DE102007028816A1 - Vorrichtung zur monovalenten Einbringung von Flüssiggas in Flüssigphase - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Einbringung von Flüssiggas in Flüssigphase (11) in eine Verbrennungskraftmaschine basierend auf einem Ottomotor mit Einspritzung eines Ottokraftstoffes der bei Normaldruck und Normaltemperatur flüssig ist (Normaldruckottokraftstoff) (21) in den Ansaugkanal (43) vor die Einlassventile (44) der Verbrennungskraftmaschine aufweisend einen Flüssiggastank (1), eine, mit diesem in Verbindung stehende, über wenigstens eine Kraftstoffpumpe (12) und eine Kraftstoffvorlaufleitung (3) mit Kraftstoff beschickte Vorrichtung zur Einbringung von Kraftstoff (4) und eine Kraftstoffrücklaufleitung (5) mit einem Kraftstoffdruckregler (6) zum Flüssiggastank (1) hin, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine, unabhängig davon, ob diese monovalent ausschließlich mit Flüssiggas in Flüssigphase (11) oder bivalent, das heißt wahlweise mit Flüssiggas in Flüssigphase (11) oder einem Normaldruckottokraftstoff (21) betrieben wird, nur ein Kraftstoffeinspritzventil (42) zugeordnet ist, welches an den originalen Einspritzpunkten des Basisottomotors positioniert ist, welche Einspritzventile (42) dementsprechend von nur einer Kraftstoffrail (41) mit Kraftstoff beschickt werden und dass die Kraftstoffrail (41) über eine Kraftstoffrücklaufleitung (10) mit...

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Einbringung von Flüssiggas in Flüssigphase in eine Verbrennungskraftmaschinen, basierend auf einem Ottomotor mit Einspritzung eines Ottokraftstoffes der bei Normaldruck und Normaltemperatur flüssig ist (Normaldruckottokraftstoff) in den Ansaugkanal vor die Einlassventile der Verbrennungskraftmaschine.
  • Stand der Technik bei der Einbringung von Flüssiggas in Flüssigphase bei Ottomotoren sind Systeme, die zusätzlich zu einem System zur Einspritzung von Ottokraftstoff der bei Normaldruck flüssig ist (Normaldruckottokraftstoff), wie Benzin oder Ethanol, einschließlich der zugehörigen Kraftstoffzuführungseinrichtung, wie Tank, Kraftstoffpumpe, Kraftstoffzuführungsleitung, Kraftstoffdruckregler, ein zweites, paralleles Einspritzsystem, mit eigener Flüssiggasrail und Flüssiggaseinspritzventilen speziell für den Kraftstoff Flüssiggas, aufweisen, das mit einer eigenen, aus einem Flüssiggastank gespeisten, Kraftstoffzuführungseinrichtung, einschließlich Kraftstoffzuführungsleitung versehen ist und auch eine eigene Kraftstoffrücklaufleitung besitzt, welche Flüssiggaseinspritzventile nahe den Einspritzventilen für den Normaldruckottokraftstoff im Ansaugkrümmer der Verbrennungskraftmaschine positioniert werden müssen.
  • Das Flüssiggaskraftstoffsystem arbeitet analog dem Einspritzsystem für Normaldruckottokraftstoffe. Eine im Flüssiggastank befindliche Kraftstoffpumpe drückt das flüssige Flüssiggas mit einem flüssiggasspezifischen Betriebsdruck, der sich aus dem Verdampfungsdruck des Flüssiggases plus dem Regeldruck des Druckreglers im Kraftstoffrücklauf zusammensetzt, zu den Flüssiggaseinspritzventilen, die von dem Flüssiggassteuergerät angesteuert werden. Überschüssiges Flüssiggas wird über eine Rücklaufleitung zum Flüssiggastank zurückbefördert. Der im Flüssiggaskraftstoffkreislauf installierte Druckregler stellt den Systemdruck ein. Das Flüssiggassteuergerät verwendet die von der Einspritzregelung des Normaldruckkraftstoffes erzeugten und den Einspritzventilen für den Normaldruckkraftstoff zugeleiteten Signale als Eingangssignale für seine eigenen Programme mit denen es die Flüssiggaseinspritzventile steuert.
  • Die Nachteile dieser Systeme liegen zum einen in ihrem Bauaufwand und im zusätzlichen Bauraumbedarf. Es muß die Ansaugbrücke mit zusätzlichen Bohrungen zur Zuführung des Flüssiggases versehen werden, die zusätzliche Einspritzrail und die zusätzlichen Einspritzventile müssen untergebracht werden. Zum anderen wird bei einem bekannten Einspritzsystem durch die Notwendigkeit, die Flüssiggaseinspritzventile über eine Verbindungsleitung an die zugehörigen Ansaugkanäle anzubinden, automatisch eine regelungstechnisch ungünstige „Totstrecke" erzeugt, die die Präzision der Einspritzsteuerung ungünstig beeinflusst.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Flüssiggaseinspritzsysteme der eingangs genannten Art zu vereinfachen und durch die, in den abhängigen Ansprüchen genannten, vorteilhaften Ausführungen dahingehend zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 einschließlich seiner vorteilhaften Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen gelöst, indem die Nutzung mindestens der originalen Einspritzpunkte oder gar der Einspritzanlage zur Einspritzung von Normaldruckkraftstoffen zur Einspritzung von Flüssiggas in flüssigem Aggregatzustand den Wegfall zusätzlicher Kraftstoffzuführungsbohrungen einschließlich der regelungstechnisch ungünstigen Totstrecke und, bei Nutzung der originalen Einspritzventile und Einspritzrail, der nachträglich installierten Bauteile Flüssiggaseinspritzventile und Flüssiggasrail mit ihren hydraulischen und elektrischen Verbindungsleitungen ermöglicht. Das spart Montageaufwand, Bauteile und Platz im Motorraum, eliminiert gleichzeitig potentielle Fehlerquellen und erhöht die Präzision der Kraftstoffeinspritzung.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu der oben erwähnten Vermeidung einer Totstrecke, auch die optimale Position der Einspritzventile. Nachträglich und zusätzlich montierte Einspritzventile zur Einspritzung von Flüssiggas können nur suboptimal positioniert sein, da die werksmäßig eingebauten Einspritzventile zur Einspritzung des Normaldruckottokraftstoffes den optimalen Platz im Zuführungssystem einnehmen. In der Regel ragen werksseitig eingebaute Elektromagnetventile so in das Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine, dass der Einspritzstrahl im Bereich vor oder auf den Teller des/der Einlassventils/e eingespritzt wird. Diese optimale Position bleibt zusätzlich eingebauten Flüssiggaseinspritzventilen verwehrt.
  • Im Gegensatz zu dem aktuellen Stand der Technik bei den Kraftstoffzuführungssystemen für Normaldruckottokraftstoff, insbesondere Benzin, die mittlerweile ohne Kraftstoffrücklauf arbeiten, kann bei dem temperatursensibleren Kraftstoff Flüssiggas auf einen kühlenden Kraftstoffkreislauf der die Einspritzventile und die Einspritzrail mit einbezieht nicht verzichtet werden. Deshalb ist es notwendig bei der Verwendung des Kraftstoffes Flüssiggas in Flüssigphase, wo nicht vorhanden, die erfindungsgemäße Herstellung einer Durchströmung vorzugsweise quer durch die Kraftstoffrail, die einen stetigen Fluss kühlenden Kraftstoffes an den Einspritzventilen vorbei sicherstellt.
  • Das Verfahren wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffzuführungssystem mit einem Druckregelventil mit Verdampfungsdruckkompensation 6 im Kraftstoffrücklauf 5, einer Kraftstoffeinspritzsteuerung 8 und einem Normaldruckkraftstofftank 2 als Reservetank des Systems.
  • In 1 drückt aus einem Flüssiggastank 1 eine Kraftstoffpumpe 12 Flüssiggas aus der Flüssigphase 11, passierend eine Kühlvorrichtung 7 und ein Rückschlagventil 31 in die Kraftstoffrail 41. An die Kraftstoffrail 41 angekoppelt ist die Kraftstoffeinspritzventilgruppe 42 über die der Kraftstoff in die Ansaugkanäle 43 vor die Einlassventile 44 der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Die Kraftstoffeinspritzventilgruppe 42 ist genau an den originalen Einspritzpunkten der Verbrennungskraftmaschine positioniert. Das größere, überschüssige Kraftstoffvolumen fließt durch die Kraftstoffrail 41 an den Kraftstoffeinspritzventilen 42 vorbei und führt dabei Wärme aus ihnen ab.
  • Der mechanische Druckregler 6 hält im Zusammenspiel mit der Kraftstoffpumpe(n) 12 den Kraftstoffdruck vor den Kraftstoffeinspritzventilen 42 auf einem durch Federdruck vorgegebenen Druckniveau.
  • Das Rückschlagventil 31 hat die Funktion zu verhindern, dass nach dem Abstellen des Motors der Betriebsdruck vor den Einspritzventilen 42 in den Flüssiggastank entweicht.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Einbringung von Flüssiggas in Flüssigphase (11) in eine Verbrennungskraftmaschine basierend auf einem Ottomotor mit Einspritzung eines Ottokraftstoffes der bei Normaldruck und Normaltemperatur flüssig ist (Normaldruckottokraftstoff) (21) in den Ansaugkanal (43) vor die Einlassventile (44) der Verbrennungskraftmaschine aufweisend einen Flüssiggastank (1), eine, mit diesem in Verbindung stehende, über wenigstens eine Kraftstoffpumpe (12) und eine Kraftstoffvorlaufleitung (3) mit Kraftstoff beschickte Vorrichtung zur Einbringung von Kraftstoff (4) und eine Kraftstoffrücklaufleitung (5) mit einem Kraftstoffdruckregler (6) zum Flüssiggastank (1) hin, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine, unabhängig davon, ob diese monovalent ausschließlich mit Flüssiggas in Flüssigphase (11) oder bivalent, das heißt wahlweise mit Flüssiggas in Flüssigphase (11) oder einem Normaldruckottokraftstoff (21) betrieben wird, nur ein Kraftstoffeinspritzventil (42) zugeordnet ist, welches an den originalen Einspritzpunkten des Basisottomotors positioniert ist, welche Einspritzventile (42) dementsprechend von nur einer Kraftstoffrail (41) mit Kraftstoff beschickt werden und dass die Kraftstoffrail (41) über eine Kraftstoffrücklaufleitung (10) mit einem als hydraulischer Widerstand fungierenden Kraftstoffdruckregler (6) mit dem Flüssiggastank (1) so verbunden ist, dass ein kontinuierlicher, vom aktuellen Kraftstoffbedarf der Verbrennungskraftmaschine unabhängiger, Kraftstofffluss durch die Kraftstoffrail (41) zustande kommt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine die originale Kraftstoffrail (41) des Basisottomotors nutzt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine die originalen Kraftstoffeinspritzventile (42) des Basisottomotors nutzt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Widerstand (6) ein mechanisch arbeitendes Druckregelventil mit innerer Verdampfungsdruckkompensation ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kraftstofftank (2), für einen Ottokraftstoff der bei Normaldruck und Normaltemperatur flüssig ist (21), existiert.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Kraftstofftank (2) bei monovalentem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit Flüssiggas in Flüssigphase (11) als Reservekraftstofftank genutzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (24) eines Kraftstofftanks für Normaldruckottokraftstoffe (20), in die Kraftstoffrücklaufleitung (5) oder die Tankanschlussleitung (14) zum Flüssiggastank (1) hin geführt wird.
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