DE19609800C1 - Injection system for internal combustion engine supplying e.g. pure diesel or water emulsion - Google Patents
Injection system for internal combustion engine supplying e.g. pure diesel or water emulsionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, mit durch eine Hochdruckpumpeinrichtung über einen gemeinsamen Vorspeicher mit Brennstoffversorgten Brennstoffeinspritzeinrichtungen, wobei der Motor wahlweise mit einem ersten, reinen Brennstoff oder mit einem zweiten Brennstoff in Form einer Emulsion aus Brennstoff und einem gegenüber dem Brennstoff unlösbaren weiteren Stoff, insbesondere Wasser, betreibbar ist, und mit einer Emulsionsmischeinrichtung zur Herstellung der Brennstoffemulsion aus dem in einem Brennstoffvorrat vorgehaltenen Brennstoff und dem in einem weiteren Vorrat vorgehaltenen weiteren Stoff, wobei ein Teil des den Brennstoffeinspritzeinrichtungen zugeführten Brennstoffs als Steuer- und Leckagemenge auf einer Steuer- und Leckagemengenleitung anfällt. Derartige Emulsionsmischeinrichtungen sind aus der DE 44 14 488 C1 bekannt.The invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with a high-pressure pump device via a common pre-storage with fuel-supplied fuel injection devices, the engine optionally with a first, pure fuel or with a second Fuel in the form of an emulsion of fuel and one versus the fuel insoluble further substance, in particular water, is operable, and with a Emulsion mixing device for producing the fuel emulsion from the in one Fuel reserve and the fuel held in a further reserve further substance, part of which is fed to the fuel injectors Fuel as a control and leakage quantity on a control and leakage quantity line arises. Such emulsion mixing devices are known from DE 44 14 488 C1.
Für die Zukunft ist zu erwarten, daß für den Betrieb von Dieselmotoren, insbesondere von Großdieselmotoren die Verwendung von Emulsionsbrennstoff zunehmend an Bedeutung gewinnt, um die Abgasemissionswerte, vor allem bei den Stickoxiden, zu vermindern, und um den spezifischen Brennstoffverbrauch im Hochlastbereich zu verringern. Unter einem Emulsionsbrennstoff wird ein Brennstoff verstanden, bei dem Brennstoff und ein gegenüber dem Brennstoff unlösbarer weiterer Stoff in einer Emulsion vorliegen, zum Beispiel Wasser und Dieselöl, Wasser und Schweröl oder Methanol und Dieselöl, wobei am häufigsten eine Emulsion aus Wasser und leichtem oder schwerem Dieselöl verwendet wird.In the future it can be expected that for the operation of diesel engines, especially of Large diesel engines the use of emulsion fuel is becoming increasingly important wins to reduce exhaust emissions, especially for nitrogen oxides, and to reduce the specific fuel consumption in the high-load range. Under a Emulsion fuel is understood to be a fuel in which fuel and one opposite the fuel-insoluble additional substance is present in an emulsion, for example water and diesel oil, water and heavy oil, or methanol and diesel oil, most often one Emulsion of water and light or heavy diesel oil is used.
Eine Schwierigkeit beim Betrieb eines Verbrennungsmotors mit einem Emulsionsbrennstoff besteht darin, daß bei einer längeren Betriebspause des Motors eine Trennung der beiden gegeneinander nicht lösbaren Bestandteile der Emulsion stattfindet, so daß beim nächsten Startvorgang des Motors anstelle Emulsion möglicherweise nur zum Beispiel Wasser bei der Verwendung einer Öl-Wasser-Emulsion eingespritzt wird und sich die Starteigenschaften des Motors somit stark verschlechtern.A difficulty in operating an internal combustion engine with an emulsion fuel is that when the engine is not used for a long time, the two separate components of the emulsion which are not soluble to one another take place, so that the next Starting the engine instead of emulsion may only include water, for example the use of an oil-water emulsion is injected and the Starting properties of the engine deteriorate significantly.
Eine weitere Schwierigkeit beim Betrieb mit einem Emulsionsbrennstoff ist es, daß bei einer Laständerung des Motors eine schnelle Anpassung der Zusammensetzung der Emulsion erforderlich ist. So macht beispielsweise ein Lastabwurf von mittlerer bis Vollast auf weniger als 30% Last eine schnelle Änderung der Brennstoffzusammensetzung auf reinen Brennstoff erforderlich, da andernfalls die Verbrennung erlöschen könnte. Jedoch auch bei Erhöhung der Last ist es wünschenswert, die Brennstoffzusammensetzung möglichst schnell an die Erfordernisse des Lastzustandes anzupassen, um den Motor optimal betreiben zu können.Another difficulty in operating with an emulsion fuel is that with one Load change of the engine a quick adjustment of the composition of the emulsion is required. For example, load shedding opens from medium to full load less than 30% load a quick change in fuel composition to pure Fuel required, otherwise the combustion could go out. However also with Increasing the load it is desirable to get the fuel composition as quickly as possible to adapt to the requirements of the load state in order to operate the motor optimally can.
Noch eine weitere Schwierigkeit bei der Verwendung von Emulsionsbrennstoff besteht darin, daß die beim Betrieb des Motors ständig anfallende Steuer- und Leckagemenge der Brennstoffeinspritzeinrichtungen je nach dem Betriebszustand des Motors entweder in Form von reinem Brennstoff, insbesondere nämlich Dieselöl, oder in Form von der Emulsion, insbesondere also in Form einer Dieselöl-Wasser-Emulsion anfällt, was deren weitere Verwendung erschwert.There is still another difficulty in using emulsion fuel in that the constantly occurring control and leakage amount of the engine Fuel injectors are either in shape depending on the operating condition of the engine of pure fuel, in particular diesel oil, or in the form of an emulsion, in particular in the form of a diesel oil-water emulsion, which is another Difficult to use.
Schließlich besteht noch eine Schwierigkeit darin, daß bei einem Übergang von einem Betrieb mit Emulsionsbrennstoff bei mittlerer bis Vollast auf einen Betrieb mit reinem Brennstoff bei weniger als 30% Last die noch in dem gemeinsamen Vorspeicher vorhandene Menge an Emulsion nicht mehr den Brennstoffeinspritzeinrichtungen zugeführt und verbrannt werden kann. Somit fällt bei jedem Lastabwurf auf weniger als 30% Last die in dem gemeinsamen Vorspeicher enthaltene Emulsion als eine Restmenge an, die zunächst nicht verwendbar ist.Finally, there is a difficulty that when moving from one Operation with emulsion fuel at medium to full load on operation with pure Fuel with less than 30% load that is still available in the common pre-storage Amount of emulsion no longer fed to the fuel injectors and can be burned. With every load shedding to less than 30% the load falls in the common pre-stored emulsion as a residual amount, initially is not usable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoffeinspritzsystem anzugeben, das einen verbesserten Emulsionsbetrieb gestattet.The invention has for its object to provide a fuel injection system that one improved emulsion operation allowed.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.This task is performed in a generic device by Features specified in the characterizing part of the main claim.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:The following are exemplary embodiments of the invention with reference to the drawings explained. It shows:
Fig. 1a ein schematisches Blockdiagramm eines ersten, grundsätzlichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems, FIG. 1a is a schematic block diagram of a first basic embodiment of the fuel injection system according to the invention,
Fig. 1b ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten, grundsätzlichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems, FIG. 1b is a schematic block diagram of a second fundamental embodiment of the fuel injection system according to the invention,
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems, Fig. 2 is a schematic block diagram of a third embodiment of the fuel injection system according to the invention,
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems, Fig. 3 is a schematic block diagram of a fourth embodiment of the fuel injection system according to the invention,
Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems und die Fig. 4 is a schematic block diagram of a fifth embodiment of the fuel injection system according to the invention and the
Fig. 5a und 5b jeweils Ausschnitte aus schematischen Darstellungen von Brennstoffeinspritzsystemen gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung von zwei Einzelheiten erfindungsgemäßer Lösungen. FIGS. 5a and 5b are sections of schematic illustrations of fuel injection systems according to the present invention illustrating two details of the invention solutions.
Bei dem in Fig. 1a dargestellten ersten, grundsätzlichen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems werden eine Anzahl von Brennstoffeinspritz einrichtungen 1, von denen in der Figur nur eine dargestellt ist, aus einem gemeinsamen Vorspeicher 6 mit unter hohem Druck stehendem Brennstoff versorgt. Der gemeinsame Vorspeicher 6 ist ein ölelastischer Speicher (Common Rail), der eine gewisse Menge des unter Druck stehenden Brennstoffs vorhält. Der Brennstoff ist wahlweise ein erster, reiner Brennstoff, nämlich Dieselöl, oder eine Emulsion aus dem Dieselöl und einem Stoff, der gegenüber dem Dieselöl unlösbar ist, nämlich Wasser. Der Brennstoff wird dem gemeinsamen Vorspeicher 6 mittels einer Hochdruckpumpe 9 von einer Emulsionsmischeinrichtung 19 zugeführt, welche in der Lage ist aus Dieselöl und Wasser eine entsprechend den Lastanforderungen des Motors zusammengesetzte Emulsion zu erzeugen. Fakultativ kann die Emulsionsmischeinrichtung 19 so ausgebildet sein, daß sie auch in der Lage ist bei einer entsprechenden Lastanforderung reines Dieselöl über die Hochdruckpumpe 9 an den gemeinsamen Vorspeicher 6 zu fördern, oder das reine Dieselöl kann über eine eigens dafür vorgesehene Hochdruckpumpe 10 dem gemeinsamen Vorspeicher 6 direkt zugeführt werden. Es kann dazu auch die Hochdruckpumpe 9 benutzt werden. Dann ist die mit einem Brennstoffvorrat (Diesel) verbundene Leitung über ein Ventil 30 mit der vom Emulsionsmischgerät zur Hochdruckpumpe führenden Leitung zu verbinden. Bei Emulsionsbetrieb schließt das Ventil wie dargestellt. Die Hochdruckpumpe 10 ist dann entbehrlich. Die Emulsionsmischeinrichtung ist von einer an sich bekannten Art und in der DE 44 14 488 C1 beschrieben.In the first, basic exemplary embodiment of the fuel injection system according to the invention shown in FIG. 1a, a number of fuel injection devices 1 , of which only one is shown in the figure, are supplied with fuel under high pressure from a common pre-memory 6 . The common pre-store 6 is an oil-elastic store (common rail) which holds a certain amount of the fuel under pressure. The fuel is optionally a first, pure fuel, namely diesel oil, or an emulsion of the diesel oil and a substance that is insoluble in relation to the diesel oil, namely water. The fuel is fed to the common preliminary storage 6 by means of a high-pressure pump 9 from an emulsion mixing device 19 , which is capable of producing an emulsion composed of diesel oil and water in accordance with the load requirements of the engine. Optionally, the emulsion mixer 19 may be formed so that it is also in a position at a respective load requirement of pure diesel oil through the high-pressure pump 9 to promote the joint prestore 6, or the pure diesel oil may be a specially provided high-pressure pump 10 to the common prestore 6 can be fed directly. The high-pressure pump 9 can also be used for this. Then the line connected to a fuel supply (diesel) is to be connected via a valve 30 to the line leading from the emulsion mixer to the high-pressure pump. In emulsion operation the valve closes as shown. The high-pressure pump 10 is then unnecessary. The emulsion mixing device is of a type known per se and is described in DE 44 14 488 C1.
Der Emulsionsmischeinrichtung wird über einen ersten Eingang reiner Brennstoff in Form von Dieselöl mittels einer Brennstofförderpumpe 12 über einen Brennstoffilter 13 und ein Brennstoffdurchflußmeßgerät 11 aus dem Brennstoffvorrat (Diesel) zugeführt. Das zur Herstellung der Emulsion erforderliche Wasser wird der Emulsionsmischeinrichtung 19 an einem zweiten Eingang mittels einer Wasserförderpumpe 15 über einen Wasserfilter 16 und ein Wasserdurchflußmeßgerät 14 aus einem eigenen Vorrat (Wasser) zugeführt. Für den oben angesprochenen Fall, daß das reine Dieselöl den gemeinsamen Vorspeicher 6 über eine eigene Hochdruckpumpe 10 zugeführt wird, ist deren Eingangsseite ebenfalls an die Brennstofförderpumpe 12 angeschlossen. Die Durchflußmeßgeräte 11 und 14 dienen der Zumessung der jeweils entsprechend der Lastanforderung des Motors erforderlichen Mengen an Dieselöl und Wasser für die Herstellung der Emulsion in der Emulsionsmischeinrichtung 19.The emulsion mixing device is fed from the fuel supply (diesel) via a first input of pure fuel in the form of diesel oil by means of a fuel feed pump 12 via a fuel filter 13 and a fuel flow meter 11 . The water required to produce the emulsion is fed to the emulsion mixing device 19 at a second inlet by means of a water delivery pump 15 , a water filter 16 and a water flow meter 14 from its own supply (water). In the case mentioned above that the pure diesel oil is supplied to the common storage tank 6 via its own high-pressure pump 10 , its input side is also connected to the fuel feed pump 12 . The flow meters 11 and 14 are used to meter the quantities of diesel oil and water required in each case in accordance with the load requirement of the engine for the production of the emulsion in the emulsion mixing device 19 .
Die beim Betrieb der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 anfallende Steuer- und Leckagemenge wird von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 über eine Steuer- und Leckagemengenleitung 26 abgeführt. Diese ist an den Eingang eines 4/3-Wegeventils 3 angeschlossen, welches in der Lage ist, die Steuer- und Leckagemenge wahlweise auf einen von drei Ausgängen zu verteilen. Der erste Ausgang des 4/3-Wegeventils 3 ist über eine Leitung direkt mit dem Dieselölvorrat verbunden. Der zweite Ausgang ist über eine Leitung an einen dritten Eingang der Emulsionsmischeinrichtung 19 angeschlossen, der für eine Aufnahme von bereits gemischter Emulsion vorgesehen ist. Der dritte Ausgang des 4/3-Wegeventils 3 schließlich ist über eine Leitung mit einem Emulsionszwischenspeicher 20 gekoppelt, welcher dazu vorgesehen ist bedarfsweise vorübergehend die in Form von Brennstoffemulsion anfallende Steuer- und Leckagemenge aufzunehmen. In der Steuer- und Leckagemengenleitung 26 kann wahlweise ein Wärmetauscher 2 vorgesehen sein, der dazu dient die von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 abgegebene Steuer- und Leckagemenge abzukühlen.The amount of control and leakage that occurs during operation of the fuel injection devices 1 is discharged from the fuel injection devices 1 via a control and leakage amount line 26 . This is connected to the input of a 4/3-way valve 3 , which is able to distribute the control and leakage quantity optionally over one of three outputs. The first outlet of the 4/3-way valve 3 is connected directly to the diesel oil supply via a line. The second output is connected via a line to a third input of the emulsion mixing device 19 , which is provided for receiving an already mixed emulsion. Finally, the third outlet of the 4/3-way valve 3 is coupled via a line to an emulsion buffer store 20 , which is provided for the purpose of temporarily absorbing the control and leakage quantities in the form of fuel emulsion. A heat exchanger 2 can optionally be provided in the control and leakage quantity line 26 , which serves to cool down the control and leakage quantity emitted by the fuel injection devices 1 .
Ein Ausgang des Emulsionszwischenspeichers 20 ist, wie dargestellt, über eine Pumpe 31 und ein 3/2-Wegeventil 17 mit dem Eingang eines Wasserabscheiders 4 verbunden, welcher dazu vorgesehen ist die Brennstoffemulsion wieder in ihre Bestandteile Dieselöl und Wasser zu trennen, welche von jeweiligen ersten und zweiten Ausgängen über entsprechende Leitungen an den Dieselölvorrat bzw. den Wasservorrat abgegeben werden.An output of the emulsion buffer 20 is, as shown, connected via a pump 31 and a 3/2-way valve 17 to the input of a water separator 4 , which is intended to separate the fuel emulsion into its constituent parts, diesel oil and water, which are from respective first ones and second outputs via corresponding lines to the diesel oil supply or the water supply.
In einer zweiten Schaltstellung verbindet das 3/2-Wegeventil 17 den Emulsionszwischenspeichers 20 mit dem dritten Eingang der Emulsionsmischeinrichtung 19 zur Abgabe von bereits gemischter Emulsion in die Emulsionsmischeinrichtung 19. Die Pumpe 31 ist je nach Stand des Speicherinhalts an- oder ausgeschaltet.In a second switch position, the 3/2-way valve 17 connects the emulsion buffer 20 to the third input of the emulsion mixing device 19 for dispensing already mixed emulsion into the emulsion mixing device 19 . The pump 31 is switched on or off depending on the status of the memory content.
Schließlich ist eine Emulsionsumwälzpumpe 7 vorgesehen, die in eine Rücklaufleitung 18a von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 geschaltet ist und deren Ausgangsseite über eine Verbindungsleitung 18d mit der Leitung zwischen der Hochdruckpumpe 9 und dem gemeinsamen Vorspeicher 6 verbunden ist. Durch die Emulsionsumwälzpumpe 7 ist die Emulsion in dem gemeinsamen Vorspeicher 6 umwälzbar, um eine Entmischung der Emulsion, z. B. nach einem Lastabwurf zu verhindern.Finally, an emulsion circulation pump 7 is provided, which is connected in a return line 18 a from the common storage tank 6 and the output side of which is connected via a connecting line 18 d to the line between the high pressure pump 9 and the common storage tank 6 . Through the emulsion circulation pump 7 , the emulsion in the common storage tank 6 can be circulated in order to separate the emulsion, e.g. B. to prevent after a load shedding.
Beim kontinuierlichen Betrieb mit Brennstoffemulsion wird diese von der Emulsionsmischeinrichtung 19 über die Hochdruckpumpe 9 dem gemeinsamen Vorspeicher 6 und von dort den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 zugeführt. Die ebenfalls in Form von Brennstoffemulsion anfallende Steuer- und Leckagemenge wird über den Wärmetauscher 2 und die Steuer- und Leckagemengenleitung 26 dem 4/3-Wegeventil 3 zugeführt, welches sich bei einem kontinuierlichen Emulsionsbetrieb in der in der Figur gezeigten Stellung befindet, in welcher der Eingang des Ventils mit dessen mit dem dritten Eingang der Emulsionsmischeinrichtung 19 gekoppelten zweiten Ausgang verbunden ist. Somit wird die Steuer- und Leckagemenge als Emulsion wieder der Emulsionsmischeinrichtung 19 zugeführt, von wo sie zusammen mit der von der Emulsionsmischeinrichtung 19 aus dem Dieselöl und dem Wasser erzeugten Hauptmenge an Emulsion über die Hochdruckpumpe 9 wieder an den gemeinsamen Vorspeicher 6 abgegeben wird.In the case of continuous operation with fuel emulsion, this is fed from the emulsion mixing device 19 via the high-pressure pump 9 to the common pre-storage device 6 and from there to the fuel injection devices 1 . The control and leakage quantity also occurring in the form of fuel emulsion is fed via the heat exchanger 2 and the control and leakage quantity line 26 to the 4/3-way valve 3 , which is in a continuous emulsion operation in the position shown in the figure, in which the Input of the valve is connected to its second output coupled to the third input of the emulsion mixing device 19 . Thus, the control and leakage quantity is fed back to the emulsion mixing device 19 as an emulsion, from where it is released together with the main amount of emulsion produced by the emulsion mixing device 19 from the diesel oil and the water via the high-pressure pump 9 to the common storage tank 6 .
Der Emulsionsbetrieb erfolgt bei Betriebszuständen mit Lastanforderung von mittlerer Last, d. h. mehr als 30%, bis Vollast, wobei die Zusammensetzung der Emulsion entweder für diesen Lastbereich konstant gehalten werden kann oder vorzugsweise in Abhängigkeit vom Lastzustand verändert wird.The emulsion operation takes place in operating conditions with a load request of medium load, d. H. more than 30% until full load, the composition of the emulsion either for this load range can be kept constant or preferably as a function of Load state is changed.
Für die Betriebszustände Start, Niedriglast, d. h. weniger als 30%, Leerlauf und Motorstop wird der Motor von dem Brennstoffeinspritzsystem mit reinem Dieselöl versorgt. For the operating states start, low load, d. H. less than 30%, idle and engine stop the engine is supplied with pure diesel oil by the fuel injection system.
Für den Betrieb mit reinem Dieselöl wird dem gemeinsamen Vorspeicher 6 dasselbe aus dem Dieselölvorrat entweder auf dem Weg über das Emulsionsmischgerät zugeführt, ohne daß dort eine Beimischung von Wasser erfolgt, oder über eine eigens hierfür vorgesehene Brennstoffhochdruckpumpe 10 oder über Ventil 30 und die Hochdruckpumpe 9. Bei einem kontinuierlichen Betrieb mit reinem Dieselöl, wobei die Steuer- und Leckagemenge ebenfalls in Form von reinem Dieselöl anfällt, ist das 4/3-Wegeventil 3 in seine in der Figur rechts gezeigte Stellung geschaltet, in welcher die Leckagemenge in den Dieselölvorrat zurückgeführt wird. Bei einem Lastabwurf jedoch, bei dem vom Emulsionsbetrieb auf Betrieb mit reinem Brennstoff übergegangen wird, wird die Steuer- und Leckagemenge, solange diese noch in Form von Brennstoffemulsion anfällt, in den Emulsionszwischenspeicher 20 geführt, solange bis die noch in den Leitungen und in den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 anstehende Emulsion abgeführt ist. Hierfür ist das 4/3-Wegeventil 3 auf seine in der Figur links dargestellte dritte Stellung geschaltet. Nach dem Abführen der Emulsion in den Emulsionszwischenspeicher schaltet das 4/3-Wegeventil 3 dann auf die mittlere Stellung, so daß die dann in Form von reinem Brennstoff anfallende Steuer- und Leckagemenge in den Dieselölvorrat zurückgeführt wird.For operation with pure diesel oil, the common storage tank 6 is supplied with the same from the diesel oil supply either on the way via the emulsion mixer without water being added there, or via a fuel high pressure pump 10 provided specifically for this purpose or via valve 30 and the high pressure pump 9 . In the case of continuous operation with pure diesel oil, the control and leakage quantity also being obtained in the form of pure diesel oil, the 4/3-way valve 3 is switched to the position shown on the right in the figure, in which the leakage quantity is returned to the diesel oil supply. In the case of a load shedding, however, in which the emulsion operation is switched to operation with pure fuel, the control and leakage quantity, as long as this still occurs in the form of fuel emulsion, is fed into the emulsion buffer store 20 until it is still in the lines and in the fuel injection devices 1 pending emulsion is removed. For this purpose, the 4/3-way valve 3 is switched to its third position shown on the left in the figure. After the emulsion has been discharged into the emulsion buffer, the 4/3-way valve 3 then switches to the middle position, so that the amount of control and leakage which then arises in the form of pure fuel is returned to the diesel oil supply.
Die im Emulsionszwischenspeicher 20 vorhandene Emulsion wird über das 3/2-Wegeventil 7 wahlweise durch den Wasserabscheider 4 in ihre Bestandteile Dieselöl und Wasser getrennt und diese den jeweiligen Vorräten zugeführt, oder die Emulsion wird der Emulsionsmischeinrichtung 19 zugeführt, wenn der Motor wieder mit Emulsion betrieben wird.The emulsion present in the emulsion buffer 20 is separated via the 3/2-way valve 7 either by the water separator 4 into its constituent parts diesel oil and water and these are fed to the respective stocks, or the emulsion is fed to the emulsion mixing device 19 when the engine is again operated with emulsion becomes.
Um eine Entmischung der in dem gemeinsamen Vorspeicher 6 befindlichen Emulsion, z. B. nach einem Lastabwurf zu verhindern, wird diese durch die Emulsionsumwälzpumpe 7 über die Leitungen 18a und 18d im Kreislauf zirkuliert.In order to separate the emulsion located in the common pre-storage 6 , e.g. B. to prevent a load shedding, this is circulated by the emulsion circulation pump 7 via the lines 18 a and 18 d in the circuit.
Das in Fig. 1b dargestellte zweite grundsätzliche Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält grundsätzlich die gleichen Komponenten wie das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1a und stimmt auch hinsichtlich deren Funktion mit diesem überein, mit Ausnahme des Kreislaufs zur Zirkulation dem Emulsion durch den gemeinsamen Vorspeicher 6. Abweichend von Fig. 1a wird die Emulsion nämlich nicht vom gemeinsamen Vorspeicher 6 zurückgeführt, sondern von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1. Hierzu verfügen die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 zusätzlich zu dem Einlaß für den von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 zugeführten Brennstoff über einen damit über einen Durchgang in Verbindung stehenden Auslaß für den von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 nicht in den Motor eingespritzten Teil des Brennstoffs. Dieser Auslaß jeder Brennstoffeinspritzeinrichtung 1 ist an eine gemeinsame Rücklaufleitung 18b angeschlossen, die zu der Umwälzpumpe 7 führt und dann über die Verbindungsleitung 18d an der stromaufwärtigen Seite des gemeinsamen Vorspeichers 6 mündet. Auf diese Weise wird ein Kreislauf geschaffen, in welchem die Emulsion mittels der Umwälzpumpe 7 von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 durch jede der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1, die gemeinsame Rücklaufleitung 18b und die Verbindungsleitung 18d gepumpt wird.The second basic exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1 b basically contains the same components as the first exemplary embodiment according to FIG. 1 a and also corresponds in terms of their function to this, with the exception of the circuit for the circulation of the emulsion through the common pre-memory 6 . In a departure from FIG. 1a, the emulsion is not returned from the common pre-storage 6 , but from the fuel injection devices 1. For this purpose, the fuel injection devices 1 have, in addition to the inlet for the fuel supplied from the common pre-storage 6 , an outlet connected therewith via a passage for the part of the fuel not injected into the engine by the fuel injection devices 1 . This outlet of each fuel injector 1 is connected to a common return line 18 b, which leads to the circulating pump 7 and then opens out via the connecting line 18 d on the upstream side of the common storage tank 6 . In this way, a circuit is created in which the emulsion is pumped by means of the circulating pump 7 from the common storage tank 6 through each of the fuel injection devices 1 , the common return line 18 b and the connecting line 18 d.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach Fig. 1a und 1b kann die Zirkulation in dem Kreislauf durch die Umwälzpumpe 7 wahlweise ein- und ausgeschaltet werden. Die Umwälzpumpe 7 wird zumindest immer dann in Betrieb genommen, wenn bei Änderungen der Zusammensetzung des Brennstoffs bzw. der Emulsion eine schnelle Anpassung erforderlich ist, und ebenfalls wenn, z. B. nach einem Lastabwurf, eine Entmischung der Emulsion droht.In the two exemplary embodiments according to FIGS. 1a and 1b, the circulation in the circuit can optionally be switched on and off by the circulation pump 7 . The circulation pump 7 is at least always put into operation when a rapid adjustment is required when the composition of the fuel or the emulsion changes, and also if, for. B. after a load shedding, segregation of the emulsion threatens.
Die Fig. 5a und 5b zeigen ausschnittsweise zwei Varianten des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1b, bei dem die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 von dem durch die Umwälzpumpe 7 erzeugten Kreislauf durchströmt werden. Von einer Anzahl von Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 sind in den Fig. 5a und 5b jeweils zwei dargestellt, die von der Hochdruckpumpe 9 über den gemeinsamen Vorspeicher 6 mit Brennstoff in Form von reinem Dieselöl, bzw. Dieselöl-Wasser-Emulsion versorgt werden. FIGS. 5a and 5b show details of two variants of the embodiment according to Fig. 1b, in which flows through the fuel injectors 1 of the signal generated by the circulation pump 7 circuit. A number of fuel injectors 1 are shown in FIGS. 5a and 5b in each case two, which are supplied from the high-pressure pump 9 via the common prestore 6 with fuel in the form of pure diesel oil, or fuel oil-water emulsion.
Bei dem in Fig. 5a gezeigten Ausführungsbeispiel wird der von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 zugeführte Brennstoff in einem Kanal A in ein die Düsennadel 24 der Brennstoffeinspritzeinrichtung 1 umgebendes Injektorvolumen V geleitet. Der von der Brennstoffeinspritzeinrichtung 1 nicht in den Brennraum des Motors eingespritzte Teil des Brennstoffs wird über einen Kanal B zur Rücklaufleitung 18b geführt, von wo der Brennstoff mittels der Umwälzpumpe 7 über die Verbindungsleitung 18d der stromaufwärtigen Seite des gemeinsamen Vorspeichers 6 zugeführt wird. Die Verbindungsleitung 18d mündet an einem Punkt stromabwärts der Hochdruckpumpe 9 in die Leitung zwischen der Hochdruckpumpe 9 und dem gemeinsamen Vorspeicher 6, wobei dieser Punkt einen Mischbereich für den von der Hochdruckpumpe 9 geförderten Brennstoff und den von der Umwälzpumpe 7 geförderten Brennstoff bildet.In the exemplary embodiment shown in FIG. 5 a, the fuel supplied from the common pre-storage 6 is conducted in a channel A into an injector volume V surrounding the nozzle needle 24 of the fuel injection device 1 . The part of the fuel which is not injected into the combustion chamber of the engine by the fuel injection device 1 is led via a channel B to the return line 18 b, from where the fuel is supplied to the upstream side of the common pre-memory 6 by means of the circulation pump 7 via the connecting line 18 d. The connecting line 18 d opens at a point downstream of the high-pressure pump 9 into the line between the high-pressure pump 9 and the common preliminary storage 6 , this point forming a mixing area for the fuel conveyed by the high-pressure pump 9 and the fuel conveyed by the circulation pump 7 .
Das in Fig. 5b dargestellte Ausführungsbeispiel ist mit Fig. 5a im wesentlichen übereinstimmend, jedoch wird abweichend davon der Brennstoff nicht durch das Injektorvolumen V der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 geführt, sondern strömt auf einem kürzeren Weg über einen Kanal C unter Umgehung des Injektorvolumens V zu der Rücklaufleitung 18b.The embodiment shown in Fig. 5b is essentially the same as Fig. 5a, however, in deviation from this, the fuel is not passed through the injector volume V of the fuel injection devices 1 , but flows over a shorter path via a channel C bypassing the injector volume V to the return line 18 b.
Fig. 2 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzsystems, das in allen wesentlichen Komponenten mit dem in Fig. 1a dargestellten ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmt. Jedoch enthält der gemeinsame Vorspeicher 6 eine erste Speicherschiene 6a zur Versorgung der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 mit dem ersten, reinen Brennstoff, sowie eine zweite Speicherschiene 6b zur Versorgung der Brennstoffeinspritzeinrichtung 1 mit der Brennstoffemulsion. Dabei ist die erste Speicherschiene 6a über eine eigens hierfür vorgesehene Hochdruckpumpe 10 zur Zuführung des reinen Brennstoffs mit dem Brennstoffvorrat (Diesel) verbunden, und die zweite Speicherschiene 6b ist über eine Emulsionshochdruckpumpe 9 zur Zuführung der Emulsion mit dem Emulsionsmischgerät 19 verbunden. Weiterhin ist ein 3/2-Wegehochdruckventil 5 vorgesehen, durch das wahlweise die erste Speicherschiene 6a mit den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 verbindbar ist, um diese mit dem reinen Brennstoff zu versorgen, oder die zweite Speicherschiene 6b, um die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 mit Emulsion zu versorgen. Das Umschalten des 3/2-Wegehochdruckventils 5 erfolgt in Abhängigkeit des Lastzustandes, wobei für die Betriebszustände Start, Niedriglast, d. h. weniger als 30%, Leerlauf und Motorstop auf die erste Speicherschiene 6a geschaltet wird, um die Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 mit reinem Brennstoff zu versorgen, und für Betriebszustände mit Lastanforderung mittlere Last, d. h. mehr als 30%, bis Vollast auf die zweite Speicherschiene B geschaltet wird, um den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 Emulsion zuzuführen. Fig. 2 shows a third embodiment of the fuel injection system according to the invention, which corresponds in all essential components with the first embodiment shown in Fig. 1a. However, the common prestore 6 comprises a first memory 6 a rail to supply the fuel injectors 1 connected to the first, the pure fuel and a second storage rail 6 b to supply the fuel injection device 1 with the fuel emulsion. The first storage rail 6 a is connected to the fuel supply (diesel) via a high-pressure pump 10 provided specifically for this purpose, and the second storage rail 6 b is connected to the emulsion mixing device 19 via a high-pressure emulsion pump 9 for supplying the emulsion. Furthermore, a 3/2-way high-pressure valve 5 is provided, through which either the first storage rail 6 a can be connected to the fuel injection devices 1 in order to supply them with the pure fuel, or the second storage rail 6 b to supply the fuel injection devices 1 with emulsion . The switching of the 3/2-way high-pressure valve 5 takes place depending on the load state, whereby for the operating states start, low load, ie less than 30%, idling and engine stop, the first storage rail 6 a is switched in order to supply the fuel injection devices 1 with pure fuel , and for operating conditions with a load request, medium load, ie more than 30%, until full load is switched to the second storage rail B in order to supply the fuel injection devices 1 with emulsion.
Da während der Versorgung der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 mit dem in der ersten Speicherschiene 6a enthaltenen reinen Brennstoff die Emulsion in der zweiten Speicherschiene 6b stehenbleibt und daher die Gefahr einer Entmischung besteht, wird die Emulsion in der zweiten Speicherschiene 6b durch die Umwälzpumpe 7 über die Rücklaufleitung 18a und die Verbindungsleitung 18d in Zirkulation gehalten. Durch ein Rückschlagventil 8 wird ein Rückschlagen von Emulsion durch die Wirkung der Hochdruckpumpe 9 in die Leitungen 18d und 18a verhindert.Since, during the supply of the fuel injection devices 1 with the pure fuel contained in the first storage rail 6 a, the emulsion remains in the second storage rail 6 b and there is therefore a risk of segregation, the emulsion in the second storage rail 6 b is circulated by the circulation pump 7 Return line 18 a and the connecting line 18 d kept in circulation. A check valve 8 prevents a backlash of emulsion by the action of the high pressure pump 9 in the lines 18 d and 18 a.
Das in Fig. 3 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel ist in Bezug auf die Erzeugung der Emulsion in der Emulsionsmischeinrichtung 19, die Rückführung der Steuer- und Leckagemenge von den Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 und den Aufbau des gemeinsamen Vorspeichers 6 durch eine erste und eine zweite Speicherschiene dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechend aufgebaut. Abweichend davon enthält der Kreislauf zum Zirkulieren der Emulsion durch die zweite Speicherschiene 6b jedoch eine Verbindungsleitung 18c zur stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe 9, so daß der Brennstoff durch die Wirkung der Hochdruckpumpe 9 im Kreislauf geführt wird. Zwischen die Rücklaufleitung 18b von der zweiten Speicherschiene 6b und die Verbindungsleitung 8c ist eine variable Drossel 21 geschaltet, die dazu dient, den Strom durch die Rücklaufleitung 18b auf einen vorgegebenen Wert zu begrenzen bzw. einen Mindestarbeitsdruck von beispielsweise 350 bar in der zweiten Speicherschiene 6b sicherzustellen. Weiterhin ist ein 3/2-Wegeventil 22 vorgesehen, das in die Rücklaufleitung 8b geschaltet ist, sowie eine zwischen das 3/2-Wegeventil 22 und den Emulsionszwischenspeicher 20 geschaltete Entleerungsleitung 25, über die die in der zweiten Speicherschiene 6b vorhandene Emulsion in den Emulsionszwischenspeicher 20 entleerbar ist, so daß in der entsprechenden Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 22 die in der zweiten Speicherschiene 6b vorhandene Emulsion durch reinen Brennstoff ersetzt werden kann, welcher dann durch die Emulsionsmischeinrichtung 19 über die Hochdruckpumpe 9 nachgefördert wird. Auf diese Weise ist es möglich nach einem Motorstop oder einem Motornotstop die Emulsion aus dem gemeinsamen Vorspeicher 6 und dem Emulsionskreislauf zu entfernen bzw. diese Teile mit reinem Brennstoff (Diesel) zu spülen. Die abgeführte Emulsion wird über die Entleerungsleitung 25 in den Emulsionszwischenspeicher 20 geleitet.The fourth exemplary embodiment shown in FIG. 3 is related to the generation of the emulsion in the emulsion mixing device 19 , the return of the control and leakage quantity from the fuel injection devices 1 and the construction of the common pre-storage 6 by a first and a second storage rail to that shown in FIG. 2 shown embodiment constructed accordingly. Deviating from this, the circuit for circulating the emulsion through the second storage rail 6 b, however, contains a connecting line 18 c to the upstream side of the high-pressure pump 9 , so that the fuel is circulated by the action of the high-pressure pump 9 . Between the return line 18 b from the second storage rail 6 b and the connecting line 8 c, a variable throttle 21 is connected, which serves to limit the current through the return line 18 b to a predetermined value or a minimum working pressure of, for example, 350 bar in the ensure second storage rail 6 b. Furthermore, a 3/2-way valve 22 is provided, which is connected in the return line 8 b, and an emptying line 25 connected between the 3/2-way valve 22 and the intermediate buffer store 20 , via which the emulsion present in the second storage rail 6 b in the emulsion buffer 20 can be emptied, so that in the corresponding switching position of the 3/2-way valve 22 the emulsion present in the second storage rail 6 b can be replaced by pure fuel, which is then conveyed through the emulsion mixing device 19 via the high pressure pump 9 . In this way it is possible after an engine stop or an engine emergency stop to remove the emulsion from the common pre-memory 6 and the emulsion circuit or to rinse these parts with pure fuel (diesel). The discharged emulsion is fed via the drain line 25 into the emulsion buffer 20 .
Das in Fig. 4 gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält einen gemeinsamen Vorspeicher 6 mit einer einzigen Speicherschiene, die der Versorgung der Brennstoffeinspritzeinrichtungen 1 sowohl mit reinem Brennstoff (Diesel) als auch mit Emulsion dient. Der gemeinsame Vorspeicher 6 wird in Übereinstimmung mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispielen über die Hochdruckpumpe 9 mit der in der Emulsionsmischeinrichtung 19 hergestellten Emulsion versorgt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist die Rücklaufleitung 18a von dem gemeinsamen Vorspeicher 6 über eine Verbindungsleitung 18c an die stromaufwärtige Seite der Hochdruckpumpe 9 angeschlossen, so daß der Brennstoff durch die Wirkung der Hochdruckpumpe 9 in einem Kreislauf durch den gemeinsamen Vorspeicher 6 geführt werden kann. Eine variable Drossel 21 in der Rücklaufleitung dient der Begrenzung des Stroms durch dieselbe auf einen vorgegebenen Wert und stellt sicher, daß ein Mindestarbeitsdruck von beispielsweise 350 bar in dem gemeinsamen Vorspeicher 6 erhalten bleibt. The fifth exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 4 contains a common preliminary storage 6 with a single storage rail, which serves to supply the fuel injection devices 1 with both pure fuel (diesel) and with emulsion. In accordance with the previous exemplary embodiments, the common preliminary store 6 is supplied with the emulsion produced in the emulsion mixing device 19 via the high-pressure pump 9 . As in the embodiment of FIG. 3, the return line 18 a from the common storage tank 6 is connected via a connecting line 18 c to the upstream side of the high pressure pump 9 , so that the fuel by the action of the high pressure pump 9 in a circuit through the common storage tank 6 can be performed. A variable throttle 21 in the return line serves to limit the current through it to a predetermined value and ensures that a minimum working pressure of, for example, 350 bar is maintained in the common pre-memory 6 .
Wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 enthält die Rücklaufleitung 18a ein 3/2-Wegeventil 22, über das der gemeinsame Vorspeicher 6 wahlweise mit einer Entleerungsleitung 25 verbindbar ist, die zu dem Emulsionszwischenspeicher 20 führt und über die die in dem gemeinsamen Vorspeicher 6 vorhandene Emulsion in den Emulsionszwischenspeicher 20 entleerbar ist, so daß die Emulsion in dem gemeinsamen Vorspeicher 6 durch reinen Brennstoff (Diesel) ausgetauscht werden kann. Die Zeit zur Entleerung der Emulsion aus dem gemeinsamen Vorspeicher 6 in den Emulsionszwischenspeicher 20 und zur Wiederbefüllung des gemeinsamen Vorspeichers 6 mit reinem Brennstoff über die Hochdruckpumpe 9 muß ausreichend kurz sein, damit bei einem Lastabwurf nicht die Verbrennung in Folge zu hohen Wasseranteils erlischt. Zur Zuführung von reinem Brennstoff zu der Hochdruckpumpe 9 ist in der Verbindungsleitung zwischen der stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe 9 und der Emulsionsmischeinrichtung 19 ein 3/2-Wegeventil 23 vorgesehen, über das eine direkte Verbindung mit dem Vorrat an reinem Brennstoff (Diesel) an der stromabwärtigen Seite der Brennstofförderpumpe 12 herstellbar ist. Mittels des 3/2-Wegeventils 23 kann durch Umschalten desselben unter Umgehung der Emulsionsmischeinrichtung 19 sofort reiner Brennstoff zu der Hochdruckpumpe 9 zugeführt werden, wodurch die Zeit für den Austauschvorgang Emulsion gegen reinen Brennstoff beträchtlich verkürzt werden kann.As in the exemplary embodiment in FIG. 3, the return line 18 a contains a 3/2-way valve 22 , via which the common pre-memory 6 can optionally be connected to an emptying line 25 , which leads to the emulsion buffer 20 and via which the in the common pre-memory 6 existing emulsion can be emptied into the emulsion buffer 20 , so that the emulsion in the common pre-storage 6 can be replaced by pure fuel (diesel). The time for emptying the emulsion from the common pre-storage 6 into the emulsion buffer 20 and for refilling the common pre-storage 6 with pure fuel via the high-pressure pump 9 must be sufficiently short so that the combustion does not go out as a result of excessive water content in the event of a load shedding. To supply pure fuel to the high-pressure pump 9 , a 3/2-way valve 23 is provided in the connecting line between the upstream side of the high-pressure pump 9 and the emulsion mixing device 19 , via which a direct connection to the supply of pure fuel (diesel) at the downstream Side of the fuel feed pump 12 can be produced. By means of the 3/2-way valve 23 , by switching it bypassing the emulsion mixing device 19, pure fuel can be supplied to the high-pressure pump 9 immediately, as a result of which the time for exchanging the emulsion for pure fuel can be considerably shortened.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind die Schaltzeiten des 4/3-Wegeventils 3, durch welches die Steuer- und Leckagemenge entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand wahlweise direkt dem Vorrat an reinem Brennstoff (Diesel), dem Emulsionseingang der Emulsionsmischeinrichtung 19 oder dem Emulsionszwischenspeicher 20 zugeführt wird, so eingestellt, daß keine Emulsion in den Vorrat des reinen Brennstoffs gelangen kann. Die Schaltzeitpunkte können entweder zeitlich gesteuert werden oder über Sensoren gesteuert, die beispielsweise in der Steuer- und Leckagemengenleitung 26 vorgesehen sind.In all of the exemplary embodiments, the switching times of the 4/3-way valve 3 , by means of which the control and leakage quantity, depending on the respective operating state, are optionally supplied directly to the supply of pure fuel (diesel), the emulsion input of the emulsion mixing device 19 or the emulsion buffer store 20 that no emulsion can get into the supply of pure fuel. The switching times can either be time-controlled or controlled via sensors which are provided, for example, in the control and leakage quantity line 26 .
BezugszeichenlisteReference list
1 Brennstoffeinspritzeinrichtung, Einspritzdüse,
2 Wärmetauscher
3 4/3-Wegeventil
4 Wasserabscheider
5 3/2-Wegehochdruckventil
6 gemeinsamer Vorspeicher
7 Emulsionsumwälzpumpe
8 Rückschlagventil
9 Hochdruckpumpe für Emulsion
10 Hochdruckpumpe für Brennstoff
11 Brennstoffdurchflußmeßgerät
12 Brennstofförderpumpe
13 Brennstoffilter
14 Wasserdurchflußmeßgerät
15 Wasserförderpumpe
16 Wasserfilter
17 2/2-Wegeventil
18 Rücklaufleitung
19 Emulsionsmischeinrichtung
20 Emulsionszwischenspeicher
21 variable Drossel
22 3/2-Wegeventil
23 3/2-Wegeventil
24 Düsennadel
25 Entleerungsleitung
26 Steuer- und Leckagemengenleitung
30 3/2-Wegeventil
31 Pumpe 1 fuel injector, injector,
2 heat exchangers
3 4/3-way valve
4 water separators
5 3/2-way high pressure valve
6 shared pre-memories
7 Emulsion circulation pump
8 check valve
9 High pressure pump for emulsion
10 high pressure pump for fuel
11 Fuel flow meter
12 Fuel feed pump
13 fuel filter
14 water flow meter
15 Water pump
16 water filters
17 2/2-way valve
18 return line
19 emulsion mixing device
20 emulsion buffers
21 variable choke
22 3/2-way valve
23 3/2-way valve
24 nozzle needle
25 drain line
26 Control and leakage quantity line
30 3/2-way valve
31 pump
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19609800A DE19609800C1 (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Injection system for internal combustion engine supplying e.g. pure diesel or water emulsion |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19609800A DE19609800C1 (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Injection system for internal combustion engine supplying e.g. pure diesel or water emulsion |
Publications (1)
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|---|---|
| DE19609800C1 true DE19609800C1 (en) | 1996-11-21 |
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| DE19609800A Expired - Fee Related DE19609800C1 (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Injection system for internal combustion engine supplying e.g. pure diesel or water emulsion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19609800C1 (en) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999020891A1 (en) * | 1997-10-22 | 1999-04-29 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection system for an internal combustion engine |
| WO1999020892A1 (en) * | 1997-10-22 | 1999-04-29 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection system for an internal combustion engine |
| WO1999031204A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Quantum Energy Technologies | Supercritical water fuel composition and combustion system |
| WO2000037792A1 (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-29 | Clean Fuels Technology | Fuel cooling system for fuel emulsion based compression ignition engine |
| WO2003064843A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of The Environment | On-board diesel oil and water emulsification system |
| FR2890694A1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-16 | Renault Sas | Fuel injection device for e.g. diesel engine of motor vehicle, has electronic control unit adapted to control transfer unit for forming target fuel mixture with characteristics defined based on engine operation conditions |
| WO2007052099A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Alexander Sellentin | Fuel supply device for a diesel engine and method for operating a fuel supply device for a diesel engine |
| DE102007005575A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | PTN Pflanzenöltechnik Nord GmbH | Internal-combustion engine for use in vehicle, has control unit for controlling switching valve below and above preset temperature level, to return fuel into injection system and fuel tank respectively |
| FR2920783A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-13 | S3D | INSTALLATION FOR THE USE OF VEGETABLE AND / OR ANIMAL FATS AND / OR OILS |
| WO2011042432A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | Universität Zu Köln | Method for the in situ production of fuel/water mixtures in combustion engines |
| DE102010035722A1 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Wolfram Kangler | Method for operating internal combustion engine with two different fuel types, involves removing defined volume of fuel from manifold through associated valve after changing one fuel type into another fuel type |
| CN102410115A (en) * | 2011-12-15 | 2012-04-11 | 周毕华 | Double-line oil supply device for bus |
| EP2505817A1 (en) * | 2009-11-23 | 2012-10-03 | Fu You Te Chemical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. | System and method for promoting the formation of emulsified fuel of diesel engine |
| EP2543869A1 (en) * | 2010-03-01 | 2013-01-09 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Engine system with reuse device for water emulsion fuel drain |
| CN108350834A (en) * | 2016-01-20 | 2018-07-31 | 宝马股份公司 | For open loop or the method and apparatus of the amount of closed-loop control fuel mixture |
| DE102017218283A1 (en) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Continental Automotive Gmbh | High-pressure fuel accumulator for a fuel and with a water-fuel emulsion operable internal combustion engine and injector |
| DE102017219369A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for preventing the icing of an injection system of an internal combustion engine |
| DE102018209137A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Robert Bosch Gmbh | Internal combustion engine with water injection system with improved freeze protection |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4414488C1 (en) * | 1994-04-26 | 1995-03-30 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Emulsifying device for emulsifying diesel fuel and water |
-
1996
- 1996-03-13 DE DE19609800A patent/DE19609800C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4414488C1 (en) * | 1994-04-26 | 1995-03-30 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Emulsifying device for emulsifying diesel fuel and water |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999020891A1 (en) * | 1997-10-22 | 1999-04-29 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection system for an internal combustion engine |
| WO1999020892A1 (en) * | 1997-10-22 | 1999-04-29 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection system for an internal combustion engine |
| WO1999031204A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Quantum Energy Technologies | Supercritical water fuel composition and combustion system |
| WO2000037792A1 (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-29 | Clean Fuels Technology | Fuel cooling system for fuel emulsion based compression ignition engine |
| WO2003064843A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of The Environment | On-board diesel oil and water emulsification system |
| FR2890694A1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-16 | Renault Sas | Fuel injection device for e.g. diesel engine of motor vehicle, has electronic control unit adapted to control transfer unit for forming target fuel mixture with characteristics defined based on engine operation conditions |
| WO2007052099A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Alexander Sellentin | Fuel supply device for a diesel engine and method for operating a fuel supply device for a diesel engine |
| DE102007005575A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-07 | PTN Pflanzenöltechnik Nord GmbH | Internal-combustion engine for use in vehicle, has control unit for controlling switching valve below and above preset temperature level, to return fuel into injection system and fuel tank respectively |
| FR2920783A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-13 | S3D | INSTALLATION FOR THE USE OF VEGETABLE AND / OR ANIMAL FATS AND / OR OILS |
| WO2011042432A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | Universität Zu Köln | Method for the in situ production of fuel/water mixtures in combustion engines |
| US8875666B2 (en) | 2009-10-05 | 2014-11-04 | Universitaet Zu Koeln | Method for the in situ production of fuel/water mixtures in combustion engines |
| EP2505817A4 (en) * | 2009-11-23 | 2014-01-01 | Fu You Te Chemical Technology Shenzhen Co Ltd | System and method for promoting the formation of emulsified fuel of diesel engine |
| EP2505817A1 (en) * | 2009-11-23 | 2012-10-03 | Fu You Te Chemical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. | System and method for promoting the formation of emulsified fuel of diesel engine |
| EP2543869A1 (en) * | 2010-03-01 | 2013-01-09 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Engine system with reuse device for water emulsion fuel drain |
| EP2543869A4 (en) * | 2010-03-01 | 2014-06-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Engine system with reuse device for water emulsion fuel drain |
| DE102010035722B4 (en) * | 2010-05-20 | 2012-12-13 | Wolfram Kangler | Method and device for operating an internal combustion engine with at least two different types of fuel |
| DE102010035722A1 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Wolfram Kangler | Method for operating internal combustion engine with two different fuel types, involves removing defined volume of fuel from manifold through associated valve after changing one fuel type into another fuel type |
| CN102410115A (en) * | 2011-12-15 | 2012-04-11 | 周毕华 | Double-line oil supply device for bus |
| CN108350834A (en) * | 2016-01-20 | 2018-07-31 | 宝马股份公司 | For open loop or the method and apparatus of the amount of closed-loop control fuel mixture |
| US10598131B2 (en) | 2016-01-20 | 2020-03-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and device for the open-loop or closed-loop control of the amount of a fuel mixture |
| DE102017218283A1 (en) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Continental Automotive Gmbh | High-pressure fuel accumulator for a fuel and with a water-fuel emulsion operable internal combustion engine and injector |
| DE102017219369A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for preventing the icing of an injection system of an internal combustion engine |
| DE102018209137A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Robert Bosch Gmbh | Internal combustion engine with water injection system with improved freeze protection |
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