DE102004041819A1

DE102004041819A1 - Vegetable oil operated diesel engine has injection nozzle projection at the least of such size that after 200 running hours under normal load no deposits form externally on nozzle orifices

Info

Publication number: DE102004041819A1
Application number: DE200410041819
Authority: DE
Inventors: Alois Dotzer; Georg Gruber; Thomas Kaiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: DE102004041819B4

Abstract

The vegetable oil operated diesel engine has an injection pump and at least one injection nozzle. The projection of the injection nozzle is at the least of such size that after 200 running hours under normal load no deposits form externally on the nozzle orifices, and at most of such size that 500 running hours under normal load no deposits form in the nozzle orifices which reduce the cross section of the nozzle orifices by more than 15 per cent.

Description

Die Erfindung geht aus von einer mit Pflanzenöl betriebenen dieselmotorischen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The Invention is based on a powered by vegetable oil diesel engine Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

In der EP 1 326 014 A2 ist eine entsprechende Brennkraftmaschine beschrieben, bei der die Strahllage und der Einspritzzeitpunkt so geregelt sind, dass sich am Kolben ein ganz bestimmtes Strahlauftreffbild ergibt. Mit dieser Einstellung ist ein optimierter Betrieb solcher Brennkraftmaschinen beispielsweise in Kraftfahrzeugen – also mit großen Lastwechseln – möglich. Bei Stationärmotoren, die praktisch ohne Lastwechsel betrieben werden, reicht diese Maßnahme für einen optimierten Betrieb noch nicht aus. Insbesondere dann, wenn der Stationärmotor mit einem Rußpartikelfilter betrieben wird setzt sich dieser nach ca. 200 Betriebsstunden zu und auch an den Einspritzdüsen zeigen sich Ablagerungen um die Einspritzöffnungen.In the EP 1 326 014 A2 a corresponding internal combustion engine is described, in which the jet position and the injection timing are controlled so that the piston results in a very specific Strahlauftreffbild. With this setting, an optimized operation of such internal combustion engines, for example in motor vehicles - ie with large load changes - possible. For stationary engines, which are operated virtually without load changes, this measure is not sufficient for optimized operation. In particular, when the stationary engine is operated with a particulate filter, this sets after about 200 hours of operation and also at the injection nozzles are deposits around the injection openings.

Unabhängig von der Verwendung eines Rußfilters tritt ein weiters Phänomen auf: Bei unverändertem Betrieb der Einspritzpumpe vermindert sich die Leistung der Brennkraftmaschine mit zunehmender Betriebsstundenzahl. Selbst eine Erhöhung des Drucks der Einspritzpumpe kann diesen Leistungsabfall nach etwa 500 Betriebsstunde nicht mehr kompensieren.Independent of the use of a soot filter Another phenomenon occurs on: With unchanged Operation of the injection pump reduces the performance of the internal combustion engine with increasing number of operating hours. Even an increase in the Pressure of the injection pump can this power loss after about 500 hours of work no longer compensate.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung eine mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so auszugestalten, dass sie ca. 3000 Stunden ohne Reinigung oder Wechsel eines Rußpartikelfilters und ohne erkennbaren Leistungsabfall betrieben werden kann.It Therefore, the object of the invention was a powered by vegetable oil Diesel engine internal combustion engine according to the preamble of claim 1 so that it will take about 3000 hours without cleaning or Change of a soot particle filter and can be operated without noticeable loss of performance.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 1. Dabei wurde die Erkenntnis genutzt, dass bei Einspritzdüsen, deren Vorstand zu gering ist, um die Einspritzöffnungen herum Ablagerungen aufgebaut werden, wenn diese Brennkraftmaschine mit Pflanzenöl betrieben wird. Bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen tritt dieses Phänomen nicht auf.Is solved the task by a powered by vegetable oil diesel engine Internal combustion engine with the characterizing features of claim 1. The use was made of the fact that injectors whose Board is too small, built around the injection openings around deposits be when this internal combustion engine operated with vegetable oil becomes. Occurs in diesel fuel-powered internal combustion engines this phenomenon not up.

Als Düsenvorstand wird der Abstand zwischen der Spitze der Einspritzdüse und dem Zylinderkopf bezeichnet. Bei zu geringem Düsenvorstand hat sich herausgestellt, dass die Düsen bei einem Betrieb unter Normallast nicht genügend erhitzt werden, so dass sich kurzfristig bildende Ablagerungen nicht sofort wieder abgebrannt werden sondern sich dauerhaft festsetzen. Dies kann verhindert werden, wenn der Düsenvorstand so groß gewählt wird, dass sich die Düsenspritze mit ihren Einspritzöffnungen in einem Temperaturbereich des Zylinders und der Brennraummulde des Kobens in der oberen Totpunktstellung befindet, indem sie bei längerem Betrieb unter Normallast bereits eine leicht bläulich Färbung annimmt. In dieser Temperaturregion brennen Ablagerungen, die sich kurzfristig um die Einspritzöffnungen bilden, sofort wieder ab, so dass keine Beeinträchtigung des Strahlkegels durch die Ablagerungen zu befürchten ist.When nozzle protruding is the distance between the tip of the injector and the Cylinder head designates. Too little nozzle board has been found that the nozzles In case of operation under normal load, heating is not sufficient, so that deposits forming at short notice do not immediately burn off again but settle permanently. This can be prevented if the nozzle board is chosen so big that the nozzle syringe with their injection ports in a temperature range of the cylinder and the combustion bowl of the piston is in the top dead center position, by at prolonged Operation under normal load already assumes a slightly bluish tint. In this temperature region burn deposits, which in the short term around the injection openings form, immediately off again, so that no impairment of the beam cone through to fear the deposits is.

Ist der Düsenvorstand kleiner, bauen sich um die Einspritzöffnungen herum kontinuierlich wachsende Ablagerungen auf, die nicht mehr abbrennen und den Strahlkegel des aus den Einspritzöffnungen austretenden Pflanzenöls negativ beeinflussen. Das für eine saubere Verbrennung not wendige Aufreißen des Strahls kann so verhindert werden. Dadurch ergibt sich eine Verbrennung des Pflanzenöls unter Sauerstoffmangel. Dies führt zu erhöhter Rußbildung und zum Zusetzen des Rußpartikelfilters.is the nozzle board smaller, build around the injection ports around continuously growing deposits that no longer burn and the beam cone emerging from the injection openings vegetable oil influence negatively. That for a clean burning not necessary tearing of the beam can be prevented become. This results in a combustion of the vegetable oil under oxygen deficiency. this leads to too high Soot formation and for adding the soot particle filter.

Andererseits hat sich herausgestellt, dass die Leistung der Brennkraftmaschine kontinuierlich abnimmt, wenn der Düsenvorstand zu groß ist. So konnte die Erkenntnis gewonnen werden, dass eine zu starke Erhitzung der Düsenspitze ausschlaggebend für diesen Leistungsverlust ist.on the other hand has been found that the performance of the internal combustion engine decreases continuously when the nozzle board is too large. So could the knowledge to be gained that too much heating of the nozzle tip crucial for this power loss is.

Diese hohe Temperatur fährt dazu, dass die Verbrennung des Pflanzenöls bereits beginnt, bevor es die Einspritzöffnungen verlassen hat. Diese beginnende Verbrennung in den Einspritzöffnungen der Düse findet unter starkem Sauerstoffmangel statt. Die Folge ist eine unvollständige Verbrennung unter Rußbildung. Die entstehenden Rußpartikel werden zum Teil durch den hohen Druck in der Düse in die Brennkammer gedrückt, setzen sich aber zum Teil auch in den Einspritzöffnungen fest.These high temperature drives to that, the burning of the vegetable oil already begins before it the injection openings has left. This incipient burn in the injection ports the nozzle takes place under severe oxygen deficiency. The result is one incomplete Combustion with soot formation. The resulting soot particles are partly forced into the combustion chamber by the high pressure in the nozzle but also partly stuck in the injection openings.

Auf diese Weise verengen sich die Einspritzöffnungen der Düse mit zunehmender Betriebsstundenzahl. Bei einer Verminderung des Einspritzquerschnittes um mehr als 15% lässt sich die erforderlich Einspritzmenge auch durch eine Erhöhung des Einspritzpumpendrucks nicht mehr egalisieren. Dies hat eine Leistungsreduktion der Brennkraftmaschine zur Folge.On In this way, the injection openings of the nozzle narrow with increasing Operating hours. At a reduction of the injection cross-section by more than 15% The required injection quantity also by increasing the No longer equalize injection pump pressure. This has a power reduction the internal combustion engine result.

Die Einspritzöffnungen der Einspritzdüsen besitzen einen Durchmesser, der geringer ist als der eines menschlichen Haares. Ablagerungen innerhalb der Düsenöffnungen lassen sich daher mit dem Auge nicht erkennen. Die Einspritzdüsen könne aber über bekannte Meßverfahren vermessen werden, wobei sich solche Ablagerungen und eine Reduktion des Einspritzquerschnittes sehr gut feststellen lassen.The Injection ports own the injectors a diameter less than that of a human hair. Deposits within the nozzle openings can therefore not be recognized by the eye. The injectors could but over known measurement methods be measured, with such deposits and a reduction of the injection cross-section can be determined very well.

Es wurde nun herausgefunden, dass der Düsenvorstand so eingestellt werden kann, dass sich weder Ablagerungen auf der Einspritzdüse um die Einspritzöffnungen bilden, die die Stahlqualität negativ beeinflussen, noch sich die Einspritzöffnungen durch innere Ablagerungen langsam zusetzen. Eine mit Pflanzenöl betriebene dieselmotorische Brennkraftmaschine, deren Düsenvorstand wie beschrieben justiert ist, bildet bei der Verbrennung nur wenige Rußpartikel aus, sodass ein nach geschalteter Rußpartikelfilter nur ca. alle 3000 Stunden gereinigt oder gewechselt werden muss. Auch ist keine Leistungsminderung bei einer so eingestellten Brennkraftmaschine feststellbar.It it has now been found that the nozzle board is adjusted can be that neither deposits on the injector around the injection ports form the steel quality negatively affecting still the injection ports through internal deposits slow down. A powered by vegetable oil diesel engine Internal combustion engine, whose nozzle board adjusted as described, forms during combustion only a few soot particles off, so that a downstream soot particle filter only about all 3000 hours to be cleaned or replaced. Also is not Reduction of power in a so set internal combustion engine ascertainable.

Claims

Vegetable oil powered diesel engine with an injection pump and at least one injector, characterized in that the nozzle board of the injector is at least so large that form after 200 hours of normal operation no deposits on the outside of the nozzle openings and at most so large that after 500 hours of operation under normal load, do not form any deposits in the nozzle opening (s), which reduce the cross-section of the nozzle opening (s) by more than 15%.