WO2018141589A1 - Method for operating a monovalent internal combustion engine by means of diffusion combustion in accordance with the diesel principle and device for carrying out the method - Google Patents

Method for operating a monovalent internal combustion engine by means of diffusion combustion in accordance with the diesel principle and device for carrying out the method Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a monovalent internal combustion engine with diffusion combustion according to the diesel principle with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an apparatus for carrying out the method.
  • the gas pressure must be well above the combustion pressure, so that in particular gas valves for high pressure direct injection C.high pressure - direct injection "or HP-DI injectors) find use .Such gas engines have compared to other gas engines high efficiency, short reaction tion times in terms of dynamics and increased robustness against small methane numbers (lower tendency to knock with variance in gas quality) on.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a monovalent internal combustion engine, in particular gas engine, with diffusion combustion according to the diesel principle, in which a non-self-igniting or difficult to ignite fuel injected by means of an injection or blowing directly into a combustion chamber or . is blown, is lit as evenly as possible. At the same time, the constructive effort to carry out the process should be kept as low as possible.
  • the diffusion combustion of an injected or injected main fuel quantity is introduced by a previously introduced into the combustion chamber and ignited pilot fuel quantity of the same fuel. This means that only one fuel has to be kept, so that the system requirements decrease. at the same time allows a monovalent operation of the internal combustion engine, which can be optimized in terms of the combustion of the fuel, without taking into account another fuel.
  • the pollutant emissions are reduced.
  • the ignition of the amount of fuel introduced into the combustion chamber before the main fuel quantity can be effected by using a simple glow device, such as a glow plug, so that the system requirements remain low.
  • an injector in particular an HP-DI injector, is preferably used as the injection or injection device.
  • HP-DI injector in particular an HP-DI injector.
  • a fuel-air mixture cloud is generated with injection or injection of the pilot fuel quantity into the combustion chamber, the annular nozzle of the injection or injection device surrounds. That is, the pilot fuel quantity is to be introduced so as to mix with air close to the injector to create a fuel-air mixture cloud surrounding the nozzle.
  • the fuel-air mixture cloud surrounds the nozzle in the region of the injection or injection openings, so that the subsequently injected or injected main fuel quantity safely hits the fuel-air mixture cloud after it has been ignited.
  • the injection or injection openings may be those which serve only for injecting the pilot fuel quantity or the main fuel quantity or for injecting the pilot fuel quantity in a time-delayed manner or the main fuel. Allow fuel quantity.
  • in particular spatially separated injection or injection openings are proposed.
  • the main fuel quantity is injected or blown into the combustion chamber through the burning fuel-air mixture cloud or an exhaust gas cloud remaining due to the combustion.
  • the burning or burned mixture cloud should therefore be placed so that it is hit by the fuel jets of the main fuel quantity. In this way, a safe ignition of the main amount of fuel over the inflamed pilot fuel quantity or the hot exhaust gas is ensured, which remains when the pilot fuel quantity burns.
  • the previously introduced into the combustion chamber pilot fuel quantity by means of an annealing or ignition device preferably by means of a glow plug, inflamed.
  • Glow plugs are easy to install and easy to replace when needed.
  • the selective ignition of the pilot fuel quantity via a laterally arranged glow plug in the present case is not a disadvantage, if it is ensured that up to the injection or injection of the main fuel quantity a completely ignited fuel-air mixture cloud or hot exhaust gas cloud around the injection - or injections can lay.
  • a combination of the injection or blowing device with an annealing or ignition device is not required in this case, so that it can be kept relatively simple.
  • a control device is used for demand-controlled or regulating the glow or ignition device. In this way, the process can be operated particularly energy efficient.
  • pilot fuel quantities be injected or injected before injecting or blowing in the main fuel quantity.
  • the other introduced into the combustion chamber pilot fuel quantities are used to stabilize the annular fuel-air mixture cloud and / or the formation of the combustion profile of the pilot fuel quantity and / or the main fuel quantity.
  • the main fuel quantity is preferably injected or blown into the combustion chamber in a radial manner. That is, by means of the injection device, fuel jets are formed, which are ignited by means of the pilot fuel quantity, when they hit the amount of fuel formed from the pilot fuel and air or burned fuel-air mixture cloud. Further preferably, the injection or injection of the main amount of fuel is carried out under high pressure to ensure a uniform distribution of the fuel in the combustion chamber.
  • a gaseous fuel in particular natural gas
  • a gaseous fuel is used as non-self-igniting or hardly ignitable fuel.
  • gaseous fuels such as natural gas
  • the ⁇ output can be reduced.
  • the burden of particles or particulate matter decreases.
  • the apparatus comprises an internal combustion engine with a cylinder head, in which a combustion chamber is formed, and wherein in the cylinder head an injection or blowing device is used, by means of which the non-igniting or difficult to ignite Fuel can be injected directly into the combustion chamber or is inflatable, and wherein the injection or injection device has a nozzle with a plurality of annular injection or injection openings, over which a pilot fuel quantity and a main amount of fuel offset in time are injectable or inflatable.
  • an annealing or ignition device preferably a glow plug
  • the glow plug is an independent component that is easy to assemble and easy to replace when needed. Further, no annealing or igniting device needs to be integrated into the injection or blowing device, so that the structure of the device is simplified.
  • 2, 4 and 6 are each a schematic view of the devices shown in the longitudinal sections.
  • the device schematically illustrated in the figures for carrying out the method according to the invention comprises a cylinder head 8, in which a combustion chamber 2 is formed.
  • a combustion chamber 2 bounding wall 10 of the cylinder head eighth is an injection or injection device 1 used in such a way that a nozzle 4 of the injection or injection device 1 comes to rest on the combustion chamber side.
  • the injection or injection device 1 is used for injecting or blowing a not self-igniting or difficult to ignite fuel, such as natural gas, in the combustion chamber 2 of the device, wherein the fuel is injected directly into the combustion chamber 2 or injected.
  • a plurality of injection or injection openings 5 are formed, which are annular and at the same angular distance from each other, in this case 90 °, are arranged.
  • an annealing or ignition device 7 is provided in the form of a glow plug, which is arranged laterally with respect to the injection or injection device 1 and serves to ignite the not self-igniting or difficult to ignite fuel.
  • the injection or injection device 1 By means of the injection or injection device 1 is a pilot fuel quantity injection or inflatable, which mixes with the air present in the combustion chamber 2 and a laying around the nozzle 4 legend fuel-air mixture cloud 3 forms (see Figures 1 and 2).
  • the tip 11 of the glow plug facing the injection or injection device is already heated, but there is still no ignition of the fuel-air mixture cloud 3.
  • the method is designed by the timing so that the pilot fuel quantity injected relatively early or injected so that the combustion of the fuel-air mixture cloud 3 at the time of injection or injection of the main fuel quantity provides sufficient heat of combustion.

Abstract

The invention relates to a method for operating a monovalent internal combustion engine by means of diffusion combustion in accordance with the diesel principle, wherein a fuel that does not self-ignite or is difficult to ignite is directly injected or blown into a combustion chamber (2) by means of an injection or blow-in device (1). According to the invention, the diffusion combustion of an injected or blown-in main fuel amount is initiated by a pilot fuel amount of the same fuel that was previously introduced into the combustion chamber (2) and ignited. The invention further relates to a device for carrying out the method.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zum Betreiben eines monovalenten Verbrennungsmotors mit Diffusionsverbrennung nach dem Dieselprinzip sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens  Method for operating a monovalent internal combustion engine with diffusion combustion according to the diesel principle and apparatus for carrying out the method
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines monovalenten Verbrennungsmotors mit Diffusionsverbrennung nach dem Dieselprinzip mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for operating a monovalent internal combustion engine with diffusion combustion according to the diesel principle with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an apparatus for carrying out the method.
Stand der Technik State of the art
Insbesondere im Bereich der Nutzfahrzeuge finden vorrangig monovalente Verbrennungsmotoren Einsatz, die mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Derartige Motoren weisen einen hohen Wirkungsgrad auf. Die Verbrennung von Dieselkraftstoff geht jedoch mit vergleichsweise hohen Schadstoffemissionen einher, so dass nach alternativen Konzepten gesucht wird. Besondere Beachtung finden in diesem Zusammenhang Gasmotoren, da die Verbrennung gasförmiger Brennstoffe, wie beispielsweise Erdgas, weniger belastend für die Umwelt ist. Der Wechsel vom Dieselmotor zum Gasmotor führt jedoch in der Regel zu einem Wirkungsgradverlust sowie einem Leistungs- undEspecially in the field of commercial vehicles are primarily monovalent combustion engines use, which are operated with diesel fuel. Such motors have a high efficiency. The combustion of diesel fuel, however, is accompanied by comparatively high pollutant emissions, so that alternative concepts are sought. Particular attention is paid in this connection to gas engines, as the combustion of gaseous fuels, such as natural gas, is less harmful to the environment. The change from the diesel engine to the gas engine, however, usually leads to a loss of efficiency and a power and
Drehmomentnachteil. Torque disadvantage.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wurden u.a. bereits Gasmotoren mit Diffusionsverbrennung nach dem Dieselprinzip vorgeschlagen. Hierbei erfolgt die Gaseinblasung - analog dem Dieselmotor - innerhalb eines kleinen Kurbelwinkelbereichs direkt in dieTo overcome these disadvantages, i.a. already proposed gas engines with diffusion combustion according to the diesel principle. Here, the gas injection takes place - similar to the diesel engine - within a small crank angle range directly into the
Verbrennung. Der Gasdruck muss dabei deutlich über dem Verbrennungsdruck liegen, so dass insbesondere Gasventile für die Hochdruck-Direkteinblasung C.high pressure - direct injection" bzw. HP-DI-Injektoren) Verwendung finden. Derartige Gasmotoren weisen im Vergleich zu anderen Gasmotoren einen hohen Wirkungsgrad, kurze Reak- tionszeiten hinsichtlich Dynamik und eine erhöhte Robustheit gegenüber kleinen Methanzahlwerten (geringere Klopfneigung bei Varianz der Gasqualität) auf. Combustion. The gas pressure must be well above the combustion pressure, so that in particular gas valves for high pressure direct injection C.high pressure - direct injection "or HP-DI injectors) find use .Such gas engines have compared to other gas engines high efficiency, short reaction tion times in terms of dynamics and increased robustness against small methane numbers (lower tendency to knock with variance in gas quality) on.
Da die in Gasmotoren zum Einsatz gelangenden gasförmigen Kraftstoffe in der Regel nicht selbstzündend sind, muss die Verbrennung eingeleitet werden, beispielsweise durch eine vorausgehende Dieseleinspritzung mittels separatem Dieselinjektor oder mittels Gasventil mit integriertem Dieselinjektor. Alternativ kann eine Glüh- oder Zündvorrichtung eingesetzt werden. Letztere besitzt den Vorteil, dass kein Dieselkraftstoff als weiterer Kraftstoff vorgehalten werden muss, so dass der Systemaufwand deutlich geringer ist. Als Nachteil erweist sich, dass oftmals nicht alle Gasstrahlen gleichzeitig entflammt werden, so dass es zu einem Zündverzug kommt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn eine seitlich in Bezug auf den Gasinjektor angeordnete Glühkerze als Glühoder Zündvorrichtung eingesetzt wird. Since the gaseous fuels used in gas engines are generally not self-igniting, the combustion must be initiated, for example by a preceding diesel injection by means of a separate diesel injector or by means of a gas valve with integrated diesel injector. Alternatively, an annealing or ignition device can be used. The latter has the advantage that no diesel fuel has to be kept as a further fuel, so that the system cost is significantly lower. The disadvantage is that often not all gas jets are ignited simultaneously, so that there is a delay in ignition. This is particularly the case when a glow plug arranged laterally with respect to the gas injector is used as the glow or ignition device.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines monovalenten Verbrennungsmotors, insbesondere Gasmotors, mit Diffusionsverbrennung nach dem Dieselprinzip anzugeben, bei dem ein nicht selbstzündender oder schwer zündbarer Kraftstoff, der mittels einer Einspritz- oder Einblasvorrichtung direkt in einen Brennraum eingespritzt bzw. eingeblasen wird, möglichst gleichmäßig entflammt wird. Zugleich soll der konstruktive Aufwand zur Durchführung des Verfahrens möglichst gering gehalten werden. The present invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a monovalent internal combustion engine, in particular gas engine, with diffusion combustion according to the diesel principle, in which a non-self-igniting or difficult to ignite fuel injected by means of an injection or blowing directly into a combustion chamber or . is blown, is lit as evenly as possible. At the same time, the constructive effort to carry out the process should be kept as low as possible.
Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. To solve the problem, the method with the features of claim 1 and the device with the features of claim 9 are proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Betreiben eines monovalenten Verbrennungsmotors mit Diffusionsverbrennung nach dem Dieselprinzip wird erfindungsgemäß die Diffusionsverbrennung einer eingespritzten oder eingeblasenen Haupt- Kraftstoffmenge durch eine zuvor in den Brennraum eingebrachte und entflammte Pilot-Kraftstoffmenge des gleichen Kraftstoffs eingeleitet. Das heißt, dass nur ein Kraftstoff vorgehalten werden muss, so dass die Systemanforderungen sinken. Zugleich wird ein monovalenter Betrieb des Verbrennungsmotors ermöglicht, der hinsichtlich der Verbrennung des Kraftstoffs optimiert werden kann, und zwar ohne Berücksichtigung eines weiteren Kraftstoffs. Darüber hinaus werden mit Wegfall des Dieselkraftstoffs als weiteren Kraftstoff die Schadstoffemissionen reduziert. In the proposed method for operating a monovalent internal combustion engine with diffusion combustion according to the diesel principle, the diffusion combustion of an injected or injected main fuel quantity is introduced by a previously introduced into the combustion chamber and ignited pilot fuel quantity of the same fuel. This means that only one fuel has to be kept, so that the system requirements decrease. at the same time allows a monovalent operation of the internal combustion engine, which can be optimized in terms of the combustion of the fuel, without taking into account another fuel. In addition, by eliminating the diesel fuel as another fuel, the pollutant emissions are reduced.
Die Entflammung der zeitlich vor der Haupt- Kraftstoff menge in den Brennraum eingebrachten Pilot- Kraftstoff menge kann unter Verwendung einer einfachen Glühvorrichtung, beispielsweise einer Glühkerze, bewirkt werden, so dass die Systemanforderungen weiterhin gering bleiben. The ignition of the amount of fuel introduced into the combustion chamber before the main fuel quantity can be effected by using a simple glow device, such as a glow plug, so that the system requirements remain low.
Bevorzugt wird die Einspritz- oder Einblasvorrichtung sowohl zum Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt-Kraftstoffmenge, als auch der Pilot- Kraftstoffmenge verwendet. Dabei können die Haupt- Kraftstoffmenge und die Pilotkraftstoffmenge über dieselben oder unterschiedliche Einspritz- bzw. Einblasöffnungen derselben Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung in den Brennraum eingebracht werden. Durch Verwendung derselben Einspritz- oder Einblasvorrichtung kann eine gleichmäßige Verteilung der zeitlich vor der Haupt- Kraftstoffmenge eingebrachten Pilot- Kraftstoffmenge um die Einspritz- oder Einblasöffnungen herum erreicht werden. Dabei vermischt sich die Pilot- Kraftstoffmenge mit der im Brennraum vorhandenen Luft, so dass ein Kraftstoff-Luft- Gemisch entsteht, dass mittels einer Glühvorrichtung, wie beispielsweise einer einfachen Glühkerze, leicht zu entflammen ist. Die gleichmäßige Verteilung der Pilot- Kraftstoffmenge um die Einspritz- bzw. Einblasöffnungen herum stellt wiederum sicher, dass die nachfolgend eingespritzte bzw. eingeblasene Haupt-Kraftstoffmenge über die bereits brennende Pilot- Kraftstoffmenge gleichmäßig und ohne nennenswerten Zeitverzug entflammt wird. Preferably, the injection or injection device is used both for injecting the main fuel quantity and the pilot fuel quantity. In this case, the main fuel quantity and the pilot fuel quantity can be introduced into the combustion chamber via the same or different injection or injection openings of the same injection or injection device. By using the same injector or injector, a uniform distribution of the pilot fuel amount introduced in advance of the main fuel amount around the injection or injection ports can be achieved. In this case, the pilot fuel quantity mixes with the air present in the combustion chamber, so that a fuel-air mixture is formed that is easy to ignite by means of an annealing device, such as a simple glow plug. The even distribution of the pilot fuel amount around the injection ports ensures again that the subsequently injected or injected main fuel quantity is ignited uniformly and without appreciable time delay over the already burning pilot fuel quantity.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Injektor, insbesondere ein HP-DI-Injektor, als Einspritz- oder Einblasvorrichtung eingesetzt. Auf diese Weise können hohe Gasdrücke realisiert werden. Da nur eine Kraftstoffart eingespritzt bzw. eingeblasen wird, kann die Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung einfach gehalten werden. In the method according to the invention, an injector, in particular an HP-DI injector, is preferably used as the injection or injection device. In this way, high gas pressures can be realized. Since only one type of fuel is injected, the injection device can be kept simple.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mit Einspritzen bzw. Einblasen der Pilot- Kraftstoff menge in den Brennraum eine Kraftstoff -Luft- Gemischwolke erzeugt, die eine Düse der Einspritz- oder Einblasvorrichtung ringförmig umgibt. Das heißt, dass die Pilot- Kraftstoffmenge derart einzubringen ist, dass sie sich nah an der Einspritz- oder Einblasvorrichtung mit Luft vermischt, um eine die Düse umgebende Kraftstoff-Luft-Gemischwolke zu bilden. Vorzugsweise umgibt die Kraftstoff- Luft-Gemischwolke die Düse im Bereich der Einspritz- oder Einblasöffnungen, so dass die nachfolgend eingespritzte bzw. eingeblasene Haupt- Kraftstoffmenge sicher auf die Kraftstoff-Luft-Gemischwolke trifft, nachdem diese entflammt worden ist. Wie bereits erwähnt kann es sich bei den Einspritz- bzw. Einblasöffnungen um solche handeln, die nur der Einspritzung der Pilot- Kraftstoffmenge bzw. der Haupt- Kraftstoffmenge dienen oder die ein zeitlich versetztes Einspritzen bzw. Einblasen der Pilot- Kraftstoffmenge als auch der Haupt-Kraftstoffmenge ermöglichen. Um das Einspritzen bzw. Einblasen der Pilot- Kraftstoff menge separat von der Haupt- Kraftstoffmenge steuern zu können, werden insbesondere räumlich getrennte Einspritz- bzw. Einblasöffnungen vorgeschlagen. According to a preferred embodiment of the invention, a fuel-air mixture cloud is generated with injection or injection of the pilot fuel quantity into the combustion chamber, the annular nozzle of the injection or injection device surrounds. That is, the pilot fuel quantity is to be introduced so as to mix with air close to the injector to create a fuel-air mixture cloud surrounding the nozzle. Preferably, the fuel-air mixture cloud surrounds the nozzle in the region of the injection or injection openings, so that the subsequently injected or injected main fuel quantity safely hits the fuel-air mixture cloud after it has been ignited. As already mentioned, the injection or injection openings may be those which serve only for injecting the pilot fuel quantity or the main fuel quantity or for injecting the pilot fuel quantity in a time-delayed manner or the main fuel. Allow fuel quantity. In order to control the injection or injection of the pilot fuel quantity separately from the main fuel quantity, in particular spatially separated injection or injection openings are proposed.
Idealerweise wird die Haupt- Kraftstoffmenge durch die brennende Kraftstoff- Luft- Gemischwolke oder eine aufgrund der Verbrennung verbleibende Abgaswolke hindurch in den Brennraum eingespritzt bzw. eingeblasen. Die brennende oder verbrannte Gemischwolke ist demnach so zu platzieren, dass sie durch die Kraftstoffstrahlen der Haupt- Kraftstoffmenge getroffen wird. Auf diese Weise ist eine sichere Entflammung der Hauptkraftstoffmenge über die entflammte Pilotkraftstoffmenge oder das heiße Abgas gewährleistet, das übrig bleibt, wenn die Pilot-Kraftstoffmenge verbrennt. Ideally, the main fuel quantity is injected or blown into the combustion chamber through the burning fuel-air mixture cloud or an exhaust gas cloud remaining due to the combustion. The burning or burned mixture cloud should therefore be placed so that it is hit by the fuel jets of the main fuel quantity. In this way, a safe ignition of the main amount of fuel over the inflamed pilot fuel quantity or the hot exhaust gas is ensured, which remains when the pilot fuel quantity burns.
Vorteilhafterweise wird die zuvor in den Brennraum eingebrachte Pilot- Kraftstoff menge mittels einer Glüh- oder Zündvorrichtung, vorzugsweise mittels einer Glühkerze, entflammt. Glühkerzen sind einfach zu montieren und bei Bedarf leicht austauschbar. Die punktuelle Entflammung der Pilot- Kraftstoffmenge über eine seitlich angeordnete Glühkerze stellt vorliegend keinen Nachteil dar, wenn sichergestellt ist, dass sich bis zum Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt-Kraftstoffmenge eine vollständig entflammte Kraftstoff-Luft-Gemischwolke bzw. heiße Abgaswolke ringförmig um die Einspritz- bzw. Einblasöffnungen legen kann. Eine Kombination der Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung mit einer Glüh- bzw. Zündvorrichtung ist in diesem Fall nicht erforderlich, so dass diese vergleichsweise einfach gehalten werden kann. Weiterhin vorzugsweise wird ein Steuergerät zur bedarfsgerechten Steuerung oder Regelung der Glüh- oder Zündvorrichtung eingesetzt. Auf diese Weise kann das Verfahren besonders energieeffizient betrieben werden. Advantageously, the previously introduced into the combustion chamber pilot fuel quantity by means of an annealing or ignition device, preferably by means of a glow plug, inflamed. Glow plugs are easy to install and easy to replace when needed. The selective ignition of the pilot fuel quantity via a laterally arranged glow plug in the present case is not a disadvantage, if it is ensured that up to the injection or injection of the main fuel quantity a completely ignited fuel-air mixture cloud or hot exhaust gas cloud around the injection - or injections can lay. A combination of the injection or blowing device with an annealing or ignition device is not required in this case, so that it can be kept relatively simple. Furthermore, preferably, a control device is used for demand-controlled or regulating the glow or ignition device. In this way, the process can be operated particularly energy efficient.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass vor dem Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt-Kraftstoffmenge mehrere aufeinanderfolgende Pilot- Kraftstoffmengen eingespritzt bzw. eingeblasen werden. Die weiteren in den Brennraum eingebrachten Pilot- Kraftstoff mengen dienen der Stabilisierung der ringförmigen Kraftstoff-Luft-Gemischwolke und/oder der Formung des Brennverlaufs der Pilot- Kraftstoffmenge und/oder der Haupt- Kraftstoff menge. In a development of the invention, it is proposed that a plurality of successive pilot fuel quantities be injected or injected before injecting or blowing in the main fuel quantity. The other introduced into the combustion chamber pilot fuel quantities are used to stabilize the annular fuel-air mixture cloud and / or the formation of the combustion profile of the pilot fuel quantity and / or the main fuel quantity.
Bevorzugt wird die Haupt- Kraftstoffmenge strahlenförmig in den Brennraum eingespritzt bzw. eingeblasen. Das heißt, dass mittels der Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung Kraftstoffstrahlen geformt werden, die mittels der Pilot- Kraftstoffmenge entflammt werden, wenn sie auf die aus der Pilot- Kraftstoff menge und Luft gebildete brennende oder verbrannte Kraftstoff-Luft-Gemischwolke treffen. Des Weiteren bevorzugt erfolgt das Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt-Kraftstoffmenge unter Hochdruck, um eine gleichmäßige Verteilung des Kraftstoffs im Brennraum sicherzustellen. The main fuel quantity is preferably injected or blown into the combustion chamber in a radial manner. That is, by means of the injection device, fuel jets are formed, which are ignited by means of the pilot fuel quantity, when they hit the amount of fuel formed from the pilot fuel and air or burned fuel-air mixture cloud. Further preferably, the injection or injection of the main amount of fuel is carried out under high pressure to ensure a uniform distribution of the fuel in the combustion chamber.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein gasförmiger Kraftstoff, insbesondere Erdgas, als nicht selbstzündender oder schwer zündbarer Kraftstoff verwendet. Die Verbrennung gasförmiger Kraftstoffe, wie beispielsweise Erdgas, führt zu geringen Schadstoffemissionen, so dass die Umwelt weniger belastet wird. Insbesondere kann im Vergleich zur Verbrennung von Dieselkraftstoff der ΝΟχ-Ausstoß reduziert werden. Ferner nimmt die Belastung durch Partikel bzw. Feinstaub ab. Preferably, in the method according to the invention, a gaseous fuel, in particular natural gas, is used as non-self-igniting or hardly ignitable fuel. The combustion of gaseous fuels, such as natural gas, results in low pollutant emissions, thus reducing the burden on the environment. In particular, compared to the combustion of diesel fuel, the ΝΟχ output can be reduced. Furthermore, the burden of particles or particulate matter decreases.
Darüber hinaus wird eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf umfasst, in dem ein Brennraum ausgebildet ist, und wobei in den Zylinderkopf eine Einspritz- oder Einblasvorrichtung eingesetzt ist, mittels welcher der nicht selbstzündende oder schwer zündbare Kraftstoff direkt in den Brennraum einspritzbar bzw. einblasbar ist, und wobei die Einspritz- oder Einblasvorrichtung eine Düse mit mehreren ringförmig angeordneten Einspritz- oder Einblasöffnungen aufweist, über welche eine Pilot- Kraftstoff menge und eine Haupt-Kraftstoffmenge zeitlich versetzt einspritzbar bzw. einblasbar sind. In addition, an apparatus for carrying out the method according to the invention is proposed, wherein the apparatus comprises an internal combustion engine with a cylinder head, in which a combustion chamber is formed, and wherein in the cylinder head an injection or blowing device is used, by means of which the non-igniting or difficult to ignite Fuel can be injected directly into the combustion chamber or is inflatable, and wherein the injection or injection device has a nozzle with a plurality of annular injection or injection openings, over which a pilot fuel quantity and a main amount of fuel offset in time are injectable or inflatable.
Vorzugsweise sind erste Einspritz- bzw. Einblasöffnungen zum Einspritzen bzw. Einlasen der Pilot- Kraftstoff menge sowie zweite Einspritz- bzw. Einblasöffnungen zum Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt-Kraftstoffmenge vorgesehen. Durch Trennung der Einspritz- bzw. Einblasöffnungen kann der jeweilige Einspritz- bzw. Einblasvorgang optimal gesteuert werden. Alternativ können dieselben Einspritz- bzw. Einblasöffnungen zum Einspritzen bzw. Einblasen der Pilot- Kraftstoffmenge und der Haupt- Kraftstoffmenge verwendet werden, da die Pilot- Kraftstoffmenge und die Haupt- Kraftstoffmenge zeitlich versetzt eingespritzt bzw. eingeblasen werden. Preferably, first injection or injection openings for injecting or injecting the pilot fuel quantity and second injection or injection openings for injecting or blowing the main fuel quantity are provided. By separating the injection or injection openings, the respective injection or injection process can be optimally controlled. Alternatively, the same injection ports may be used for injecting the pilot fuel amount and the main fuel amount, since the pilot fuel amount and the main fuel amount are injected in a timed manner.
Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Glüh- oder Zündvorrichtung, vorzugsweise eine Glühkerze, zum Entflammen der Pilot- Kraftstoffmenge vorgesehen ist. Die Glühkerze stellt eine eigenständige Komponente dar, die einfach zu montieren und bei Bedarf leicht austauschbar ist. Ferner muss keine Glüh- oder Zündvorrichtung in die Einspritzoder Einblasvorrichtung integriert werden, so dass der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht wird. It is also proposed that an annealing or ignition device, preferably a glow plug, is provided for igniting the pilot fuel quantity. The glow plug is an independent component that is easy to assemble and easy to replace when needed. Further, no annealing or igniting device needs to be integrated into the injection or blowing device, so that the structure of the device is simplified.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: The method according to the invention and the device according to the invention are explained in more detail below with reference to the attached drawings. These show:
Fig. 1, 3 und 5 jeweils einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in unterschiedlichen Betriebszuständen und 1, 3 and 5 are each a schematic longitudinal section through an inventive device for carrying out the method according to the invention in different operating states and
Fig. 2, 4 und 6 jeweils eine schematische Ansicht der in den Längsschnitten dargestellten Vorrichtungen. 2, 4 and 6 are each a schematic view of the devices shown in the longitudinal sections.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
Die in den Figuren schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst einen Zylinderkopf 8, in dem ein Brennraum 2 ausgebildet ist. In einer den Brennraum 2 begrenzenden Wand 10 des Zylinderkopfs 8 ist eine Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung 1 in der Weise eingesetzt, dass eine Düse 4 der Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung 1 brennraumseitig zu liegen kommt. Die Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung 1 dient dem Einspritzen bzw. Einblasen eines nicht selbstzündenden oder schwer zündbaren Kraftstoffs, wie beispielsweise Erdgas, in den Brennraum 2 der Vorrichtung, wobei der Kraftstoff direkt in den Brennraum 2 eingespritzt bzw. eingeblasen wird. In der Düse 4 sind hierzu mehrere Einspritz- bzw. Einblasöffnungen 5 ausgebildet, die ringförmig und in gleichem Winkelabstand zueinander, vorliegend 90°, angeordnet sind. Ferner ist eine Glüh- oder Zündvorrichtung 7 in Form einer Glühkerze vorgesehen, die seitlich in Bezug auf die Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung 1 angeordnet ist und dem Entflammen des nicht selbstzündenden bzw. schwer zündbaren Kraftstoffs dient. The device schematically illustrated in the figures for carrying out the method according to the invention comprises a cylinder head 8, in which a combustion chamber 2 is formed. In a combustion chamber 2 bounding wall 10 of the cylinder head eighth is an injection or injection device 1 used in such a way that a nozzle 4 of the injection or injection device 1 comes to rest on the combustion chamber side. The injection or injection device 1 is used for injecting or blowing a not self-igniting or difficult to ignite fuel, such as natural gas, in the combustion chamber 2 of the device, wherein the fuel is injected directly into the combustion chamber 2 or injected. In the nozzle 4 for this purpose a plurality of injection or injection openings 5 are formed, which are annular and at the same angular distance from each other, in this case 90 °, are arranged. Further, an annealing or ignition device 7 is provided in the form of a glow plug, which is arranged laterally with respect to the injection or injection device 1 and serves to ignite the not self-igniting or difficult to ignite fuel.
Mittels der Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung 1 ist eine Pilot- Kraftstoff menge einspritz- bzw. einblasbar, die sich mit der im Brennraum 2 vorhandenen Luft mischt und eine sich um die Düse 4 legende Kraftstoff-Luft-Gemischwolke 3 bildet (siehe Figuren 1 und 2). Die zur Einspritz- bzw. Einblasvorrichtung zeigende Spitze 11 der Glühkerze ist bereits erhitzt, es findet jedoch noch keine Entflammung der Kraftstoff- Luft- Gemischwolke 3 statt. By means of the injection or injection device 1 is a pilot fuel quantity injection or inflatable, which mixes with the air present in the combustion chamber 2 and a laying around the nozzle 4 legend fuel-air mixture cloud 3 forms (see Figures 1 and 2). The tip 11 of the glow plug facing the injection or injection device is already heated, but there is still no ignition of the fuel-air mixture cloud 3.
Mit zunehmender Durchmischung und Ausdehnung der Kraftstoff-Luft-Gemischwolke 3 im Brennraum 2 erreicht diese die erhitzte Spitze 11 der Glühkerze und entzündet sich. Ausgehend von der Glühkerze kommt es zum Durchbrand der gesamten ringförmig um die Düse 4 herum liegenden Kraftstoff-Luft-Gemischwolke 3 (siehe Pfeile 12 in der Fig.4). With increasing mixing and expansion of the fuel-air mixture cloud 3 in the combustion chamber 2, this reaches the heated tip 11 of the glow plug and ignited. Starting from the glow plug, the entire ring-shaped fuel-air mixture cloud 3 that surrounds the nozzle 4 burns out (see arrows 12 in FIG. 4).
Das Verfahren ist vom zeitlichen Ablauf so gestaltet, dass die Pilot- Kraftstoff menge vergleichsweise früh eingespritzt bzw. eingeblasen wird, damit die Verbrennung der Kraftstoff-Luft-Gemischwolke 3 zum Zeitpunkt der Einspritzung bzw. Einblasung der Haupt- Kraftstoffmenge ausreichend Verbrennungswärme bereitstellt. The method is designed by the timing so that the pilot fuel quantity injected relatively early or injected so that the combustion of the fuel-air mixture cloud 3 at the time of injection or injection of the main fuel quantity provides sufficient heat of combustion.
Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, wird die Haupt-Kraftstoffmenge ebenfalls über die Einspritz- bzw. Einblasöffnungen 5 eingebracht. Die Kraftstoffstrahlen 9 der Haupt- Kraftstoffmenge durchdringen dabei die brennende Kraftstoff-Luft-Gemischwolke 3 bzw. eine noch heiße Abgaswolke 6, die bei Verbrennung der Kraftstoff- Luft- Gemischwolke 3 zurückbleibt. Beim Durchdringen der Wolke 3, 6 nehmen die Kraftstoffstrahlen 9 Wärmeenergie auf und entflammen sich, sobald sie im Brennraum 2 auf unverbrannte Luft treffen. Das Eindringen der Kraftstoffstrahlen 9 in den Brennraum 2 erfolgt radial gleichmäßig. As can be seen from FIG. 5, the main fuel quantity is likewise introduced via the injection or injection openings 5. The fuel jets 9 of the main fuel quantity penetrate the burning fuel-air mixture cloud 3 or a still hot exhaust gas cloud 6, which in combustion of the fuel-air Mixture cloud 3 remains. As the cloud 3, 6 penetrates, the fuel jets 9 absorb heat energy and ignite as soon as they encounter unburned air in the combustion chamber 2. The penetration of the fuel jets 9 in the combustion chamber 2 takes place radially uniformly.
Dem Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt- Kraftstoffmenge können auch mehrere Pilot-Einspritzungen bzw. Einblasungen vorausgehen. Ob dies geboten ist, hängt unter anderem von der konkreten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere von der konkreten Ausgestaltung des Verbrennungsmotors der Vorrichtung, ab. The injection or injection of the main fuel quantity may also be preceded by a plurality of pilot injections or injections. Whether this is necessary depends inter alia on the specific design of the device according to the invention, in particular on the specific design of the internal combustion engine of the device.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines monovalenten Verbrennungsmotors mit Diffusionsverbrennung nach dem Dieselprinzip, bei dem ein nicht selbstzündender oder schwer zündbarer Kraftstoff mittels einer Einspritz- oder Einblasvorrichtung (1) direkt in einen Brennraum (2) eingespritzt bzw. eingeblasen wird, 1. A method for operating a monovalent internal combustion engine with diffusion combustion according to the diesel principle, in which a non-self-igniting or difficult to ignite fuel by means of an injection or blowing device (1) is injected directly into a combustion chamber (2),
dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsverbrennung einer eingespritzten oder eingeblasenen Haupt-Kraftstoffmenge durch eine zuvor in den Brennraum (2) eingebrachte und entflammte Pilot- Kraftstoffmenge des gleichen Kraftstoffs eingeleitet wird.  characterized in that the diffusion combustion of an injected or injected main fuel quantity by a previously introduced into the combustion chamber (2) and ignited pilot fuel quantity of the same fuel is introduced.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritz- oder Einblasvorrichtung (1) sowohl zum Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt-Kraftstoffmenge, als auch der Pilot- Kraftstoffmenge verwendet wird, wobei die Haupt-Kraftstoffmenge und die Pilotkraftstoffmenge über dieselben oder unterschiedliche Einspritz- bzw. Einblasöffnungen (5) eingebracht werden.  characterized in that the injection device (1) is used both for injecting the main fuel quantity and the pilot fuel quantity, the main fuel quantity and the pilot fuel quantity being distributed over the same or different injection openings ( 5) are introduced.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass mit Einspritzen bzw. Einblasen der Pilot- Kraftstoffmenge in den Brennraum (2) eine Kraftstoff-Luft-Gemischwolke (3) erzeugt wird, die eine Düse (4) der Einspritz- oder Einblasvorrichtung (1), vorzugsweise im Bereich der Einspritz- oder Einblasöffnungen (5), ringförmig umgibt.  characterized in that with injection or injection of the pilot fuel quantity into the combustion chamber (2) a fuel-air mixture cloud (3) is generated, which is a nozzle (4) of the injection or injection device (1), preferably in the region of Injection or injection openings (5), annular surrounds.
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Kraftstoffmenge durch die brennende Kraftstoff-Luft-Gemischwolke (3) oder eine aufgrund der Verbrennung verbleibende Abgaswolke (6) hindurch in den Brennraum (2) eingespritzt bzw. eingeblasen wird. characterized in that the main fuel quantity is injected or blown into the combustion chamber (2) through the burning fuel-air mixture cloud (3) or an exhaust gas cloud (6) remaining due to the combustion.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die zuvor in den Brennraum (2) eingebrachte Pilot-Kraftstoffmenge mittels einer Glüh- oder Zündvorrichtung (7), vorzugsweise mittels einer Glühkerze, entflammt wird, wobei weiterhin vorzugsweise die Glühoder Zündvorrichtung (7) bedarfsgerecht mittels eines Steuergeräts gesteuert o- der geregelt wird.  characterized in that the previously introduced into the combustion chamber (2) pilot fuel quantity by means of an annealing or ignition device (7), preferably by means of a glow plug, is ignited, further preferably the Glühoder ignition device (7) controlled as needed by means of a control unit o which is regulated.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einspritzen bzw. Einblasen der Haupt- Kraftstoffmenge mehrere aufeinanderfolgende Pilot- Kraftstoffmengen eingespritzt bzw. eingeblasen werden.  characterized in that a plurality of successive pilot fuel quantities are injected or injected before the injection or injection of the main fuel quantity.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt- Kraftstoff menge strahlenförmig, vorzugsweise unter Hochdruck, eingespritzt bzw. eingeblasen wird.  characterized in that the main fuel quantity is radially injected, preferably under high pressure, or injected.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass ein gasförmiger Kraftstoff, insbesondere Erdgas, als nicht selbstzündender oder schwer zündbarer Kraftstoff verwendet wird.  characterized in that a gaseous fuel, in particular natural gas, is used as non-self-igniting or hardly ignitable fuel.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf (8), in dem ein Brennraum (2) ausgebildet ist, wobei in den Zylinderkopf (8) eine Einspritz- oder Einblasvorrichtung (1) eingesetzt ist, mittels welcher der nicht selbstzündende oder schwer zündbare Kraftstoff direkt in den Brennraum (2) einspritzbar bzw. einblasbar ist, und wobei die Einspritz- oder Einblasvorrichtung (1) eine Düse (4) mit mehreren ringförmig angeordneten Einspritz- oder Einblasöffnungen (5) aufweist, über welche eine Pilot- Kraftstoffmenge und eine Haupt- Kraftstoffmenge zeitlich versetzt einspritzbar bzw. einblasbar sind. 9. Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising an internal combustion engine with a cylinder head (8), in which a combustion chamber (2) is formed, wherein in the cylinder head (8) an injection or blowing device (1) is inserted by means of which the non-self-igniting or hardly ignitable fuel directly into the combustion chamber (2) can be injected or injected, and wherein the injection or injection device (1) has a nozzle (4) with a plurality of annular injection or injection openings (5) , via which a pilot fuel quantity and a main fuel quantity can be injected or injected with a time offset.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10. Apparatus according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Glüh- oder Zündvorrichtung (7), vorzugsweise eine Glühkerze, zum Entflammen der Pilot-Kraftstoffmenge vorgesehen ist.  characterized in that an annealing or ignition device (7), preferably a glow plug, is provided for igniting the pilot fuel quantity.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020207712A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Man Truck & Bus Se Method for operating an internal combustion engine
WO2021048024A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 Man Truck & Bus Se Method for operating an internal combustion engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050257769A1 (en) * 2002-10-02 2005-11-24 Guowei Li Control method and apparatus for gaseous fuelled internal combustion engine
WO2013116941A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-15 Westport Power Inc. Apparatus and method for igniting a gaseous fuel in a direct injection internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050257769A1 (en) * 2002-10-02 2005-11-24 Guowei Li Control method and apparatus for gaseous fuelled internal combustion engine
WO2013116941A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-15 Westport Power Inc. Apparatus and method for igniting a gaseous fuel in a direct injection internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020207712A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Man Truck & Bus Se Method for operating an internal combustion engine
US11885256B2 (en) 2019-04-11 2024-01-30 Man Truck & Bus Se Method for operating an internal combustion engine
WO2021048024A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 Man Truck & Bus Se Method for operating an internal combustion engine
US11852096B2 (en) 2019-09-12 2023-12-26 Man Truck & Bus Se Method for operating an internal combustion engine

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