HK1072969B - Dual fuel engine - Google Patents

Claims (27)

1. Zweistoffmotor (2), wobei der genannte Motor mit Dieselkraftstoff und wenigstens einem Zweitkraftstoff versorgt wird, wobei der genannte Motor (2) einen oder mehrere Zylinder (4, 6, 8, 10) hat, in denen wenigstens ein Kolben hin- und hergeht, wobei der genannte eine oder die genannten mehreren Zylinder (4, 6, 8, 10) jeweils mit Dieseleinspritzmitteln (4A, 6A, 8A, 10A) zum Einspitzen des Dieselkraftstoffs in den Zylinder (4, 6, 8, 10) während eines zutreffenden Hubs des Kolbens und wenigstens einem Lufteinlassventil (4C, 6C, 8C, 10C) versehen ist/sind, wobei das genannte Lufteinlassventil (4C, 6C, 8C, 10C) sich während des genannten zutreffenden Hubs des Kolbens in einen offenen Zustand bewegt, um Luft durch es hindurch strömen zu lassen, wobei jeder Zylinder (4, 6, 8, 10) des Motors (2) ferner mit Zweitkraftstoffeinspritzmitteln (4B, 6B, 8B, 10B) zum Einspritzen des Zweitkraftstoffs in die Zylinder (4, 6, 8, 10) versehen ist, um in den Zylindern (4, 6, 8, 10) ein Gemisch aus Dieselkraftstoff und Zweitkraftstoff für den Betrieb des Motors (2) bereitzustellen, wobei die Zweitkraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) unabhängig von den Dieseleinspritzmitteln (4A, 6A, 8A, 10A) und den Lufteinlassventilen (4C, 6C, 8C, 10C) gesteuert werden, wobei der genannte Motor (2) ferner ein ECU, d.h. ein elektronisches Steuergerät (44, 202), mit einer Mikroprozessoreinrichtung zum dynamischen Steuern von einer oder mehreren Motorbetriebseigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (2) Zerstäubungsmittel (26) im Kraftstoffzufuhrmittel (20) aufweist, die flüssigen Zweitkraftstoff stromaufwärts der Kraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) zu Gas reduzieren, um die Abgabe von Zweitkraftstoff in Gasform an die Zweitkraftstoffeinspritzmittel zuzulassen, wobei das genannte Zerstäubungsmittel unter der Steuerung der ECU (44, 202) die dynamische Steuerung der Abgabe des gasförmigen Zweitkraftstoffs an die Zweitkraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) zulässt.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Betriebs der Zweitkraftstoffeinspritzmittel(4B, 6B, 8B, 10B) vom Betrieb der Dieseleinspritzmittel (4A, 6A, 8A, 10A) unabhängig ist.
3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweitkraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) zum Einführen des Zweitkraftstoffs in den einen oder die mehreren Zylinder (4, 6, 8, 10) beim zutreffenden Hub des darin hin- und hergehenden Kolbens gesteuert werden.
4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (2) mit zwei Kraftstoffversorgungsbehältern (14, 16) für den Dieselkraftstoff bzw. den Zweitkraftstoff versehen ist, wobei jeder Kraftstoff dem Motor (2) durch separate Zuleitungsmittel (18, 20) zugeführt wird.
5. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzen des Zweitkraftstoffs in den einen oder die mehreren Zylinder (4, 6, 8, 10) im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Einspritzen des Dieselkraftstoffs in die genannten Zylinder (4, 6, 8, 10) stattfindet.
6. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Erfassen von wenigstens einer Motorbetriebsbedingung bereitgestellt sind.
7. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren zum Erfassen von einer oder jeder Kombination der Folgenden bereitgestellt sind: Abgasemissionen, Partikeldichte von Abgas, Drosselklappenstellung, Temperatur des an den Motor abgegebenen Zweitkraftstoffs und/oder des Motors selbst, Turbodruck, Luftstromgeschwindigkeit und-druck, Zweitkraftstofftankanzeige, Motordrehzahl, Position einer Durchflussregelvorrichtung (32) und/oder Position der Membran (30) im Zerstäubungsmittel (26).
8. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Durchflussregelvorrichtungen (32) zum Regulieren der in den Motor (2) strömenden Menge von Zweitkraftstoff bereitgestellt sind.
9. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Durchflusses des Zweitkraftstoffs zu den Zweitkraftstoffeinspritzmitteln (4B, 6B, 8B, 10B) durch die genannten Durchflussregelvorrichtungen (32) dynamisch gemäß einer oder mehreren erfassten Motorbetriebseigenschaft(en) reguliert wird.
10. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussregelvorrichtungen (32) in Zweitkraftstoff zum Motor (2) zuführenden Kraftstoffzuleitungsrohren (20) bereitgestellt sind.
11. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang der Durchflussregelvorrichtung (32) an einen Eingang eines Mehrfach-Ausgangsteilers (34) zum Teilen eines einzelnen Zweitkraftstoffstroms in eine Mehrzahl von Strömen gekoppelt ist, wobei die Zahl der Ströme der Zahl von Zylindern (4, 6, 8, 10) im Motor (2) entspricht und jeder der genannten Ströme an die Zweitkraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) gekoppelt ist.
12. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussregelvorrichtung (32) einen Kolben (108) aufweist, dessen Position zum Ändern der dadurch fließenden Zweitkraftstoffinenge geändert wird.
13. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ECU (44, 202) ein beliebiges oder jede Kombination von Folgenden aufweist:

    a) einen oder mehrere Eingänge in Kommunikation mit Sensoren, die in und/oder um den Motor (2) angeordnet sind, um eine oder mehrere Betriebseigenschaft(en) davon zu erfassen;

    b) Mittel, die eine Benutzereingabe empfangen und/oder verarbeiten können;

    c) Kalibrierungsmittel, durch welche Wartung und Einstellung von einem oder mehreren Algorithmen und/oder Betriebsparametern des ECU (44, 202) erzielt werden können;

    d) einen oder mehrere Ausgänge zum Anzeigen von Daten in Bezug auf die Betriebscharakteristik des Motors;

    e) einen oder mehrere Ausgänge zum Verbinden mit einer oder mehreren dynamisch einstellbare(n) Komponente(n) des Motors zur dynamischen Steuerung dieser während des Motorbetriebs.
14. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ECU (44, 202) den Durchfluss von Zweitkraftstoff durch eine Membran im Zerstäubungsmittel (26) und/oder die Temperatur eines darin bereitgestellten Heizelements (28) steuert.
15. Motor nach Anspruch 8 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das ECU (44, 202) sowohl die Durchflussregelvorrichtung (32) als auch die Membran (30) im Zerstäubungsmittel (26) zum Regulieren des Durchflusses des Zweitkraftstoffs durch jede Komponente steuert.
16. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des ECU (44, 202) im Wesentlichen kontinuierlich ist.
17. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ECU (44, 202) eine Speichereinrichtung zum Speichern von einem oder mehreren vorbestimmten Motorbetriebsbedingungen darin aufweist.
18. Motor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung einen Algorithmus oder mehrere Algorithmen aufweist, der/die von einer Prozessoreinrichtung ausgeführt werden kann/können, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind.
19. Motor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten vorbestimmten Bedingungen ein beliebiges oder jede Kombination von Folgenden aufweisen: wenn der Motor (2) gestartet wird, wenn der Zweitkraftstoff aufgebraucht ist und/oder wenn die an den Motor (2) angelegte Last ein vorbestimmtes Niveau erreicht oder außerhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt.
20. Motor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Ausführen der genannten Algorithmen resultierenden Berechnungen zum Einstellen der Zerstäubermembran (30) oder des Kolbens (108) der Durchflussregelvorrichtung (32) auf ein optimales Niveau für die detektierten Betriebsbedingungen verwendet werden.
21. Motor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rekalibrierungsalgorithmus bereitgestellt ist, um dem ECU (44, 202) zu erlauben, seinen Betrieb bei stattfindender Abnutzung des Motor und seiner assoziierten Komponente anzupassen.
22. Motor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass von Sensoren in das ECU (44, 202) eingegebene Daten mit vorbestimmten Motorbetriebsbedingungen verglichen werden und das ECU (44, 202) Daten zum Einstellen des Durchflusses des Zweitkraftstoffs zum Motor (2) und/oder eines anderen oder mehrerer anderer Motorbetriebsparameter(s) ausgibt.
23. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zweitkraftstoffbegrenzer bereitgestellt ist, um ein "Überwältigen" des Motors (2) zu verhindern.
24. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Kraftstoffzuleitungsmitteln, die den Dieselkraftstoff und den Zweitkraftstoff zum Motor (2) liefern, Schnellabsperrventile (22, 24) bereitgestellt sind.
25. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Traktionsregelvorrichtungen bereitgestellt sind und bei Erkennen eines Traktionsverlustes die Zweitkraftstoffzufuhr zum Motor (2) reduziert oder abgestellt wird.
26. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweitkraftstoff Flüssiggas (LPG) ist.
27. Verfahren zum Umstellen eines Dieselmotors (2) auf einen Zweistoffmotor, wobei der genannte Motor (2) mit Dieselkraftstoff und wenigstens einem Zweitkraftstoff gespeist wird, wobei der Motor mit einem oder mehreren Zylindern (4, 6, 8, 10), in denen wenigstens ein Kolben hin- und hergeht, mit Einspritzmitteln (4A, 6A, 8A, 10A) zum Einspitzen von Dieselkraftstoff in den Zylinder (4, 6, 8, 10) während eines zutreffenden Hubs des Kolbens und wenigstens einem Lufteinlassventil (4C, 6C, 8C, 10C) versehen ist, wobei das genannte Lufteinlassventil (4C, 6C, 8C, 10C) sich während des genannten zutreffenden Hubs des Kolbens in einen offenen Zustand bewegt, um Luft durch es hindurch strömen zu lassen, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Versehen jedes Zylinders (4, 6, 8, 10) des Motors (2) mit Zweitkraftstoffeinspritzmitteln (4B, 6B, 8B, 10B) zum Einspritzen des Zweitkraftstoffs in die Zylinder (4, 6, 8,10), um ein Gemisch aus Dieselkraftstoff und Zweitkraftstoff in den Zylindern (4, 6, 8, 10) für den Betrieb des Motors (2) bereitzustellen, wobei die Zweitkraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) unabhängig von den Dieseleinspritzmitteln (4A, 6A, 8A, 10A) und den Lufteinlassventilen gesteuert werden, Bereitstellen eines ECU, d.h. eines elektronischen Steuergeräts (44, 202), mit einer Mikroprozessoreinrichtung zum dynamischen Steuern von einer oder mehreren Motoreigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verfahren ferner den Schritt des Bereitstellens von Zerstäubungsmitteln (26) im Kraftstoffzufuhrmittel (20) aufweist, um flüssigen Zweitkraftstoff stromaufwärts von den Kraftstoffeinspritzmitteln zu Gas zu reduzieren, um die Abgabe von Zweitkraftstoff in Gasform zu den Zweitkraftstoffeinspritzmitteln zuzulassen, wobei das genannte Zerstäubungsmittel unter der Steuerung des ECU (44, 202) die dynamische Steuerung der Abgabe des gasförmigen Zweitkraftstoffs an die Zweitkraftstoffeinspritzmittel (4B, 6B, 8B, 10B) zulässt.