DE102015213089A1

DE102015213089A1 - Fuel heating

Info

Publication number: DE102015213089A1
Application number: DE102015213089.4A
Authority: DE
Inventors: Werner Schadler; Tadeu Miguel Malago Amaral; Fernando Yoshino
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2016-02-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffheizeinrichtung (3) zum Heizen eines flüssigen Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (8), in dem ein Heizraum (9) angeordnet ist und das einen Zulauf (5) für Kraftstoff sowie einen Ablauf (6) für Kraftstoff aufweist und mit einem elektrischen Heizkörper (12), der im Heizraum (9) angeordnet ist und darin in Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung (3) mit dem Kraftstoff in Kontakt steht. Ein verbesserter Wirkungsgrad ergibt sich, wenn der Ablauf (5) im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung (3) den Kraftstoff aus dem Heizraum (9) in einem oberen Bereich (16) des Heizraums (9) entnimmt.The present invention relates to a fuel heater (3) for heating a liquid fuel for an internal combustion engine, comprising a housing (8) in which a heating chamber (9) is arranged and which has a feed (5) for fuel and a drain (6) for Having fuel and with an electric heater (12) which is disposed in the heating chamber (9) and is in operation of the fuel heater (3) in contact with the fuel. An improved efficiency results when the sequence (5) during operation of the fuel heater (3) takes the fuel from the heating chamber (9) in an upper region (16) of the heating chamber (9).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffheizeinrichtung zum Heizen eines flüssigen Kraftstoffs für eine Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, die mit wenigstens einer derartigen Kraftstoffheizeinrichtung ausgestattet ist.The present invention relates to a fuel heater for heating a liquid fuel for an internal combustion engine, having the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a fuel injection system for an internal combustion engine, preferably a motor vehicle, which is equipped with at least one such fuel heater.

Bei Brennkraftmaschinen, die mit einem Kraftstoff betrieben werden sollen, der bei niedrigen Temperaturen eine hohe Viskosität besitzt, besteht das Problem, dass mit Hilfe derartiger Kraftstoffe für den Start der Brennkraftmaschine, also für das Anlassen der Brennkraftmaschine bei diesen niedrigen Temperaturen kein zündfähiges Gemisch in den Brennräumen der Brennkraftmaschine erzeugt werden kann. Bei sogenannten "Bio-Kraftstoffen", insbesondere bei Bio-Diesel, tritt dieses Problem bereits bei Temperaturen unterhalb von +14°C auf. Andere Bio-Kraftstoffe, wie z.B. Ethanol und Methanol, charakterisieren sich durch einen Flammpunkt von etwa 12°C, der sehr hoch ist im Vergleich zum Flammpunkt von herkömmlichem Benzin, der bei etwa –42°C liegt. Folglich haben derartige Bio-Kraftstoffe eine niedrige Flüchtigkeit im Vergleich zu Benzin und benötigen eine hohe Verdampfungswärme im Vergleich zu Benzin. Diese Eigenschaften führen bei derartigen Bio-Kraftstoffen, wie Ethanol und Methanol, zu kritischen Situationen für den Start einer Brennkraftmaschine unter kalten Umgebungsbedingungen, da derartige Bio-Kraftstoffe eine große Menge an Wärme benötigen, um einen Einspritzstrahl zu erzeugen, der sich für eine Zündung und zum Starten der Brennkraftmaschine eignet. Zur Lösung dieser Problematik kommen Kraftstoffheizeinrichtungen der vorstehend genannten Art zum Einsatz, mit deren Hilfe der flüssige Kraftstoff aufgeheizt werden kann. Hierzu sind diese Kraftstoffheizeinrichtungen zum Einbau in eine Kraftstoffeinpritzanlage der Brennkraftmaschine zwischen einer Kraftstoffleitung, die mehreren Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, und einem Injektor vorgesehen, der jeweils einem solchen Brennraum zugeordnet ist. Dabei wird eine derartige Kraftstoffheizeinrichtung zweckmäßig direkt vor einem Injektor zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen Brennraum der Brennkraftmaschine angeordnet, so dass mit der jeweiligen Kraftstoffheizeinrichtung nur eine vergleichsweise kleine Kraftstoffmenge aufgeheizt werden muss, um den Energieaufwand zum Aufheizen des Kraftstoffs möglichst gering zu halten. Innerhalb einer Kraftstoffeinspritzanlage ist daher zweckmäßig jedem Brennraum ein Injektor und jedem Injektor eine Kraftstoffheizeinrichtung zugeordnet. Ferner werden innerhalb der Kraftstoffeinspritzanlage mehrere Brennräume aus einer gemeinsamen Kraftstoffleitung mit Kraftstoff versorgt, der dann in der jeweiligen Kraftstoffheizeinrichtung vorgeheizt und durch den jeweiligen Injektor in den jeweiligen Brennraum eingespritzt wird.In internal combustion engines, which are to be operated with a fuel which has a high viscosity at low temperatures, there is the problem that with the help of such fuels for the start of the internal combustion engine, ie for starting the internal combustion engine at these low temperatures no ignitable mixture in the Combustion chambers of the internal combustion engine can be generated. For so-called "bio-fuels", especially for bio-diesel, this problem already occurs at temperatures below + 14 ° C. Other biofuels, such as e.g. Ethanol and methanol are characterized by a flash point of about 12 ° C, which is very high compared to the flash point of conventional gasoline, which is about -42 ° C. Consequently, such biofuels have low volatility compared to gasoline and require high heat of vaporization compared to gasoline. These properties result in critical situations for starting an internal combustion engine under cold environmental conditions in such biofuels, such as ethanol and methanol, since such biofuels require a large amount of heat to produce an injection jet suitable for ignition and combustion suitable for starting the internal combustion engine. To solve this problem, fuel heating devices of the aforementioned type are used, with the aid of which the liquid fuel can be heated. For this purpose, these fuel heaters are provided for installation in a fuel injection system of the internal combustion engine between a fuel line, which is assigned to a plurality of combustion chambers of the internal combustion engine, and an injector, which is associated with such a combustion chamber. In this case, such a fuel heater is expediently arranged directly in front of an injector for injecting the fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine, so that with the respective fuel heater only a relatively small amount of fuel must be heated in order to minimize the energy required to heat the fuel. Within a fuel injection system, it is therefore expedient to associate with each combustion chamber an injector and with each injector a fuel heater. Furthermore, a plurality of combustion chambers are supplied with fuel from a common fuel line within the fuel injection system, which is then preheated in the respective fuel heater and injected through the respective injector into the respective combustion chamber.

Aus der WO 2014/072171 A1 ist eine gattungsgemäße Kraftstoffheizeinrichtung bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in dem ein Heizraum angeordnet ist und das einen Zulauf für Kraftstoff sowie einen Ablauf für Kraftstoff aufweist. Im Heizraum ist ein elektrischer Heizkörper angeordnet, der im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung im Heizraum unmittelbar mit dem Kraftstoff in Kontakt steht. From the WO 2014/072171 A1 a generic fuel heater is known which has a housing in which a heating chamber is arranged and which has an inlet for fuel and a drain for fuel. In the boiler room, an electric radiator is arranged, which is in direct contact with the fuel during operation of the fuel heater in the boiler room.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine derartige Kraftstoffheizeinrichtung bzw. für eine damit ausgestattete Kraftstoffeinspritzanlage eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen verbesserten energetischen Wirkungsgrad auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of providing for such a fuel heater or for a fuel injection system equipped therewith an improved embodiment, which is characterized in particular by an improved energy efficiency.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht gemäß einem ersten Aspekt auf dem allgemeinen Gedanken, den Ablauf am bzw. im Gehäuse so anzuordnen bzw. so auszugestalten, dass er im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung den Kraftstoff aus dem Heizraum in einem im Einbauzustand der Kraftstoffheizeinrichtung oberen Bereich des Heizraums entnehmen kann. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass im Heizraum Konvektionsvorgänge dazu führen, dass innerhalb des Heizraums eine Temperaturschichtung entsteht, die dazu führt, dass im oberen Bereich des Heizraums der Kraftstoff eine höhere Temperatur besitzt als in einem unteren Bereich des Heizraums. Durch die Entnahme des Kraftstoffs im oberen Bereich lässt sich der Kraftstoff somit auf einem höheren Temperaturniveau aus dem Heizraum abführen und ggf. dem jeweiligen Injektor zuführen. Somit kann durch eine einfache strukturelle Maßnahme die energetische Bilanz der Kraftstoffheizeinrichtung verbessert werden. According to a first aspect, the invention is based on the general idea of arranging or configuring the drain on or in the housing so that it can remove the fuel from the boiler room during operation of the fuel heater in an upper area of the boiler room in the installed state of the fuel heater. In this case, the invention uses the knowledge that convection processes in the boiler room lead to a temperature stratification within the boiler room, which leads to the fuel having a higher temperature in the upper area of the boiler room than in a lower area of the boiler room. By removing the fuel in the upper region, the fuel can thus be discharged at a higher temperature level from the boiler room and possibly feed the respective injector. Thus, the energy balance of the fuel heater can be improved by a simple structural measure.

Die Erfindung beruht gemäß einem zweiten Aspekt auf dem allgemeinen Gedanken, den Zulauf am bzw. im Gehäuse so auszugestalten bzw. so anzuordnen, dass er im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung den Kraftstoff in den Heizraum in einem Einbauzustand der Kraftstoffheizeinrichtung unteren Bereich des Heizraums einleiten kann. Auch hier nutzt die Erfindung die Erkenntnis, dass Konvektionsvorgänge im Heizraum eine Temperaturschichtung bewirken, die dazu führt, dass im unteren Bereich des Heizraums die Temperatur des Kraftstoffs geringer ist als im oberen Bereich des Heizraums. Die Zuleitung des kalten Kraftstoffs in den unteren Bereich des Heizraums hat somit keinen oder nur einen geringen Effekt auf den beheizten Kraftstoff im Heizraum. Insbesondere kann eine Kühlung des beheizten Kraftstoffs innerhalb des Heizraums, insbesondere im oberen Bereich, durch die Zuleitung des kalten Kraftstoffs im unteren Bereich minimiert werden. Dementsprechend erhöht sich auch durch diese strukturell einfache Maßnahme der energetische Wirkungsgrad der Kraftstoffheizeinrichtung.According to a second aspect, the invention is based on the general idea of configuring or arranging the inlet on or in the housing in such a way that it can introduce the fuel into the heating chamber in an installed state of the fuel heater at the bottom of the heating chamber during operation of the fuel heater. Again, the invention uses the knowledge that convection operations in the boiler room cause a temperature stratification, which means that in the lower part of the boiler room, the temperature of the fuel is lower than in the upper region of the boiler room. The supply of cold fuel in the lower portion of the boiler room thus has little or no effect on the heated fuel in the Boiler room. In particular, cooling of the heated fuel within the heating space, in particular in the upper area, can be minimized by the supply of the cold fuel in the lower area. Accordingly, the energy efficiency of the fuel heater also increases by this structurally simple measure.

Die Bezeichnungen "oben" und "unten" beziehen sich auf die Einbaulage der Kraftstoffheizeinrichtung bei an der Brennkraftmaschine montierter Kraftstoffheizeinrichtung und sind relativ zu einander zu verstehen, so dass der obere Bereich in der Einbaulage weiter oben ist als der untere Bereich.The terms "up" and "down" refer to the installation position of the fuel heater in the fuel heater mounted on the engine and are to be understood relative to each other so that the upper portion in the installation position is higher than the lower portion.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die beiden vorstehend genannten unabhängigen Maßnahmen gleichzeitig realisiert werden. Durch die gezielte Entnahme des aufgeheizten Kraftstoffs durch den Ablauf aus dem oberen Bereich des Heizraums und durch die gezielte Zuleitung des kalten Kraftstoffs durch den Zulauf in den unteren Bereich des Heizraums lässt sich eine kalorische Wechselwirkung zwischen Ablauf und Zulauf minimieren, wodurch Wärmeverluste reduziert und der energetische Wirkungsgrad der Kraftstoffheizeinrichtung verbessert ist.Particularly advantageous is an embodiment in which the two above-mentioned independent measures are realized simultaneously. The targeted removal of the heated fuel through the drain from the upper region of the boiler room and the targeted supply of cold fuel through the inlet in the lower part of the boiler room can minimize a caloric interaction between drain and inlet, thereby reducing heat losses and the energetic Efficiency of the fuel heater is improved.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Ablauf einen Ablaufanschluss zum direkten Anschließen der Kraftstoffheizeinrichtung an den jeweiligen Injektor aufweist. Somit lässt sich die Kraftstoffheizeinrichtung besonders einfach unmittelbar am Injektor anbringen. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn der Ablaufanschluss eine zylindrische Wand aufweist, die auf ein Einlassende des jeweiligen Injektors aufsteckbar ist.Advantageously, it can be provided that the drain has a drain connection for the direct connection of the fuel heater to the respective injector. Thus, the fuel heater can attach very easily directly to the injector. A further simplification results if the discharge connection has a cylindrical wall which can be plugged onto an inlet end of the respective injector.

Gemäß einer anderen Ausfürhungsform kann das Gehäuse einstückig ausgestaltet sein. Bevorzugt ist das Gehäuse einstückig urgeformt, also in Urformtechnik hergestellt. Beispielsweise kann es in Spritzformtechnik, vorzugsweise aus Kunststoff, hergestellt sein. Auch ist grundsätzlich eine Sinterbauweise denkbar oder mittels 3D-Drucktechnik. According to another embodiment, the housing may be designed in one piece. Preferably, the housing is in one piece urgeformt, so produced in Urformtechnik. For example, it can be produced in injection molding technology, preferably made of plastic. Also, a sintered construction is basically conceivable or by means of 3D printing technology.

Optional kann der Zulauf integral am Gehäuse ausgeformt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Ablauf integral am Gehäuse ausgeformt sein.Optionally, the inlet may be integrally formed on the housing. Additionally or alternatively, the drain may be integrally formed on the housing.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Ablauf einen außen am Gehäuse angeordneten Ablaufanschluss aufweisen, der im Einbauzustand der Kraftstoffheizeinrichtung in einem unteren Bereich des Gehäuses angeordnet ist. Ferner kann der Ablauf dann einen im Gehäuse angeordneten Ablaufkanal aufweisen, der den Ablaufanschluss mit dem oberen Bereich des Heizraums fluidisch verbindet. Durch diese Maßnahme kann der Ablaufanschluss in konventioneller Weise unten am Gehäuse angeordnet werden, wobei der Ablaufanschluss dennoch über den Ablaufkanal mit dem oberen Bereich des Heizraums fluidisch verbunden ist, so dass der Ablauf insgesamt den beheizten Kraftstoff aus dem oberen Bereich des Heizraums entnehmen kann. Durch die Integration des Ablaufkanals in das Gehäuse ergibt sich ferner ein besonders einfacher Aufbau.According to an advantageous development, the drain can have an outlet connection arranged outside the housing, which is arranged in the installed state of the fuel heater in a lower region of the housing. Furthermore, the drain can then have an outlet channel arranged in the housing, which fluidly connects the outlet connection with the upper region of the heating chamber. By this measure, the drain port can be arranged in a conventional manner at the bottom of the housing, wherein the drain port is still fluidly connected via the drain channel with the upper portion of the heating chamber, so that the process can remove a total of the heated fuel from the upper region of the boiler room. The integration of the drainage channel into the housing also results in a particularly simple construction.

Zweckmäßig ist dabei eine Weiterbildung, bei welcher der Ablaufkanal in eine den Heizraum begrenzende Wand des Gehäuses integriert ist. Hierdurch reduzieren sich zum einen die Herstellungskosten. Zum anderen lässt sich der Ablaufkanal besonders einfach derart integrieren, dass er innerhalb des Heizraums keine Störkontur bildet, welche die Durchströmung des Heizraums während des Betriebs der Kraftstoffheizeinrichtung nachteilig beeinflusst. Expediently, a development in which the drainage channel is integrated into a heating chamber bounding wall of the housing. This reduces the production costs on the one hand. On the other hand, the drainage channel can be particularly easily integrated such that it does not form a disturbing contour within the heating chamber, which adversely affects the flow through the heating chamber during operation of the fuel heating device.

Zusätzlich oder alternativ kann bei einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass sich der Ablaufkanal in der Umfangsrichtung nur über einen Teil des Umfangs des Heizraums erstreckt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der Ablaufkanal in einem vom Zulauf abgewandten Umfangsteil des Heizraums befindet.Additionally or alternatively, in another embodiment, it may be provided that the drainage channel extends in the circumferential direction only over part of the circumference of the heating chamber. It when the flow channel is located in a remote from the inlet peripheral part of the boiler room is particularly advantageous.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Zulauf einen außen am Gehäuse angeordneten Zulaufanschluss aufweisen, der im Einbauzustand der Kraftstoffheizeinrichtung in einem oberen Bereich des Gehäuses angeordnet ist. Außerdem weist der Zulauf dann zweckmäßig einen im Gehäuse angeordneten Zulaufkanal auf, der den Zulaufanschluss mit dem unteren Bereich des Heizraums fluidisch verbindet. Bei dieser Bauform lässt sich der Zulaufanschluss auf konventionelle Weise in einem oberen Bereich des Gehäuses anordnen, wobei über den innenliegenden Zulaufkanal die Zuleitung des kalten Kraftstoffs in den unteren Bereich des Heizraums erfolgen kann.In another advantageous embodiment, the inlet may have an inlet connection arranged outside the housing, which is arranged in the installed state of the fuel heater in an upper region of the housing. In addition, the inlet then expediently has a supply channel arranged in the housing, which fluidly connects the inlet connection with the lower region of the heating chamber. In this design, the inlet connection can be arranged in a conventional manner in an upper region of the housing, wherein the feed line of the cold fuel into the lower region of the heating chamber can take place via the inner inlet channel.

Zweckmäßig kann der Zulaufkanal in eine den Heizraum begrenzende Wand des Gehäuses integriert sein. Auch hier führt die Integration zu einer preiswerten Herstellbarkeit. Ferner lässt sich der Zulaufkanal besonders einfach so in die Wand integrieren, dass der Zulaufkanal keine Störkontur für die Kraftstoffströmung im Heizraum bildet.Suitably, the inlet channel can be integrated into a heating chamber bounding wall of the housing. Again, the integration leads to an inexpensive manufacturability. Furthermore, the inlet channel can be particularly easily integrated into the wall so that the inlet channel forms no interference contour for the fuel flow in the boiler room.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Zulaufkanal im oberen Bereich des Heizraums eine Öffnung aufweisen, die durch den Heizkörper verschlossen ist. Durch diese Maßnahme lässt sich der Zulaufkanal besonders einfach herstellen. Bevorzugt ist das Gehäuse aus einem Kunststoff in Spritzformtechnik hergestellt. Der integrierte Zulaufkanal lässt sich dabei besonders einfach realisieren, wenn er sowohl zum Zulaufanschluss als auch im oberen Bereich des Heizraums offen ist. Damit der zugeführte kalte Kraftstoff nicht durch die zusätzliche Öffnung des Zulaufkanals in den oberen Bereich des Heizraums austreten kann, muss diese Öffnung verschlossen werden. Gemäß der hier vorgestellten bevorzugten Ausführungsform ist diese Öffnung durch den Heizkörper direkt verschlossen, so dass kein zusätzliches Bauteil zum Verschließen des Zulaufkanals erforderlich ist.In another advantageous embodiment, the inlet channel in the upper region of the heating chamber having an opening which is closed by the radiator. By this measure, the inlet channel can be produced particularly easily. Preferably, the housing is made of a plastic injection molding technique. The integrated inlet channel can be particularly easily realized, if it is both to the inlet connection as well in the upper area of the boiler room is open. So that the supplied cold fuel can not escape through the additional opening of the inlet channel in the upper region of the boiler room, this opening must be closed. According to the preferred embodiment presented here, this opening is directly closed by the radiator, so that no additional component for closing the inlet channel is required.

Zusätzlich oder alternativ kann außerdem vorgesehen sein, dass sich der Zulaufkanal in der Umfangsrichtung nur über einen Teil des Umfangs des Heizraums erstreckt. Bevorzugt ist dabei der Umfangsteil des Heizraums, in dem sich der Zulaufkanal erstreckt, dem Zulauf zugewandt.Additionally or alternatively, it can also be provided that the inlet channel extends in the circumferential direction only over part of the circumference of the heating chamber. Preference is given to the peripheral part of the heating chamber, in which the inlet channel extends, facing the inlet.

Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Axialrichtung des Gehäuses im Einbauzustand der Kraftstoffheizrichtung von oben nach unten bzw. von unten nach oben verlaufen. Im Idealzustand erstreckt sich die Axialrichtung des Gehäuses im Einbauzustand parallel zu einer Vertikalachse. In tatsächlichen Einbauzuständen kann die Axialrichtung jedoch auch gegenüber der Vertikalrichtung geneigt sein, beispielsweise bis zu 30°. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann nun der Zulauf bezüglich der Axialrichtung des Gehäuses radial an das Gehäuse anschließen, während der Ablauf bezüglich der Axialrichtung axial an das Gehäuse anschließt. Bei dieser Bauform lässt sich die Kraftstoffheizeinrichtung besonders einfach in eine Kraftstoffeinspritzanlage integrieren. In another embodiment, an axial direction of the housing in the installed state of the fuel heating direction from top to bottom or from bottom to top. In the ideal state, the axial direction of the housing in the installed state extends parallel to a vertical axis. In actual installation states, however, the axial direction may also be inclined with respect to the vertical direction, for example up to 30 °. According to an advantageous embodiment, the inlet can now connect radially to the housing with respect to the axial direction of the housing, while the outlet axially adjoins the housing with respect to the axial direction. In this design, the fuel heater can be particularly easily integrated into a fuel injection system.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der Heizkörper mehrere Rippen und/oder Platten aufweisen, die im Betrieb der Kraftstoffheizreinrichtung vom Kraftstoff umströmbar sind. Durch die Rippen bzw. Platten besitzt der Heizkörper eine relativ große Oberfläche, die mit dem Kraftstoff in Kontakt steht, was die Wärmeübertragung zwischen Heizkörper und Kraftstoff verbessert. Bevorzugt sind die Rippen bzw. Platten in der Axialrichtung des Gehäuses neben- bzw. übereinander angeordnet.In another embodiment, the radiator may have a plurality of ribs and / or plates, which are flowed around by the fuel during operation of the Kraftstoffheizreinrichtung. By the ribs or plates, the radiator has a relatively large surface which is in contact with the fuel, which improves the heat transfer between radiator and fuel. Preferably, the ribs or plates in the axial direction of the housing are arranged side by side or one above the other.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Heizkörper einen im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung dem Kraftstoff ausgesetzten Wärmeübertrager aus Metall und wenigstens ein vom Kraftstoff getrenntes elektrisches Heizelement aufweisen. Ein derartiges Heizelement kann beispielsweise als PTC-Element ausgestaltet sein oder ein derartiges PTC-Element umfassen. PTC steht dabei für Positive Temperature Coefficient. Der Wärmeübertrager lässt sich hierdurch einfach aus einem Werkstoff herstellen, der gegenüber dem jeweiligen Kraftstoff eine hohe Beständigkeit aufweist. Ferner kann der Werkstoff des Wärmeübertragers auch hinsichtlich der Wärmeleitung optimiert werden. Beispielsweise kann der Wärmeübertrager aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Zweckmäßig ist das jeweilige Heizelement im Inneren des Wärmeübertragers angeordnet, wodurch sich die vom Heizelement erzeugte Wärme besonders effizient nutzen lässt.In another advantageous embodiment, the heating element can have a heat exchanger of metal exposed to the fuel during operation of the fuel heater and at least one electrical heating element separate from the fuel. Such a heating element may for example be designed as a PTC element or comprise such a PTC element. PTC stands for Positive Temperature Coefficient. The heat exchanger can thereby be easily made of a material which has a high resistance to the respective fuel. Furthermore, the material of the heat exchanger can also be optimized with regard to the heat conduction. For example, the heat exchanger may be made of copper or of a copper alloy or of aluminum or an aluminum alloy. Suitably, the respective heating element is arranged in the interior of the heat exchanger, whereby the heat generated by the heating element can be used particularly efficiently.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann der jeweilige Heizkörper zwei derartige Heizelemente aufweisen, die über ein elektrisch leitendes Kontaktelement elektrisch miteinander verbunden sind. Je nach Anwendungsfall können die beiden Heizelemente durch das Kontaktelement in Reihe oder parallel geschaltet sein. Der Wärmeübertrager ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und kann dadurch ebenfalls zur elektrischen Kontaktierung mit wenigstens einem der Heizelemente verwendet werden. Ein erster elektrischer Kontakt zur Stromversorgung der Kraftstoffheizeinrichtung ist mit dem Kontaktelement elektrisch verbunden, während ein zweiter elektrischer Kontakt zur Stromversorgung Kraftstoffheizeinrichtung mit dem Wärmeübertrager elektrisch verbunden ist. Bevorzugt ist eine Parallelschaltung der beiden Heizelemente, so dass beide Heizelemente mit dem Wärmeübertrager elektrisch verbunden sind.In an advantageous development of the respective radiator may comprise two such heating elements, which are electrically connected to each other via an electrically conductive contact element. Depending on the application, the two heating elements can be connected in series or in parallel by the contact element. The heat exchanger is made of a metallic material and can thus also be used for electrical contacting with at least one of the heating elements. A first electrical contact to the power supply of the fuel heater is electrically connected to the contact element, while a second electrical contact to the power supply fuel heater is electrically connected to the heat exchanger. Preferably, a parallel connection of the two heating elements, so that both heating elements are electrically connected to the heat exchanger.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung können die vorstehend genannten elektrischen Kontakte an einem Deckel ausgebildet sein, mit dessen Hilfe das Gehäuse verschlossen werden kann. Zweckmäßig bildet der Deckel einen Träger, an dem der Heizkörper fixiert ist. Beim Aufsetzen des Deckels auf das Gehäuse wird somit gleichzeitig der Heizkörper in den Heizraum eingeführt und darin positioniert. Hierdurch ergibt sich ein extrem einfacher Aufbau, der sich preiswert realisieren lässt. According to an advantageous development, the above-mentioned electrical contacts may be formed on a lid, with the aid of which the housing can be closed. Suitably, the lid forms a support to which the radiator is fixed. When placing the lid on the housing thus the radiator is simultaneously introduced into the boiler room and positioned therein. This results in an extremely simple structure that can be realized inexpensively.

Der Zulauf besitzt zweckmäßig einen Zulaufanschluss, der außen am Gehäuse angeordnet ist und im Inneren einen Anschlusskanal aufweist. Sofern der Zulauf den vorstehend genannten Zulaufkanal aufweist, mündet der Anschlusskanal in diesen Zulaufkanal. Der Anschlusskanal kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform einen in der Strömungsrichtung konvergierenden und einen gestuften oder ungestuften Strömungsquerschnitt aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann in den Anschlusskanal ein Rücklaufsperrventil integriert sein, das in Richtung zum Heizraum öffnet und in der Gegenrichtung sperrt. Das Rücklaufsperrventil kann ein Ventilglied aufweisen, das mittels einer Ventilfeder gegen einen Ventilsitz vorgespannt ist. Der Ventilsitz ist zweckmäßig an einem zylindrischen, ringförmigen Sitzbauteil ausgebildet, das in den Anschlusskanal eingesetzt, insbesondere darin eingepresst ist. Axial kann sich dieses Sitzbauteil an einer Ringstufe abstützen, die am Zulaufanschluss im Anschlusskanal ausgebildet ist. An einer vom Ventilsitz abgewandten Seite kann sich die Ventilfeder unmittelbar am Zulaufanschluss axial abstützen, beispielsweise an einer am Zulaufanschluss im Anschlusskanal ausgeformten Ringstufe. Die Axialrichtung bezieht sich in Verbindung mit dem Rücklaufsperrventil auf eine Längsmittelachse des Anschlusskanals.The inlet expediently has an inlet connection, which is arranged on the outside of the housing and has a connection channel in the interior. If the inlet has the above-mentioned inlet channel, the connection channel opens into this inlet channel. The connection channel can, according to an advantageous embodiment, have a flow cross-section that converges in the flow direction and a stepped or un-stepped flow cross-section. Additionally or alternatively, a return check valve may be integrated in the connection channel, which opens in the direction of the heating chamber and blocks in the opposite direction. The return check valve may comprise a valve member which is biased by a valve spring against a valve seat. The valve seat is expediently formed on a cylindrical, annular seat component, which is inserted into the connection channel, in particular is pressed into it. Axially, this seat member can be supported on an annular step, which is formed at the inlet connection in the connection channel. At a side facing away from the valve seat, the valve spring can directly at the inlet connection supported axially, for example, at a formed on the inlet connection in the connection channel ring stage. The axial direction in conjunction with the return check valve refers to a longitudinal center axis of the connection channel.

Eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage, die für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgesehen ist, weist für jeden Brennraum der Brennkraftmaschine einen separaten Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum auf. Außerdem ist jedem dieser Injektoren eine Kraftstoffheizeinrichtung der vorstehend beschriebenen Art zugeordnet.A fuel injection system according to the invention, which is provided for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, has a separate injector for injecting fuel into the respective combustion chamber for each combustion chamber of the internal combustion engine. In addition, each of these injectors is associated with a fuel heater of the type described above.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Kraftstoffeinlass des jeweiligen Injektors direkt an den Ablauf der jeweiligen Kraftstoffheizeinrichtung angeschlossen sein. Auf diese Weise wird ein extrem kurzer Weg zwischen der Kraftstoffheizeinrichtung und dem zugehörigen Injektor realisiert, was Wärmeverluste reduziert.In an advantageous embodiment, a fuel inlet of the respective injector can be connected directly to the outlet of the respective fuel heater. In this way, an extremely short path between the fuel heater and the associated injector is realized, which reduces heat losses.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzanlage im Bereich einer Kraftstoffheizeinrichtung, 1 a sectional view of a fuel injection system in the range of a fuel heater,

2 eine Schnittansicht der Kraftstoffheizeinrichtung, 2 a sectional view of the fuel heater,

3 eine isometrische Explosionsdarstellung der Kraftstoffheizeinrichtung, 3 an isometric exploded view of the fuel heater,

4 eine Schnittansicht eines Zulaufanschlusses der Kraftstoffheizeinrichtung. 4 a sectional view of an inlet port of the fuel heater.

Entsprechend 1 umfasst eine nur teilweise dargestellte Kraftstoffeinspritzanlage 1, die zur Versorgung von hier nicht gezeigten Brennräumen einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine mit Kraftstoff dient, für jeden Brennraum einen separaten Injektor 2 sowie eine Kraftstoffheizeinrichtung 3. Im Beispiel der 1 ist außerdem eine gemeinsame Kraftstoffleitung 4 angedeutet, die gemäß dem sogenannten "Common-Rail-System" gleichzeitig mehreren Injektoren 2 zugeordnet sein kann. Der jeweilige Injektor 2 dient zum Einspritzen von Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum. Die jeweilige Kraftstoffheizeinrichtung 3 dient zum Heizen des in flüssiger Form bereitgestellten Kraftstoffs. Hierzu ist die Kraftstoffheizeinrichtung 3 mit einem Zulauf 5 an die Kraftstoffleitung 4 und mit einem Ablauf 6 an den jeweiligen Injektor 2 fluidisch und mechanisch angeschlossen. Dabei ist der Ablauf 6 der Kraftstoffheizeinrichtung 3 zweckmäßig direkt an einen Kraftstoffeinlass 7 des Injektors 2 angeschlossen.Corresponding 1 includes a partially illustrated fuel injection system 1 , which is used to supply not shown here combustion chambers of an internal combustion engine, also not shown with fuel, for each combustion chamber a separate injector 2 and a fuel heater 3 , In the example of 1 is also a common fuel line 4 indicated, according to the so-called "common rail system" simultaneously multiple injectors 2 can be assigned. The respective injector 2 serves to inject fuel into the respective combustion chamber. The respective fuel heater 3 serves to heat the fuel provided in liquid form. For this purpose, the fuel heater 3 with a feed 5 to the fuel line 4 and with a process 6 to the respective injector 2 fluidly and mechanically connected. This is the process 6 the fuel heater 3 conveniently directly to a fuel inlet 7 of the injector 2 connected.

Entsprechend 2 umfasst die jeweilige Kraftstoffheizeinrichtung 3 ein Gehäuse 8, das in seinem Inneren einen Heizraum 9 enthält. Das Gehäuse 8 weist außerdem den Zulauf 5 und den Ablauf 6 auf. Durch den Zulauf 5 kann im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung 3 kalter Kraftstoff entsprechend einem Pfeil 10 in den Heizraum 9 eintreten. Durch den Ablauf 6 kann erwärmter Kraftstoff entsprechend einem Pfeil 11 aus dem Heizraum 9 austreten.Corresponding 2 includes the respective fuel heater 3 a housing 8th which has a boiler room in its interior 9 contains. The housing 8th also indicates the inlet 5 and the process 6 on. Through the inlet 5 can during operation of the fuel heater 3 cold fuel according to an arrow 10 in the boiler room 9 enter. Through the process 6 can heated fuel according to an arrow 11 from the boiler room 9 escape.

Die Kraftstoffheizeinrichtung 3 ist außerdem mit einem elektrischen Heizkörper 12 ausgestattet, der in 2 nur teilweise dargestellt ist. Der Heizkörper 12 ist im Heizraum 9 angeordnet und steht im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung 3 unmittelbar mit dem Kraftstoff in Kontakt. The fuel heater 3 is also equipped with an electric radiator 12 equipped in 2 only partially shown. The radiator 12 is in the boiler room 9 arranged and is in operation of the fuel heater 3 directly in contact with the fuel.

2 zeigt eine bevorzugte Einbaulage der Kraftstoffheizeinrichtung 3, bei welcher eine Axialrichtung 13 des Gehäuses 8 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und sich somit von oben nach unten bzw. von unten nach oben erstreckt. Bezüglich dieser Einbausituation besitzt das Gehäuse 8 einen oberen Bereich 14 und einen unteren Bereich 15. Auch der Heizraum 9 besitzt einen oberen Bereich 16 sowie einen unteren Bereich 17. 2 shows a preferred installation position of the fuel heater 3 in which an axial direction 13 of the housing 8th is oriented substantially vertically and thus extends from top to bottom or from bottom to top. With regard to this installation situation, the housing has 8th an upper area 14 and a lower area 15 , Also the boiler room 9 has an upper area 16 as well as a lower area 17 ,

Der Ablauf 6 ist nun so konzipiert, dass er im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung 3 den beheizten Kraftstoff 11 im oberen Bereich 16 des Heizraums 9 aus dem Heizraum 9 entnimmt. Zu diesem Zweck weist der Ablauf 6 im Gehäuse 8 einen Ablaufkanal 18 auf, der vom oberen Bereich 16 des Heizraums 9 bis zu einem Ablaufanschluss 19 des Ablaufs 6 führt, der außen am Gehäuse 8 angeordnet ist. Der Ablaufkanal 18 verbindet somit den Ablaufanschluss 19 mit einer Ablaufstelle 20, die sich im oberen Bereich 16 des Heizraums 9 befindet. Im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung 3 steigt der erwärmte Kraftstoff im Heizraum 9 nach oben, wodurch sich innerhalb des Heizraums 9 ein Temperaturgradient entlang der Axialrichtung 13 einstellt. Die höchste Temperatur im Kraftstoff befindet sich dabei im oberen Bereich 16 des Heizraums 9. Durch die hier vorgestellte Konzeption des Ablaufs 6 kann somit der erwärmte Kraftstoff 11 auf einem relativ hohen Temperaturniveau aus dem Heizraum 9 entnommen werden.The sequence 6 is now designed to operate in the fuel heater 3 the heated fuel 11 in the upper area 16 of the boiler room 9 from the boiler room 9 extracts. For this purpose, the process 6 in the case 8th a drainage channel 18 on top of that 16 of the boiler room 9 up to a drain connection 19 of the process 6 leads, the outside of the housing 8th is arranged. The drainage channel 18 thus connects the drain connection 19 with a drainage point 20 that are in the upper area 16 of the boiler room 9 located. During operation of the fuel heater 3 the heated fuel rises in the boiler room 9 upwards, resulting in the boiler room 9 a temperature gradient along the axial direction 13 established. The highest temperature in the Fuel is in the upper range 16 of the boiler room 9 , Through the presented conception of the process 6 can thus be the heated fuel 11 at a relatively high temperature level from the boiler room 9 be removed.

Der Zulauf 5 ist hier so konzipiert, dass er im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung 3 den kalten Kraftstoff 10 im unteren Bereich 17 des Heizraums 9 in den Heizraum 9 einleitet. Hierzu ist ein außen am Gehäuse 8 angeordneter Zulaufanschluss 21 des Zulaufs 5 mit einem im Gehäuse 8 angeordneten Zulaufkanal 22 verbunden, der zum unteren Bereich 17 des Heizraums 9 führt. Über den Zulaufkanal 22 ist somit der Zulaufanschluss 21 mit einer Einleitstelle 23 fluidisch verbunden, die sich im unteren Bereich 17 des Heizraums 9 befindet. Durch diese Maßnahme wird der kalte Kraftstoff 10 somit im kältesten Bereich des Heizraums 9 dem Heizraum 9 zugeführt. Gleichzeitig wird dadurch eine Wechselwirkung des zugeführten kalten Kraftstoffs 10 mit dem heißen Kraftstoff im Heizraum 9 weitgehend vermieden. Insbesondere wird eine Durchmischung des zugeführten kalten Kraftstoffs 10 mit dem heißen Kraftstoff im oberen Bereich 16 des Heizraums 9 vermieden.The feed 5 is here designed to operate in the fuel heater 3 the cold fuel 10 in the area below 17 of the boiler room 9 in the boiler room 9 initiates. For this purpose, an outside of the housing 8th arranged inlet connection 21 of the inlet 5 with one in the case 8th arranged inlet channel 22 connected to the lower area 17 of the boiler room 9 leads. Via the inlet channel 22 is thus the inlet connection 21 with a discharge point 23 fluidly connected, located in the lower area 17 of the boiler room 9 located. By this measure, the cold fuel 10 thus in the coldest part of the boiler room 9 the boiler room 9 fed. At the same time this is an interaction of the supplied cold fuel 10 with the hot fuel in the boiler room 9 largely avoided. In particular, a mixing of the supplied cold fuel 10 with the hot fuel in the upper area 16 of the boiler room 9 avoided.

Der Ablaufkanal 18 ist in eine Wand 24 des Gehäuses 8 integriert, die den Heizraum 9 begrenzt. Der Ablaufkanal 18 besitzt eine obere Öffnung 25, die zur Ablaufstelle 20 offen ist, sowie eine untere Öffnung 26, die zum Ablaufanschluss 19 offen ist. Der Zulaufkanal 22 ist ebenfalls in eine Wand 27 des Gehäuses 8 integriert, die den Heizraum 9 begrenzt und die im Beispiel der zuvor genannten Wand 24 gegenüber liegt. Der Zulaufkanal 22 besitzt eine Anschlussöffnung 28, die mit dem Zulaufanschluss 21 fluidisch verbunden ist, sowie eine untere Öffnung 29, die zur Zulaufstelle 23 offen ist. Außerdem ist der Zulaufkanal 22 hier mit einer oberen Öffnung 30 ausgestattet, die bei eingebautem Heizkörper 12 durch einen Trägerabschnitt 31 des Heizkörpers 12 verschlossen ist. The drainage channel 18 is in a wall 24 of the housing 8th integrated the boiler room 9 limited. The drainage channel 18 has an upper opening 25 leading to the drain point 20 open, as well as a lower opening 26 leading to the drain connection 19 is open. The inlet channel 22 is also in a wall 27 of the housing 8th integrated the boiler room 9 limited and in the example of the aforementioned wall 24 is opposite. The inlet channel 22 has a connection opening 28 connected to the inlet connection 21 is fluidically connected, and a lower opening 29 to the feed point 23 is open. In addition, the inlet channel 22 here with an upper opening 30 equipped with built-in radiator 12 through a support section 31 of the radiator 12 is closed.

Der Zulauf 5 schließt bezüglich der Axialrichtung 13 radial an das Gehäuse 8 an. Der Zulaufanschluss 21 ist hierzu außen am Gehäuse 8 angeordnet und insbesondere daran integral ausgeformt. Der Ablauf 6 schließt bezüglich der Axialrichtung 13 axial an das Gehäuse 8 an. Der Axialanschluss 19 ist hierzu außen am Gehäuse 8 angeordnet und insbesondere daran integral ausgeformt.The feed 5 closes with respect to the axial direction 13 radially to the housing 8th at. The inlet connection 21 this is outside the case 8th arranged and in particular integrally formed thereon. The sequence 6 closes with respect to the axial direction 13 axially to the housing 8th at. The axial connection 19 this is outside the case 8th arranged and in particular integrally formed thereon.

Zur verbesserten Wärmeübertragung zwischen Heizkörper 12 und Kraftstoff ist der Heizkörper 12 zweckmäßig mit mehreren Rippen 32 bzw. mit mehreren Platten 32 ausgestattet, die im Beispiel in der Axialrichtung 13 benachbart angeordnet sind und in der Axialrichtung 13 zueinander beabstandet sind. Diese Rippen 32 bzw. Platten 32 sind im Betrieb der Kraftstoffheizeinrichtung 3 gemäß Pfeilen 33 vom Kraftstoff umströmbar. Vorteilhaft ist hierbei, dass sich die Zulaufstelle 23 und die Ablaufstelle 20 im Heizraum 9 an voneinander abgewandten Seiten des Heizkörpers 12 befinden, so dass der Kraftstoff zwangsläufig durch die Rippenstruktur bzw. Plattenstruktur des Heizkörpers 12 strömen muss, um von der Zulaufstelle 23 zur Ablaufstelle 20 zu gelangen.For improved heat transfer between radiators 12 and fuel is the radiator 12 suitable with several ribs 32 or with several plates 32 equipped in the example in the axial direction 13 are arranged adjacent and in the axial direction 13 spaced apart from each other. These ribs 32 or plates 32 are in operation of the fuel heater 3 according to arrows 33 flow around the fuel. The advantage here is that the feed point 23 and the drainage point 20 in the boiler room 9 on opposite sides of the radiator 12 are located so that the fuel inevitably by the rib structure or plate structure of the radiator 12 has to flow to from the feed point 23 to the expiry point 20 to get.

Entsprechend 3 umfasst der Heizkörper 12 einen Wärmeübertrager 34, der die Rippen 32 bzw. die Platten 32 aufweist, sowie zumindest ein elektrisches Heizelement 35, das beispielsweise als PTC-Element ausgestaltet sein kann. Im Beispiel sind zwei derartige Heizelemente 35 vorgesehen, die jeweils als PTC-Element ausgestaltet sind. Dementsprechend besitzt jedes Heizelement 35 eine erste elektrische Anschlussseite 46, die beispielsweise als positive Anschlüsse oder Plus-Anschlüsse konzipiert sein können. Ferner weist das jeweilige Heizelement 35 gegenüber seiner ersten elektrischen Anschlussseite 36 eine zwei elektrische Anschlussseite 37 auf, die beispielsweise als negativer Anschluss oder Minus-Anschluss konzipiert sein kann.Corresponding 3 includes the radiator 12 a heat exchanger 34 , the ribs 32 or the plates 32 and at least one electrical heating element 35 , which can be configured for example as a PTC element. In the example are two such heating elements 35 provided, which are each configured as a PTC element. Accordingly, each heating element has 35 a first electrical connection side 46 which may be designed, for example, as positive terminals or plus terminals. Furthermore, the respective heating element 35 opposite to its first electrical connection side 36 a two electrical connection side 37 on, which can be designed for example as a negative connection or negative connection.

Der Heizkörper 12 ist außerdem mit einem Kontaktelement 38 ausgestattet, das eine elektrische Kontaktierung der Heizelemente 35 ermöglicht. Im Beispiel kommen die beiden Heizelemente 35 jeweils mit ihrer ersten elektrischen Anschlussseite 36 an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kontaktelements 38 zur Anlage. Zur Verbesserung des elektrischen Kontakts kann das Kontaktelement 38 im Bereich der Heizelemente 35 mit einer Federstruktur 39 ausgestattet sein, die eine federbelastete vorgespannte Kontaktierung des Kontaktelements 38 mit den Heizelementen 35 ermöglicht. The radiator 12 is also with a contact element 38 equipped, which is an electrical contacting of the heating elements 35 allows. In the example, the two heating elements come 35 each with their first electrical connection side 36 on two opposite sides of the contact element 38 to the plant. To improve the electrical contact, the contact element 38 in the field of heating elements 35 with a spring structure 39 be equipped with a spring-loaded biased contacting of the contact element 38 with the heating elements 35 allows.

Der Wärmeübertrager 34 ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und enthält zentral eine Einführöffnung 40, die auch in 2 erkennbar ist. In diese Einführöffnung 40 sind die beiden Heizelemente 35 mit dem Kontaktelement 38 eingeführt. Dabei stehen die Heizelemente 35 mit ihrer jeweiligen zweiten elektrischen Anschlussseite 37 mit dem Wärmeübertrager 34 in Kontakt, wodurch sich gleichzeitig eine elektrische Verbindung einstellt. Die Federstruktur 39 des Kontaktelements 38 bewirkt auch hierbei eine vorgespannte Kontaktierung zwischen den Heizelementen 35 und dem Wärmeübertrager 34. Dies ist einerseits für eine verbesserte elektrische Kontaktierung von Vorteil. Andererseits verbessert sich dadurch auch die Wärmeübertragung zwischen den Heizelementen 35 und dem Wärmeübertrager 34. Gemäß der vorstehend genannten Polarität bildet das Kontaktelement 38 somit einen Plus-Anschluss bzw. einen positiven Anschluss, während der Wärmeübertrager 34 einen Minus-Anschluss bzw. einen negativen Anschluss bildet. The heat exchanger 34 is made of a metallic material and contains a central insertion opening 40 that also in 2 is recognizable. In this insertion opening 40 are the two heating elements 35 with the contact element 38 introduced. Here are the heating elements 35 with its respective second electrical connection side 37 with the heat exchanger 34 in contact, which simultaneously sets an electrical connection. The spring structure 39 of the contact element 38 also causes a biased contact between the heating elements 35 and the heat exchanger 34 , On the one hand, this is advantageous for improved electrical contacting. On the other hand, this also improves the heat transfer between the heating elements 35 and the heat exchanger 34 , According to the aforementioned polarity, the contact element forms 38 thus a positive connection or a positive connection, while the heat exchanger 34 forms a negative terminal or a negative terminal.

Der Wärmeübertrager 34 weist den vorgenannten Trägerabschnitt 31 auf, an den ein die Rippen 32 bzw. Platten 32 aufweisender Wärmeübertragungskörper 41 anschließt. Der Trägerabschnitt 31 weist eine umlaufende Ringnut 42 auf, in die eine Ringdichtung 43 eingesetzt werden kann. Die Ringdichtung 43 wirkt im Einbauzustand radial mit einer Innenwand 44 des Gehäuses 8 zusammen. The heat exchanger 34 has the aforementioned carrier section 31 on, on the one the ribs 32 or plates 32 having heat transfer body 41 followed. The carrier section 31 has a circumferential annular groove 42 into which a ring seal 43 can be used. The ring seal 43 acts in the installed state radially with an inner wall 44 of the housing 8th together.

Das Gehäuse 8 besitzt an seiner Oberseite eine Gehäuseöffnung 45, durch welche der Heizkörper 12 in den Heizraum 9 einsetzbar ist. Die Öffnung 45 ist mittels eines Deckels 46 verschließbar. Der Deckel 46 dient zweckmäßig als Träger für den daran angebauten Heizkörper 12. Am Deckel 46 ist an einer vom Heizraum 9 abgewandten Außenseite ein erster elektrischer Anschluss 47 angebaut, der bezüglich des Deckels 46 elektrisch isoliert durch den Deckel 46 hindurch mit dem Kontaktelement 38 elektrisch verbunden ist. Der erste elektrische Anschluss 47 repräsentiert dementsprechend einen positiven Anschluss bzw. Plus-Anschluss. Ferner ist an der Außenseite des Deckels 46 ein zweiter elektrischer Anschluss 48 vorgesehen, der durch den Deckel 46 hindurch mit dem Wärmeübertrager 34 elektrisch kontaktiert ist. Der zweite elektrische Anschluss 48 bildet demnach einen negativen Anschluss bzw. einen Minus-Anschluss. Zur dichten Unterbringung der elektrischen Anschlüsse 47, 48 im Deckel 46 können entsprechende Dichtungselemente 49, z.B. O-Ringe, vorgesehen sein.The housing 8th has on its top a housing opening 45 through which the radiator 12 in the boiler room 9 can be used. The opening 45 is by means of a lid 46 closable. The lid 46 is useful as a carrier for the attached radiator 12 , On the lid 46 is at one of the boiler room 9 remote outside a first electrical connection 47 grown, that concerning the lid 46 electrically isolated through the lid 46 through with the contact element 38 electrically connected. The first electrical connection 47 accordingly represents a positive terminal or positive terminal. Further, on the outside of the lid 46 a second electrical connection 48 provided by the lid 46 through with the heat exchanger 34 electrically contacted. The second electrical connection 48 thus forms a negative connection or a minus connection. For tight accommodation of electrical connections 47 . 48 in the lid 46 can appropriate sealing elements 49 , Eg O-rings, be provided.

Gemäß 4 kann in den Zulauf 5 ein Rücklaufsperrventil 50 integriert sein. Das Rücklaufsperrventil 50 umfasst hierzu ein verstellbares Ventilglied 51, das mit einem Ventilsitz 52 zum Steuern eines durchströmbaren Querschnitts des Zulaufs 5 zusammenwirkt. Ferner umfasst das Rücklaufsperrventil 50 eine Ventilfeder 53, die das Ventilglied 51 gegen den Ventilsitz 52 vorspannt. Die Ventilfeder 53 ist hier als Schraubendruckfeder ausgestaltet, die sich an einem dem Ventilsitz 52 zugewandten Ende am Ventilglied 51 abstützt, während sie sich an einem vom Ventilsitz 52 abgewandten Ende am Zulauf 5 bzw. am Gehäuse 8 abstützt. Im Einzelnen besitzt das Ventilglied 51 einen kegelförmigen Steuerkörper 54, der mit dem Ventilsitz 52 zusammenwirkt, und einen Schaftkörper 55, der an einer vom Ventilsitz 52 abgewandten Seite an den Steuerkörper 54 anschließt. Die Ventilfeder 53 umschlingt den Schaftkörper 55. Am Übergang zwischen Schaftkörper 55 und Steuerkörper 54 ist eine Ringstufe 56 ausgebildet, an welcher sich die Ventilfeder 53 am Ventilglied 51 abstützt. Ferner ist am Zulauf 5 bzw. im Zulaufanschluss 21 in einem Anschlusskanal 57 eine Ringstufe 58 ausgebildet, an der sich die Ventilfeder 53 abstützt. Der Anschlusskanal 57 führt innerhalb des Zulaufanschlusses 21 von einer Zulauföffnung 59 bis zur Anschlussöffnung 28 des Zulaufkanals 22. Der Anschlusskanal 57 ist hier so ausgestaltet, dass er sich in Richtung zum Zulaufkanal 22 verjüngt. According to 4 can in the inlet 5 a return valve 50 be integrated. The return stop valve 50 includes an adjustable valve member for this purpose 51 that with a valve seat 52 for controlling a flow-through cross-section of the inlet 5 interacts. Furthermore, the return valve comprises 50 a valve spring 53 that the valve member 51 against the valve seat 52 biases. The valve spring 53 is designed here as a helical compression spring, which is located on a valve seat 52 facing the end of the valve member 51 while supporting itself at one of the valve seat 52 opposite end at the inlet 5 or on the housing 8th supported. In detail, the valve member has 51 a conical control body 54 that with the valve seat 52 cooperates, and a shaft body 55 , the one at the valve seat 52 side facing away from the control body 54 followed. The valve spring 53 wraps around the shaft body 55 , At the transition between shaft body 55 and control body 54 is a ring step 56 formed, on which the valve spring 53 on the valve member 51 supported. Further, at the inlet 5 or in the inlet connection 21 in a connection channel 57 a ring step 58 formed, at which the valve spring 53 supported. The connection channel 57 leads inside the inlet connection 21 from an inlet opening 59 to the connection opening 28 of the inlet channel 22 , The connection channel 57 is designed here so that it is in the direction of the inlet channel 22 rejuvenated.

Der Ventilsitz 52 ist an einem ringförmigen, zylindrischen Sitzbauteil oder Sitzkörper 60 ausgebildet, der in den Anschlusskanal 57 axial eingesetzt ist. Hierbei stößt der Sitzkörper 60 axial an eine Ringstufe 61 des Zulaufs 5 an, die am Zulaufanschluss 21 bzw. im Anschlusskanal 57 ausgebildet ist. Der Sitzkörper 60 ist zweckmäßig mit dem Zulaufanschluss 21 verpresst. Der Anschlusskanal 57 ist durch die beiden Ringstufen 58 und 61 insgesamt in drei Axialabschnitte unterteilt, wobei sich die Axialrichtung hier auf eine Längsmittelachse 62 des Anschlusskanals 57 bezieht. Ein erster Axialabschnitt 63 erstreckt sich dabei von der Zulauföffnung 59 bis zu der diesbezüglich proximalen Ringstufe 61, an welcher der Sitzkörper 60 axial abgestützt ist. Ein zweiter Axialabschnitt 64 erstreckt sich von dieser proximalen Ringstufe 61 bis zur anderen, bezüglich der Zulauföffnung 59 distal angeordneten Ringstufe 58. Ein dritter Axialabschnitt 65 erstreckt sich schließlich von der distalen Ringstufe 58 bis zur Anschlussöffnung 28. Bemerkenswert ist nun, dass im gezeigten Beispiel der erste Axialabschnitt 63 zylindrisch, also mit konstantem Innenquerschnitt ausgestaltet ist. Im Unterschied dazu sind der zweite Axialabschnitt 64 und der dritte Axialabschnitt 65 konisch ausgestaltet, derart, dass sie sich in Richtung zum Zulaufkanal 22 verjüngen. Bei der hier gezeigten Ausführungsform besitzt der dritte Axialabschnitt 65 dabei eine stärkere Konizität als der zweite Axialabschnitt 64.The valve seat 52 is on an annular, cylindrical seat member or seat body 60 formed in the connection channel 57 used axially. This pushes the seat body 60 axially to an annular stage 61 of the inlet 5 on, at the inlet connection 21 or in the connection channel 57 is trained. The seat body 60 is convenient with the inlet connection 21 pressed. The connection channel 57 is through the two ring steps 58 and 61 divided into three axial sections, wherein the axial direction here on a longitudinal central axis 62 of the connection channel 57 refers. A first axial section 63 extends from the inlet opening 59 up to the proximal ring stage 61 , on which the seat body 60 is axially supported. A second axial section 64 extends from this proximal ring stage 61 to the other, with respect to the inlet opening 59 distally arranged ring step 58 , A third axial section 65 finally extends from the distal ring step 58 to the connection opening 28 , It is noteworthy that in the example shown, the first axial section 63 cylindrical, that is designed with a constant inner cross section. In contrast, the second axial section 64 and the third axial section 65 configured conical, such that they are in the direction of the inlet channel 22 rejuvenate. In the embodiment shown here, the third axial section has 65 while a greater taper than the second axial section 64 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2014/072171 A1 [0003]

Claims

Fuel heater for heating a liquid fuel for an internal combustion engine and for installation in a fuel injection system ( 1 ) of the internal combustion engine between a fuel line ( 4 ), which is associated with a plurality of combustion chambers of the internal combustion engine, and an injector ( 2 ) associated with each such combustion chamber, - with a housing ( 8th ), in which a boiler room ( 9 ) is arranged and that an inlet ( 5 ) for fuel and a drain ( 6 ) for fuel, - with an electric radiator ( 12 ), in the boiler room ( 9 ) is arranged therein and in operation of the fuel heater ( 3 ) is in contact with the fuel, characterized in that the sequence ( 5 ) during operation of the fuel heater ( 3 ) the fuel from the boiler room ( 9 ) in an upper area ( 16 ) of the boiler room ( 9 ) removes.

Fuel heater according to the preamble of claim 1 or claim 1, characterized in that the inlet ( 5 ) during operation of the fuel heater ( 3 ) the fuel in the boiler room ( 9 ) in a lower area ( 17 ) of the boiler room ( 9 ).

Fuel heater according to claim 1 or 2, characterized in that the sequence ( 6 ) a drain port ( 19 ) for directly connecting the fuel heater ( 3 ) to the respective injector ( 4 ) having.

Fuel heater according to claim 3, characterized in that the drain port ( 19 ) has a cylindrical wall which faces an inlet end of the respective injector (10). 4 ) can be plugged.

Fuel heater according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the housing ( 8th ) is designed in one piece, - that the inlet ( 5 ) and the process ( 6 ) integral to the housing ( 8th ) are formed.

Fuel heater according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sequence ( 6 ) on the outside of the housing ( 8th ) in a lower area ( 15 ) of the housing ( 8th ) arranged drain port ( 19 ) and one in the housing ( 8th ) arranged drainage channel ( 18 ) having the drain port ( 19 ) with the upper area ( 16 ) of the boiler room ( 9 ) fluidly connects.

Fuel heater according to claim 6, characterized in that the flow channel ( 18 ) in a boiler room ( 9 ) bounding wall ( 24 ) of the housing ( 8th ) is integrated.

Fuel heater according to claim 6 or 7, characterized in that the flow channel ( 18 ) in the circumferential direction only over part of the circumference of the boiler room ( 9 ) extending from the inlet ( 5 ) is turned away.

Fuel heater according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet ( 5 ) on the outside of the housing ( 8th ) in an upper area ( 14 ) of the housing ( 8th ) an inlet connection ( 21 ) and one in the housing ( 8th ) arranged inlet channel ( 22 ) having the inlet connection ( 21 ) with the lower area ( 17 ) of the boiler room ( 9 ) fluidly connects.

Fuel heater according to claim 9, characterized in that the inlet channel ( 22 ) in a boiler room ( 9 ) bounding wall ( 27 ) of the housing ( 8th ) is integrated.

Fuel heater according to claim 9 or 10, characterized in that the inlet channel ( 22 ) in the upper area ( 16 ) of the boiler room ( 9 ) an opening ( 30 ) passing through the radiator ( 12 ) is closed.

Fuel heater according to one of claims 9 to 11, characterized in that the inlet channel ( 22 ) in the circumferential direction only over part of the circumference of the boiler room ( 9 ) extending to the inlet ( 5 ) is facing.

Fuel heater according to one of claims 1 to 12, characterized in that - the inlet ( 5 ) with respect to an axial direction ( 13 ) of the housing ( 8th ) radially to the housing ( 8th ), - that the process ( 6 ) with respect to the axial direction ( 13 ) of the housing ( 8th ) axially to the housing ( 8th ), - that the radiator ( 12 ) several ribs ( 32 ) and / or plates ( 32 ), which during operation of the fuel heater ( 3 ) are flowed around by the fuel and in the axial direction ( 13 ) are arranged one above the other.

Fuel heater according to one of claims 1 to 13, characterized in that - the radiator ( 12 ) during operation of the fuel heater ( 3 ) heat exchanger exposed to the fuel ( 34 ) and at least one electrical heating element separate from the fuel ( 35 ), - that the radiator ( 12 ) exactly two heating elements ( 35 ), which on the one hand with a contact element ( 38 ) and on the other hand with the heat exchanger ( 34 ) stay in contact, That a first electrical connection ( 47 ) of the fuel heater ( 3 ) with the respective contact element ( 38 ), while a second electrical connection ( 48 ) of the fuel heater ( 3 ) with the heat exchanger ( 34 ) is electrically connected.

Fuel heater according to one of claims 1 to 14, characterized in that in the inlet ( 5 ) a return valve ( 50 ) is integrated.

Fuel injection system for an internal combustion engine, which for each combustion chamber of the internal combustion engine has a separate injector ( 2 ) for injecting fuel into the respective combustion chamber, each injector ( 2 ) a fuel heater ( 3 ) according to one of claims 1 to 15 assigned.