EP0814254A1 - Process and device for admixing additives into a fluid stream - Google Patents
Process and device for admixing additives into a fluid stream Download PDFInfo
- Publication number
- EP0814254A1 EP0814254A1 EP97109752A EP97109752A EP0814254A1 EP 0814254 A1 EP0814254 A1 EP 0814254A1 EP 97109752 A EP97109752 A EP 97109752A EP 97109752 A EP97109752 A EP 97109752A EP 0814254 A1 EP0814254 A1 EP 0814254A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- fuel
- cross
- fluid
- connecting channel
- fuel line
- 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.)
- Granted
Links
Images
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
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
-
- 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
- F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/08—Preparation of fuel
- F23K5/10—Mixing with other fluids
- F23K5/12—Preparing emulsions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/503—Mixing fuel or propellant and water or gas, e.g. air, or other fluids, e.g. liquid additives to obtain fluid fuel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
Definitions
- the invention relates to a method for admixing an additive to a fluid, which is fed by a feed pump from a reservoir to an injection pump, which atomizes the fluid through fine nozzles into a combustion chamber.
- the invention further relates to a device for carrying out the method for sucking and admixing additives in a fluid flow by means of a connecting piece which has a passage channel for the fluid and a connection channel for the additive connected therewith, the additive being caused by one of the fluid flow generated vacuum is sucked in.
- Such a device is known from European Patent 0 607 166 B1.
- This known device is intended to remedy the defect that the suction action subsides when the fluid mixed with the additive subsequently has to overcome high flow resistances, as is necessary, for example, when the fluid behind the mixing device is atomized into the atmosphere or into a combustion chamber through fine nozzles .
- a stopper asymmetrically approximately transversely to the fluid flow in the through-channel, so that gap cross sections for the fluid flow arise on the two sides of the stopper, which are of different sizes.
- the additive is fed through at least one lateral opening of the stopper. Because the plug can only be flowed around on one side, in addition to a high suction power, there should also be strong turbulence and, accordingly, good mixing between the fluid and the additive.
- the present invention has for its object to provide a method and an apparatus for creating a usable and effective mixing device in injection systems, in particular diesel injection systems, in which the fluid is atomized under high pressure by fine nozzles.
- the invention is based on the idea of foaming by admixing air to the fuel, as a result of which the combustion is significantly improved while at the same time reducing pollutant emissions. This advantage is particularly evident in the lower speed range, which prevents soot formation.
- the air is supplied by a mixing device which is arranged in the suction area of the fuel feed pump. This avoids the problems encountered in the prior art and achieves a high suction power for the substance to be mixed. Surprisingly, it has been shown that the foamed fuel can be easily compressed in injection pumps, in particular diesel injection pumps.
- FIG. 1 the injection system for a diesel internal combustion engine is shown.
- the diesel fuel is drawn from the container 1 via a feed pump 2 and fed to the injection pump 4 via the fuel filter 3.
- the diesel fuel that is not required by the injection pump 4 is conveyed back into the tank via the fuel return line 64.
- the injection pump 4 injects the diesel fuel at very high pressure and with the greatest possible precision via the injection nozzle 7 into the combustion chamber 8 of the internal combustion engine.
- the injection quantity and also the start of spraying are determined without throttling the intake air. It is known that under load in the lower speed range due to an excessively rich fuel / air mixture, imperfect combustion takes place, which leads to soot and smoke formation.
- the invention begins by adding air to the fuel before it is injected.
- a mixing device 5 is inserted into the fuel line 6 in the suction area of the feed pump 2.
- the mixing device 5 is shown in detail in FIG. 2, into which the fuel line 6 opens.
- a constriction 51 with a cross-sectional area F D is provided in the through-channel for the fuel within the mixing device 5. Following this constriction 51 there is an expansion of the line cross section in the suction line 65, which leads to the feed pump 2.
- a connection channel 52 opens out with a cross section F d .
- a valve with the valve housing 53, the valve cone 54 and a valve spring 55 connects to the connection channel 52. The task of this valve is to prevent fuel from escaping through the connection channel 52 and the additive line 56.
- the fuel feed pump 2 sucks fuel from the storage container 1 via the suction line 65 and the fuel line 6 and presses it via lines 61 and 62 to the injection pump 4.
- the constriction 51 in the mixing device 5 accelerates the fuel and consequently a negative pressure is created , which affects the connection channel 52 and sucks air from there, which is supplied to the fuel through the orifice cross section F d , specifically in the constriction 51 with the cross section F D.
- the constriction 51 is designed in the manner of an aperture, ie the fuel line 6 narrows quite abruptly and widens in approximately the same way, as a result of which the fluid flow is swirled considerably.
- the correct admixture of air to the fuel should always take place. If too much air is added to the fuel, the performance of the internal combustion engine drops. In particular in the case of injection pumps with pressure-dependent adjustment of the injection timing, an excessive supply of air in the fuel can lead to malfunctions of this injection timing control.
- the ratio of the cross-sectional area F D of the fuel line 6 at the junction of the connection channel 52 to the muzzle cross-sectional area F d of the connection channel 52 should suitably be in a range from 100: 1 to 290: 1. With these conditions, optimal results are achieved.
- the mouth cross-sectional area F d of the connecting channel 52 must not be too large, so that the smallest possible air bubbles arise.
- the mouth cross-sectional area F d must be large enough to supply the required amount of air.
- the opening cross-sectional area F d of the connecting channel 52 is 0.013 to 0.025 mm 2 . With such an opening cross-sectional area F d of the connecting channel 52, tiny bubbles are formed in diesel fuel, which lead to foaming. It may be that a different orifice cross-sectional area F d must be provided for fuels with a different viscosity. However, this can easily be determined by further experiments.
- the opening cross-sectional area F d of the connecting channel 52 is only approximately 0.013 to 0.025 mm 2 in size, it may be that with a very large cross-sectional area F D of the fuel line 6, sufficient foaming is not achieved. As shown in FIG. 3, a plurality of orifice cross sections F d can therefore also be arranged on the constriction 51 of the fuel line 6, into which air is supplied through the connecting duct 52.
- the cross-sectional area F D fuel line 6 at the mouth of the connecting channel 52 is determined by the generation of the necessary negative pressure for sucking in the air from the suction line 65. However, enough fuel must also be able to be conveyed through this cross section F D in order to also support the injection pump 4 To be able to supply maximum load of the internal combustion engine with the necessary fuel. In the usual fuel lines, which have a flow diameter of approximately 4 mm, a cross-sectional area F D in the region of the mouth of the connecting duct 52 with 2.5 to 3.8 mm has proven to be optimal. In the case of large engines, however, larger cross sections are necessary in order to be able to deliver the required amount of fuel.
- each of these cross-sectional areas F D is an orifice cross-section F d assigned to the connecting channel 52. In this way, the most favorable cross-sectional conditions can be maintained both for the mouth cross section F d of the connecting channel 52 and for the fuel line 6 at the constriction 51.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beimischen von einem Zusatzstoff zu einem Fluid, das durch eine Förderpumpe aus einem Vorratsbehälter einer Einspritzpumpe zugeführt wird, welche das Fluid durch feine Düsen in eine Brennkammer zerstäubt.The invention relates to a method for admixing an additive to a fluid, which is fed by a feed pump from a reservoir to an injection pump, which atomizes the fluid through fine nozzles into a combustion chamber.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Ansaugen und Beimischen von Zusatzstoffen in eine Fluidströmung mittels eines Verbindungsstückes, das einen Durchgangskanal für das Fluid und einen damit in Verbindung stehenden Anschlußkanal für den Zusatzstoff aufweist, wobei der Zusatzstoff durch einen von der Fluidströmung er-zeugten Unterdruck angesaugt wird.The invention further relates to a device for carrying out the method for sucking and admixing additives in a fluid flow by means of a connecting piece which has a passage channel for the fluid and a connection channel for the additive connected therewith, the additive being caused by one of the fluid flow generated vacuum is sucked in.
Eine derartige Vorrichtung ist durch die Europäische Patentschrift 0 607 166 B1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung soll den Mangel beheben, daß die Saugwirkung nachläßt, wenn das mit dem Zusatzstoff vermischte Fluid anschließend hohe Strömungswiderstände überwinden muß, wie dies beispielsweise notwendig ist, wenn das Fluid hinter der Mischvorrichtung durch feine Düsen in die Atmosphäre oder in eine Brennkammer zerstäubt wird.Such a device is known from European Patent 0 607 166 B1. This known device is intended to remedy the defect that the suction action subsides when the fluid mixed with the additive subsequently has to overcome high flow resistances, as is necessary, for example, when the fluid behind the mixing device is atomized into the atmosphere or into a combustion chamber through fine nozzles .
Es wird daher vorgeschlagen, einen Stopfen etwa quer zur Fluidströmung im Durchgangskanal asymmetrisch anzuordnen, so daß Spaltquerschnitte für die Fluidströmung an den beiden Seiten des Stopfens entstehen, die unterschiedlich groß sind. Über diesen Stopfen, der mindestens eine Öffnung aufweist, die mit dem Anschlußkanal für den Zusatzstoff in Verbindung steht, wird der Zusatzstoff durch zumindest eine seitliche Öffnung des Stopfens zugeführt. Dadurch, daß der Stopfen nur noch an einer Seite umströmbar ist, soll sich neben einer hohen Saugleistung auch eine starke Verwirbelung und dementsprechend auch eine gute Vermischung zwischen Fluid und Zusatzstoff einstellen.It is therefore proposed to arrange a stopper asymmetrically approximately transversely to the fluid flow in the through-channel, so that gap cross sections for the fluid flow arise on the two sides of the stopper, which are of different sizes. Via this stopper, which has at least one opening which is connected to the connection channel for the additive, the additive is fed through at least one lateral opening of the stopper. Because the plug can only be flowed around on one side, in addition to a high suction power, there should also be strong turbulence and, accordingly, good mixing between the fluid and the additive.
Es hat sich gezeigt, daß mit der beschriebenen Ausführung keine Besserung der Ansaugverhältnisse bewirkt werden kann, wenn höhere Strömungswiderstände zu überwinden sind. Insbesondere für Einspritz-Anlagen von Dieselverbrennungskraftmaschinen hat sich diese bekannte Vorrichtung als unbrauchbar erwiesen, da hier mit besonders hohen Gegendrücken gearbeitet werden muß.It has been shown that the described embodiment cannot improve the suction conditions if higher flow resistances have to be overcome. This known device has proven to be unusable, in particular for injection systems of diesel internal combustion engines, since particularly high back pressures have to be used here.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um bei Einspritz-Anlagen, insbesondere Diesel-Einspritzanlagen, bei denen durch feine Düsen das Fluid unter hohem Druck zerstäubt wird, eine brauchbare und wirkungsvolle Mischvorrichtung zu schaffen.The present invention has for its object to provide a method and an apparatus for creating a usable and effective mixing device in injection systems, in particular diesel injection systems, in which the fluid is atomized under high pressure by fine nozzles.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, durch Beimischung von Luft zum Kraftstoff ein Verschäumen zu erreichen, wodurch die Verbrennung wesentlich verbessert wird bei gleichzeitiger Reduzierung des Schadstoffausstoßes. Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere im unteren Drehzahlbereich, wodurch die Rußbildung vermieden wird. Die Zuführung der Luft erfolgt durch eine Mischvorrichtung, die im Ansaugbereich der Kraftstofförderpumpe angeordnet ist. Dadurch werden die beim Stand der Technik auftretenden Probleme vermieden und eine hohe Ansaugleistung für den zuzumischenden Stoff erreicht. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich der geschäumte Kraftstoff problemlos in Einspritzpumpen, insbesondere Dieseleinspritzpumpen, verdichten läßt.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1. The invention is based on the idea of foaming by admixing air to the fuel, as a result of which the combustion is significantly improved while at the same time reducing pollutant emissions. This advantage is particularly evident in the lower speed range, which prevents soot formation. The air is supplied by a mixing device which is arranged in the suction area of the fuel feed pump. This avoids the problems encountered in the prior art and achieves a high suction power for the substance to be mixed. Surprisingly, it has been shown that the foamed fuel can be easily compressed in injection pumps, in particular diesel injection pumps.
Durch die DE-35 08 577 A1 ist die Beimischung von Wasser oder anderen Zusatzflüssigkeiten mit und ohne Zusatzmittel zum Kraftstoff bei Otto- und Dieselmotoren in lastabhängigen variablen Mengen kurz vor der Einspritzpumpe zur Herabsetzung der Emissionswerte und des Kraftstoffverbrauches bekannt.From DE-35 08 577 A1 the admixture of water or other additional liquids with and without additives to the fuel in gasoline and diesel engines in load-dependent variable amounts shortly before the injection pump is known to reduce the emission values and the fuel consumption.
Bei dieser bekannten Vorrichtung soll jedoch die Beimischung von Zusatzflüssigkeiten kurz vor der Einspritzpumpe oder dem Vergaser zugegeben werden. In diesem Bereich ist jedoch der Druck der Kraftstofförderpumpe wirksam, gegen den die Beimischung erfolgen muß. Diese Lösung hat nicht nur den Nachteil, daß für die Beimischung im Druckbereich der Kraftstofförderpumpe zusätzlich eine Pumpe erforderlich ist, um diesen durch die Kraftstofförderpumpe gegebenen Überdruck zu überwinden, es hat sich auch gezeigt, daß die Aufbereitung des Gemisches wesentlich schlechter und damit ineffektiver ist.In this known device, however, the admixture of additional liquids should be added shortly before the injection pump or the carburetor. In this area, however, the pressure of the fuel delivery pump is effective, against which the admixture must take place. This solution not only has the disadvantage that an additional pump is required for the admixture in the pressure range of the fuel delivery pump in order to overcome this excess pressure given by the fuel delivery pump, it has also been shown that the preparation of the mixture is much worse and therefore ineffective.
Durch die Beimischung schon im Bereich der Kraftstofförderpumpe erfolgt diese in einem äußerst vorteilhaften Unterdruckbereich und in Abhängigkeit der Förderleistung der Kraftstoffförderpumpe. Es tritt somit eine Art Selbstregelung durch die Saugleistung der Kraftstofförderpumpe ein.As a result of the admixture already in the area of the fuel delivery pump, this takes place in an extremely advantageous vacuum range and depending on the delivery rate of the fuel delivery pump. A kind of self-regulation occurs due to the suction power of the fuel delivery pump.
Weitere Einzelheiten werden anhand der Zeichnungen beschrieben.Further details are described with reference to the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1 -
- eine Einspritzanlage für Diesel-Verbrennungskraftmaschinen;
- Fig. 2 -
- die erfindungsgemäße Mischvorrichtung im Detail;
- Fig. 3 -
- eine Mischvorrichtung mit mehreren Mündungsquerschnitten des Anschlußkanales an der Verengung der Kraftstoffleitung im Schnitt;
- Fig. 4 -
- eine Mischvorrichtung mit mehreren Querschnitts- - flächen an der Einmündung des Anschlußkanales.
- Fig. 1 -
- an injection system for diesel internal combustion engines;
- Fig. 2 -
- the mixing device according to the invention in detail;
- Fig. 3 -
- a mixing device with several mouth cross-sections of the connecting channel at the narrowing of the fuel line in section;
- Fig. 4 -
- a mixing device with several cross-sectional areas at the mouth of the connecting channel.
In Figur 1 ist das Einspritzsystem für eine Dieselverbrennungskraftmaschine gezeigt. Über eine Förderpumpe 2 wird der Dieselkraftstoff aus dem Behälter 1 angesaugt und über den Kraftstoffilter 3 der Einspritzpumpe 4 zugeführt. Der von der Einspritzpumpe 4 nicht benötigte Dieselkraftstoff wird über die Kraftstoffrückleitung 64 wieder in den Tank befördert. Die Einspritzpumpe 4 spritzt den Dieselkraftstoff dosiert mit sehr hohem Druck und mit größtmöglicher Präzision über die Einspritzdüse 7 in den Brennraum 8 der Verbrennungskraftmaschine. Je nach Belastung und Drehzahl der Dieselverbrennungskraftmaschine wird die Einspritzmenge und auch der Spritzbeginn ohne Drosselung der Ansaugluft bestimmt. Es ist bekannt, daß bei Belastung im unteren Drehzahlbereich infolge eines zu fetten Kraftstoff/Luft-Gemisches eine unvollkommene Verbrennung erfolgt, die zu Ruß und Rauchbildung führt. Hier setzt die Erfindung ein durch die Beimischung von Luft in den Kraftstoff, bevor dieser eingespritzt wird. Zu diesem Zweck ist im Ansaugbereich der Förderpumpe 2 eine Mischvorrichtung 5 in die Kraftstoffleitung 6 eingefügt.In Figure 1, the injection system for a diesel internal combustion engine is shown. The diesel fuel is drawn from the container 1 via a feed pump 2 and fed to the injection pump 4 via the
Die Mischvorrichtung 5 ist im einzelnen in Fig. 2 gezeigt, in welche die Kraftstoffleitung 6 mündet. Innerhalb der Mischvorrichtung 5 ist im Durchgangskanal für den Kraftstoff eine Verengung 51 vorgesehen mit einer Querschnittsfläche FD. Im Anschluß an diese Verengung 51 erfolgt eine Erweiterung des Leitungsquerschnittes in der Ansaugleitung 65, die zur Förderpumpe 2 führt. In die Verengung 51 mündet ein Anschlußkanal 52 mit einem Mündungsquerschnitt Fd. An den Anschlußkanal 52 schließt sich ein Ventil mit dem Ventilgehäuse 53, dem Ventilkegel 54 und einer Ventilfeder 55 an. Aufgabe dieses Ventiles ist, das Austreten von Kraftstoff über den Anschlußkanal 52 und die Zusatzstoffleitung 56 zu vermeiden.The
Die Funktion der Beimischung von Luft in den Kraftstoff ist folgende:The function of adding air to the fuel is as follows:
Die Kraftstofförderpumpe 2 saugt über die Ansaugleitung 65 und die Kraftstoffleitung 6 Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 1 an und drückt ihn über die Leitungen 61 und 62 zur Einspritzpumpe 4. Durch die Verengung 51 in der Mischvorrichtung 5 wird der Kraftstoff beschleunigt, und es entsteht infolgedessen ein Unterdruck, der sich auf den Anschlußkanal 52 auswirkt und von dort Luft ansaugt, die durch den Mündungsquerschnitt Fd dem Kraftstoff zugeführt wird, und zwar genau in der Verengung 51 mit dem Querschnitt FD. Die Verengung 51 ist blendenartig gestaltet, d.h. die Kraftstoffleitung 6 verengt sich ziemlich abrupt und erweitert sich in etwa auf die gleiche Weise, wodurch eine erhebliche Verwirbelung der Fluidströmung erfolgt. Dies hat den Effekt, daß durch die Zuführung der Luft das Fluid schäumt und in dieser geschäumten Form durch die Förderpumpe 2 weitergefördert wird. Der Kraftstoff hat dadurch eine Luftmenge aufgenommen, die beim Einspritzen und Verbrennen zusätzlich zur Verfügung steht, so daß eine vollständige, rußfreie Verbrennung entsteht. Durch die Anordnung der Mischeinrichtung im Ansaugbereich der Förderpumpe 2 entstehen keine Unterdruckprobleme, um die Luft in der richtigen Menge allein durch die Strömung des Kraftstoffes anzusaugen und mit diesem zu vermischen. Überraschend hat sich gezeigt, daß sich dieser geschäumte Kraftstoff problemlos weiterbefördern und auch durch die Einspritzpumpe 4 zu dem für den Einspritzvorgang erforderlichen, sehr hohen Druck verdichten läßt.The fuel feed pump 2 sucks fuel from the storage container 1 via the
Um eine gute Verschäumung zu erreichen, müssen zweckmäßig bestimmte Querschnittsverhältnisse zwischen dem Querschnitt der Kraftstoffleitung 6 an der Einmündung des Anschlußkanales 52 und dem Mündungsquerschnitt Fd des Anschlußkanales 52 eingehalten werden. Hier spielt auch eine Rolle, daß die Kraftstofförderpumpen üblicherweise drehzahlabhängig arbeiten und somit die Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit bei Leerlauf bis zur Höchstdrehzahl etwa auf das 5- bis 6-fache ansteigt.In order to achieve good foaming, certain cross-sectional relationships between the cross-section of the
Unabhängig von diesen Strömungsgeschwindigkeitsschwankungen soll stets die richtige Beimischung der Luft zum Kraftstoff erfolgen. Wird dem Kraftstoff zuviel Luft zugemischt, sinkt die Leistung der Verbrennungskraftmaschine ab. Insbesondere bei Einspritzpumpen mit druckabhängiger Einspritzzeitpunktverstellung kann eine übermäßige Luftzuführung in den Kraftstoff zu Funktionsstörungen dieser Einspritzzeitregelung führen. Bei Versuchen konnte festgestellt werden, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche FD der Kraftstoffleitung 6 an der Einmündung des Anschlußkanales 52 zur Mündungsquerschnittsfläche Fd des Anschlußkanales 52 in einem Bereich von 100:1 bis 290:1 zweckmäßig liegen sollte. Bei diesen Verhältnissen werden optimale Ergebnisse erzielt.Regardless of these flow rate fluctuations, the correct admixture of air to the fuel should always take place. If too much air is added to the fuel, the performance of the internal combustion engine drops. In particular in the case of injection pumps with pressure-dependent adjustment of the injection timing, an excessive supply of air in the fuel can lead to malfunctions of this injection timing control. Experiments have shown that the ratio of the cross-sectional area F D of the
Um eine intensive Luftzuführung und Schäumung des Kraftstoffes zu erreichen, darf die Mündungsquerschnittsfläche Fd des Anschlußkanales 52 nicht zu groß sein, damit möglichst kleine Luftblasen entstehen. Andererseits muß die Mündungsquerschnittsfläche Fd groß genug sein, um die erforderliche Luftmenge zuzuführen.In order to achieve an intensive air supply and foaming of the fuel, the mouth cross-sectional area F d of the connecting
Es hat sich als optimal erwiesen, wenn die Mündungsquerschnittsfläche Fd des Anschlußkanales 52 0,013 bis 0,025 mm2 beträgt. Bei einer derartigen Mündungsquerschnittsfläche Fd des Anschlußkanales 52 entstehen bei Dieselkraftstoff kleinste Bläschen, die zu einem Verschäumen führen. Es kann sein, daß bei Kraftstoffen mit anderer Viskosität eine andere Mündungsquerschnittsfläche Fd vorzusehen ist. Dies ist jedoch leicht durch weitere Versuche zu bestimmen.It has proven to be optimal if the opening cross-sectional area F d of the connecting
Ist die Mündungsquerschnittsfläche Fd des Anschlußkanales 52 nur etwa 0,013 bis 0,025 mm2 groß, so kann es sein, daß bei einer sehr großen Querschnittsfläche FD der Kraftstoffleitung 6 keine genügende Verschäumung erreicht wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, können deshalb auch mehrere Mündungsquerschnitte Fd an der Verengung 51 der Kraftstoffleitung 6 angeordnet sein, in die durch den Anschlußkanal 52 Luft zugeführt wird.If the opening cross-sectional area F d of the connecting
Die Querschnittsfläche FD Kraftstoffleitung 6 an der Einmündung des Anschlußkanales 52 ist bestimmt durch die Erzeugung des notwendigen Unterdruckes für das Ansaugen der Luft aus der Ansaugleitung 65. Allerdings muß durch diesen Querschnitt FD auch genügend Kraftstoff befördert werden können, um die Einspritzpumpe 4 auch bei Höchstbelastung der Verbrennungskraftmaschine mit dem notwendigen Kraftstoff versorgen zu können. Bei den üblichen Kraftstoffleitungen, die einen Strömungsdurchmesser von etwa 4 mm haben, hat sich eine Querschnittsfläche FD im Bereich der Mündung des Anschlußkanales 52 mit 2,5 bis 3,8 mm als optimal erwiesen. Bei Großmotoren sind allerdings größere Querschnitte notwendig, um die erforderliche Kraftstoffmenge fördern zu können. Um auch unter diesen Verhältnissen eine gute Verschäumung des Kraftstoffes zu erreichen, wird vorgeschlagen, die Kraftstoffleitung 6 im Mündungsbereich des Anschlußkanales 52 zu unterteilen, so daß mehrere Querschnittsflächen FD vorhanden sind, bei denen die optimale Größe von 2,5 bis 3,8 mm2 eingehalten ist. Jede dieser Querschnittsflächen FD ist, wie Figur 4 zeigt, ein Mündungsquerschnitt Fd des Anschlußkanales 52 zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich die günstigsten Querschnittsverhältnisse sowohl für den Mündungsquerschnitt Fd des Anschlußkanales 52 als auch für die Kraftstoffleitung 6 an der Verengung 51 einhalten.The cross-sectional area F D fuel line 6 at the mouth of the connecting
Bei zahlreichen Versuchen unter den verschiedensten Bedingungen hat sich nämlich gezeigt, daß die hier angegebenen Querschnitte und Querschnittsverhältnisse auch noch einen anderen vorteilhaften Effekt haben:Numerous tests under the most varied conditions have shown that the cross-sections and cross-sectional ratios given here also have another advantageous effect:
Wie oben schon erwähnt, kommt es darauf an, daß das Verschäumen und die Zumessung von Luft über einen weiten Drehzahlbereich in etwa gleichbleibt, so daß bei höheren Drehzahlen keine Unterversorgung mit Kraftstoff eintritt. Mit den oben genannten Mündungsquerschnittsflächen Fd für den Anschlußkanal 52 wird erreicht, daß infolge der Strömungswiderstände bei steigender Strömungsgeschwindigkeit die Strömungsgeschwindigkeit der Luft einem Maximum zustrebt, daß sich bei Weitersteigen der Fluidströmungsgeschwindigkeit und des Unterdruckes nicht mehr wesentlich verändern, so daß dann überraschenderweise kein weiteres Ansteigen der Luftbeimischung erfolgt. Es tritt somit eine Art Selbstregulierung bei der Verschäumung ein.As already mentioned above, it is important that the foaming and metering of air remain approximately the same over a wide speed range, so that there is no fuel shortage at higher speeds. With the above-mentioned mouth cross-sectional areas F d for the
Die hier beschriebenen Werte wurden speziell für Dieselkraftstoff ermittelt. Selbstverständlich können sich bei anderen Kraftstoffarten mit anderer Viskosität und Strömungsverhalten andere Querschnitte als optimal erweisen. Dies läßt sich jedoch, wie oben bereits erwähnt, durch entsprechende Versuche ohne Schwierigkeiten ermitteln.The values described here were determined specifically for diesel fuel. Of course, other cross-sections can prove to be optimal for other types of fuel with different viscosity and flow behavior. However, as already mentioned above, this can be determined without difficulty by appropriate tests.
- 11
- KraftstoffbehälterFuel tank
- 22nd
- FörderpumpeFeed pump
- 33rd
- KraftstoffilterFuel filter
- 44th
- EinspritzpumpeInjection pump
- 55
- MischvorrichtungMixing device
- 5151
- Verengung, BlendeNarrowing, aperture
- 5252
- AnschlußkanalConnecting channel
- 5353
- VentilgehäuseValve body
- 5454
- VentilkegelValve cone
- 5555
- VentilfederValve spring
- 5656
- ZusatzstoffleitungAdditive line
- 66
- KraftstoffleitungFuel line
- 61, 6261, 62
- KraftstoffzuleitungFuel supply
- 6363
- KraftstoffeinspritzleitungFuel injection pipe
- 6464
- KraftstoffrückleitungFuel return
- 6565
- AnsaugleitungSuction pipe
- 77
- EinspritzdüseInjector
- 88th
- BrennraumCombustion chamber
- FD F D
- Querschnittsfläche an der Einmündung des AnschlußkanalesCross-sectional area at the mouth of the connecting channel
- Fd F d
- Mündungsquerschnitt des AnschlußkanalesMouth cross section of the connecting channel
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19624352A DE19624352C2 (en) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Method and device for admixing additives into a fluid flow |
DE19624352 | 1996-06-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0814254A1 true EP0814254A1 (en) | 1997-12-29 |
EP0814254B1 EP0814254B1 (en) | 2001-08-16 |
Family
ID=7797305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP97109752A Expired - Lifetime EP0814254B1 (en) | 1996-06-19 | 1997-06-16 | Process and device for admixing additives into a fluid stream |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0814254B1 (en) |
DE (2) | DE19624352C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000076646A2 (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-21 | Markku Juhani Palmu | A device for sucking gas and mixing up in fuel flow |
EP1211407A3 (en) * | 2000-11-29 | 2003-11-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel feeding device for engine |
WO2004003371A1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-01-08 | Volkswagen | Dosing device and method for introducing an additive to fuel |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10133357C1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-03-13 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Control and regulation method for IC engine adjusts air component of fuel/air mixture supplied to engine |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57135251A (en) * | 1981-02-14 | 1982-08-20 | Agency Of Ind Science & Technol | Method and device for supplying fuel for diesel engine |
DE3205297A1 (en) * | 1982-02-15 | 1983-08-25 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Hot fluid conduit with admixing apparatus for cold fluid |
FR2530967A1 (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-03 | Vallet Jacques | Device for producing an emulsion. |
DE3508577A1 (en) * | 1985-02-12 | 1986-11-06 | Raimund 6729 Wörth Winkler | Addition of additional liquids to the fuel in spark ignition and diesel engines in order to reduce emissions |
JPS6345456A (en) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | Injection device for gas-liquid mixture fuel |
EP0417776A2 (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-20 | Kurt Tonk | Device for the aspiration of additives in a fluid flow |
DE4128006A1 (en) * | 1991-08-23 | 1993-02-25 | Kurt Tonk | DEVICE FOR SUCTIONING ADDITIVES IN A FLUID FLOW |
DE9200366U1 (en) * | 1992-01-15 | 1993-05-19 | Neukamm, Erich, 7130 Mühlacker | Device for reducing pollutant emissions |
DE29604211U1 (en) * | 1996-03-07 | 1996-07-04 | Benecke, Klaus, 44289 Dortmund | Diesel saving device with simultaneous improvement of emission values |
-
1996
- 1996-06-19 DE DE19624352A patent/DE19624352C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-16 DE DE59704277T patent/DE59704277D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-16 EP EP97109752A patent/EP0814254B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57135251A (en) * | 1981-02-14 | 1982-08-20 | Agency Of Ind Science & Technol | Method and device for supplying fuel for diesel engine |
DE3205297A1 (en) * | 1982-02-15 | 1983-08-25 | Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach | Hot fluid conduit with admixing apparatus for cold fluid |
FR2530967A1 (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-03 | Vallet Jacques | Device for producing an emulsion. |
DE3508577A1 (en) * | 1985-02-12 | 1986-11-06 | Raimund 6729 Wörth Winkler | Addition of additional liquids to the fuel in spark ignition and diesel engines in order to reduce emissions |
JPS6345456A (en) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | Injection device for gas-liquid mixture fuel |
EP0417776A2 (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-20 | Kurt Tonk | Device for the aspiration of additives in a fluid flow |
DE4128006A1 (en) * | 1991-08-23 | 1993-02-25 | Kurt Tonk | DEVICE FOR SUCTIONING ADDITIVES IN A FLUID FLOW |
EP0607166A1 (en) * | 1991-08-23 | 1994-07-27 | Kurt Tonk | Device for sucking additives into a fluid stream. |
DE9200366U1 (en) * | 1992-01-15 | 1993-05-19 | Neukamm, Erich, 7130 Mühlacker | Device for reducing pollutant emissions |
DE29604211U1 (en) * | 1996-03-07 | 1996-07-04 | Benecke, Klaus, 44289 Dortmund | Diesel saving device with simultaneous improvement of emission values |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 262 (M - 721)<3109> 22 July 1988 (1988-07-22) * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 6, no. 236 (M - 173) 25 November 1982 (1982-11-25) * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000076646A2 (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-21 | Markku Juhani Palmu | A device for sucking gas and mixing up in fuel flow |
WO2000076646A3 (en) * | 1999-06-15 | 2001-07-05 | Markku Juhani Palmu | A device for sucking gas and mixing up in fuel flow |
US6601832B1 (en) | 1999-06-15 | 2003-08-05 | Markku Juhani Palmu | Device for sucking gas and mixing it with a fuel flow |
EP1211407A3 (en) * | 2000-11-29 | 2003-11-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel feeding device for engine |
WO2004003371A1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-01-08 | Volkswagen | Dosing device and method for introducing an additive to fuel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19624352C2 (en) | 1998-07-02 |
DE19624352A1 (en) | 1998-02-12 |
DE59704277D1 (en) | 2001-09-20 |
EP0814254B1 (en) | 2001-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2826025C2 (en) | ||
EP0263443B1 (en) | Method and device for producing a water-in-oil emulsion | |
DE2644464A1 (en) | INJECTION DEVICE FOR FUELS | |
DE2137030A1 (en) | FUEL INJECTION DEVICE | |
DE4119206A1 (en) | FUEL INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
DE3432663A1 (en) | INTERMITTENT SWIRL INJECTION VALVE | |
DE3241679A1 (en) | INJECTION DEVICE, ESPECIALLY FOR DIRECTLY INJECTING DIESEL ENGINES | |
WO2004076846A1 (en) | High-pressure line for a fuel injection system | |
EP0711953A2 (en) | Premix burner | |
EP0814254B1 (en) | Process and device for admixing additives into a fluid stream | |
DE2833927A1 (en) | GASOLINE INJECTION DEVICE FOR COMBUSTION ENGINES | |
DE10150931A1 (en) | Improved mixture formation in internal combustion engines | |
EP0233612A2 (en) | Carburetter for an internal-combustion engine | |
DE3025106A1 (en) | I.C. engine cylinder intake passages - have valves responsive to vacuum immediately upstream of carburettor throttle valve | |
DE3222731A1 (en) | Method and apparatus for reducing the fuel consumption of an internal-combustion engine | |
DE3337191C2 (en) | Device for dispensing active ingredients | |
DE2604610C3 (en) | Device for generating a directly combustible, emulsifying oil-water mixture | |
DE4401097B4 (en) | Process for reducing NOX emissions and device for carrying out the process | |
DE2500097A1 (en) | ATOMIZING NOZZLE FOR LIQUIDS, IN PARTICULAR FOR LIQUID FUELS OR FUEL | |
DE3001818A1 (en) | CARBURETTOR | |
DE102020122503B3 (en) | Fuel injection system for fuel-water injection for an internal combustion engine | |
DE2431370A1 (en) | INTAKE DEVICE FOR AIR AND LIQUID FUEL FOR COMBUSTION MACHINERY | |
DE4338504A1 (en) | Suction jet pump for fuel delivery | |
EP4146926B1 (en) | Injection nozzle and device for charging a fuel with gas | |
WO1996001366A1 (en) | Process for improving fuel spraying in internal combustion engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BE DE FR IT NL SE |
|
AKX | Designation fees paid |
Free format text: BE DE FR IT NL SE |
|
RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): BE DE FR IT NL SE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19980817 |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20001005 |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): BE DE FR GB IT NL SE |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 59704277 Country of ref document: DE Date of ref document: 20010920 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: IF02 |
|
ET | Fr: translation filed | ||
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 20020109 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: SE Payment date: 20020619 Year of fee payment: 6 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Payment date: 20020624 Year of fee payment: 6 |
|
26N | No opposition filed | ||
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: SE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20030617 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20040101 |
|
EUG | Se: european patent has lapsed | ||
NLV4 | Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20040101 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20040528 Year of fee payment: 8 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20040618 Year of fee payment: 8 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: BE Payment date: 20040628 Year of fee payment: 8 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20040630 Year of fee payment: 8 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 20050616 Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20050616 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: BE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20050630 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20060103 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20060228 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20050616 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20060228 |
|
BERE | Be: lapsed |
Owner name: *REGELE REINHARD Effective date: 20050630 |