WO2009019109A1 - Device for introducing fuel - Google Patents

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WO2009019109A1
WO2009019109A1 PCT/EP2008/059182 EP2008059182W WO2009019109A1 WO 2009019109 A1 WO2009019109 A1 WO 2009019109A1 EP 2008059182 W EP2008059182 W EP 2008059182W WO 2009019109 A1 WO2009019109 A1 WO 2009019109A1
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fuel
adsorber
adsorbent
water
filter
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PCT/EP2008/059182
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Inventor
Andreas Genssle
Markus Gloeckle
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • B01D27/04Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made of a piece of unitary material, e.g. filter paper
    • B01D27/06Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made of a piece of unitary material, e.g. filter paper with corrugated, folded or wound material
    • B01D27/07Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made of a piece of unitary material, e.g. filter paper with corrugated, folded or wound material having a coaxial stream through the filtering element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D36/00Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/003Filters in combination with devices for the removal of liquids
    • B01D36/008Means to filter or treat the separated liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01DSEPARATION
    • B01D37/00Processes of filtration
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    • B01D37/025Precoating the filter medium; Addition of filter aids to the liquid being filtered additives incorporated in the filter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/24Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M37/32Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
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    • F02M37/32Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
    • F02M37/50Filters arranged in or on fuel tanks

Definitions

  • the invention relates to a device for introducing fuel into combustion chambers of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention is based on a method for the removal of acidic components and / or water from fuels according to the preamble of claim 10.
  • Biofuels are referred to as “biogenic fuels.”
  • Biogenic fuels are mixed with both diesel fuel and gasoline.
  • Biogenic fuels that are added to diesel fuel are, for example, esters of long-chain, often unsaturated fatty acids, which are obtained by transesterification of various biogenic oils and fats.
  • diesel fuel with a share of 5% biogenic fuels is currently available on the market.
  • a biogenic fuel in its pure form is also marketed under the name "biodiesel.”
  • a known representative of the biogenic fuels is, for example, rapeseed oil methyl ester.
  • Biogenic fuels that are added to gasolines are usually alcohols.
  • biogenic fuels are subject to aging or biodegradability or decomposition. As degradation products often arise organic acids that can cause corrosion of metallic materials. The corrosive effect of biogenic fuels or the acid degradation products on hydraulic components of injection systems, as these are commonly used today in internal combustion engines, must be prevented. In particular, fuel injectors are manufactured extremely precisely to meet the functional requirements. However, corrosion can cause small, unpredictable changes in the fuel quantity measurement. play occur at an injection nozzle. This has significant effects on both fuel consumption and pollutant emissions. In the worst case, corrosion can even lead to the failure of the entire injection system.
  • biogenic fuels are initiated by a reaction with atmospheric oxygen, an oxygenation.
  • unsaturated organic compounds are susceptible to such reactions with atmospheric oxygen.
  • water dissolved in the fuel or water entrained in the fuel and recondensed again also has a very corrosive effect.
  • Water can be introduced, for example, during refueling of the motor vehicle. At higher temperatures during operation of the vehicle, water z. B. in the fuel tank. This is because the solubility of water in the fuel increases with temperature. When parking the vehicle and cooling the fuel, the entrained water can condense in the injection system and unfold there its corrosive effect.
  • biogenic fuels Due to their higher polarity compared to pure diesel fuel, biogenic fuels show an increased water absorption capacity. For this reason, the water-related corrosion is also further increased compared to pure diesel fuel.
  • reaction of the esters of the biogenic fuel with water by hydrolytic ester cleavage results in the formation of free carboxylic acids and short chain alcohols.
  • the ester cleavage is in turn catalyzed by acids, so that in the presence of water, a self-catalyzing process takes place.
  • alcohols are released which are also susceptible to oxidative degradation, which can lead to the free acid.
  • Typical of the aging behavior of biogenic fuels is that after an induction period, the acidity of the fuel increases sharply.
  • the duration of the induction time, during which no significant change in acidity is observed, is a measure of the oxidation stability of the fuel.
  • An inventively designed device for introducing fuel into combustion chambers of an internal combustion engine comprises a fuel tank for storing fuel and means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine. Between the fuel tank and the means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine, an adsorber is arranged, which comprises at least one adsorbent and / or molecular sieve, are removed and bound in the acidic components and / or water from the fuel.
  • fuel is understood to mean commercial or generally known fuels for internal combustion engines, which contain predominantly different boiling fractions of aliphatic and aromatic hydrocarbons and also other additives, so-called additives.
  • the fuels are of biogenic origin.
  • the fuels may include other synthetically produced hydrocarbon compounds, so-called SynFoels, BTL or GTL propellants, e.g. produced by the Fischer-Tropsch synthesis.
  • the term fuels also includes oxygen-containing hydrocarbons, e.g. alcoholic compounds, ethers, for example the ethylene glycol dimethyl ethers, esters, ketones, ketals, aldehydes, acetals and others.
  • the aforementioned fuels may each be contained individually or in mixtures with a proportion of the individual types of fuel between 0 and 100% in the fuel.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce the negative effects of incorrect refueling on the device. Misfueling is understood to mean the refueling of a non-certified, oxidation-unstable fuel and / or refueling with a fuel containing more water.
  • the means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine For example, injection systems are used in modern combustion engines. These generally include, for example, electromechanically actuated fuel injectors, with which the fuel is injected into the individual combustion chambers.
  • the adsorbent comprises a basic Adsorbermate- rial.
  • the acidic components or the water are adsorbed on the basic adsorber material.
  • the separation of the acidic components or of the water takes place by molecular filtration with the aid of the molecular sieve.
  • the adsorbent comprises a structurally voluminous, basic adsorber material. This will result in an ester cleavage, if any, occurring on the basic adsorber material, that is, undesired fuel cleavage, e.g. suppressed by transesterification. In addition, there is also a limitation of the ester cleavage by the voluminous, long-chain residues of the constituents of the biogenic fuel.
  • the adsorbent comprises at least one sterically hindered base.
  • These can not react with the ester due to their spatially spreading molecular structure. However, they can deprotonate the acidic decomposition products of the biogenic fuels and / or water. This also works if the decomposition products have a molecular size comparable to the ester.
  • the steric hindrance can be realized in particular in that the sterically hindered base is part of a polymeric, structurally voluminous carrier material.
  • carriers e.g. crosslinked polystyrene or its derivatives, such as divinylbenzene can be used. Such carriers are insoluble in organic media.
  • basic compounds as adsorbent are polymeric compounds.
  • Most suitable are basic resins which may be neutral or ionic.
  • Ionic resins are also referred to as basic ion exchangers. These are commercially available in different base strengths.
  • the ion exchangers can be present either as a solid or as a viscous liquid.
  • ion exchangers comprise a crosslinked resin matrix in gel structure with incorporated fixed ions and usually moveably bound counterions.
  • the counterions can be exchanged for other counterions of the same polarity.
  • surface-based metal oxides for example basic alumina, can also be used as the adsorber.
  • adsorbent and / or molecular sieve are all organic or inorganic materials which have basic surfaces or centers and thereby firmly bind acidic components.
  • inorganic ion exchange materials are generally used for this purpose.
  • inorganic ion exchanger materials are, for example, zeolites, silicates or clay minerals.
  • the molecular sieves are cation exchangers.
  • this is not required according to the invention.
  • it when using a cation exchanger as molecular sieve, it must be ensured that all acidic centers of the cation exchanger are exchanged for non-acidic cations. If this is not the case, the remaining acidity of the adsorbent material could favor the degradation of the biogenic fuel by acid catalysis.
  • ester cleavage When using basic adsorber materials, care should be taken that the reaction of an ester with a strong, mobile base leads to cleavage of the ester. For example, in the classic ester saponification, caustic soda is reacted with an ester and irreversibly converted to the sodium salt of the acid and a free alcohol. However, the ester cleavage may also occur, for example, by means of the water contained in the fuel in the presence of a basic material. This too leads to an irreversible cleavage of the ester constituents of the biogenic fuel.
  • the adsorber is preferably arranged between the fuel tank and a pump, with which the fuel is conveyed to the combustion chambers and compressed.
  • the adsorber can in this case be arranged, for example, between the fuel tank and a fuel filter or itself connect to the fuel filter.
  • the adsorber is part of the fuel filter.
  • the adsorbent and / or the molecular sieve is contained in the fuel filter.
  • a fuel filter comprises an annular filter substrate through which the fuel flows.
  • screw-on filters are used with star-folded or wound filter substrate.
  • adsorbent and / or the molecular sieve is contained in the support tube.
  • the adsorbent and / or the molecular sieve is used as filter material of the fuel filter.
  • the filter substrate is made of the adsorbent and / or the molecular sieve.
  • the freed of acidic components and / or water fuel is completely or at least partially returned to the fuel tank. This protects the entire contents of the fuel tank from autocatalytic decomposition of the fuel. Also, the content of free acids and / or water in the fuel is kept to a minimum.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a high-pressure accumulator injection system
  • Figure 2 is a three-dimensional sectional view of a fuel filter.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a high-pressure accumulator injection system (common rail injection system) is shown, in which a possible position of the adsorbent material is shown.
  • a high-pressure accumulator injection system 1 comprises a fuel tank 3 in which fuel is stored.
  • a fuel line 5 opens out of the fuel tank 3.
  • an adsorber 7 adjoins the fuel tank 3 in the fuel line 5.
  • the adsorber 7 contains an adsorbent and / or a molecular sieve with which acidic components and / or water are removed from the fuel.
  • the adsorbent preferably comprises a sterically hindered base.
  • strongly basic anion exchangers they have as functional fixed bed ions, for example, quaternary ammonium compounds which are embedded in a crosslinked resin matrix in gel structure.
  • cross-linked polystyrene is used as the matrix.
  • Particularly suitable as a matrix is crosslinked divinylbenzene.
  • the anion of the ion exchanger used according to the invention is RO.
  • R represents an organic, structurally bulky residue, e.g. a tertiary butyl or the polymeric support structure per se, preferably the polymeric support structure per se.
  • the fixed bed of this anion exchanger acts as a sterically hindered base capable of neutralizing acidic constituents of the decomposition products present in the fuel in an acid-base reaction and of binding them firmly in the adsorbent material with salt formation.
  • both ionic species are immobile.
  • both ion types are polyionic. This results in all reactants being firmly bound in the adsorber.
  • the subsequent parts of the high-pressure storage injection system 1 are effectively protected against corrosion.
  • the adsorber 7 is followed by a fuel filter 9.
  • solid components and impurities are removed from the fuel.
  • water contained in diesel fuel is largely precipitated. Since water is heavier than the diesel fuel, this accumulates in a water storage space of the fuel filter. 9
  • the fuel filter 9 is generally followed by a prefeed pump 11. This is followed by a high pressure pump 13, with which the fuel is compressed to the accumulator pressure.
  • the accumulator pressure to which the fuel is compressed by the high-pressure delivery pump 13 is generally in the range of e.g. 1600 to 2000 bar.
  • the pressure is kept constant.
  • the fuel compressed to system pressure is then conveyed into a high-pressure accumulator 17. So that the fuel contained in the high-pressure accumulator 17 has system pressure during the entire operating time of the internal combustion engine, a pressure sensor 19 is arranged on the high-pressure accumulator 17.
  • the pressure sensor 19 is connected to an electronic control unit 21. With the electronic control unit 21 and the high-pressure pump 13 is still connected. Depending on the measured pressure, the high-pressure pump 13 is controlled by the electronic control unit 21.
  • High-pressure lines 23 fuel injectors 25 are connected to the high-pressure accumulator 17.
  • the fuel injectors 25 are supplied with fuel via the high-pressure lines 23.
  • the fuel is then injected via the fuel injectors 25 into combustion chambers, not shown here, of an internal combustion engine.
  • the sequence of injection is also controlled by the electronic control unit 21.
  • the fuel injectors 25 are connected to the control unit 21.
  • the fuel injectors 25 operate hydraulically, and for switching the valves, the fuel under system pressure is used in conjunction with an electrical drive.
  • fuel is fed back via a fuel return line 27 into the fuel tank 3. Since in the adsorber 7 acidic components and / or water has been removed from the fuel, substantially acid-free and anhydrous fuel is transported into the fuel tank 3 via the fuel return line 27.
  • the adsorber 7 is placed between the fuel tank 3 and the fuel filter 9 in the fuel line 5
  • a placement of the adsorber 7 in front of the prefeed pump 11 is preferred so that corrosion-promoting constituents are removed from the fuel before they enter the prefeed pump 11. In this way it is also avoided that the pre-feed pump 11 corroded.
  • the adsorber 7 is part of the fuel filter 9.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional sectional view of a fuel filter.
  • a fuel filter 9, as used in self-igniting internal combustion engines, comprises a filter substrate 31, which is traversed by the fuel and are separated in the impurities from the fuel. The flow of the fuel is shown by an arrow 33. At the top of the fuel filter 9 are inlet openings 35 through which the fuel enters the filter. The inlet openings 35 are formed in a filter cover 37. Between the filter cover 37 and the filter substrate 31 there is a space 39 through which the fuel is distributed into the filter substrate 31.
  • the filter substrate 31 contains e.g. Multi-layer filter media that filters out impurities contained in the fuel.
  • the filter substrate 31 encloses a support tube 41, through which the filtered fuel flows to an outlet opening 43.
  • the outlet opening 43 is located centrally within the inlet region in which the inlet openings 35 are formed.
  • a sealing element 45 seals the inlet region of the fuel filter 9 against the environment.
  • the filter substrate 31 is enclosed by a filter housing 49.
  • the filter cover 37 is connected by means of a double flanging 51 with the filter housing 49.
  • Water storage space 53 is deflected and flows out of the filter substrate 31 via the support tube 41 back up to the outlet opening 43.
  • the adsorber 7 is arranged in a preferred embodiment in the support tube 41 of the fuel filter 9.
  • the already filtered fuel flows through the adsorber 7.
  • the adsorber 7 in the fuel contained (dissolved) water that was not removed in the fuel filter 9 and collects in the water storage chamber 53 and acidic components of the fuel are removed in the adsorber 7.
  • the adsorber 7 in which the adsorber 7 is placed in the support tube 41, it is also possible to position the adsorber 7 in the space surrounding the support tube 41.
  • the adsorber it is possible, on the one hand, for the adsorber to be positioned, for example, in the space 39 or to connect to the filter substrate 31 in the form of a circular ring. Furthermore, it is also possible for the filter substrate 31 itself to be designed as an adsorber and / or molecular sieve for removing water and acidic components.
  • Suitable adsorbents are, for example, weakly basic, neutral adsorbers, strongly basic, polycationic and polyanionic adsorbers and surface-based metal oxides.
  • R 1 to R 3 are in particular organic, long-chain radicals or the polymeric support structure of the weakly basic, neutral adsorber.
  • R 5 represents the remainder of an acidic component. In general, this is an organic radical.
  • R 5 is for example OOCR 7 .
  • the acidic component is a carboxylic acid and R 7 is an organic radical as contained in biogenic fuels.
  • the organic radical R 7 can be both long-chain and short-chain.
  • Ri to R 4 mean organic, long-chain radicals or the polymeric support structure of the adsorbent material.
  • R 5 means, as above, the organic residue of an acidic component.
  • R 5 is an organic or inorganic, polymeric and thus insoluble in the fuel, strongly basic radical.
  • a sterically bulky polyalkyl alcoholate OR ⁇ is a sterically bulky polyalkyl alcoholate OR ⁇ .
  • a surface-based metal oxide for example an aluminum oxide, the following applies:
  • R 5 as above also means the organic residue of an acidic component.
  • an inorganic or metal oxide carrier material may also be surface-modified with a preferably sterically hindered base.
  • the sterically hindered base may be inorganic or organic, preferably organic.
  • the amount of adsorber material needed to remove acidic components and / or water can be estimated by a simple design calculation. The amount depends on the period of time after which the adsorber is to be changed.
  • the target is a service interval of 20000 km.
  • An on-market self-igniting internal combustion engine with four cylinders with a capacity of about 2 1 results in an average diesel fuel consumption of about 7 1 per 100 km. In the future, this will contain about 10% by volume of biogenic fuel.
  • the fuel contains 10 ppm of free acid from the oxidative decomposition of the biogenic fuel. This is represented, for example, by the oleic acid CnH 33 COOH.
  • the amount of adsorbent material can be designed for a full service interval duration, or even beyond, for a corresponding adsorber capacity. When using an adsorber material produced in this way results in a small installation volume due to the small amount required.

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Abstract

The invention relates to a device for introducing fuel into combustion chambers of an internal combustion engine, comprising a fuel tank (3) for storing fuel, and means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine. An adsorber (7) is arranged between the fuel tank (3) and the means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine, which adsorber (7) comprises at least one adsorbent and/or molecular sieve in which acidic components and/or water are removed from the fuel. The invention also relates to a method for removing acidic components and/or water from fuels for internal combustion engines, wherein biogenic fuels are admixed to the fuel and the fuel is stored in a fuel tank (3). Before being introduced into combustion chambers of the internal combustion engine, the fuel is conducted through an adsorber (7), wherein acidic components and/or water are removed from the fuel at the adsorber (7).

Description

31. Juli 2007 July 31, 2007
Beschreibungdescription
Titeltitle
Vorrichtung zum Einbringen von KraftstoffDevice for introducing fuel
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Entfernung von sauren Komponenten und/oder Wasser aus Kraftstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a device for introducing fuel into combustion chambers of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention is based on a method for the removal of acidic components and / or water from fuels according to the preamble of claim 10.
Im Hinblick auf eine immer wichtiger werdende Cθ2-Einsparung werden fossilen Energieträgern Kraftstoffe biologischen Ursprungs beigemischt. Die Kraftstoffe biologischen Ursprungs werden als „biogene Kraftstoffe" bezeichnet. Biogene Kraftstoffe werden sowohl Dieselkraftstoff als auch Benzinen beigemischt.With regard to an ever more important CO 2 -saving, fossil fuels are blended with fuels of biological origin. Biofuels are referred to as "biogenic fuels." Biogenic fuels are mixed with both diesel fuel and gasoline.
Biogene Kraftstoffe, die Dieselkraftstoff beigemischt werden, sind zum Beispiel Ester lang- kettiger, oftmals ungesättigter Fettsäuren, die durch Umesterung verschiedener biogener Öle und Fette gewonnen werden. Derzeit ist zum Beispiel Dieselkraftstoff mit einem Anteil von 5% biogenen Kraftstoffen am Markt erhältlich. Unter der Bezeichnung „Biodiesel" wird auch ein biogener Kraftstoff in seiner reinen Form vertrieben. Ein bekannter Vertreter der biogenen Kraftstoffe ist zum Beispiel Rapsöl-Methylester.Biogenic fuels that are added to diesel fuel are, for example, esters of long-chain, often unsaturated fatty acids, which are obtained by transesterification of various biogenic oils and fats. For example, diesel fuel with a share of 5% biogenic fuels is currently available on the market. A biogenic fuel in its pure form is also marketed under the name "biodiesel." A known representative of the biogenic fuels is, for example, rapeseed oil methyl ester.
Biogene Kraftstoffe, die Benzinen beigemischt werden, sind üblicherweise Alkohole.Biogenic fuels that are added to gasolines are usually alcohols.
Nachteil der biogenen Kraftstoffe ist es, dass diese einer Alterung bzw. einer biologischen Abbaubarkeit oder Zersetzung unterliegen. Als Abbauprodukte entstehen häufig organische Säuren, die an metallischen Werkstoffen Korrosion auslösen können. Die korrosive Wirkung biogener Kraftstoffe bzw. der sauren Abbauprodukte auf hydraulische Komponenten von Einspritzsystemen, wie diese üblicherweise heute bei Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, muss verhindert werden. Insbesondere Kraftstoffinjektoren werden zur Erfüllung der funktionalen Anforderungen äußerst präzise gefertigt. Durch Korrosion können jedoch kleine, nicht vorhersehbare Änderungen der Kraftstoffmengenzumessung zum Bei- spiel an einer Einspritzdüse auftreten. Dies hat erhebliche Auswirkungen sowohl auf den Kraftstoffverbrauch als auch das Schadstoffemissionsverhalten. Im ungünstigsten Fall kann Korrosion sogar zum Versagen des gesamten Einspritzsystems führen.The disadvantage of biogenic fuels is that they are subject to aging or biodegradability or decomposition. As degradation products often arise organic acids that can cause corrosion of metallic materials. The corrosive effect of biogenic fuels or the acid degradation products on hydraulic components of injection systems, as these are commonly used today in internal combustion engines, must be prevented. In particular, fuel injectors are manufactured extremely precisely to meet the functional requirements. However, corrosion can cause small, unpredictable changes in the fuel quantity measurement. play occur at an injection nozzle. This has significant effects on both fuel consumption and pollutant emissions. In the worst case, corrosion can even lead to the failure of the entire injection system.
Im Allgemeinen werden die chemischen und biochemischen Abbaureaktionen biogener Kraftstoffe durch eine Reaktion mit Luftsauerstoff, einer Oxygenierung, initiiert. Insbesondere sind ungesättigte organische Verbindungen anfällig für derartige Reaktionen mit Luftsauerstoff.Generally, the chemical and biochemical degradation reactions of biogenic fuels are initiated by a reaction with atmospheric oxygen, an oxygenation. In particular, unsaturated organic compounds are susceptible to such reactions with atmospheric oxygen.
Neben der säure-induzierten Korrosion wirkt auch im Kraftstoff gelöstes Wasser bzw. in den Kraftstoff eingeschlepptes und wieder auskondensiertes Wasser sehr korrosiv. Wasser kann zum Beispiel beim Betankungsvorgang des Kraftfahrzeuges eingeschleppt werden. Bei höheren Temperaturen während des Betriebes des Fahrzeuges reichert sich Wasser z. B. im Kraftstofftank an. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Löslichkeit von Wasser im Kraftstoff mit der Temperatur zunimmt. Beim Abstellen des Fahrzeugs und Abkühlen des Kraftstoffes kann das eingeschleppte Wasser im Einspritzsystem auskondensieren und dort seine korrosive Wirkung entfalten.In addition to acid-induced corrosion, water dissolved in the fuel or water entrained in the fuel and recondensed again also has a very corrosive effect. Water can be introduced, for example, during refueling of the motor vehicle. At higher temperatures during operation of the vehicle, water z. B. in the fuel tank. This is because the solubility of water in the fuel increases with temperature. When parking the vehicle and cooling the fuel, the entrained water can condense in the injection system and unfold there its corrosive effect.
Infolge ihrer höheren Polarität gegenüber reinem Dieselkraftstoff zeigen biogene Kraftstoffe eine gesteigerte Wasseraufnahmefähigkeit. Aus diesem Grund ist die wasserbedingte Korrosion im Vergleich zu reinem Dieselkraftstoff ebenfalls weiter gesteigert.Due to their higher polarity compared to pure diesel fuel, biogenic fuels show an increased water absorption capacity. For this reason, the water-related corrosion is also further increased compared to pure diesel fuel.
Zusätzlich führt eine Reaktion der Ester des biogenen Kraftstoffes mit Wasser durch hydrolytische Esterspaltung zur Bildung freier Carbonsäuren und kurzkettigen Alkoholen. Die Esterspaltung wird ihrerseits durch Säuren katalysiert, so dass in Gegenwart von Wasser ein selbstkatalysierender Prozess abläuft. Beim Abbau des Kraftstoffes werden Alkohole freigesetzt, die ebenfalls anfällig für einen oxidativen Abbau sind, der bis zur freien Säure führen kann.In addition, reaction of the esters of the biogenic fuel with water by hydrolytic ester cleavage results in the formation of free carboxylic acids and short chain alcohols. The ester cleavage is in turn catalyzed by acids, so that in the presence of water, a self-catalyzing process takes place. During the degradation of the fuel, alcohols are released which are also susceptible to oxidative degradation, which can lead to the free acid.
Typisch für das Alterungsverhalten biogener Kraftstoffe ist es, dass nach einer Induktionszeit die Acidität des Kraftstoffes stark ansteigt. Die Dauer der Induktionszeit, in der noch keine wesentliche Änderung der Acidität beobachtet wird, ist ein Maß für die Oxidations- stabilität des Kraftstoffes. Je höher der Beimischungsanteil an biogenem Kraftstoff im eingesetzten Kraftstoff ist, umso kürzer ist die Induktionsphase. Dabei ist zu beobachten, dass sich die Induktionsphase im Verhältnis zu einem steigenden Anteil des biogenen Kraftstoffs schneller verringert als der Anteil an biogenem Kraftstoff ansteigt. Offenbarung der ErfindungTypical of the aging behavior of biogenic fuels is that after an induction period, the acidity of the fuel increases sharply. The duration of the induction time, during which no significant change in acidity is observed, is a measure of the oxidation stability of the fuel. The higher the admixture proportion of biogenic fuel in the fuel used, the shorter the induction phase. It can be observed that the induction phase decreases faster in relation to an increasing proportion of the biogenic fuel than the proportion of biogenic fuel increases. Disclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Kraftstofftank zur Bevorratung von Kraftstoff sowie Mittel zum Einbringen des Kraftstoffes in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine. Zwischen dem Kraftstofftank und den Mitteln zum Einbringen des Kraftstoffs in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine ist ein Adsorber angeordnet, der mindestens ein Adsorbens und/oder Molekularsieb umfasst, in dem saure Komponenten und/oder Wasser aus dem Kraftstoff entfernt und gebunden werden.An inventively designed device for introducing fuel into combustion chambers of an internal combustion engine comprises a fuel tank for storing fuel and means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine. Between the fuel tank and the means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine, an adsorber is arranged, which comprises at least one adsorbent and / or molecular sieve, are removed and bound in the acidic components and / or water from the fuel.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter Kraftstoff handelsübliche bzw. allgemein bekannte Treibstoffe für Verbrennungskraftmaschinen, die überwiegend verschie- dene siedende Fraktionen aliphatischer und aromatischer Kohlenwasserstoffe sowie andere Zusatzstoffe, so genannte Additive, enthalten. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Kraftstoffe biogenen Ursprungs sind. Ferner können die Kraftstoffe bzw. Treibstoffe auch andere synthetisch erzeugte Kohlenwasserstoffverbindungen, so genannte SynFoels, BTL- oder GTL-Treibstoffe, die z.B. nach der Fischer-Tropsch-Synthese erzeugt werden, enthalten. Unter den Begriff Kraftstoffe fallen auch sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe wie z.B. alkoholische Verbindungen, Ether, beispielsweise die Ethylenglykoldimethylether, Ester, Ke- tone, Ketale, Aldehyde, Acetale und andere mehr. Die vorstehend genannten Kraftstoffe können jeweils einzeln oder in Mischungen mit einem Anteil der einzelnen Kraftstoffarten zwischen 0 und 100% im Kraftstoff enthalten sein.For the purposes of the present invention, fuel is understood to mean commercial or generally known fuels for internal combustion engines, which contain predominantly different boiling fractions of aliphatic and aromatic hydrocarbons and also other additives, so-called additives. Furthermore, it is also possible that the fuels are of biogenic origin. Further, the fuels may include other synthetically produced hydrocarbon compounds, so-called SynFoels, BTL or GTL propellants, e.g. produced by the Fischer-Tropsch synthesis. The term fuels also includes oxygen-containing hydrocarbons, e.g. alcoholic compounds, ethers, for example the ethylene glycol dimethyl ethers, esters, ketones, ketals, aldehydes, acetals and others. The aforementioned fuels may each be contained individually or in mixtures with a proportion of the individual types of fuel between 0 and 100% in the fuel.
Durch das Entfernen der sauren Komponenten und/oder des Wassers aus dem Kraftstoff mit Hilfe des Adsorbers wird die korrosive Wirkung des Kraftstoffes reduziert. Dies führt zu einer Steigerung der Verträglichkeit der Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff gegenüber einem hohen Anteil an biogenen Kraftstoffen im eingesetzten Kraftstoff. Zudem lassen sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die negativen Auswirkungen einer Fehlbetan- kung auf die Vorrichtung verringern. Unter Fehlbetankung wird hierbei das Tanken eines nicht-zertifizierten, oxidationslabilen Kraftstoffes und/oder das Betanken mit einem vermehrt Wasser enthaltenen Kraftstoff verstanden.By removing the acidic components and / or the water from the fuel by means of the adsorber, the corrosive effect of the fuel is reduced. This leads to an increase in the compatibility of the device for introducing fuel against a high proportion of biogenic fuels in the fuel used. In addition, the device according to the invention makes it possible to reduce the negative effects of incorrect refueling on the device. Misfueling is understood to mean the refueling of a non-certified, oxidation-unstable fuel and / or refueling with a fuel containing more water.
Mit Hilfe des Adsorbens und/oder des Molekularsiebes werden im Kraftstoff gelöste acide Komponenten und Wasser zurückgehalten und gebunden, bevor der Kraftstoff zu den Mitteln zum Einbringen in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine gefördert wird. Die Mittel zum Einbringen des Kraftstoffs in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine sind bei modernen Verbrennungskrafhnaschinen zum Beispiel Einspritzsysteme. Diese umfassen im Allgemeinen z.B. elektromechanisch betätigte Kraftstoffinjektoren, mit denen der Kraftstoff in die einzelnen Brennräume eingespritzt wird.With the aid of the adsorbent and / or the molecular sieve, acid components dissolved in the fuel and water are retained and bound before the fuel is conveyed to the means for introduction into the combustion chambers of the internal combustion engine. The means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine For example, injection systems are used in modern combustion engines. These generally include, for example, electromechanically actuated fuel injectors, with which the fuel is injected into the individual combustion chambers.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Adsorbens ein basisches Adsorbermate- rial. An dem basischen Adsorbermaterial werden die sauren Komponenten bzw. das Wasser adsorbiert. Alternativ erfolgt die Abtrennung der aciden Komponenten bzw. des Wassers durch Molekularfiltration mit Hilfe des Molekularsiebes.In a preferred embodiment, the adsorbent comprises a basic Adsorbermate- rial. The acidic components or the water are adsorbed on the basic adsorber material. Alternatively, the separation of the acidic components or of the water takes place by molecular filtration with the aid of the molecular sieve.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Adsorbens ein strukturvoluminöses, basisches Adsorbermaterial. Hierdurch wird eine am basischen Adsorbermaterial gegebenenfalls ablaufende Esterspaltung, das heißt eine ungewünschte Kraftstoffspaltung, z.B. durch eine Umesterung unterdrückt. Zusätzlich erfolgt auch eine Begrenzung der Esterspaltung durch die voluminösen, langkettigen Reste der Bestandteile des biogenen Kraftstoffes.In a preferred embodiment, the adsorbent comprises a structurally voluminous, basic adsorber material. This will result in an ester cleavage, if any, occurring on the basic adsorber material, that is, undesired fuel cleavage, e.g. suppressed by transesterification. In addition, there is also a limitation of the ester cleavage by the voluminous, long-chain residues of the constituents of the biogenic fuel.
Vorzugsweise umfasst das Adsorbens mindestens eine sterisch gehinderte Base. Diese können aufgrund ihrer räumlich ausladenden Molekülstruktur nicht mit dem Ester reagieren. Jedoch können sie die sauren Zersetzungsprodukte der biogenen Kraftstoffe und/oder Wasser deprotonieren. Dies funktioniert auch dann, wenn die Zersetzungsprodukte eine dem Ester vergleichbare Molekülgröße besitzen. Die sterische Hinderung lässt sich insbesondere dadurch realisieren, dass die sterisch gehinderte Base Teil eines polymeren, strukturvoluminösen Trägermaterials ist. Als Träger können z.B. vernetztes Polystyrol oder dessen Derivate, wie beispielsweise Divinylbenzol eingesetzt werden. Solche Träger sind in organischen Medien unlöslich.Preferably, the adsorbent comprises at least one sterically hindered base. These can not react with the ester due to their spatially spreading molecular structure. However, they can deprotonate the acidic decomposition products of the biogenic fuels and / or water. This also works if the decomposition products have a molecular size comparable to the ester. The steric hindrance can be realized in particular in that the sterically hindered base is part of a polymeric, structurally voluminous carrier material. As carriers, e.g. crosslinked polystyrene or its derivatives, such as divinylbenzene can be used. Such carriers are insoluble in organic media.
Besonders geeignete basische Verbindungen als Adsorbens sind polymere Verbindungen. Am besten geeignet sind basische Harze, die neutral oder ionisch aufgebaut sein können. Ionisch aufgebaute Harze werden auch als basische Ionentauscher bezeichnet. Diese sind in unterschiedlichen Basenstärken kommerziell erhältlich. Die Ionentauscher können dabei entweder als Feststoff oder als viskose Flüssigkeit vorliegen.Particularly suitable basic compounds as adsorbent are polymeric compounds. Most suitable are basic resins which may be neutral or ionic. Ionic resins are also referred to as basic ion exchangers. These are commercially available in different base strengths. The ion exchangers can be present either as a solid or as a viscous liquid.
Im Allgemeinen umfassen Ionentauscher eine vernetzte Harzmatrix in Gelstruktur mit eingelagerten Festionen und üblicherweise beweglich gebundenen Gegenionen. Die Gegenionen können gegen andere Gegenionen gleicher Polarität ausgetauscht werden.In general, ion exchangers comprise a crosslinked resin matrix in gel structure with incorporated fixed ions and usually moveably bound counterions. The counterions can be exchanged for other counterions of the same polarity.
Wenn schwachsaure, anorganische Materialien als Molekularsieb eingesetzt werden, so können diese zum Beispiel mit starken Basen basifϊziert werden. Auf diese Weise modifi- ziert, wirken diese dann ebenfalls als starkbasische Adsorber und sind im Sinne der Erfindung vorteilhaft.If weakly acidic, inorganic materials are used as a molecular sieve, these can be basified, for example, with strong bases. Modify in this way These then also act as strongly basic adsorber and are advantageous in the context of the invention.
Weiterhin können als Adsorber auch oberflächen-basifizierte Metalloxide, zum Beispiel ba- sisches Aluminiumoxid, verwendet werden.Furthermore, surface-based metal oxides, for example basic alumina, can also be used as the adsorber.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders geeignet als Adsorbens und/oder Molekularsieb sind alle organischen oder anorganischen Materialien, die basische Oberflächen oder Zentren haben und dadurch acide Komponenten fest binden.For the purposes of the present invention, particularly suitable as adsorbent and / or molecular sieve are all organic or inorganic materials which have basic surfaces or centers and thereby firmly bind acidic components.
Wenn zur Abtrennung der biogenen Zersetzungsprodukte, das heißt der aciden Komponenten, und/oder des Wassers ein Molekularsieb eingesetzt wird, so werden hierzu im Allgemeinen anorganische Ionentauschermaterialien eingesetzt. Derartige anorganische Ionentau- schermaterialien sind zum Beispiel Zeolithe, Silikate oder Tonmineralien. Häufig sind die Molekularsiebe Kationentauscher. Dies ist jedoch erfindungsgemäß nicht erforderlich. Insbesondere ist bei der Verwendung eines Kationentauschers als Molekularsieb darauf zu achten, dass sämtliche sauren Zentren des Kationentauschers gegen nicht-acide Kationen getauscht sind. Wenn dies nicht der Fall ist, könnte durch die restliche Acidität des Adsorber- materials der Abbau des biogenen Kraftstoffes durch Säurekatalyse begünstigt werden.If a molecular sieve is used for separating off the biogenic decomposition products, that is to say the acidic components, and / or the water, inorganic ion exchange materials are generally used for this purpose. Such inorganic ion exchanger materials are, for example, zeolites, silicates or clay minerals. Frequently the molecular sieves are cation exchangers. However, this is not required according to the invention. In particular, when using a cation exchanger as molecular sieve, it must be ensured that all acidic centers of the cation exchanger are exchanged for non-acidic cations. If this is not the case, the remaining acidity of the adsorbent material could favor the degradation of the biogenic fuel by acid catalysis.
Beim Einsatz von basischen Adsorbermaterialien ist darauf zu achten, dass die Reaktion eines Esters mit einer starken, mobilen Base zur Spaltung des Esters führt. So wird zum Beispiel bei der klassischen Esterverseifung Natronlauge mit einem Ester zur Reaktion gebracht und zum Natriumsalz der Säure sowie einem freien Alkohol irreversibel umgesetzt. Die Esterspaltung kann jedoch auch zum Beispiel mittels des im Kraftstoff enthaltenen Wassers in Gegenwart eines basischen Materials ablaufen. Auch dies führt zu einer irreversiblen Spaltung der Esterbestandteile des biogenen Kraftstoffes. Da jedoch im Allgemeinen nur vergleichsweise geringe Mengen an Wasser im Kraftstoff enthalten sind und die Esterspaltung mit einer starken Base eine irreversible Reaktion darstellt, wird das Wasser unter BiI- düng eines nur schwach basischen Carboxylates, das am Adsorbermaterial fest gebunden wird, effizient aus dem Kraftstoff entfernt. Hierdurch lässt sich die irreversible Spaltung der Esterbestandteile durch im Kraftstoff enthaltenes Wasser zum Schutz vor Korrosion nutzen.When using basic adsorber materials, care should be taken that the reaction of an ester with a strong, mobile base leads to cleavage of the ester. For example, in the classic ester saponification, caustic soda is reacted with an ester and irreversibly converted to the sodium salt of the acid and a free alcohol. However, the ester cleavage may also occur, for example, by means of the water contained in the fuel in the presence of a basic material. This too leads to an irreversible cleavage of the ester constituents of the biogenic fuel. However, since only relatively small amounts of water are generally contained in the fuel and the ester cleavage with a strong base is an irreversible reaction, the water is efficiently from the fuel under BiI- düng a weakly basic carboxylate, which is firmly bound to the adsorber away. This makes it possible to use the irreversible cleavage of the ester constituents by water contained in the fuel to protect against corrosion.
Um ein Auftreten von Korrosion in der gesamten Vorrichtung zum Einbringen von Kraft- stoff in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine zu vermeiden, ist der Adsorber vorzugsweise zwischen dem Kraftstofftank und einer Pumpe, mit der der Kraftstoff zu den Brennräumen gefördert und komprimiert wird, angeordnet. Der Adsorber kann hierbei zum Beispiel zwischen dem Kraftstofftank und einem Kraftstofffilter angeordnet sein oder sich an den Kraftstofffϊlter anschließen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Adsorber Bestandteil des Kraftstofffϊlters. Hierzu ist im Kraftstofffϊlter das Adsorbens und/oder das Molekularsieb enthalten. Im Allgemeinen umfasst ein Kraftstofffilter ein ringförmiges Filtersubstrat, welches von dem Kraftstoff durchströmt wird. Im Allgemeinen werden Anschraub- Wechselfilter mit sterngefaltetem oder gewickeltem Filtersubstrat eingesetzt. Zunehmend werden Kraftstofffilter mit Aluminium/Kunststoff- und Vollkunststoffgehäuse verwendet. Als Wechselteil verbleibt lediglich ein metallfreier Filtereinsatz. Im Inneren ist im Allgemeinen ein Stützrohr aufgenommen, welches von dem Filtersubstrat umschlossen ist. Der Kraftstoff strömt, nachdem dieser das Filtersubstrat passiert hat, durch das Stützrohr zu- rück. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Adsorbens und/oder das Molekularsieb im Stützrohr enthalten. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Adsorbens und/oder das Molekularsieb im Filtersubstrat anzuordnen. In einer weiteren alternativen Ausfuhrungsform wird das Adsorbens und/oder das Molekularsieb als Filtermaterial des Kraftstofffilters eingesetzt. In diesem Fall ist das Filtersubstrat aus dem Adsorbens und/oder dem Molekularsieb gefertigt.In order to avoid the occurrence of corrosion in the entire device for introducing fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine, the adsorber is preferably arranged between the fuel tank and a pump, with which the fuel is conveyed to the combustion chambers and compressed. The adsorber can in this case be arranged, for example, between the fuel tank and a fuel filter or itself connect to the fuel filter. In a preferred embodiment, the adsorber is part of the fuel filter. For this purpose, the adsorbent and / or the molecular sieve is contained in the fuel filter. In general, a fuel filter comprises an annular filter substrate through which the fuel flows. In general, screw-on filters are used with star-folded or wound filter substrate. Increasingly, fuel filters are used with aluminum / plastic and all-plastic housing. As a replacement part remains only a metal-free filter insert. In the interior, a support tube is generally accommodated, which is enclosed by the filter substrate. The fuel, after passing through the filter substrate, flows back through the support tube. In a particularly preferred embodiment, the adsorbent and / or the molecular sieve is contained in the support tube. Alternatively, however, it is also possible to arrange the adsorbent and / or the molecular sieve in the filter substrate. In a further alternative embodiment, the adsorbent and / or the molecular sieve is used as filter material of the fuel filter. In this case, the filter substrate is made of the adsorbent and / or the molecular sieve.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform wird der von aciden Komponenten und/oder Wasser befreite Kraftstoff vollständig oder zumindest teilweise in den Kraftstofftank zurückgeführt. Hierdurch wird der gesamte Inhalt des Kraftstofftankes vor einer autokatalytischen Zerset- zung des Kraftstoffes geschützt. Auch wird der Gehalt an freien Säuren und/oder Wasser im Kraftstoff auf ein Minimum beschränkt.In a preferred embodiment, the freed of acidic components and / or water fuel is completely or at least partially returned to the fuel tank. This protects the entire contents of the fuel tank from autocatalytic decomposition of the fuel. Also, the content of free acids and / or water in the fuel is kept to a minimum.
Bei in selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen eingesetzten Common-Rail- Systemen, das heißt Einspritzsystemen, die mit einem Hochdruckspeicher arbeiten, wird der Kraftstoff auf dem Weg vom Kraftstofftank in den Hochdruckspeicher durch den Adsorber geleitet und in diesem von Säure und/oder Wasser befreit. Auf der Hochdruckseite des Einspritzmoduls wird auf diese Weise säure- und/oder wasserfreier Kraftstoff zugeführt. Hierdurch werden die einzelnen Komponenten des Common-Rail- Systems effizient vor Korrosion geschützt. Über den Kraftstoffrücklauf des Common-Rail- Systems strömt der von Säure und/oder Wasser befreite Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank.When used in self-igniting internal combustion engines common rail systems, that is, injection systems that operate with a high-pressure accumulator, the fuel is passed on the way from the fuel tank in the high-pressure accumulator through the adsorber and freed in this of acid and / or water. On the high pressure side of the injection module acid and / or water-free fuel is supplied in this way. As a result, the individual components of the common rail system are efficiently protected against corrosion. Through the fuel return of the common rail system, the freed of acid and / or water fuel flows back into the fuel tank.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung eines Hochdruckspeicher-Einspritzsystems,Show it FIG. 1 shows a schematic representation of a high-pressure accumulator injection system,
Figur 2 eine dreidimensionale Schnittdarstellung eines Kraftstofffϊlters.Figure 2 is a three-dimensional sectional view of a fuel filter.
Ausfuhrungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Hochdruckspeicher-Einspritzsystems (Common-Rail-Einspritzsystems) dargestellt, in der eine mögliche Position des Adsorber- materials gezeigt ist.1 shows a schematic representation of a high-pressure accumulator injection system (common rail injection system) is shown, in which a possible position of the adsorbent material is shown.
Ein Hochdruckspeicher-Einspritzsystem 1 umfasst einen Kraftstofftank 3, in dem Kraftstoff bevorratet ist. Aus dem Kraftstofftank 3 mündet eine Kraftstoffieitung 5. Erfindungsgemäß schließt sich an den Kraftstofftank 3 in der Kraftstoffleitung 5 ein Adsorber 7 an. Im Adsor- ber 7 ist ein Adsorbens und/oder ein Molekularsieb enthalten, mit welchem acide Komponenten und/oder Wasser aus dem Kraftstoff entfernt werden. Wie vorstehend bereits beschrieben, umfasst das Adsorbens vorzugsweise eine sterisch gehinderte Base.A high-pressure accumulator injection system 1 comprises a fuel tank 3 in which fuel is stored. A fuel line 5 opens out of the fuel tank 3. According to the invention, an adsorber 7 adjoins the fuel tank 3 in the fuel line 5. The adsorber 7 contains an adsorbent and / or a molecular sieve with which acidic components and / or water are removed from the fuel. As already described above, the adsorbent preferably comprises a sterically hindered base.
Werden stark basische Anionentauscher eingesetzt, so besitzen diese als funktionelle Fest- bett-Ionen zum Beispiel quartäre Ammoniumverbindungen, die in einer vernetzten Harzmatrix in Gelstruktur eingelagert sind. Als Matrix wird beispielsweise vernetztes Polystyrol eingesetzt. Besonders geeignet als Matrix ist vernetztes Divinylbenzol. Das verwendete Anion des Ionentauschers ist erfindungsgemäß RO . Hierin bedeutet R einen organischen, strukturvoluminösen Rest, z.B. ein tertiäres Butyl oder die polymere Trägerstruktur an sich, be- vorzugt die polymere Trägerstruktur an sich.If strongly basic anion exchangers are used, they have as functional fixed bed ions, for example, quaternary ammonium compounds which are embedded in a crosslinked resin matrix in gel structure. For example, cross-linked polystyrene is used as the matrix. Particularly suitable as a matrix is crosslinked divinylbenzene. The anion of the ion exchanger used according to the invention is RO. Herein, R represents an organic, structurally bulky residue, e.g. a tertiary butyl or the polymeric support structure per se, preferably the polymeric support structure per se.
Das Festbett dieses Anionentauschers wirkt wie eine sterisch gehinderte Base, die in der Lage ist, im Kraftstoff vorliegende saure Bestandteile der Zersetzungsprodukte in einer Säure-Base-Reaktion zu neutralisieren und unter Salzbildung fest im Adsorbermaterial zu binden.The fixed bed of this anion exchanger acts as a sterically hindered base capable of neutralizing acidic constituents of the decomposition products present in the fuel in an acid-base reaction and of binding them firmly in the adsorbent material with salt formation.
Besonders bevorzugt ist es, wenn beide ionischen Spezies immobil sind. In diesem Falle liegen beide Ionentypen polyionisch vor. Dies führt dazu, dass alle Reaktanten im Adsorber fest gebunden werden.It is particularly preferred if both ionic species are immobile. In this case, both ion types are polyionic. This results in all reactants being firmly bound in the adsorber.
Dadurch, dass im Adsorber 7 die sauren Komponenten und/oder das Wasser aus dem Kraftstoff entfernt werden, werden die nachfolgenden Teile des Hochdruckspeicher- Einspritzsystems 1 wirksam vor Korrosion geschützt. An den Adsorber 7 schließt sich ein Kraftstofffϊlter 9 an. Im Kraftstofffϊlter 9 werden feste Bestandteile und Verunreinigungen aus dem Kraftstoff entfernt. Außerdem wird im Allgemeinen im Kraftstofffilter 9, insbesondere, wenn dieser in selbstzündenden Verbrennungs- kraftmaschinen eingesetzt wird, in Dieselkraftstoff enthaltenes Wasser zu einem Großteil abgeschieden. Da Wasser schwerer als der Dieselkraftstoff ist, sammelt sich dieses in einem Wasserspeicherraum des Kraftstofffilters 9.Characterized in that the acidic components and / or the water are removed from the fuel in the adsorber 7, the subsequent parts of the high-pressure storage injection system 1 are effectively protected against corrosion. The adsorber 7 is followed by a fuel filter 9. In the fuel filter 9, solid components and impurities are removed from the fuel. Moreover, in general, in the fuel filter 9, especially when used in auto-ignition internal combustion engines, water contained in diesel fuel is largely precipitated. Since water is heavier than the diesel fuel, this accumulates in a water storage space of the fuel filter. 9
An den Kraftstofffilter 9 schließt sich im Allgemeinen eine Vorförderpumpe 11 an. Dieser folgt eine Hochdruckförderpumpe 13, mit der der Kraftstoff auf den Speicherdruck komprimiert wird. Bei Hochdruckspeicher-Einspritzsystemen, wie diese in selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, liegt der Speicherdruck, auf den der Kraftstoff mit der Hochdruckförderpumpe 13 komprimiert wird, im Allgemeinen im Bereich von z.B. 1600 bis 2000 bar. Mithilfe eines Druckregelventils 15 wird der Druck konstant gehal- ten. Der auf Systemdruck komprimierte Kraftstoff wird dann in einen Hochdruckspeicher 17 gefördert. Damit der im Hochdruckspeicher 17 enthaltene Kraftstoff während der gesamten Betriebszeit der Verbrennungskraftmaschine Systemdruck hat, ist am Hochdruckspeicher 17 ein Drucksensor 19 angeordnet. Der Drucksensor 19 ist mit einem elektronischen Steuergerät 21 verbunden. Mit dem elektronischen Steuergerät 21 ist weiterhin auch die Hochdruckförderpumpe 13 verbunden. In Abhängigkeit vom gemessenen Druck wird die Hochdruckförderpumpe 13 durch das elektronische Steuergerät 21 angesteuert.The fuel filter 9 is generally followed by a prefeed pump 11. This is followed by a high pressure pump 13, with which the fuel is compressed to the accumulator pressure. In high-pressure accumulator injection systems, as used in auto-ignition internal combustion engines, the accumulator pressure to which the fuel is compressed by the high-pressure delivery pump 13 is generally in the range of e.g. 1600 to 2000 bar. By means of a pressure regulating valve 15, the pressure is kept constant. The fuel compressed to system pressure is then conveyed into a high-pressure accumulator 17. So that the fuel contained in the high-pressure accumulator 17 has system pressure during the entire operating time of the internal combustion engine, a pressure sensor 19 is arranged on the high-pressure accumulator 17. The pressure sensor 19 is connected to an electronic control unit 21. With the electronic control unit 21 and the high-pressure pump 13 is still connected. Depending on the measured pressure, the high-pressure pump 13 is controlled by the electronic control unit 21.
Über Hochdruckleitungen 23 sind Kraftstoffinjektoren 25 mit dem Hochdruckspeicher 17 verbunden. Die Kraftstoffinjektoren 25 werden über die Hochdruckleitungen 23 mit Kraft- stoff versorgt. Der Kraftstoff wird dann über die Kraftstoffinjektoren 25 in hier nicht dargestellte Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Die Reihenfolge des Einspritzens wird hierbei ebenfalls über das elektronische Steuergerät 21 gesteuert. Hierzu sind die Kraftstoffinjektoren 25 mit dem Steuergerät 21 verbunden. Im Allgemeinen arbeiten die Kraftstoffinjektoren 25 hydraulisch, wobei zum Schalten der Ventile der unter Systemdruck stehende Kraftstoff in Verbindung mit einer elektrischen Ansteuerung eingesetzt wird. Nicht in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine eingespritzter Kraftstoff wird über eine Kraftstoffrücklaufleitung 27 in den Kraftstofftank 3 zurückgefördert. Da im Adsorber 7 saure Komponenten und/oder Wasser aus dem Kraftstoff entfernt wurde, wird über die Kraftstoffrücklaufleitung 27 im Wesentlichen säurefreier und wasserfreier Kraftstoff in den Kraftstofftank 3 transportiert.High-pressure lines 23 fuel injectors 25 are connected to the high-pressure accumulator 17. The fuel injectors 25 are supplied with fuel via the high-pressure lines 23. The fuel is then injected via the fuel injectors 25 into combustion chambers, not shown here, of an internal combustion engine. The sequence of injection is also controlled by the electronic control unit 21. For this purpose, the fuel injectors 25 are connected to the control unit 21. In general, the fuel injectors 25 operate hydraulically, and for switching the valves, the fuel under system pressure is used in conjunction with an electrical drive. Not injected into the combustion chambers of the internal combustion engine fuel is fed back via a fuel return line 27 into the fuel tank 3. Since in the adsorber 7 acidic components and / or water has been removed from the fuel, substantially acid-free and anhydrous fuel is transported into the fuel tank 3 via the fuel return line 27.
Neben der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform, bei der der Adsorber 7 zwischen dem Kraftstofftank 3 und dem Kraftstofffilter 9 in der Kraftstoffleitung 5 platziert ist, ist es auch möglich, den Adsorber 7 zwischen den Kraftstofffϊlter 9 und die Vorförderpumpe 11 zu platzieren. Eine Platzierung des Adsorbers 7 vor der Vorförderpumpe 11 ist bevorzugt, damit korrosionsfördernde Bestandteile vor Eintritt in die Vorförderpumpe 11 aus dem Kraftstoff entfernt werden. Auf diese Weise wird auch vermieden, dass die Vorförderpumpe 11 korrodiert.In addition to the embodiment shown in Figure 1, in which the adsorber 7 is placed between the fuel tank 3 and the fuel filter 9 in the fuel line 5, it is also possible to place the adsorber 7 between the fuel filter 9 and the prefeed pump 11. A placement of the adsorber 7 in front of the prefeed pump 11 is preferred so that corrosion-promoting constituents are removed from the fuel before they enter the prefeed pump 11. In this way it is also avoided that the pre-feed pump 11 corroded.
Alternativ ist es weiterhin auch möglich, dass der Adsorber 7 Teil des Kraftstofffilters 9 ist.Alternatively, it is also possible that the adsorber 7 is part of the fuel filter 9.
In Figur 2 ist eine dreidimensionale Schnittdarstellung eines Kraftstofffilters dargestellt.FIG. 2 shows a three-dimensional sectional view of a fuel filter.
Ein Kraftstofffilter 9, wie er in selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt wird, umfasst ein Filtersubstrat 31 , welches vom Kraftstoff durchflössen wird und in dem Verunreinigungen aus dem Kraftstoff abgetrennt werden. Der Durchfluss des Kraftstoffes ist mit einem Pfeil 33 dargestellt. An der Oberseite des Kraftstofffilters 9 befinden sich Ein- trittsöffhungen 35, durch die der Kraftstoff in den Filter eintritt. Die Eintrittsöffnungen 35 sind in einem Filterdeckel 37 ausgebildet. Zwischen dem Filterdeckel 37 und dem Filtersubstrat 31 befindet sich ein Raum 39, durch den der Kraftstoff in das Filtersubstrat 31 verteilt wird. Das Filtersubstrat 31 enthält z.B. mehrlagige Filtermedien, durch die im Kraftstoff enthaltene Verunreinigungen herausgefiltert werden.A fuel filter 9, as used in self-igniting internal combustion engines, comprises a filter substrate 31, which is traversed by the fuel and are separated in the impurities from the fuel. The flow of the fuel is shown by an arrow 33. At the top of the fuel filter 9 are inlet openings 35 through which the fuel enters the filter. The inlet openings 35 are formed in a filter cover 37. Between the filter cover 37 and the filter substrate 31 there is a space 39 through which the fuel is distributed into the filter substrate 31. The filter substrate 31 contains e.g. Multi-layer filter media that filters out impurities contained in the fuel.
Das Filtersubstrat 31 umschließt ein Stützrohr 41, durch welches der gefilterte Kraftstoff zu einer Austrittsöffnung 43 strömt. In der hier dargestellten Ausführungsform befindet sich die Austrittsöffnung 43 zentrisch innerhalb des Eintrittsbereiches, in dem die Eintrittsöffnungen 35 ausgebildet sind. Damit kein ungefilterter Kraftstoff zur Austrittsöffnung 43 strömen kann, ist diese gegen den Eintrittsbereich durch ein Dichtelement 45 abgedichtet. Ein weiteres Dichtelement 47 dichtet den Eintrittsbereich des Kraftstofffilters 9 gegen die Umgebung ab.The filter substrate 31 encloses a support tube 41, through which the filtered fuel flows to an outlet opening 43. In the embodiment shown here, the outlet opening 43 is located centrally within the inlet region in which the inlet openings 35 are formed. Thus, no unfiltered fuel can flow to the outlet opening 43, this is sealed against the inlet region by a sealing element 45. Another sealing element 47 seals the inlet region of the fuel filter 9 against the environment.
Das Filtersubstrat 31 ist von einem Filtergehäuse 49 umschlossen. Üblicherweise ist der Filterdeckel 37 mittels einer Doppelbördelung 51 mit dem Filtergehäuse 49 verbunden.The filter substrate 31 is enclosed by a filter housing 49. Usually, the filter cover 37 is connected by means of a double flanging 51 with the filter housing 49.
Hierdurch wird eine flüssigkeitsdichte Verbindung erzielt. Unterhalb des Filtersubstrats 31 befindet sich ein Wasserspeicherraum 53. Da freies Wasser schwerer als Dieselkraftstoff ist, sinkt dieses ab und sammelt sich im Wasserspeicherraum 53. Der Dieselkraftstoff wird imAs a result, a liquid-tight connection is achieved. Below the filter substrate 31 is a water storage space 53. Since free water is heavier than diesel fuel, this sinks and collects in the water storage space 53. The diesel fuel is in the
Wasserspeicherraum 53 umgelenkt und strömt aus dem Filtersubstrat 31 über das Stützrohr 41 wieder nach oben zur Austrittsöffnung 43. Um das im Kraftstofffilter 9 abgetrennteWater storage space 53 is deflected and flows out of the filter substrate 31 via the support tube 41 back up to the outlet opening 43. To the separated in the fuel filter 9
Wasser aus dem Wasserspeicherraum 53 zu entfernen, ist dieser mit einer Wasserablass- schraube 55 und einem Abflussröhrchen 57 versehen. Erfindungsgemäß ist der Adsorber 7 in einer bevorzugten Ausführungsform im Stützrohr 41 des Kraftstofffilters 9 angeordnet. Der bereits gefilterte Kraftstoff strömt so durch den Adsorber 7. Gegebenenfalls noch im Kraftstoff enthaltenes (gelöstes) Wasser, das nicht im Kraftstofffilter 9 entfernt wurde und sich im Wasserspeicherraum 53 sammelt sowie acide Komponenten des Kraftstoffes werden im Adsorber 7 entfernt. Alternativ zu der hier dargestellten Ausführungsform, bei der der Adsorber 7 im Stützrohr 41 platziert ist, ist es auch möglich, den Adsorber 7 in dem das Stützrohr 41 umgebenden Raum zu positionieren. Hierbei ist es einerseits möglich, dass der Adsorber zum Beispiel im Raum 39 positioniert ist oder sich in Form eines Kreisringes an das Filtersubstrat 31 anschließt. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Filtersubstrat 31 selbst als Adsorber und/oder Molekularsieb zur Entfernung von Wasser und aciden Komponenten ausgeführt ist.To remove water from the water storage space 53, this is provided with a water drainage screw 55 and a drain tube 57. According to the invention, the adsorber 7 is arranged in a preferred embodiment in the support tube 41 of the fuel filter 9. The already filtered fuel flows through the adsorber 7. Optionally, in the fuel contained (dissolved) water that was not removed in the fuel filter 9 and collects in the water storage chamber 53 and acidic components of the fuel are removed in the adsorber 7. Alternatively to the embodiment shown here, in which the adsorber 7 is placed in the support tube 41, it is also possible to position the adsorber 7 in the space surrounding the support tube 41. In this case, it is possible, on the one hand, for the adsorber to be positioned, for example, in the space 39 or to connect to the filter substrate 31 in the form of a circular ring. Furthermore, it is also possible for the filter substrate 31 itself to be designed as an adsorber and / or molecular sieve for removing water and acidic components.
Um die aciden Komponenten und/oder das Wasser aus dem Kraftstoff zu entfernen, ist es jeweils notwendig, dass der Kraftstoff eine ausreichende Kontaktzeit mit dem Adsorber bzw. dem Molekularsieb aufweist.In order to remove the acidic components and / or the water from the fuel, it is necessary in each case for the fuel to have a sufficient contact time with the adsorber or the molecular sieve.
Als Adsorber eignen sich zum Beispiel schwachbasische, neutrale Adsorber, starkbasische, polykationische und polyanionische Adsorber sowie oberflächen-basifizierte Metalloxide.Suitable adsorbents are, for example, weakly basic, neutral adsorbers, strongly basic, polycationic and polyanionic adsorbers and surface-based metal oxides.
Für einen schwachbasischen, neutralen Adsorber gilt:For a weakly basic, neutral adsorber, the following applies:
[(RiR2R3)N] + HR5 <-> [(RiR2R3)NH+ + R5 ] (I)[(RiR 2 R 3 ) N] + HR 5 <-> [(RiR 2 R 3 ) NH + + R 5 ] (I)
In Gleichung I steht in eckigen Klammern das feste Adsorbermaterial bzw. das sich daraus bildende und festgehaltene Adsorbat. Ri bis R3 bedeuten insbesondere organische, langket- tige Reste bzw. die polymere Trägerstruktur des schwachbasischen, neutralen Adsorbers. R5 bedeutet den Rest einer aciden Komponente. Im Allgemeinen handelt es sich hierbei um einen organischen Rest. R5 ist zum Beispiel OOCR7. In diesem Falle ist die acide Komponente eine Carbonsäure und R7 ist ein organischer Rest, wie er in biogenen Kraftstoffen enthalten ist. Der organische Rest R7 kann dabei sowohl langkettig als auch kurzkettig sein.In Equation I, the solid adsorber material or the adsorbate formed therefrom and held in square brackets. R 1 to R 3 are in particular organic, long-chain radicals or the polymeric support structure of the weakly basic, neutral adsorber. R 5 represents the remainder of an acidic component. In general, this is an organic radical. R 5 is for example OOCR 7 . In this case, the acidic component is a carboxylic acid and R 7 is an organic radical as contained in biogenic fuels. The organic radical R 7 can be both long-chain and short-chain.
Für einen stark basischen, polykationischen bzw. polyanionischen Adsorber gilt:For a strongly basic, polycationic or polyanionic adsorber, the following applies:
[(RiR2R3R4)N++ OR6 ] + HR5 -> [(RiR2R3R4)N+ + R5 + HOR6] (II)[(RiR 2 R 3 R 4 ) N + + OR 6 ] + HR 5 -> [(RiR 2 R 3 R 4 ) N + + R 5 + HOR 6 ] (II)
Auch hier steht das feste Adsorbermaterial bzw. das sich daraus bildende und festgehaltene Adsorbat in eckigen Klammern. Ri bis R4 bedeuten organische, langkettige Reste bzw. die polymere Trägerstruktur des Adsorbermaterials. R5 bedeutet, wie vorstehend auch, den organischen Rest einer aciden Komponente. R5 ist ein organischer oder anorganischer, polymerer und damit im Kraftstoff unlöslicher, stark basischer Rest. Bevorzugt ist ORβ zum Beispiel ein sterisch voluminöses PoIy- Alkoholat.Here too, the solid adsorber material or the adsorbate formed therefrom and held in square brackets. Ri to R 4 mean organic, long-chain radicals or the polymeric support structure of the adsorbent material. R 5 means, as above, the organic residue of an acidic component. R 5 is an organic or inorganic, polymeric and thus insoluble in the fuel, strongly basic radical. Preferably, for example, is a sterically bulky polyalkyl alcoholate ORβ.
Für ein oberflächen-basifϊziertes Metalloxid, zum Beispiel ein Aluminiumoxid, gilt:For a surface-based metal oxide, for example an aluminum oxide, the following applies:
[OAlO + Na+] + HR5 -> [OAl(OH) + Na+ + R5 ] (III)[OAlO + Na + ] + HR 5 -> [OAl (OH) + Na + + R 5 ] (III)
In Gleichung (III) bedeutet R5 wie vorstehend auch den organischen Rest einer aciden Komponente.In equation (III), R 5 as above also means the organic residue of an acidic component.
Weiterhin kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch ein anorganisches bzw. metall- oxidisches Trägermaterial mit einer bevorzugt sterisch gehinderten Base oberflächenmodifi- ziert sein. Die sterisch gehinderte Base kann dabei anorganisch oder organisch, bevorzugt organisch sein.Furthermore, for the purposes of the present invention, an inorganic or metal oxide carrier material may also be surface-modified with a preferably sterically hindered base. The sterically hindered base may be inorganic or organic, preferably organic.
Die Menge an Adsorbermaterial, die zur Entfernung von aciden Komponenten und/oder Wasser benötigt wird, lässt sich durch eine einfache Auslegungsrechnung abschätzen. Dabei ist die Menge davon abhängig, nach welchem Zeitraum der Adsorber gewechselt werden soll.The amount of adsorber material needed to remove acidic components and / or water can be estimated by a simple design calculation. The amount depends on the period of time after which the adsorber is to be changed.
Angestrebt ist beispielsweise ein Serviceintervall von 20000 km. Bei einer am Markt gängigen selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mit vier Zylindern mit einem Hubraum von circa 2 1 ergibt sich ein durchschnittlicher Dieselkraftstoffverbrauch von circa 7 1 pro 100 km. Dieser wird in Zukunft einen Anteil von circa 10 Vol.-% biogenem Kraftstoff enthalten. Zur Abschätzung wird weiterhin davon ausgegangen, dass sich im Kraftstoff 10 ppm freie Säure aus der oxidativen Zersetzung des biogenen Kraftstoffs befinden. Diese wird zum Beispiel durch die Oleinsäure CnH33 COOH repräsentiert.For example, the target is a service interval of 20000 km. An on-market self-igniting internal combustion engine with four cylinders with a capacity of about 2 1 results in an average diesel fuel consumption of about 7 1 per 100 km. In the future, this will contain about 10% by volume of biogenic fuel. For the estimation, it is further assumed that the fuel contains 10 ppm of free acid from the oxidative decomposition of the biogenic fuel. This is represented, for example, by the oleic acid CnH 33 COOH.
Um das Serviceintervall von 20000 km zu realisieren, muss die Kapazität des Adsorberma- terials bei dem Verbrauch von 7 1 pro 100 km für 1400 1 Dieselkraftstoff ausreichen. Bei einem Anteil von 10 Vol.-% an biogenem Kraftstoff, befinden sich in Dieselkraftstoff 140 1 des biogenen Kraftstoffes. Dieser weist eine Dichte von ungefähr 0,9 kg/1 (für Rapsöl- Methylester bei 20 0C) auf. Bei einem Massenanteil von 10 ppm enthält dieser demnach 140 1 * 0,9 kg/1 * 10 ppm = 1,26 g an korrosiven Zersetzungsprodukten. Hieraus ergibt sich bei der angenommenen Oleinsäure eine zu neutralisierende Menge von 1,26 g pro 220 g/mol = 0,0044 mol = 4,4 mmol. Für die weitere beispielhafte Auslegung werden 5 mmol Säureäquivalent angenommen.In order to realize the service interval of 20000 km, the capacity of the adsorber material at the consumption of 7 1 per 100 km must suffice for 1400 1 diesel fuel. With a proportion of 10% by volume of biogenic fuel, diesel contains 140 l of the biogenic fuel. This has a density of about 0.9 kg / 1 (for rapeseed oil methyl ester at 20 0 C). At a mass fraction of 10 ppm, this therefore contains 140 1 * 0.9 kg / 1 * 10 ppm = 1.26 g of corrosive decomposition products. This results in the assumed oleic acid to be neutralized amount of 1.26 g per 220 g / mol = 0.0044 mol = 4.4 mmol. For the further exemplary design, 5 mmol of acid equivalent are assumed.
Bei einer technisch machbaren Totalkapazität des Anionentauschers für die Beladung von etwa 1,5 val/1 Schüttung und einer tatsächlich technisch nutzbaren Kapazität von etwa 60 %, das heißt ungefähr 1 val/1 Schüttungsvolumen, erhält man ein erforderliches Volumen des Anionentauschers von 5 mmol/1 val/1 = 5 ml.With a technically feasible total capacity of the anion exchanger for the loading of about 1.5 eq / 1 bed and an actual technically usable capacity of about 60%, that is about 1 val / 1 bed volume, one obtains a required volume of the anion exchanger of 5 mmol / 1 val / 1 = 5 ml.
Die Menge des Adsorbermaterials kann bei entsprechender Adsorberkapazität auf eine komplette Serviceintervalldauer oder sogar darüber hinaus ausgelegt werden. Bei Verwendung eines derartig beschaffenen Adsorbermaterials resultiert aufgrund der geringen benötigen Menge auch ein geringes Einbauvolumen. The amount of adsorbent material can be designed for a full service interval duration, or even beyond, for a corresponding adsorber capacity. When using an adsorber material produced in this way results in a small installation volume due to the small amount required.

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen Kraftstofftank (3) zur Bevorratung von Kraftstoff sowie Mittel zum Einbringen des Kraftstoffes in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraftstofftank (3) und den Mitteln zum Einbringen des Kraftstoffs in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine ein Ad- sorber (7) angeordnet ist, der mindestens ein Adsorbens und/oder Molekularsieb um- fasst, in dem saure Komponenten und/oder Wasser aus dem Kraftstoff entfernt werden.1. A device for introducing fuel into combustion chambers of an internal combustion engine, comprising a fuel tank (3) for storing fuel and means for introducing the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine, characterized in that between the fuel tank (3) and the means for introducing the Fuel is arranged in the combustion chambers of the internal combustion engine, an adsorber (7) comprising at least one adsorbent and / or molecular sieve, are removed in the acidic components and / or water from the fuel.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens ein basisches Adsorbermaterial umfasst.2. Device according to claim 1, characterized in that the adsorbent comprises a basic adsorber material.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens ein strukturvoluminös, basisches Adsorbermaterial umfasst.3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the adsorbent comprises a structurally voluminous, basic adsorber material.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens eine sterisch gehinderte Base umfasst.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the adsorbent comprises a sterically hindered base.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sterisch gehinderte Base Teil eines polymeren, strukturvoluminösen Trägermaterials ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the sterically hindered base is part of a polymeric, structurally voluminous carrier material.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens und/oder das Molekularsieb als Ionenaustauscher vorliegen.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adsorbent and / or the molecular sieve are present as ion exchangers.
7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Kraftstofffilter (9) umfasst ist, wobei der Adsorber (7) und der Kraftstofffilter (9) zwei getrennte Bauteile sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that further comprises a fuel filter (9) is included, wherein the adsorber (7) and the fuel filter (9) are two separate components.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Kraftstofffilter (9) umfasst ist, wobei das Adsorbens und/oder das Molekularsieb im Kraftstofffilter (9) angeordnet sind.8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that further comprises a fuel filter (9) is comprised, wherein the adsorbent and / or the molecular sieve in the fuel filter (9) are arranged.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens und/oder das Molekularsieb als Filtermaterial des Kraftstofffilters (9) eingesetzt werden. 9. Device according to claim 8, characterized in that the adsorbent and / or the molecular sieve are used as filter material of the fuel filter (9).
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens und/oder das Molekularsieb zusätzlich zu einem Filtersubstrat (31) im Kraftstofffilter (9) enthalten sind.10. The device according to claim 8, characterized in that the adsorbent and / or the molecular sieve in addition to a filter substrate (31) in the fuel filter (9) are included.
11. Verfahren zur Entfernung von sauren Komponenten und/oder Wasser aus Kraftstoffen für Verbrennungskraftmaschinen, wobei dem Kraftstoff biogene Kraftstoffe beigemischt sind und der Kraftstoff in einem Kraftstofftank (3) bevorratet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff vor Einbringen in Brennräume der Verbrennungskraftmaschine durch einen Adsorber (7) geleitet wird, wobei in dem Adsorber (7) saure Komponenten und/oder Wasser aus dem Kraftstoff zurückgehalten werden.11. A method for removing acidic components and / or water from fuels for internal combustion engines, wherein the fuel biogenic fuels are admixed and the fuel in a fuel tank (3) is stored, characterized in that the fuel prior to introduction into combustion chambers of the internal combustion engine by a Adsorber (7) is passed, wherein in the adsorber (7) acidic components and / or water are retained from the fuel.
12. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass der durch den Adsorber (7) geleitete Kraftstoff zumindest teilweise in den Kraftstofftank (3) zurückgeleitet wird.12. The method according to claim 12, characterized in that the fuel passed through the adsorber (7) is at least partially returned to the fuel tank (3).
13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser unter Bildung eines schwach basischen Carboxylates, das am Adsorbens fest gebunden wird, aus dem Kraftstoff entfernt wird. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that water is removed from the fuel to form a weakly basic carboxylate which is firmly bound to the adsorbent.
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