DE1246317B - Einrichtung zum Betrieb einer Einspritzbrennkraftmaschine mit Kraftstoff hoeherer Viskositaet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F02m

Deutsche Kl.: 46c2-103

Nummer: 1246 317

Aktenzeichen: M 659111 a/46 c2

Anmeldetag: 10. Juli 1965

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betrieb einer Einspritzbrennkraftmaschine mit Kraftstoff höherer Viskosität (Schweröl), bei welcher das Einspritzventil ein vom Einspritzsystem getrenntes Wärmetauschsystem aufweist, das zusammen mit einer Kühlvorrichtung, einer Heizvorrichtung und einer Umwälzpumpe in einem geschlossenen Kreislauf liegt.

Bei Dieselmotoren höherer Leistung ist man aus wirtschaftlichen Gründen zur Verwendung von Kraftstoffen übergegangen, die bei Raumtemperatur eine wesentlich höhere Viskosität aufweisen als für die Einspritzung geeignet ist. Der Kraftstoff wird deshalb in einer besonderen Anlage außerhalb des

Einrichtung zum Betrieb einer Einspritzbrennkraftmaschine mit Kraftstoff höherer Viskosität

Anmelder:

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg. Aktiengesellschaft, Augsburg, Stadtbachstr. 1

Als Erfinder benannt:
Dr.-lng.Hugo Scobel, Augsburg

Motors so hoch vorgewärmt, daß er die erforderliche 15 pumpen bis zum Einspritzventil und dann zurück Viskosität am Einspritzventil erreicht. Die Anwär- zum Tank umgewälzt wird, so "daß auf diese Weise mung erfolgt dabei vorzugsweise mit Dampf in be- die verschiedenen Teile des Kraftstoffsystems auf die sonderen Wärmetauschern. Es werden auch bereits erforderliche Temperatur gebrächt werden. Geräte eingesetzt, die eine automatische Regelung Alle diese bekannten Einrichtungen haben aber

der Vorwärmtemperatur in Abhängigkeit von der 20 den Nachteil, daß jeweils mehrere Ventile betätigt Viskosität des Kraftstoffes ermöglichen, so daß die- werden müssen, was abgesehen von dem unerwünschselbe in den Grenzen der Regelgenauigkeit konstant
bleibt.

Bei einem längeren Stillstand des Motors kühlt der
Kraftstoff jedoch in den Leitungen des Motors ab 25
und erstarrt. Durch die- bisher üblichen Isolierungen
und Zusatzheizungen der Kraftstoffleitungen können
wohl die Wärmeverluste vom Endvorwärmer bis zu
den Einspritzventilen während des Betriebes ausgeglichen werden, dagegen kann der erstarrte Kraftstoff 30 kühlt werden muß, sich stark verändern. Bei niedrinicht wieder auf Betriebstemperatur vorgewärmt wer- ger Motorbelastung oder beim Abstellen des Motors den, da hierzu die Zusatzheizung zu aufwendig und wird das Ventil somit zu kalt, wodurch an verschieunwirtschaftlich wäre. Man hat daher bisher vor dem ■ denen Stellen seiner Oberfläche erne Unterschreitung Abstellen des Motors auf Betrieb mit Dieselöl umge- _3l. der Taupunktstemperatur der Abgase ,im Zylinder stellt, damit spätestens berm Stillstand alle Leitungen, 35 auftreten kann, was Korrosiönserscheinungen zur Einspritzpumpen und Einspritzventile des Motors Folge hat. Zudem wird durch die unterschiedliche

ten Arbeitsaufwand auch zu Fehlschaltungen führen kann und außerdem eine Anzahl zusätzlicher Bauteile erfordert. .

Außerdem wird dabei das Einspritzventil bei unterschiedlicher Motorbelastung durch die Verbrennungsgase auf verschiedene Temperaturen aufgeheizt, so daß die Betriebsbedingungen für das Ventil, das wegen der Gefahr von Düsenverkokungen ge-

mit dem dünnflüssigen Kraftstoff gefüllt sind. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch umständlich in der Handhabung und erfordert auch einen zusätzlichen Aufwand.

Es sind zwar bereits Einrichtungen bekannt, die den ausschließlichen Betrieb eines Dieselmotors mit Schweröl ermöglichen. Dies wird erreicht durch Verstärkung der Heizung für die Kraftstoffleitungen bzw.

Temperatur des Einspritzventiles die Viskosität des Schweröles an den Düsen beeinflußt, insbesondere bei kurzen Betriebsunterbrechungen. Diese Nachteile können bei. einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch behoben werden, daß der Kreislauf druckdicht ausgebildet ist und die Kühlvorrichtung und die Heizvorrichtung in Abhängigkeit von einer thermostatisch

durch Umstellen der im normalen Betrieb mit Wasser 45 gesteuerten Einrichtung zu- und abschaltbar sind, gekühlten Einspritzventile auf Dampfheizung, so daß wobei diese Einrichtung ein Vergleichsgerät enthält, das Schweröl auf die erforderliche Temperatur angewärmt wird. Bei einer anderen bekannten Einrichtung sind an den Einspritzventilen besondere Überströmventile vorgesehen, durch welche das in einem 50
Vorwärmer aufgeheizte Schweröl mit der Kraftstoff-Förderpumpe durch die Leitungen und die Einspritz-

in dem die der gewünschten Viskosität des Kraftstoffes entsprechende Temperatur mit der Temperatur an der Düse verglichen wird.

Durch diese Maßnahme können die Einspritzventile vor der Inbetriebsetzung der'mit Schweröl betriebenen Brermkraftmaschinen in einfacher Weise

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Claims (1)

1. 3 4

   selbsttätig auf eine Temperatur erwärmt werden, die Ist im normalen Betrieb die Temperatur an beiden

   der des verwendeten Brennstoffs entspricht und wäh- Meßstellen 11, 12 gleich, so wird vom Vergleichs-

   rend des Betriebes auf eine Temperatur gekühlt wer- gerät ein entsprechender Impuls an das Ventil 9 ge-

   den, die wesentlich tiefer als die des Kraftstoffs ist. geben und dasselbe so gestellt, daß nur kaltes Kühl-

   Durch die Verwendung eines druckdichten Kreislaufs 5 wasser durch das Nadelventil strömt. Wird dagegen

   wird zudem erreicht, daß die Zusammensetzung des z. B. bei Manövern die Belastung des Motors stärker

   umgepumpten Mittels erhalten bleibt und keine Ver- verändert, so ändert sich auch die Temperatur des

   luste durch Verdampfen des Wärmeträgers bzw. Einspritzventils, worauf die entsprechenden Tempe-

   Wegführen von Korrosionsschutzöl beim Anfahren raturmeßwerte im Vergleichsgerät 10 verglichen wer-

   auftreten. io den und das Ventil 9 so verstellt wird, daß wärmeres

   Für den Schwerölbetrieb von Einspritzkraftmaschi- Wasser zum Einspritzventil strömt, so daß dieses die

   nen ist zwar bereits vorgeschlagen worden, das Sy- normale Betriebstemperatur beibehält. Beim Anfah-

   stem der Nadelventilkühlung zur Heizung zu be- ren eines Motors aus dem kalten Zustand wird das

   nutzen, wobei in der Zuflußleitung der Düsenkühlung Einspritzventil zunächst von Heißwasser durchflos-

   ein Dreiwegehahn eingebaut ist, der eine Verbindung 15 sen, bis es die Betriebstemperatur erreicht hat; an-

   mit einer Heizdampfleitung aufweist. Diese Anord- schließend wird es selbsttätig auf Kühlung umgestellt,

   nung ist auch bei vom Zylinderkühlkreislauf getrenn- Die parallele Anordnung von Kühler und Heiz-

   tem geschlossenen Düsenkühlsystem mit eigener vorrichtung hat dabei den Vorteil, daß' der äußere

   Pumpe, eigenem Kühler und Tank und einer beson- Kühlwasserkreislauf durch den Kühler ungeregelt mit

   deren Heizung dieses Kreislaufs in abgewandelter ao immer gleichem Durchsatz betrieben werden- kann;

   Form bekannt. Da der Wärmeträger dabei in einen der äußere Heizkreislauf braucht daher nur vor dem

   offenen Trichter abläuft, ist der Kreislauf nicht Anfahren des Motors bzw. vor Manövern angestellt

   druckdicht ausgebildet, so daß die dem Erfindungs- und hinterher wieder abgestellt werden, eine weitere

   gegenstand eigenen Vorteile nicht eintreten. Regelung hingegen ist nicht erforderlich.

   Es ist ferner auch ein Einspritzventil bekannt; bei 25 Durch die Verwendung eines druckdichten Kreisweichem zur Aufrechterhaltung einer annähernd kon- lauf es steht das Wasser in der Heizvorrichtung 8 zustanten Temperatur der überschüssige, an der heißen dem immer unter seinem entsprechenden Dampf-Düse erwärmte Kraftstoff in einem Wärmetauscher druck, so daß das Auftreten von Dampfblasen im an dem aus dem Vorratsbehälter gepumpten Brenn- Leitungssystem unterbunden ist. Sofern nicht eine stoff vorbeigeführt und gesteuert diesem vor der 30 Sichtkontrolle für den Wasserdurchlauf der einzelnen Pumpe zugemischt wird. Abgesehen davon, daß es Einspritzventile vorgesehen wird, kann die Durchsich dabei ebenfalls um keinen druckdichten Kreis- laufmenge, z. B. auch über einzelne Differenzdrucklauf handelt, dient diese Anordnung lediglich zur manometer 13, kontrolliert werden.
   Abwärmeverwertung und weist weder eine eigentliche Durch die erfindungsgemäße Anordnung erfolgt Heizeinrichtung noch eine Kühlvorrichtung auf. 35 die Temperaturregelung des Einspritzventiles selbst-In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der tätig in Abhängigkeit von der Motorbelastung. Vor Erfindung schematisch dargestellt. allem aber erfolgt bei abgestelltem Motor automatisch Das in bekannter Weise in einem Tank aufbereitete ein Anheizen der Einspritzventile, sobald Dampf zur und aufgeheizte Schweröl gelangt über ein Viskosi- Speisung der Heizvorrichtung zur Verfügung steht, tätsregelgerät 1 in die Kraftstoff-Einspritzpumpe 2 40 Außerdem ist durch die Anordnung einer Tempe- und über eine geheizte Leitung 3 in das Einspritzven- raturmeßstelle direkt am Einspritzventil eine wirktil 4, bevor die Zerstäubung im Zylinder erfolgt. Im same Kontrolle der dort tatsächlich vorhandenen normalen Betrieb wird das Einspritzventil mit Wasser Kraftstoffviskosität gegeben. Als Sicherheitsmaßgekühlt, im Bedarfsfalle aber auch aufgeheizt. Der nähme gegen Anlassen oder Betrieb des Motors mit Kreislauf hierfür ist erfindungsgemäß druckdicht aus- 45 ungenügend vorgewärmtem Schweröl, was zu Begebildet und wie folgt ausgeführt: Schädigungen im Einspritzventil führen kann, kön-Die Umwälzpumpe 5 fördert über eine Ringlei- nen die Meßwerte dieses Temperaturfühlers gleichtung 6, in welcher parallel zueinander eine Kühlvor- zeitig dazu verwendet werden, beispielsweise die richtung 7 und eine Heizvorrichtung 8, ζ. B. einem · Anlaßluft für den Motor so lange abzusperren, bis Heizkessel, angeordnet sind, das Wasser durch be- 50 die erforderliche Temperatur am Einspritzventil ersondere Kanäle im Einspritzventil 4. -Die Zuleitung reicht ist.
   von kaltem oder heißem Wasser bzw. von solchem

   mit einer beliebig einstellbaren Mischtemperatur zum Patentansprüche:
   Einspritzventil wird von einem dazu in Serie geschalteten Ventil 9 geregelt, wobei die Stellung dieses 55 1. Einrichtung zum Betrieb einer Einspritz-Ventils von einem Vergleichsgerät 10 gesteuert wird, brennkraftmaschine mit Kraftstoff höherer Visdas wiederum die Steuerimpulse von zwei Tempe- kosität (Schweröl), bei welcher das Einspritzventil raturfühlern 11, 12 erhält. Diese sind an der Kraft- . ein vom Einspritzsystem getrenntes WärmetauschstoflMtung zwischen dem Viskositätsregelgerät 1 und system aufweist, das zusammen mit einer Kühlder Einspritzpumpe 2 einerseits und andererseits 60 vorrichtung, einer Heizvorrichtung und einer direkt am Einspritzventil 4 angeordnet, und zwar in Umwälzpumpe in einem geschlossenen Kreislauf der Weise, daß bei gleicher Schweröltemperatur an liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der beiden Meßstellen auch die gleiche Anzeige erfolgt. Kreislauf druckdicht ausgebildet ist und die Kühl-Die Meßwerte der beiden Temperaturfühler, bei- vorrichtung (7) und die Heizvorrichtung (8) in spielsweise die von Thermoelementen erzeugten 65 Abhängigkeit von einer thermostatisch gesteuerelektrischen Spannungswerte, werden im Vergleichs- ten Einrichtung (9 bis 12) zu- und abschaltbar gerät 10 miteinander verglichen, z. B. mit Hilfe einer sind, wobei diese Einrichtung (9 bis 12) einVer-Brückenschaltung. gleichsgerät (10) enthält, in dem die der ge-

   wünschten Viskosität des Kraftstoffes entsprechende Temperatur mit der Temperatur an der Düse verglichen wird.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (7) und die Heizvorrichtung (8) einander parallel geschaltet sind und mit einem ihre Zu- und Abschaltung vomehmenden Ventil (9) in Serie geschaltet sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die der gewünschten Viskosität entsprechende Temperatur zwischen einem an sich bekannten Viskositätsregelgerät (1) und der Einspritzpumpe (2) abgenommen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 926 279;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 881828;

   Motortechnische Zeitschrift,- 1955, H. 6, S. 154 bis 160, und 1956, H. 11, S. 404/405;

   MAN-Diesehnotoren-Nachrichten, 1954, Nr. 29, S. 2 bis 19.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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