DE19963229A1 - Fuel supply device for internal combustion engine of vehicle, with through-flow heat exchanger to heat fuel going to main fuel filter - Google Patents

Fuel supply device for internal combustion engine of vehicle, with through-flow heat exchanger to heat fuel going to main fuel filter

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Abstract

The fuel supply device supplies fuel to the internal combustion engine of a vehicle. It has a through-flow heat exchanger (9) to heat the fuel going to the main fuel filter (7). The heat exchanger is upstream of the main fuel filter and is connected to the outward line (3) and the return line (4) for mutual heat exchange.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors mit Kraftstoff nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for supplying a Vehicle internal combustion engine with fuel after the Oberbe handle of claim 1.

Bei einer aus DE 196 28 591 A1 bekannten Einrichtung dieser Art wird eine stromauf des Filters erfolgende Kraftstoffer­ wärmung durch eine Beimischung von im Kreislauf aus dem Mo­ tor rückströmenden erwärmten Kraftstoffs erreicht. Das Maß der Beimischung wird durch ein Steuerventil bestimmt. Der Grad der Beimischung kann zwischen 0 und 100% bezögen auf den rücklaufenden Kraftstoffstrom mittels des Ventiles ver­ ändert werden. Bei dieser Art der Kraftstoffvorwärmung ist in der stromab des Steuerventiles in den Kraftstofftank zu­ rückführenden Leitung ein Druckreduzierventil notwendig we­ gen eines stromauf des Kraftstoff-Hauptfilters gegenüber dem in der Rücklaufleitung höheren Kraftförderdruckes.In a device known from DE 196 28 591 A1 Kind becomes a fuel that occurs upstream of the filter warming through an admixture of in the circuit from the mo the heated fuel flowing back. The measure the admixture is determined by a control valve. The Degree of admixture can be between 0 and 100% ver the returning fuel flow by means of the valve be changed. This type of fuel preheating is in the downstream of the control valve in the fuel tank return line a pressure reducing valve is necessary against an upstream of the main fuel filter in the return line of higher force delivery pressure.

Andere Möglichkeiten einer Vorwärmung des Kraftstoffes stromauf eines Kraftstoff-Hauptfilters bestehen in einem Wärmeaustausch mit Kühlmittel des Motors (DE 39 12 534 A1) oder in einer Aufheizung durch Fremdenergie (DE 38 29 126 C1).Other ways of preheating the fuel upstream of a main fuel filter consist of one Heat exchange with engine coolant (DE 39 12 534 A1)  or in heating from external energy (DE 38 29 126 C1).

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, die Kraft­ stoffvorwärmung auf eine andere, funktionssichere und ratio­ nell erzeugbare Weise zu erreichen.The invention deals with the problem, the force preheating to a different, reliable and ratio nell producible way to achieve.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.This problem is solved by an execution according to characterizing features of claim 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü­ che.Appropriate configurations are the subject of the subclaims che.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Vor­ wärmung des Kraftstoffes stromauf des wenigstens einen Fil­ ters durch einen Wärmeaustausch zwischen zu- und rücklaufen­ dem Kraftstoff ohne ein Mischen dieser Kraftstoffströme zu erreichen, das heißt sämtlicher dem Hauptfilter zuzuführen­ der Kraftstoff wird ausschließlich aus dem Tank gefördert und sämtlicher im Kreislauf rücklaufender Kraftstoff fließt vollständig in den Tank zurück. Ein Vorteil des vollständig in den Tank zurückfließenden Kraftstoff-Rücklaufstromes be­ steht darin, daß bei einem eventuell indem Tank stromab ei­ ner dort vorgesehenen Kraftstofffördereinrichtung vorgesehe­ nen Vorfilter ein bereits vorgewärmter Kraftstoff gefiltert werden kann.The invention is based on the general idea that heating the fuel upstream of the at least one fil ters through a heat exchange between incoming and outgoing to the fuel without mixing these fuel flows reach, that is, all feed the main filter the fuel is only delivered from the tank and all fuel returning in the circuit flows completely back into the tank. An advantage of the complete fuel return flow flowing back into the tank is that in a possibly downstream tank ei ner provided fuel delivery device provided there an already pre-warmed fuel can be.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.Embodiments of the invention are in the drawing shown.

Es zeigen jeweils in der Form eines Flußdiagrammes Fig. 1 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einem au­ ßerhalb des Kraftstoff-Hauptfilters vorgesehenen Kraftstoff-Wärmetauscher,Shown are each in the form of a flowchart Fig. 1, a fuel supply device with an au ßerhalb of the main fuel filter provided for fuel heat exchanger,

Fig. 2 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einem in den Kraftstoff-Hauptfilter integrierten Kraftstoff- Wärmetauscher. Fig. 2 shows a fuel supply device with a fuel heat exchanger integrated in the main fuel filter.

Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Fig. 1Fuel supply device according to FIG. 1

Der Kraftstoff wird aus einem Tank 1 einem Motor 2 im Kreis­ lauf zugeführt, wobei der Zulauf über eine Zulaufleitung 3 und der Rücklauf über eine Rücklaufleitung 4 erfolgt.The fuel is supplied from a tank 1 to an engine 2 in a circuit, the supply being via an inlet line 3 and the return via a return line 4 .

In die Zulaufleitung 3 wird der Kraftstoff durch eine vor­ zugsweise innerhalb des Tankes 1 vorgesehene Vorförderein­ richtung 5 gefördert. Stromauf dieser Vorfördereinrichtung 5 kann ein Vorfilter 6 vorgesehen sein. Innerhalb der Zulauf­ leitung ist außerhalb des Tankes 1 ein Haupt- Kraftstofffilter 7 mit einem gegenüber dem Vorfilter 6 grö­ ßeren Strömungswiderstand vorgesehen. Stromab des Kraft­ stoffhauptfilters 7 führt die Zulaufleitung 3 durch eine Hauptfördereinrichtung 8, in der der Förderdruck aus der Vörfördereinrichtung 5 auf ein Maß erhöht wird, das für eine Zufuhr zu dem Motor erwünscht ist. Der entsprechende Förder­ druck kann je nach der Art der Kraftstoffzuführung in die Brennräume des Motors den derzeitigen Anforderungen entspre­ chend relativ hoch sein.In the feed line 3 , the fuel is conveyed through a Vorförderein direction 5 provided preferably in the tank 1 . A pre-filter 6 can be provided upstream of this pre-conveyor device 5 . Within the supply line outside the tank 1, a main fuel filter 7 is provided with a larger flow resistance than the prefilter 6 . Downstream of the main fuel filter 7 leads the feed line 3 through a main conveyor 8 , in which the delivery pressure from the feeder 5 is increased to a level that is desired for supply to the engine. The corresponding delivery pressure can be relatively high depending on the type of fuel supply to the engine's combustion chambers.

Der durch die Rücklaufleitung 4 in den Tank rückströmende, überschüssig geförderte Kraftstoff besitzt einen Druck p3, der unterhalb des Förderdruckes p1 stromauf des Kraftstoff­ hauptfilters 8 herrscht. Auch der Förderdruck p2 stromab des Haupt-Kraftstofffilters 7 stromauf der Hauptfördereinrich­ tung 8 liegt oberhalb des Druckes p3 in der Rücklaufleitung 4.The excess fuel delivered through the return line 4 and flowing back into the tank has a pressure p3, which prevails below the delivery pressure p1 upstream of the main fuel filter 8 . The delivery pressure p2 downstream of the main fuel filter 7 upstream of the Hauptfördereinrich device 8 is above the pressure p3 in the return line 4th

Für einen Wärmetausch zwischen dem zu- und rücklaufenden Kraftstoff ist ein Wärmetauscher 9 vorgesehen, durch den die Zu- und Rücklaufleitungen 3 bzw. 4 führen und in dem ein Wärmetausch nach dem Gegenstromprinzip der Strömungsmedien erfolgt. In der Zulaufleitung 3 befindet sich der Wärmetau­ scher 9 in einem Bereich zwischen dem Haupt-Kraftstofffilter 7 und der Vorfördereinrichtung 5 innerhalb des Tankes 1.For a heat exchange between the supply and return fuel, a heat exchanger 9 is provided, through which the supply and return lines 3 and 4 lead and in which heat exchange takes place according to the counterflow principle of the flow media. In the feed line 3 , the Wärmetau shear 9 is located in an area between the main fuel filter 7 and the pre-conveyor 5 within the tank 1st

Für den rücklaufenden Kraftstoff ist zudem Wärmetauscher 9 eine Umgehungsleitung 10 vorgesehen. Der Strömungsweg des rücklaufenden Kraftstoffes durch den Wärmetauscher 9 bzw. die Umgehungsleitung 10 wird durch ein in der Rücklauflei­ tung 4 vorgesehenes Steuerventil 11 bestimmt. Mit diesem Steuerventil 11 kann eine beliebige Strömungsaufteilung des den Wärmetauscher 9 durchströmenden oder umgehenden Kraft­ stoffstromes eingestellt werden, das heißt es sind sämtliche Zwischenwerte zwischen einem vollständigen Durchströmen des Wärmetauschers 9 und einem vollständigen Durchströmen der Umgehungsleitung 10 möglich.A bypass line 10 is also provided for the returning fuel, heat exchanger 9 . The flow path of the returning fuel through the heat exchanger 9 or the bypass line 10 is determined by a control valve 11 provided in the return line 4 . With this control valve 11 , any flow distribution of the fuel flow flowing through or bypassing the heat exchanger 9 can be set, that is, all intermediate values between a complete flow through the heat exchanger 9 and a complete flow through the bypass line 10 are possible.

Die Aufteilung der Strömungsmengen mit Bezug auf den Wärme­ tauscher 9 und die Umgehungsleitung 10 erfolgt zweckmäßiger­ weise in Abhängigkeit der Temperatur des Kraftstoffes strom­ auf des Haupt-Kraftstofffilters 7.The distribution of the flow quantities with reference to the heat exchanger 9 and the bypass line 10 is expediently carried out as a function of the temperature of the fuel flow on the main fuel filter 7 .

Der Rückfluß des rückströmenden, erwärmten Kraftstoffes in den Tank 1 bewirkt in vorteilhafter Weise auch eine Vorwär­ mung des in das Vorfilter 6 einströmenden Kraftstoffes. Die­ ser positive Effekt kann durch eine entsprechende direkte Zuführung des rücklaufenden Kraftstoffes zu dem Vorfilter 6 optimiert werden.The reflux of the backflowing, heated fuel in the tank 1 also advantageously results in a preheating of the fuel flowing into the pre-filter 6 . The water positive effect can be optimized by a corresponding direct supply of the returning fuel to the prefilter 6 .

Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Fig. 2Fuel supply device according to FIG. 2

Diese Versorgungseinrichtung unterscheidet sich von derjeni­ gen nach der Fig. 1 lediglich dadurch, daß der Wärmetauscher 9 in das Gehäuse des Haupt-Kraftstofffilters 7 integriert ist.This supply device differs from that in FIG. 1 only in that the heat exchanger 9 is integrated into the housing of the main fuel filter 7 .

Claims (6)

1. Einrichtung zur Versorgung eines Fahrzeug- Verbrennungsmotors mit Kraftstoff mit
  • - einem Kraftstoff-Tank,
  • - einer von dem Kraftstoff-Tank zu dem Motor führenden Kraftstoff-Zuführleitung, in der ein größerer Kraft­ stoffstrom gefördert als von dem Motor benötigt wird,
  • - einer den überschüssig geförderten Kraftstöffvori dem Motor in den Kraftstoff-Tank zurückführenden Kraft­ stoff-Rücklaufleitung,
  • - einer Fördereinrichtung, durch die der Kraftstoff in der Zuführleitung mit einem höheren Druck als demjeni­ gen in der Rücklaufleitung gefördert wird,
  • - mindestens einem Kraftstoff-Hauptfilter mit einem ge­ genüber eventuellen weiteren Filtern höchsten Strö­ mungswiderstand in der Kraftstoff-Zuführleitung und
  • - einer Vorrichtung zum Erwärmen des dem Kraftstoff- Hauptfilter zuzuführenden Kraftstoffes,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Vorrichtung zum Erwärmen des dem Kraftstoff- Hauptfilter (7) zuzuführenden Kraftstoffs stromauf dieses Hauptfilters ein durch eine Verbindung mit der Zu- und Rück­ laufleitung (3) bzw. (4) von dem zu- und rücklaufenden Kraftstoff für einen gegenseitigen Wärmeaustausch durch­ strömbarer Wärmetauscher (9) vorgesehen ist.1. Device for supplying a vehicle internal combustion engine with fuel
  • - a fuel tank,
  • a fuel supply line leading from the fuel tank to the engine, in which a greater fuel flow is conveyed than is required by the engine,
  • - a fuel return line returning the excess fuel delivered to the engine in the fuel tank,
  • a delivery device through which the fuel in the supply line is delivered at a higher pressure than that in the return line,
  • - At least one main fuel filter with a ge compared to any other filters highest flow resistance in the fuel supply line and
  • a device for heating the fuel to be fed to the main fuel filter,
characterized by
that as a device for heating the main fuel filter ( 7 ) to be supplied fuel upstream of this main filter through a connection to the supply and return line ( 3 ) and ( 4 ) of the incoming and returning fuel for mutual heat exchange by flowable Heat exchanger ( 9 ) is provided. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Wärmetauschers (9) mit der Rücklauf­ leitung (4) eine Aufteilung des rückströmenden Kraftstoffes in einen den Wärmetauscher (9) umgehenden und einen diesen durchströmenden Teilstrom ermöglicht.2. Device according to claim 1, characterized in that the connection of the heat exchanger ( 9 ) with the return line ( 4 ) allows a division of the fuel flowing back into a heat exchanger ( 9 ) bypassing and a partial flow flowing through this. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen Rücklaufleitung (4) und Wär­ metauscher (9) ein zum Verändern des Verhältnisses der Teil­ strommengen geeignetes Steuerventil (11) vorgesehen ist.3. Device according to claim 2, characterized in that in the connection between the return line ( 4 ) and heat exchanger ( 9 ) a control valve ( 11 ) is provided for changing the ratio of the part current quantities. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil durch von der Temperatur des zum Motor geförderten Kraftstoffes beeinflußten Stellmitteln verstell­ bar ist.4. Device according to claim 3, characterized, that the control valve through by the temperature of the to the engine adjusted fuel adjusted adjusting means is cash. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (9) in ein Gehäuse des Kraftstoff- Hauptfilters (7) integriert ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 9 ) is integrated in a housing of the main fuel filter ( 7 ). 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Umgehungsleitung (10) in das Gehäuse des Kraft­ stoff-Hauptfilters (7) integriert ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the bypass line ( 10 ) in the housing of the main fuel filter ( 7 ) is integrated.
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