-eit cler Kraftstoff nicht von der Einspritzpumpe verbraucht wird, durchspült
er den Saugraum 17. nimmt etwa dort vorhandene Luft-und Gasblasen mit und fließt
über eine Leitung ig und ein entsprechend vorgespanntes Lherströmventil 18 zurück
auf die Saugseite der Förderpumpe i i. Etwaige aus dem Entlüfter 16 abströmende
Luft entweicht bei 2o.
-
In Ahb. 2 ist die Anordnung und Einstellung der Einspritzpumpe sowie
des pneuniatischen Reglers unverändert wie bei Abb. i beibchalten. jedoch ist in
Abb. 2 ein flaschenartig-er Kraftstofffbehälter 21 dargestellt, der eine 'Ilischung
aus Butan und Propan in flüssigem Zustand enthält. Der Behälter ist über eine Leitung
22 mit der hier als Zuteiler wirkenden Förderpumpe i i und dein Filter 14 verbunden.
Von dem Filter führt eine Kraftstoffleitung 23 zu. eitler in einem Gehäuse 2.4 angeordneten
Rohrschlange 28 und von dort über den Entlüfter 16 zum Saugraum 17 der Einspritzpumpe
i. Überschüssiger Kraftstoff tritt in die am anderen Ende de: Saugraums beginnende
Leitung 25 über, durchspült dabei elen Pumpensaugraum und strömt über ein I-ntspannungsventil
-26 in ein Gehäuse 24, von dem er als Gas über eine Leitung 27 in das Luftzuleitungsrohr
8 gelangt.
-
Der freie Ouerschnitt des Entspannungsventils 26 ist verhältnismäßig
klein, und der <-lffnungsdruck eines im 1Nebenschluß zur Förderpumpe i i angeordneten
Rückschlagventils 38 ist auf etwa d. atü eingestellt, so daß sich im Saugraum 17
der Einspritzpumpe ein Druck von etwa .t atü einstellt. Bei diesem Druck bleibt
der zu gleichen Teilen aus Propan und Butan bestehende Kraftstoff flüssig, sofern
seine Temperatur 15° C nicht überschreitet. Es ist deshalb eine Kühlung auf weniger
als i5v erforderlich, wenn die Einspritzpumpe den Kraftstoff in flüssigem Zustand
aufnehmen soll. Um diese- Kühlung zu erreichen, läßt man das unter Druck stehende
Gemisch durch das Entspannungsventil 26 in das Gehäuse 2.l übertreten, wo es verdampft.
Die für die Verdampfung erforderliche Wärmemenge wird dabei hauptsächlich der Rohrschlange
28 entzogen. Hierdurch wird die Temperatur des Kraftstoffes in der Rohrschlange
28 und im Saugraum 17 der Einspritzpumpe so weit gesenkt, daß im Saugraum keine
Verdampfung vorkommen kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß
die
Einspritzpumpe bei der Leitungsanordnung gemäß Abb. 2 das gleiche Flüssigkeitsvolumen
den Zylindern der Brennkra:ftmaschine zumißt wie bei der Leitungsanordnung gemäß
Abb. i, natürlich unter der Voraussetzung gleicher Luftströmung im Luftzuleitungsrohr
g bzw. gleicher Stellung des Fördermengenv enstellgliedes 3.
-
Der Heizwert je Volumeneinheit des genügend gespannten und daher flüssigen
Kraftstoffes ist aber geringer als der Volumenheizwert von Benzin, das beispielsweise
bei der Betriebsart gemäß Abb. i verwendet wird. Die Einspritzpumpe führt also je
Arbeitshub bei gleichen Verhältnissen im Luftzuleitungsrohr der Brennkraftmaschine
bei der Betriebsart nach Abb. 2 zwar das gleiche Kraftstoffv olumen wie bei der
Betriebsart nach Abb. i zu; der Heiz-,vert des zugeführten Kraftstoffs ist aber
bei der Betriebsart nach Abb. 2 wesentlich geringer. Dies würde eine kleinere Leistung
der Maschine bedeuten, wenn nicht bei der Anordnung nach Abb. 2 außer der Einspritzpumpe
i noch eine weitere Vorrichtung für die Kraftstoffzufuhr vorgesehen wäre. Diese
besteht in der Zufuhr von in dem als Kühler ausgebildeten Gehäuse 2q. verdampfendem
Propan Butan-Gemisch, das gasförmig über die Leitung 27 unmittelbar in das Luftzuleitungsrohr
8 strömt. Da der Heizwert der Propan-Bwtan-Mischung etwa ein Drittel geringer ist
als der Heizwert von Benzin, ist die Ausströmmenge -aus der Leitung 27 durch eine
auswechselbare Blende 29 so bemessen, daß das fehlende Drittel des Heizwertes gerade
durch die in das Saugrohr 8 einströmende Gasmenge ergänzt wird. Durch eine solche
Blende läßt sich über den gesamten Arbeitsbereich des Motors ein ausreichend konstantes
Mischungsverhältnis von Luft; und Propan-B,utan-Gas erreichen, da hier, im Gegensatz
zum Vergaser für flüssige Brennstoffe, auf beiden Seiten der Blende Gase vorhanden
sind, die den gleichen physikalischen Gesetzen unterliegen. Durch die Anordnung
gemäß Abb. 2 kann: also der Motor mit derselben hohen Leistung arbeiten wie beim
Betrieb mit Benzin, obwohl in der unverändert gebliebenen Einspritzpumpe ein flüssiger
Kraftstoff mit geringerem Heizwert verwendet wird.
-
Statt der Mischung ans Propan und Butan könnte auch bei der Betriebsart
nach Abb. 2 Butan oder Propan jeweils allein verwendet werden. Ferner könnte dabei
ein Stelle des nur schematisch angedeuteten Entspannungsventils 2,6 oder an Stelle
der erwähnten Blende eine Regelvorrichtung anderer Art verwendet werden, die geeignet
ist, in Abhängigkeit von der Belastung stets so viel Kraftstoff in gasförmiger Form
in den Kühler bzw. in das Luftzuleitungsrohr hereinzulassen, als notwendig ist,
um den Heizwertunterschied gegenüber dem hochwertigen. Kraftstoff auszugleichen.
Bei Stillstand des Motors wird das Ventil 26 zweckmäßig vollkommen abgesperrt, was
in Abhängigkeit von der Drehzahl, z. B. vom Schmieröldruck des Motors, geschehen
kann.
-
Der obenerwähute Druck von .4 atü hat sich als zweckmäßig erwiesen
bei Verwendung eines Kraftstoffes, der zur Hälfte aus Propan und Butan besteht und
als Leuna-Flüssiggas im Handel ist. Bei der Betriebsart nach Abb. 2 steht die Verdampfungswärme,
des ganzen gasförmig in das Saugrohr des Motors eintretenden Kraftstoffanteils für
die Kühlung zur Verfügung. Durch Versuche ist festgestellt worden, daß unter Umständen
auch schon die Verdampfu.ngs.wärme einer geringeren Kraftstoffmenge, z. B. der Hälfte
dieses Kraftstoffanteils, für die Kühlung ausreichend wäre, um eine Verdampfung
der Flüssigkeit im Saugrohr der Einspritzpumpe zu verhindern, oder man könnte auch
mit einem geringeren Saugraumdruck, z. B. schon mit 2,5 atü, auskommen. Ein Druck
von q, atü bietet jedoch eine erhöhte Sicherheit gegen die Verdampfung bei unvorhergesehenen
Wärmeeinflüssen. Eine Erhöhung des Druckes über atü ist nicht erforderlich und auch
aus Festigkeitsrücksichten nicht zweckmäßig, es sei denn, daß andere Kraftstoffe
als das genannte Propan-Butan-Gemisch verwendet werden sollen, bei denen eine solche
Druckerhöhung notwendig wäre.
-
Das neue Verfahren eignet sich besonders für die Verwendung bei Flugmotorenprüfläufen
auf dem Prüfstand. Hier sollen die Motoren mit der angebauten und für Benzinbetrieb
richtig eingestellten Einspritzpumpe viele Stunden unter voller Belastung geprüft
werden, wozu eine erhebliche Menge hochwertigen Kraftstoffes notwendig wäre. Mit
Hilfe des Betriebsverfahrens nach Abb.2 kann aber an: Stelle des hochwertigen Kraftstoffes
für das Einlaufen und die Probeläufe ein anderer, bei der synthetischen Erzeugung
dieses Kraftstoffes ohnehin anfallender Kraftstoff verbraucht werden. Das Verfahren
läßt sich auch vorteilhaft anwenden bei Fahrzeugeinspritzmotoren., die zunächst
bei Übungsfahrten mit einem billigen und in großer Menge verfügbarem und im späteren
Dauerbetrieb mit einem hochwertigen Kraftstoff gefahren werden sollen.