DE2941771A1 - Mit alkohol als betriebskraftstoff betriebene wassergekuehlte brennkraftstoffmaschine - Google Patents
Mit alkohol als betriebskraftstoff betriebene wassergekuehlte brennkraftstoffmaschineInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 8ft
Stuttgart-Untertürkheim 12. Okt. 1979
Mit Alkohol als Betriebskraftstoff betriebene
wassergekühlte Brennkraftstoffmaschine
Die Erfindung betrifft eine mit Alkohol als Betriebskraftstoff
betriebene wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere
für Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Es sind mit Alkohol als Betriebskraftstoff betriebene wassergekühlte
Brennkraftmaschinen, insbesondere für Nutzfahrzeuge,
bekannt geworden. Zur schnelleren Aufheizung des Kraftstoffverdampfers ist hierbei einerseits der Kühlwasserkreislauf
der Brennkraftmaschine vorgesehen, welcher durch ein Thermostatventil über einen Wärmetauscher zur
Aufheizung des Kraftstoffverdampfers dient. Das* aus dem Verdampfer abfließende Wasser des Kühlwasserkreislaufes
fließt wieder zur Wasserpumpe der Brennkraftmaschine zurück und wird beim Überschreiten der Betriebstemperatur
über einen Thermostaten durch einen Fahrzeugkühler umgeleitet.
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- k - Daim
Zur schnelleren Aufheizung des Kraftstoffverdampfers wird
dieser Kühlwasserkreislauf andererseits durch einen weiteren mit einer Pumpe versehenen, von einem Abgaswärmetauscher
beheizten Wasserkreislauf unterstützt. Der Kühlwasserkreislauf und der weitere Wasserkreislauf sind über ein
Thermostatventil miteinander verbunden. Bei betriebswarmer Brennkraftmaschine wird der weitere beheizte Wasserkreislauf
über einen gesonderten Thermostaten abgeschaltet. Die benötigte Verdampfungswärme für den Kraftstoff wird dann
ausschließlich dem Kühlwasserkreislauf der betriebswarmen
Brennkraftmaschine entnommen.
Da die Aufheizung des KraftstoffVerdampfers, insbesondere
bei sehr kalten Umgebungstemperaturen, zeitaufwendig ist, liegt die Aufgabe der Erfindung darin, durch geeignete
Maßnahmen für einen Start bei unterhalb der Betriebstemperatur des Verdampfers liegenden Umgebungstemperaturen
auf die Aufheizung des Kraftstoffverdampfers verzichten
zu können.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 gelöst.
Hierzu eignen sich als Startkraftstoffe unter Normalbedingungen
gasförmige Kraftstoffe, wie z.B. Methan (Erdgas), Propan u.a. Der Startkraftstoff wird in diesem Fall in einem
separaten Kraftstoffbehälter mitgeführt und über ein in Abhängigkeit
vom Starter der Brennkraftmaschine und der Temperatur
am Kühlwasseraustritt des Verdampfers über einen Thermostaten, welcher ein temperaturabhängiges Reduzier- und
Schaltventil in der Leitung für den Startkraftstoff steuert, und gegebenenfalls Startkraftstoff dem oberen Teil des
Verdampfers zuführt. Dadurch kann die kalte Brennkraftma-
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- 5 - Daim 12 815/4
schine unter Benutzung des am Verdampferausgang vorgesehenen
Druckregelventils ohne irgendwelche Vorwärmzeit der Brennkraftmaschine sofort gestartet werden.
Mit dem Start der kalten Brennkraftmaschine wird gleichzeitig
eine zusätzliche Umwälzpumpe in Betrieb genommen, so daß Abgaswärmetauscher und Kraftstoffverdampfer vom
Wasser durchströmt werden.
Um die Zeit für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit
Startkraftstoff zu verkürzen - obwohl die Brennkraftmaschine
selber noch nicht ihre Betriebstemperatur erreicht hat - kann die Brennkraftmaschine in Ausgestaltung der Erfindung
nach Anspruch 2 ausgeführt sein.
Durch den von den Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagbaren
Wärmetauscher der vor dem Kraftstoffverdampfer
angeordnet ist, erfolgt über einen Kurzschlußwasserkreis mit Umwälzpumpe eine intensive und kurzzeitige Aufheizung
des Kraftstoffverdampfers, die anschließend nach dem Erreichen der Betriebstemperatur durch entsprechende Thermostat-Umschal
tventile auf die Kühlwassertemperatur bzw. auf ein gleichbleibendes für den Betrieb der Brennkraftmaschine
optimal definiertes Temperaturniveau gehalten wird. Das Reduzier- und Schaltventil wird durch den am Ausgang des Verdampfers
vorgesehenen Thermostaten derart angesteuert, daß bei Erreichen einer definierten Temperatur für den Kraftstoff
verdampf er die Zufuhrleitung für den Startkraftstoff
unterbrochen wird.
Schließlich kann der Antrieb der Umwälzpumpe weiter wie Anspruch 3 für den Kurzschlußwasserkreis wirkungsmäßig in der
Weise ebenfalls mit einem Thermostaten gekoppelt sein.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die Fig. zeigt ein Schaltschema eines Alkohol-Gasmotors gemäß der Erfindung.
In dem in der Fig. dargestellten Schaltschema für einen Alkohol-Gasmotor
gelangt der Flüssigkraftstoff von einem Kraftstofftank 1, gefördert mittels einer Kraftstoffpumpe
2, durch eine Kraftstoffzuleitung 3 in einen Kraftstoffverdampfer
k. Durch ein zwischen Kraftstoffpumpe 2 und
Kraftstoffverdampfer k angeordnetes Überströmventil 5 kann
zuviel geförderter Kraftstoff über eine Leitung 6 wieder in den Kraftstofftank 1 zurückfließen.
Vom Kraftstoffverdampfer 4 gelangt verdampfter, also gasförmiger
Kraftstoff, über ein Rohrsystem 7 zum Luft/Gäsmischer 8 und über einen Ansaugstutzen 9» mit Drosselklappe
10, zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine 11.
Der Kühlwasserkreislauf 12 der Brennkraftmaschine 11, mit eigener Wasserpumpe 13, kann in an sich bekannter Weise
mittels eines Thermostaten 14 temperaturabhängig über einen
Fahrzeugkühler 15 geschaltet werden.
Im Kühlwasserkreislauf 12, 12' ist zusätzlich ein Thermostatventil
16 vorgesehen, welches als 3/2-Wegeventil ausgebildet
ist und den Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine 11 derart schalten kann, daß das Kühlwasser über
eine Rohrleitung 17 zu einem Abgaswärmetauscher 18 geleitet wird, welcher dem Wärmetauscher 19 des Verdampfers k
vorgeschaltet ist. Über eine vom Wärmetauscher 19 abgehende Umgehungsleitung 20 ist der Kühlwasserkreislauf 12, 17·
rückfließend wieder mit der Wasserpumpe 13 verbunden.
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Neben dem Kühlwasserkreislauf 12, 17, 20 ist ein weiterer
Wasserkreislauf 21, 20 , 2k mit eigener Umwälzpumpe 23 vorgesehen,
dessen Wasserkreislauf über die Leitung 2"! in die Rohrleitung 17 einmündet und gleichfalls über den Abgaswärmetauscher
18 geführt wird und den Wärmetauscher 19 des Verdampfers k durchströmt. Durch eine von der Leitung 20
abgehende Abzweigleitung 2k ist die Verbindung zur Umwälzpumpe 23 hergestellt und somit der Wasserkreislauf 21 geschlossen.
Für den Kaltstart der Brennkraftmaschine 11 ist ein Behälter
25 mit Startkraftstoff, wie z.B. Methan (Erdgas), Propan
u.a. vorgesehen, welcher bei vorherrschenden normalen Druck- und Temperaturverhältnissen gasförmig ist. Dieser
Kraftstoffbehälter 25 ist über ein zwischengeschaltetes
Reduzier- und Schaltventil 26 in einer Leitung 27 unmittelbar mit dem oberen Teil des Verdampfers k verbunden. Die
kalte Brennkraftmaschine 11 kann durch Steuerung eines
strömungsseitig am Ausgang des Verdampfers k angeordneten
Thermostaten 29 die Leitung 27 öffnen, so daß der Startkraftstoff dem oberen Teil des Verdampfers k zugeführt
und die Brennkraftmaschine sofort, also ohne Vorwärmzeit
gestartet werden kann.
Der Stiirtkraftstoff der Brennkraftmaschine 11 wird in Abhängigkeit
von der Temperatur des am Kühlwasseraustritt aus dem Verdampfer k vorgesehenen Thermostaten 29 über ein Reduzier-
und Schaltventil 26 ein- bzw. ausgeschaltet.
In der Rohrleitung 17 ist ein Temperaturfühler 30 vorgesehen,
welcher bei Erreichen der Betriebstemperatur iler Brennkraftmaschine 11 die Umwälzpumpe 23 ausschaltet und
so den Wasserkreislauf 21, 20, 2k stillsetzt.
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L e e r s e i t e
Claims (2)
- Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 815/4Stuttgart-Untertürkheim 12. Okt. 1979Ansprüche1/ Mit Alkohol als Betriebskraftstoff betriebene wassergekühlte Brennkraftmaschine, insbesondere für Nutzfahrzeuge ,mit einem thermostatgesteuerten Kühlwasserkreislauf für die Brennkraftmaschine, enthaltend eine Wasserpumpe und Umschaltventile, mit einem vom Kühlwasserkreislauf heizbaren Verdampfer für den Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, daß für den Start der Brennkraftmaschine (11) aus Temperaturen unterhalb der Betriebstemperatur heraus zusätzlich zu dem den Betriebskraftstoff aufnehmenden Kraftstoffbehälter (1) ein weiterer Kraftstoffbehälter (25) vorgesehen ist, der an die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine (11) alternativ zu dem Betriebskraftstoff über ein Reduzier- und Schaltventil (26) anschließbar ist, und daß am Ausgang des Verdampfers (4) ein die Wassertemperatur feststellender Thermostat (29), angeordnet ist, der wenigstens mittelbar das Reduzier- und Schaltventil (26) in der Weise betätigt, daß bei betriebswarmem Kühlwasser der Betriebskraftstoff eingeschaltet ist und bei niedrigerer Temperatur der Startkraftstoff.-Z-13 0 018/0139- 2 - Daim 12 815/4
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des Kühlwasserkreislaufes (12) in Strömungsrichtung vor dem Verdampfer (4) eine wärmeauf nähmeseitig von Abgasen der Brennkraftmaschine (11) beaufschlagbarer Abgaswärmetauscher (18) vorgesehen ist, daß der Verdampfer (4) und der Abgaswärmetauscher (18) durch eine in Strömungsrichtung hinter dem Thermostaten (29) abzweigende Abzweigleitung (24) innerhalb des Wasserkreislaufes (21, 20, 24) kurzschließbar ist, in welcher Abzweigleitung (24) eine gesonderte, für sich antreibbare Umwälzpumpe (23) mit Abgasheizung für den Wasserkreislauf angeordnet ist, daß innerhalb des Kühlwasserkreislaufes (12) ebenfalls eine Kurzschlußleitung (12') ein Thermostat-Ventil (16) zum Ein- oder Ausschalten der Kurzschlußleitung (12') vorgesehen ist und daß der Kühlwasserkreislauf (12) je nach Stellung des Thermostatventiles ~ (16) über die Rohrleitung (17) zum Abgaswärmetauscher (18) und über den Wärmetauscher (19) des Verdampfers (4) und über die Leitung (20) zurück zur Wasserpumpe (13) der Brennkraftmaschine (11) geleitet werden kann.3· Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Antrieb der Umwälzpumpe (23) für die Abzweigleitung (24) wirkungsmässig in der Weise mit dem Thermostaten (30) in der Leitung (17) gekoppelt ist, daß bei vom Thermostat-Ventil (16) geöffneter Leitung (17) und damit ausreichender Temperatur am Thermostaten (30) die Umwälzpumpe (23) stillgesetzt wird und umgekehrt.130018/0139
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