DE102006060851A1 - Verfahren zum Steuern eines Kraftstoffzufuhrsystems für einen wahlweise mit Flüssigkraftstoff und mit gasförmigem Kraftstoff betreibbaren Ottomotor - Google Patents

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Abstract

Bei bivalenten Betrieb eines Automotors, also dem wahlweisen Betrieb durch Verbrennung von konventionellen Ottokraftstoffen oder durch Verbrennung von Methan, wird während des Betriebs des Ottomotors mit gasförmigem Kraftstoff durch Führen des Flüssigkraftstoffs in einem Kreislauf an den Einspritzventilen (14) vorbei bewirkt, dass die Einspritzventile gekühlt werden und so keine Verschmutzungen oder Beschädigungen erleiden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Kraftstoffzufuhrsystems für einen wahlweise mit Flüssigkraftstoff und mit gasförmigen Kraftstoff betreibbaren Ottomotor. Üblicherweise ist bei einem solchen Ottomotor vorgesehen, dass im Betrieb mit Flüssigkraftstoff Einspritzventile Flüssigkraftstoff in den Zylinder einspritzen, während im Betrieb mit gasförmigen Kraftstoffen Einbringmittel für gasförmigen Kraftstoff selbigen in einen Motorzylinder einbringen.
  • Bei einem Ottomotor der genannten Art wird bevorzugt als gasförmiger Kraftstoff Methan (CH4) verwendet, bei dessen Einsatz die CO2-Emission der Ottomotoren abgesenkt wird. Im bivalenten Betrieb wird sowohl die Verbrennung von konventionellen Ottokraftstoffen, als auch der Betrieb mit Methan ermöglicht. Der bivalente Betrieb ist deswegen notwendig, weil die Tankstelleninfrastruktur für gasförmige Kraftstoffe nicht ausreichend gut ist.
  • Die Einspritzventile (Benzininjektoren) werden beim Betrieb mit Flüssigkraftstoffen durch den Kraftstoffdurchfluss gekühlt. Diese Kühlung entfällt jedoch beim Betrieb des Ottomotors mit gasförmigen Kraftstoff. Die möglichen Folgen für das Benzinsystem sind:
    • – Dampfblasenbildung und damit Verschlechterung des Heißstartverhaltens bzw. des Wiederstartverhaltens beim Betriebsartenwechsel von Gas zu Benzin,
    • – Versottung und Verkokung der Injektoren und damit Verschlechterung der Gemischbildungsqualität bei der Benzineinspritzung,
    • – mechanische Schäden an der Injektorspritze aufgrund der thermomechanischen Belastung,
    • – Beschädigung der Injektoraktorik aufgrund der thermomechanischen Belastung.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Folgen zu vermeiden.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Betrieb des Ottomotors mit gasförmigen Kraftstoff alle Einspritzventile gekühlt werden.
  • Üblicherweise sind die Einspritzventile (Injektoren) an einer Kraftstoffverteilerleiste (Rail) angeordnet. Das Kühlen der Einspritzventile kann dann durch ständiges Pumpen von Flüssigkraftstoffen durch die Kraftstoffverteilerleiste erfolgen. Bevorzugt wird der Flüssigkraftstoff im Kreis gepumpt, wobei er an der Kraftstoffverteilerleiste Wärme von den Einspritzventilen aufnimmt und an einer von der Kraftstoffverteilerleiste verschiedener Stelle des Kraftstoffkreislaufs Wärme abgibt.
  • Die Abgabe der von den Einspritzventilen stammenden Wärme aus dem Flüssigkeitskraftstoff kann z. B. an einer Kraftstoffleitung erfolgen, die durch den Bereich des Kühlgebläses verläuft, oder die von Fahrtwind erreicht wird.
  • Bevorzugt ist in dem Kraftstoffkreislaufsystem, zu dem die Kraftstoffverteilerleiste gehört, jedoch ein Kraftstoffkühler angeordnet. Es kann sich hierbei um ein für Ottomotoren gebräuchlichen Kraftstoffkühler handeln, der geeignet platziert ist.
  • Zur Erfindung gehört auch eine Motorsteuerung zur wahlweisen Steuerung von Einspritzventilen für Flüssigkraftstoff und von Einbringmitteln für gasförmigen Kraftstoff in einen Motorzylinder, wobei die Motorsteuerung dazu ausgebildet ist, während des Betreibens der Einbringmittel für gasförmigen Kraftstoff zu bewirken, dass in einem Kreislauf Flüssigkraftstoff an den Einspritzventilen vorbeigeführt wird.
    •
  • Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, welche schematisch einen Ottomotor und ein zugehöriges Kraftstoffzuführsystem für Flüssigkraftstoff zeigt.
  • Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Ottomotor umfasst vier Zylinder 12. In die Zylinder 12 ist wahlweise Methan durch in der Figur nicht gezeigte Einbringmittel einbringbar. Alternativ kann der Ottomotor mit Flüssigkraftstoff (Benzin) betrieben werden. Hierzu ist jedem Zylinder 12 ein Einspritzventil 14 zugeordnet. Die Einspritzventile 14 sind an einer gemeinsamen Kraftstoffverteilerleiste 16 angeordnet (Rail). Wenn nun der Ottomotor 10 gerade mit gasförmigen Kraftstoff betrieben wird, fließt kein Flüssigkraftstoff durch die Einspritzventile 14. Über die Zylinder 12 werden die Einspritzventile 14 erwärmt, und es tritt eine Vielzahl von Nachteilen wie Verschmutzung und Beschädigung an den Einspritzventilen 14 auf. Durch eine Kühlung der Einspritzventile 14 können die Nachteile in ihrem Ausmaß verringert oder vollständig beseitigt werden. Um eine solche Kühlung zu ermöglichen, wird der Flüssigkraftstoff selbst verwendet: Der Flüssigkraftstoff läuft in einem Kraftstoffkreislauf, welcher die Kraftstoffverteilerleiste 16 selbst, eine Kraftstoffrücklaufleitung 18, einen Kraftstofftank 20, eine Kraftstoffvorförderpumpe 22, eine Kraftstoffhochdruckpumpe 24 und einen Kraftstoffkühler 26 umfasst. Der Flüssigkraftstoff nimmt in der Kraftstoffverteilerleiste 16 von den Einspritzventilen 14 Wärme auf. Diese gibt er nachfolgend ab. Vor allem der Kraftstoffkühler 26 dient zum Abkühlen des Flüssigkraftstoffs, bevor dieser wieder in die Kraftstoffverteilerleiste eintritt.
  • Alternativ zu der in der Figur gezeigten Anordnung des Kraftstoffkühlers zwischen Kraftstoffhochdruckpumpe 24 und Kraftstoffverteilerleiste 16 kann der Kraftstoffkühler auch in der Kraftstoffrücklaufleitung 18, im Tank 20, zwischen Tank 20 und Kraftstoffvorförderpumpe 22 oder zwischen Kraftstoffvorförderpumpe 22 und Kraftstoffhochdruckpumpe 24 angeordnet sein.
  • Als Kühlmittel im Kraftstoffkühler 26 kann Luft, Wasser oder auch ein spezielles Kühlmittel aus der Klimatechnik zum Einsatz kommen. Alternativ zu der Platzierung des Kraftstoffkühlers 26 an geeigneter Stelle kann auch ganz auf einen Kraftstoffkühler verzichtet werden, wenn eine ausreichende Kühlung durch einen Wärmetauscher erfolgt, z. B. indem die Kraftstoffleitung in den Bereich eines Kühlgebläses verlegt wird oder den Fahrtwind zugänglich ist.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Steuern eines Kraftstoffzufuhrsystems für einen wahlweise mit Flüssigkraftstoff und mit gasförmigem Kraftstoff betreibbaren Ottomotor, bei dem im Betrieb mit Flüssigkraftstoff zumindest ein Einspritzventil (14) Flüssigkraftstoff in zumindest einen Motorzylinder (12) einspritzt, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb des Ottomotors (10) mit gasförmigem Kraftstoff alle Einspritzventile (14) gekühlt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzventile (14) an einer Kraftstoffverteilerleiste (16) angeordnet sind, durch die ständig Flüssigkraftstoff gepumpt wird, der an einer von der Kraftstoffverteilerleiste (16) verschiedenen Stelle (26) eines Kraftstoffkreislaufs gekühlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kraftstoffkreislaufsystem, zu dem die Kraftstoffverteilerleiste (16) gehört, ein Kraftstoffkühler (26) angeordnet ist.
  4. Motorsteuerung zur wahlweisen Steuerung von Einspritzventilen (14) für Flüssigkraftstoff und von Einbringmitteln für gasförmigen Kraftstoff in einen Motorzylinder, wobei die Motorsteuerung dazu ausgebildet ist, während des Betreibens der Einbringmittel für gasförmigen Kraftstoff zu bewirken, dass in einem Kreislauf Flüssigkraftstoff an den Einspritzventilen (14) vorbeigeführt wird.
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