EP0814254B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beimischen von Zusatz-stoffen in eine Fluid-strömung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Beimischen von Zusatz-stoffen in eine Fluid-strömung Download PDF

Info

Publication number
EP0814254B1
EP0814254B1 EP97109752A EP97109752A EP0814254B1 EP 0814254 B1 EP0814254 B1 EP 0814254B1 EP 97109752 A EP97109752 A EP 97109752A EP 97109752 A EP97109752 A EP 97109752A EP 0814254 B1 EP0814254 B1 EP 0814254B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
cross
area
mouth
connection duct
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97109752A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0814254A1 (de
Inventor
Reinhard Dipl.-Ing. Regele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
REGELE REINHARD DIPL ING
Original Assignee
REGELE REINHARD DIPL ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by REGELE REINHARD DIPL ING filed Critical REGELE REINHARD DIPL ING
Publication of EP0814254A1 publication Critical patent/EP0814254A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0814254B1 publication Critical patent/EP0814254B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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 a Additive to a fluid made by a feed pump is fed to a reservoir of an injection pump, which atomizes the fluid through fine nozzles into a combustion chamber.
  • the invention further relates to a device for performing of the process for sucking in and admixing additives into a fluid flow by means of a connector, one through channel for the fluid and one related connection channel for the additive has, the additive by one of the Fluid flow generated vacuum is sucked.
  • the present invention is based on the object to create a method and a device for injection systems, especially diesel injection systems, where by fine nozzles the fluid is atomized under high pressure, one to create usable and effective mixing device.
  • the invention is based on the idea foaming by adding air to the fuel to achieve, which significantly improves the combustion is while reducing pollutant emissions. This advantage is particularly evident in the lower speed range, which prevents soot formation.
  • the feeder the air comes through a mixing device in the intake area the fuel delivery pump is arranged. This will the problems encountered in the prior art avoided and achieves a high suction power for the substance to be mixed.
  • the foamed Fuel easily in injection pumps, in particular Diesel injection pumps, can compress.
  • DE-35 08 577 A1 is the addition of water or other additional liquids with and without additives for Fuel for gasoline and diesel engines in load-dependent variables Quantities just before the injection pump to reduce the Known emission values and fuel consumption.
  • FIG 1 is the injection system for a diesel internal combustion engine shown. Via a feed pump 2 Diesel fuel sucked from the container 1 and over the Fuel filter 3 of the injection pump 4 supplied. The one from the Injection pump 4 diesel fuel not required is over the fuel return line 64 is returned to the tank. The Injection pump 4 injects the diesel fuel in a very metered manner high pressure and with the greatest possible precision via the injection nozzle 7 in the combustion chamber 8 of the internal combustion engine. Depending on the load and speed of the diesel internal combustion engine the injection quantity and also the start of injection without Throttling of the intake air determined. It is known that at Load in the lower speed range as a result of being too rich Fuel / air mixture there is an imperfect combustion, which leads to soot and smoke formation. This is where the invention comes in one by adding air to the fuel, before it is injected. For this purpose it is in the intake area the feed pump 2 a mixing device 5 in the Fuel line 6 inserted.
  • 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 function of adding air to the fuel is the following:
  • 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 , and precisely 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 connecting channel 52 to the muzzle cross-sectional area F d of the connecting 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 assigned a mouth cross section F d of 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)

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Weitere Einzelheiten werden anhand der Zeichnungen beschrieben.
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 Querschnittsflächen an der Einmündung des Anschlußkanales.
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.
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.
Die Funktion der Beimischung von Luft in den Kraftstoff ist folgende:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
Bezugszeichenliste
1
Kraftstoffbehälter
2
Förderpumpe
3
Kraftstoffilter
4
Einspritzpumpe
5
Mischvorrichtung
51
Verengung, Blende
52
Anschlußkanal
53
Ventilgehäuse
54
Ventilkegel
55
Ventilfeder
56
Zusatzstoffleitung
6
Kraftstoffleitung
61, 62
Kraftstoffzuleitung
63
Kraftstoffeinspritzleitung
64
Kraftstoffrückleitung
65
Ansaugleitung
7
Einspritzdüse
8
Brennraum
FD
Querschnittsfläche an der Einmündung des Anschlußkanales
Fd
Mündungsquerschnitt des Anschlußkanales

Claims (16)

  1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugbereich der Förderpumpe (2) der Zusatzstoff beigemischt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid zum Ansaugen des Zusatzstoffes beschleunigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid nach der Beschleunigung wieder auf seine ursprüngliche Geschwindigkeit verzögert wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid durch Beimischung von Luft geschäumt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid vor Eintritt in die Einspritzpumpe (4) eine Vorverdichtung erfährt.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Einspritzpumpe (4) nicht abgenommene geförderte Fluidgemisch in den Vorratsbehälter (1) zurückgeführt wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (1), einer Kraftstofförderpumpe (2), einer Einspritzpumpe (4) zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Brennkammern (8) einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die einzelnen Aggregate durch eine Kraftstoffleitung (6, 61, 62, 63, 65) miteinander verbunden sind, und einer Rückführleitung (64) zur Rückführung des für die Einspritzung nicht benötigten Kraftstoffes in den Vorratsbehälter (1), dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugbereich der Kraftstofförderpumpe (4) in die Kraftstoffleitung (6) ein Anschlußkanal (52) mündet zur Einleitung eines Zusatzstoffes in die Kraftstoffleitung (6).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitung (6) eine Verengung (51) an der Einmündung des Anschlußkanales (52) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Verengung (51) bewirkte Änderung des Durchflußquerschnittes (FD) sprungartig erfolgt.
  10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verengung (51) wiederum eine Erweiterung folgt.
  11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung (51) als Blende ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche (FD) der Kraftstoffleitung (6) an der Einmündung des Anschlußkanals (52) zur Mündungsquerschnittsfläche (Fd) des Anschlußkanales (52) 100:1 bis 290:1 beträgt.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkanal (52) mehrere Mündungsquerschnitte (Fd) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitung (6) im Mündungsbereich des Anschlußkanales (52) in mehrere Querschnittsflächen (FD) unterteilt ist, wobei jeder Querschnittsfläche (FD) der Kraft-stoffleitung (6) ein Mündungsquerschnitt (Fd) des Anschlußkanales (52) zugeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsquerschnittsfläche (Fd) des Anschlußkanales (52) 0,013 bis 0,025 mm2 beträgt.
  16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche (FD) der Kraftstoffleitung (6) im Bereich eines Mündungsquerschnittes (Fd) des Anschlußkanales (52) 2,5 bis 3,8 mm2 beträgt.
EP97109752A 1996-06-19 1997-06-16 Verfahren und Vorrichtung zum Beimischen von Zusatz-stoffen in eine Fluid-strömung Expired - Lifetime EP0814254B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19624352 1996-06-19
DE19624352A DE19624352C2 (de) 1996-06-19 1996-06-19 Verfahren und Vorrichtung zum Beimischen von Zusatzstoffen in eine Fluidströmung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0814254A1 EP0814254A1 (de) 1997-12-29
EP0814254B1 true EP0814254B1 (de) 2001-08-16

Family

ID=7797305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97109752A Expired - Lifetime EP0814254B1 (de) 1996-06-19 1997-06-16 Verfahren und Vorrichtung zum Beimischen von Zusatz-stoffen in eine Fluid-strömung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0814254B1 (de)
DE (2) DE19624352C2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI107829B (fi) * 1999-06-15 2001-10-15 Markku Juhani Palmu Laite kaasun imemiseksi ja sekoittamiseksi polttonesteen virtaukseen
JP3743281B2 (ja) * 2000-11-29 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
DE10133357C1 (de) * 2001-07-13 2003-03-13 Mtu Friedrichshafen Gmbh Steuer- und Regelverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE10229483A1 (de) * 2002-07-01 2004-03-04 Volkswagen Ag Dosiereinrichtung und Verfahren zum Zuführen von Additiv zu einem Kraftstoff

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033992B2 (ja) * 1981-02-14 1985-08-06 工業技術院長 デイ−ゼルエンジンの燃料供給方法及び装置
DE3205297A1 (de) * 1982-02-15 1983-08-25 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Heissfluidrohrleitung mit zumischvorrichtung fuer kaltes fluid
FR2530967B1 (fr) * 1982-07-28 1986-08-01 Vallet Jacques Dispositif de production d'emulsion
DE3508577A1 (de) * 1985-02-12 1986-11-06 Raimund 6729 Wörth Winkler Beimischung von zusatzfluessigkeiten zum kraftstoff bei otto- und dieselmotoren zur verminderung der emissionswerte
JPS6345456A (ja) * 1986-08-12 1988-02-26 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 気液混合燃料の噴射装置
DE8915943U1 (de) * 1989-09-14 1992-04-09 Tonk, Kurt, 5473 Kruft Vorrichtung zum Ansaugen von Zusatzstoffen in eine Flüssigkeitsströmung
DE4128006A1 (de) * 1991-08-23 1993-02-25 Kurt Tonk Vorrichtung zum ansaugen von zusatzstoffen in eine fluidstroemung
DE9200366U1 (de) * 1992-01-15 1993-05-19 Neukamm, Erich, 7130 Mühlacker Vorrichtung zur Verringerung von Schadstoffemissionen
DE29604211U1 (de) * 1996-03-07 1996-07-04 Benecke, Klaus, 44289 Dortmund Dieselspargerät mit gleichzeitiger Verbesserung der Emmissionswerte

Also Published As

Publication number Publication date
EP0814254A1 (de) 1997-12-29
DE59704277D1 (de) 2001-09-20
DE19624352C2 (de) 1998-07-02
DE19624352A1 (de) 1998-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2826025C2 (de)
EP0263443B1 (de) Verfahren und Gerät zur Erzeugung einer Wasser-in-Oel-Emulsion
DE2644464A1 (de) Einspritzdueseneinrichtung fuer brennstoffe
DE2137030A1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE3241679C2 (de)
DE3432663A1 (de) Intermittierendes drall-einspritzventil
DE2456837A1 (de) Brennkammer fuer systeme zur speisung von verbrennungsmotoren mit vorverdichtung
DE69104265T2 (de) Dieselmotor mit Wassereinspritzung.
DE2819474A1 (de) Treibstoff-versorgungseinrichtung fuer verbrennungsmotoren
DE19650559C1 (de) Anschlußelement zum Einleiten von Brennstoff und einem zweiten Fluid in ein Einspritzventil
EP0814254B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beimischen von Zusatz-stoffen in eine Fluid-strömung
EP0545334B1 (de) Emulgiervorrichtung zum Emulgieren von Dieselkraftstoff und Wasser
DE2833927A1 (de) Benzineinspritzvorrichtung fuer verbrennungsmotoren
DE1958732A1 (de) Eigenzuendungsmotor
DE102017122117A1 (de) Einspritzdüse für einen Dual-Fuel-Motor und Dual-Fuel-Motor
DE3151293A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem fuer kraftstoffdirekteinspritzung bei brenn-kraftmaschinen
DE2604610B2 (de) Vorrichtung zur erzeugung eines unmittelbar verbrennbaren, emulgierten oel-wassergemisches
DE4401097B4 (de) Verfahren zur Reduzierung der NOX-Emissionen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2500097A1 (de) Zerstaeubungsduese fuer fluessigkeit, insbesondere fuer fluessige kraft- oder brennstoffe
DE19822336A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines atmosphärischen, insbesondere vollvormischenden Gasbrenners
DE3506729C2 (de)
DE102020122503B3 (de) Kraftstoffeinspritzsystem zur Kraftstoff-Wasser-Einspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine
EP4146926B1 (de) Einspritzdüse und vorrichtung zur beladung eines kraftstoffes mit gas
DE4338504A1 (de) Zum Fördern von Kraftstoff aus einer Kraftstoffkammer ausgebildete Saugstrahlpumpe
DE2431370A1 (de) Ansaugvorrichtung von luft und fluessigem brennstoff fuer brennkraftmaschinen

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