DD130166B1 - FUEL SYSTEM FOR AIR COMPRESSED INTERNAL COMBUSTION ENGINES! - Google Patents

FUEL SYSTEM FOR AIR COMPRESSED INTERNAL COMBUSTION ENGINES! Download PDF

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Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft luftverdichtende Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren mit Kraftstoffselbstzündung, für die eine Kraftstoffanlage separat oder in Kombination mit einem durch den Motor angetriebenen Finalerzeugnis angeordnet wird.The invention relates to air compressing internal combustion engines, in particular diesel self-ignition diesel engines, for which a fuel system is arranged separately or in combination with a final product driven by the engine.

selbstfahrende Landmaschinenself-propelled agricultural machinery

AutomobildrehkräneAutomobile cranes

Baggerexcavator

stationäre Motorenstationary engines

Charakt e ri s t ikCharacter e ri s t ik

Bekannte Lösungen haben den Nachteil, daß sie nicht frei von Unterdruck oder nicht weitgehend frei von Nebenluft sind· Derartige Nachteile bedingen sich und resultieren aus der Tatsache, daß in Kraftstoff-Ansaug- und Rücklaufleitungen Kraftstoffsäulen bei Motorstillstand einen Unterdruck erzeugen und die nicht hermetisch abdichtenden Kraftstoffleitungen ein Eindringen von Nebenluft nach längeren Stillstandszeiten in das Kraftstoffsystem zulassen.Known solutions have the disadvantage that they are not free of negative pressure or not largely free of secondary air · Such disadvantages arise and result from the fact that in fuel intake and return lines fuel columns at engine standstill generate a negative pressure and the non-hermetically sealing fuel lines allow ingress of secondary air after prolonged downtime in the fuel system.

Bei einer bekannten Lösung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen US AS 3 125 084 findet zur Verkürzung der Phase des Vorpumpens außer der mechanischen Kraftstofförderpumpe eine elektrische Förderpumpe Anwendung. Infolge spezifisch hoher Aufwandskosten,ungenügender Funktionssicherheit und begrenzte? Lebensdauer durch häufige Startvorgänge und Überlastung sind elektrische Förderpumpen für vorgesehenen Einsatzbereich jedoch nachteilig·In a known solution for mixture-compressing internal combustion engines US Pat. No. 3,125,084, an electric feed pump is used for shortening the phase of the pre-pumping in addition to the mechanical fuel feed pump. Due to specific high cost of ownership, insufficient reliability and limited? Lifetime due to frequent starting operations and overloading, however, electrical feed pumps are disadvantageous for the intended area of use.

Für eine gemischbildende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und Kraftstoffeinspritzung in das Luftansaugrohr ist eine Lösung (BRD 1 751 275) bekannt, bei der einer mechanischFor a mixture-forming internal combustion engine with spark ignition and fuel injection into the air intake pipe, a solution (FRG 1 751 275) is known in which a mechanical

angetriebenen zweistufigen Kraftstofförderpumpe ein niveaumäßig höher gelegener Zwischenbehälter zugeordnet wird, um eine ausreichende Kraftstoffversorgung der Hochdruckstufe aus dem Zwischenbehälter beim Anlassen sofort zu gewährleisten· Dieser Zwischenbehälter hat außerdem die Aufgabe, Kraftstoffdampfblasen zu sammeln, Überschußkraftstoff von der Einspritzpumpe aufzunehmen und weiterhin eine Rückflußleitung aufzunehmen, die zur Erzeugung eines leichten Überdruckes im Zwischenbehälter gedrosselt ist, damit eine eventuelle Ausdampfung verzögert wird. Diese Anordnung und Gestaltung der Kraftstoffleitungen ist speziell für den Betrieb mit leicht siedenden Kraftstoffen ausgelegt und nicht für luftverdichtende Brennkraftmaschinen geeignet, die mit höher siedenden Kraftstoffen betrieben werden.This intermediate container has also the task of collecting fuel vapor bubbles to receive excess fuel from the injection pump and continue to record a return line, the. To Production of a slight overpressure in the intermediate container is throttled, so that any evaporation is delayed. This arrangement and design of the fuel lines is specially designed for operation with low-boiling fuels and not suitable for air-compressing internal combustion engines, which are operated with higher-boiling fuels.

Es ist weiterhin eine Lösung bekannt (DDR P 02 M 194 310), bei der 2 mechanisch angetriebene Kraftstofförderpumpen ~ und ein Zwischenbehälter so gekoppelt und geschaltet werden, indem sich die beiden Kraftstofförderpumpen durch die getroffene Anordnung gegenseitig im Anfahrbetrieb untersützen. Diese Lösung hat den Nachteil,.daß Unterdruckbildung im Kraftstoffsystem bei längerem Motorstillstand nicht verhindert werden kann·It is also a solution known (DDR P 02 M 194 310), in which 2 mechanically driven Kraftstofförderpumpen ~ and an intermediate container are coupled and switched by the two Kraftstofförderpumpen supported by the arrangement taken each other in the starting operation. This solution has the disadvantage that it is not possible to prevent underpressure formation in the fuel system during prolonged engine stoppage.

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bekannte Nachteile zu vermeiden und bessere Betriebsbedingungen für eine Brennkraftmaschine zu schaffen.The aim of the invention is to avoid known disadvantages and to provide better operating conditions for an internal combustion engine.

e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei niedrigen Temperaturen eine hohe Startbereitschaft sicherzustellen und Unterdruckbildung zu verhindern, insbesondere an Kraftstoffanlagen, deren Kraftstoffspiegel im Vorratstank gegenüber angeordneten Flammglühkerzen ein tiefer gelegenes Niveau aufweist.The invention is based on the object at low temperatures to ensure a high start-up readiness and to prevent the formation of negative pressure, in particular fuel systems whose fuel level in the storage tank opposite arranged flame glow has a lower level.

Erfindungsgemäß wird die Unterdruckfreiheit des Gesamtsystems durch eine innere Belüftung des äußeren Kreislaufes herbeigeführt, indem der von der ersten Förderpumpe geförder-te überschüssige Kraftstoff aus dem Zwischenbehälter durch eine mit ständiger Neigung verlegte und im Querschnitt überdimensionierte Rücklaufleitung drucklos, d. h« ohne Erzeugung eines Unterdruckes in den Kraftstofftank zurückströmen kann und durch diese bei Motorstillstand völlig entleerte Leitung vom atmosphärisch belüfteten Tank her eine Belüftung des Zwischenbehälters mit einem Druckausgleich auf das Niveau des jeweiligen atmosphärischen Druckes erfolgen kann·According to the invention, the negative pressure freedom of the entire system is brought about by an internal ventilation of the outer circuit by the excess fuel conveyed by the first delivery pump excess pressure from the intermediate container through a permanently tilted and oversized in cross-section return line, d. h "can flow back into the fuel tank without generating a negative pressure and through this line completely emptied at engine standstill ventilation of the intermediate container can be carried out from the atmospherically ventilated tank ago with a pressure equalization to the level of the respective atmospheric pressure.

Durch die Belüftung des Zwischenbehälters erhält dieser die Grundfunktion eines in bekannter Weise üblichen hochgelegenen Kraftstofftankes, von dem aus der Kraftstoff von der Förderpumpe des inneren Kreislaufes angesaugt wird·By the ventilation of the intermediate container receives this the basic function of a conventional manner high-lying fuel tank, from which the fuel is sucked by the feed pump of the inner circuit ·

Die Mindestneigung der Kraftstoffrücklaufleitung - bevorzug über 10 % - ist so gewählt, daß bei beliebigen Neigungen der vom Motor angetriebenen Arbeitsmaschine sov/ohl bei ihrem Betrieb als auch bei Stillstand zur Sicherstellung eines kontinuierlichen Kraftstoffrückflusses stets ein Gefälle in Richtung Kraftstofftank an jedem einzelnen der Leitungsabschnitte vorhanden ist· Der überdimensionierte Querschnitt der Kraftstoffrücklaufleitung - bevorzugt über das Doppelte des Querschnitts der Zuführungsleitung - ist so gewählt, daß auch während der Arbeit der ersten Förderpumpe des äußeren Kreislaufes durch die Rücklaufleitung selbst bei zurückfließendem Kraftstoff eine Belüftung des Zwischenbehälters mit einem Durckausgleich zum Tank hin erfolgt·The minimum inclination of the fuel return line - preferably over 10 % - is chosen so that at any inclinations of the engine driven machine sov / ohl in their operation as well as at standstill to ensure a continuous flow of fuel always a gradient in the direction of the fuel tank at each of the line sections available · The oversized cross-section of the fuel return line - preferably over twice the cross section of the supply line - is chosen so that even during the work of the first pump of the outer circuit through the return line, even with the fuel flowing back a ventilation of the intermediate container with a pressure compensation takes place towards the tank ·

Die Einmündung der Kraftstoffrücklaufleitung in den Kraftstofftank erfolgt in den Luftraum oberhalb des Kraftstoffspiegels, der durch eine Belüftungsöffnung mit der umgebenden Atmosphäre verbunden ist·The confluence of the fuel return line in the fuel tank takes place in the air space above the fuel level, which is connected through a ventilation opening with the surrounding atmosphere.

Desweiteren wird erfindungsgemäß der Kraftstoffζufluß zu den Flammglühkerzen dadurch gev/ährleistet, daß bei Motorstillstand über eine gedrosselte Zuführungsleitung FaIlkraftstoff und bei in Punktion befindlicher Förderpumpe des inneren Kreislaufes hochgepumpter Kraftstoff am Durchgang smagne tv ent il zur Versorgung der Flammglühkerzen anliegt.Furthermore, according to the invention, the fuel flow to the flame glow plugs is ensured by the fact that at engine standstill via a throttled supply line FaIlstoffstoff and in-puncture feed pump of the inner circuit pumped up fuel at the passage smagne tv ent il applied to supply the flame glow plugs.

Während der bei Motorstillstand und bei Öffnung des Magnetventils zu den Flammglühkerzen strömende Fallkraftstoff ausreichend für die Herausbildung einer Initialzündung ist, wird bei Betätigung der Förderpumpe die in der Phase des Motordurchdrehens durch den Anlasser und in der Anfangsphase des Motorselbstlaufes steigende Kraftstoffbedarfsmenge zur Ausbildung einer stabilen Flamme unter Druck zugeführt. Vor den Flammglühkerzen angeordnete Drosseln gewährleisten eine in den erforderlichen Grenzen gehaltene Dosierung der Kraftstoffmenge.While the falling fuel flowing to the flame glow plugs when the engine is stopped and opening the solenoid valve is sufficient for initiating an ignition, the amount of fuel required to generate a stable flame becomes less upon actuation of the feed pump in the phase of engine cranking by the starter and in the initial phase of engine self-running Pressure supplied. Throttles arranged in front of the flame glow plugs ensure that the fuel quantity is kept within the required limits.

Merkmale der Erfindung - statische Darstellung Der äußere Kraftstoffkreislauf wird durch die Bauelemente Kraftstofftank 1 mit Entlüftungsöffnung 2, Kraftstoffvorfilter 3, Kraftstofförderpumpe 4 und Kraftstoffzwischenbehälter 5 gebildet. Die Verbindung dieser Bauelemente erfolgt auf der Förderstrecke über die Saugleitung 6 und Förderleitung 7, die üblicherweise in Abhängigkeit vom Fördervolumen im Querschnitt gering bemessen sind· Die erfindungsgemäß mit ständiger Neigung in allen Abschnitten verlegte und gleichzeitig im Querschnitt um mehr als das Doppelte gegenüber der Förderleitung 7 überdimensionierte Kraftstoff-Rückflußleitung 8 stellt die atmosphärische Verbindung zwischen den Lufträumen des Zwischenbehälters 5 a und des Kraftstofftanks 1 a here Features of the invention - static representation The outer fuel circuit is formed by the components fuel tank 1 with vent 2, fuel prefilter 3, fuel feed 4 and intermediate fuel tank 5. The connection of these components takes place on the conveyor line via the suction line 6 and delivery line 7, which are usually dimensioned small depending on the delivery volume in cross section · The invention laid with constant inclination in all sections and at the same time in cross section by more than twice compared to the conveyor line. 7 Oversized fuel return line 8 provides the atmospheric connection between the air spaces of the intermediate container 5 a and the fuel tank 1 a ago e

Der innere Kraftstoffkreislauf wird durch die Bauelemente Kraftstoffzwischenbehälter 5, Förderpumpe 9, Kraftstoffeinfilter 10, Einspritzpumpe 11, Überströmventil 12 gebildet. Die Verbindung dieser Bauelemente erfolgt durch die Saugleitung 13 mit dem Saugrohr 13 a, die Förderleitung 14 und dieThe inner fuel circuit is formed by the components intermediate fuel tank 5, feed pump 9, fuel inlet 10, injection pump 11, overflow valve 12. The connection of these components takes place through the suction line 13 with the suction pipe 13 a, the delivery line 14 and the

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Überstrumleitung 15· Von diesem inneren Kraftstoffkreislauf wird erfindungsgeinäß das Kraftstoffversorgungssystem der Starthilfe abgezweigt. Dieses System besteht aus den Bauelementen Magnetventil 19» einer oder mehreren Flammglühkerzen 20, Kraftstoffkurzschlußleitung 21, aus eingesetzter Drossel 22, Zuführungsleitung 25, Drossel 24 und Fallkraftstoff aus Kraftstoffzwischenbehälter 5 bei Motorstillstand und zusätzlich durch abgezweigte Kraftstoffleitung 23 und Drossel 26 bei Motorbetrieb.Überstrumleitung 15 · From this inner fuel circuit erfindungsgeinäß the fuel supply system of the jump start is diverted. This system consists of the components solenoid valve 19 »one or more flame glow plugs 20, fuel short circuit 21, from inserted throttle 22, supply line 25, throttle 24 and case fuel from intermediate fuel tank 5 at engine standstill and additionally by branched fuel line 23 and throttle 26 during engine operation.

Das angeordnete, abgestimmte Drosselsystem 22, 24» bestimmt die Dosierung des Fallkraftstoffes beim Vorglühen. Die Drosseln 24 werden zweckmäßigerweise unmittelbar vor den Flammglühkerzen angeordnet, um die Leitungen 25 möglichst schnell beim Vorglühen nach einer Entleerung oder Teilentleerung aufzufüllen.The arranged, tuned throttle system 22, 24 »determines the dosage of the case fuel during preheating. The throttles 24 are expediently arranged immediately in front of the flame glow plugs in order to fill the lines 25 as quickly as possible during the preheating after emptying or partial emptying.

Beschreibung in FunktionDescription in function

Beim Starten der Brennkraftmaschine werden von der Nockenwelle der Einspritzpumpe zwei Kraftstoffpumpen mechanisch angetrieben. Dabei saugt die Kraftstofförderpumpe des äußeren Kreislaufes aus dem Kraftstofftank ab und fördert den Kraftstoff in den Zwischenbehälter, der zum gesamten System die höchste Lage einnimmt·When starting the internal combustion engine, two fuel pumps are mechanically driven by the camshaft of the injection pump. The fuel pump of the outer circuit sucks out of the fuel tank and delivers the fuel to the intermediate container, which occupies the highest position for the entire system ·

Gleichzeitig fördert und versorgt die Kraftstofförderpumpe des inneren Kreislaufes aus dem Zwischenbehalter bei beliebigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine sowohl die Einspritzpumpe, als auch über eine abgezweigte Leitung und ein Magnetventil die Flammglühkerzen.At the same time promotes and supplies the Kraftstofförderpumpe the inner circuit from the Zwischenbehalter at any operating conditions of the internal combustion engine both the injection pump, as well as a branched line and a solenoid valve, the flame glow plugs.

Infolge des vor dem Magnetventil anliegenden Kraftstoffdruckes, der die geodätische Höhe des Kraftstoffspiegels vom Zwischenbehälter zu Kurzschlußleitung 25 um ein Vielfaches übersteigt, fließt ein geringer Teil des Kraftstoffes über die Kraftstoffkurzschlußleitung in entgegengesetzter RichtungAs a result of the pressure applied in front of the solenoid valve fuel pressure, which exceeds the geodetic height of the fuel level from the intermediate container to short-circuit line 25 by a multiple, a small part of the fuel flows through the fuel short-circuit line in the opposite direction

Ausführungsbeispielembodiment

Aus dem Kraftstofftank 1 wird Kraftstoff über eine Zuführungsleitung 6 und ein Kraftstoffvorfilter 3 von der Kraftstofförderpumpe 4 angesaugt und über eine weitere Zuführungsleitung 7 in den am höchsten gelegenen Zwischenbehälter 5 gefördert. Zum Zwecke des Druckausgleichs wird eine Rücklaufleitung 8 vorzugsweise mit dem doppelten Querschnitt der Zuführungsleitung vom Zwischenbehälter zum Tank hin, etwa 10 % geneigt verlegt. Der Tank ist über eine Öffnung mit der freien Atmosphäre verbunden, so daß während der Arbeit der 1· Förderpumpe durch die Rücklaufleitung, selbst bei zurückfließendem Kraftstoff, eine Belüftung gewährleistet ist. Die Mündung der Kraftstoffrücklaufleitung wird in den Luftraum oberhalb des Kraftstoffspiegeis geführt. Entgegen einer direkten Belüftung aus dem Zwischenbehälter zur Atmosphäre hat diese indirekte Belüftung den Vorzug, daß ein zeitweises Überlaufen des Zwischenbehälters und ein Eindringen von Staub und anderen Verunreinigungen verhindert wird. Aus dem Zwischenbehälter 5 wird über das Saugrohr 13a, Saugleitung 13, Kraftstoffeinfilter 10 und Förderleitung 14 die Einspritzpumpe versorgt, so daß die Einspeisung der Einspritzdüse 17 in· bekannter Weise erfolgt. Überschüssiger Kraftstoff wird über die Rücklaufleitungen (Überströmleitung 15, Leckkraftstoffleitung 18) in den Zwischenbehälter zurückgeführt. Vor der Einspritzpumpe wird Druckkraftstoff abgezweigt, der zur Einspeisung der Flammglühkerzen 20 dient»From the fuel tank 1, fuel is sucked in via a supply line 6 and a fuel prefilter 3 from the fuel feed pump 4 and conveyed via a further supply line 7 into the highest intermediate container 5. For the purpose of pressure equalization, a return line 8, preferably with the double cross-section of the supply line from the intermediate container to the tank, is laid at an angle of about 10 % . The tank is connected via an opening with the free atmosphere, so that during the work of 1 · feed pump through the return line, even with backflowing fuel, ventilation is ensured. The mouth of the fuel return line is led into the air space above the fuel level. Contrary to direct ventilation from the intermediate container to the atmosphere, this indirect ventilation has the advantage that a temporary overflow of the intermediate container and the ingress of dust and other impurities is prevented. From the intermediate container 5, the injection pump is supplied via the suction pipe 13a, suction line 13, Kraftstoffeinfilter 10 and delivery line 14, so that the injection of the injection nozzle 17 in a known manner. Excess fuel is returned via the return lines (overflow 15, leak fuel line 18) in the intermediate container. Prior to the injection pump pressure fuel is diverted, which serves to feed the flame glow plugs 20 »

Für die Kraftstoffversorgung in der Vorglühperiode wird über die Kraftstoffkurzschlußleitung 21 und Drossel 22 Fallkraftstoff zu den Flammglühkerzen geführt· Über einen gemeinsamen elektrischen Glühanlaßschalter werden Magnetventil 19 und FJammglühkerzen in Funktion gesetzt. Damit kann sich noch vor Betätigung des Motoranlassers eine Initialflamme ausbilden, so daß eine stabile Flammenausbildung bei Anlasserbetätigung eintritt und eine Stabilisierung des Motorselbstlaufes ermöglicht wird.For the fuel supply in the pre-glow period, case fuel is led via the fuel short-circuit line 21 and throttle 22 to the flame glow plugs. The magnetic valve 19 and flame glow plugs are put into operation via a common electrical glow starter switch. This can form an initial flame before actuation of the engine starter, so that a stable flame training occurs during starter operation and stabilization of the motor self-running is possible.

Claims (1)

Patentanspruchclaim Kraftstoffanlage für luft-verdichtende Brennkraftmaschinen bestehend aus einem äußeren und inneren Kreislauf, die durch einen niveaumäßig am höchsten gelegenen Kraftstoffzwischenbehälter miteinander -verbunden sind und deren Förderpumpen in bekannter Weise angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Druckausgleich der im Kraftstofftank (1) oberhalb des Kraftstoffspiegeis befindliche und mit der äußeren Atmosphäre verbundene Luftraum (1 a) über eine in diesen Luftraum einmündende überdimensionierte und mit stetiger Neigung -verlegte Kraftstoffrücklaufleitung (8) atmosphärisch mit dem Luftraum (5 a) des Kraftstoffzwischenbehälters (5) verbunden ist.Fuel system for air-compressing internal combustion engines consisting of an outer and inner circuit, which are interconnected by a level at the highest intermediate fuel tank and whose feed pumps are driven in a known manner, characterized in that for a pressure equalization in the fuel tank (1) above the Fuel level located and connected to the outer atmosphere airspace (1 a) via an opening into this air space oversized and with a constant slope-laid fuel return line (8) is atmospherically connected to the air space (5 a) of the intermediate fuel tank (5). Kraftstoffanlage nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß von einem belüfteten Kraftstoffzwischenbehälter (5) als Starthilfe in der Vorglühperiode Fallkraftstoff und in der Startphase Druckkraftstoff über ein Magnetventil (19) dosiert durch die Drosseln (22 und 26) zur Verfügung steht.Fuel system according to item 1, characterized in that from a vented intermediate fuel tank (5) as a jump start in the Vorglühperiode case fuel and in the starting phase compressed fuel via a solenoid valve (19) dosed by the throttles (22 and 26) is available. Kraftstoffanlage nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen Auffüllen der Leitungen (25). die Drosseln (24) in bekannter Weise unmittelbar vor oder in den Flammglühkerzen (20) angeordnet sind.Fuel system according to item 1 and 2, characterized in that for fast filling of the lines (25). the throttles (24) are arranged in a known manner immediately before or in the flame glow plugs (20). Hierzu /f Seite ZeichnungFor this purpose / f page drawing
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