DE3021282A1

DE3021282A1 - Vorrichtung zur kraftstoffvorwaermung

Info

Publication number: DE3021282A1
Application number: DE19803021282
Authority: DE
Inventors: Heinz 7891 Küssaberg Schell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-06
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1981-12-17
Also published as: BE889116A

Description

Vorrichtung zur Kraftstoffvorwärmung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftstoffvorwärmung für Dieselmotoren mit Einspritzpumpe, wobei die Vorrichtung eine Wärmequelle aufweist.
Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt, wobei zum Aufheizen die Auspuffgase und/oder das Kühlwasser des Motors und als Zusatzheizung Halogenlampen herangezogen werden.
Letztere werden derart thermostatisch geregelt, daß sie bei zu geringer Aufwärmung durch die Auspuffgase und/oder das Kühlwasser vorübergehend zugeschaltet werden. Diese Vorrichtung hat jedoch u.a. den Nachteil, daß eine Oberhitzung des Kraftstoffes nicht sicher vermieden werden kann, da nach dem thermostatischen Abschalten der Halogenlampen die Wärmezufuhr durch Kühlwasser und insbesondere durch Auspuffgase in nicht kontrollierter Weise weiterhin einwirkt. Eine Oberhitzung des Kraftstoffes führt jedoch bei ihm zu Dampfbildung bzw. zur Bildung eines elastischen Gaspolsters, welches eine ordnungsgemäße Einspritzung beeinträchtigt. Ein ungleichmäßiger Lauf oder gar ein Aussetzen des Motors kann dann die Folge sein.
Man kennt auch bereits eine Vorrichtung zur Kraftstoffvorwärmung, bei der elektrische Heizkörper z.B. im Kraftstoffilter eingebaut sind. Neben einer aufwendigen Stromversorgung und einer unkontrollierten Erwärmung ist diese Ausbildung jedoch vergleichsweise unwirtschaftlich. Es wird nämlich der gesamte durch den Filter hindurchfließende Kraftstoff erwärmt, ohne daß dieser insgesamt verbraucht wird. Weiterhin ist bereits eine Anordnung zur Kraftstoffvorwärmung innerhalb des Kraftstoff- z tankes am ansaugseitigen Ende der Kraftstoffzuführleitung bekannt. Diese Art der elektrischen Vorwärmung ist jedoch ebenfalls unwirtschaftlich, da erhebliche Teile der zugeführten Wärmeenergie auf dem verhältnismäßig langen Weg zur Kraftstoffeinspritzpumpe verloren gehen. Außerdem wird ein Teil der Wärmeenergie nur dem Tankinhalt zugeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der in ökonomischer und gesteuerter bzw. kontrollierter Weise der Kraftstoff unter sicherer Vermeidung von Überhitzungen vorgewärmt werden kann, insbesondere auch beim Kaltstart von Dieselmotoren. Außerdem soll diese Vorrichtung auch leicht nachträglich einbaubar sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß als Wärmequelle eine mit einer Temperaturregeleinrichtung verbundene elektrische Heizung dient, die im Wege des Kraftstoffflusses dem Hochdruckteil der Einspritzpumpe benachbart vorgeschaltet ist.
Die Aufheizung kann bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung in vorteilhafter Weise sehr genau arbeiten, so daß insbesondere ein Überhitzen sicher vermieden werden kann. Gleichzeitig erfolgt jedoch beim Kaltstart eine schnelle und durch die Anordnung benachbart der Einspritzpumpe auch eine wirkungsvolle Erwärmung, die den Kaltstart begünstigt. Außerdem ist durch die Kraftstoffvorwärmung eine Kraftstoffeinsparung möglich.
Vorzugsweise weist die Heizung einen Heizstab auf, der sich innerhalb eines Zuleitungsabschnittes für den Kraftstoff befindet, vorzugsweise unmittelbar vor dem Hochdruckteil. Ein solcher Heizstab läßt sich einfach innerhalb der Kraftstoffzuleitung anordnen und gewährleistet insbesondere unmittelbar vor dem Hochdruckteil eine wirkungsvolle und wegen dem nur noch kurzen Weg zur Einspritzdüse auch verlustarme Erwärmung des Kraftstoffes.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Heizstab innerhalb einer vorzugsweise wendelförmigen Strömungsführung für den Kraftstoff angeordnet ist. Ohne den Zufluß des Kraftstoffes wesentlich zu beeinflussen, erfolgt dadurch im Bereich des Heizstabes eine Verlängerung der Führung für den Kraftstoff, so daß auch bei vergleichsweise kurzen Heizstäben eine intensive Erwärmung gegeben ist.
Zweckmäßigerweise ist die Strömungsführung durch eine den Heizstab umfassende Schraubendruckfeder od. dgl. Wendelelement gebildet, die etwa an der Innenwandung des umgebenden Zuleitungsabschnittes anliegt. Durch eine solche Schraubendruckfeder od. dgl. kann der Wendelkanal auf besonders einfache Weise gebildet werden.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung als Einbaueinheit, insbesondere als auswechselbares Zwischenrohrstück od. dgl. ausgebildet. Die erfindungsgemäße Kraftstoffvorwärm-Vorrichtung kann somit auch nachträglich auf einfache Weise selbst bei Altmotoren eingebaut werden.
Zusätzliche Ausgestaltungen sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 ein stärker schematisiertes Blockschaltbild einer Einspritzanlage.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Kraftstoffvorwärmung (Fig. 1) ist innerhalb der Kraftstoffzuführung von einem Tank 2 zu einem Motpr 3 angeordnet (vgl. Fig. 2). Insbesondere ist dabei die Vorrichtung 1 dem Hochdruckteil 4 der im ganzen mit 5 bezeichneten Einspritzpumpe benachbart vorgeschaltet. In der Kraftstoffzuleitung 7 befindet sich vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 noch ein Filter 6 und außerdem ist innerhalb dieser Kraftstoffzuleitung 7 noch die in der Einspritzpumpe 5 eingebaute Förderpumpe 8 vorgesehen.
Da die Fördermenge der Pumpe 8 etwa auf den maximalen Bedarf des Motors 3 abgestimmt ist, ergibt sich im Teillastbereich oder aber im Leerlauf eine Überförderung von Kraftstoff, wobei dann der überschüssige Kraftstoff mittels der strichliniert gezeichneten Leitung 9 von dem Filter 6 in den Tank 2 zurückgeführt wird. Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 unmittelbar bei dem Hochdruckteil 4 der Einspritzpumpe 5 wird mit Sicherheit der Teil des geförderten Kraftstoffes erwärmt, der auch dem Motor 3 zugeführt wird. Dadurch wird auch die zugeführte Heizenergie besonaers günstig ausgenützt. Dazu kann auch noch beitragen, daß die Vorrichtung 1 eine Isolierummantelung od. dgl. hat.
Gegebenenfalls kann sie auch innerhalb des Einspritz-Pumpengehäuses 10 integriert sein. In Fig. 2 ist mit 11 noch eine Tropfleitung von der Einspritzpumpe 5 zur Ringleitung 9 bezeichnet.
Die in Fig. 1 erkennbare Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann insbesondere als Einbaueinheit, insbesondere als auswechselbares Zwischenrohrstück od. dgl.
ausgebildet sein. Sie weist ein Gehäuse 12 mit einem Durchtrittskanal 13 auf, der eine Eintrittsöffnung 14 sowie einen Auslaß 15 hat. Innerhalb des Durchtrittskanales 13 ist ein Heizstab 16 angeordnet, der über elektrische Zuleitungen 17 versorgt wird. Der Heizstab 16 ist innerhalb einer wendelförmigen Strömungsführung für den Kraftstoff angeordnet, wobei im Ausführungsbeispiel diese Strömungsführung durch eine den Heizstab 16 umfassende Schraubendruckfeder 18 gebildet ist. Diese liegt etwa an der Innenwandung 19 des Durchtrittskanalesl3 an. Zwischen den einzelnen Windungen der Schraubendruckfeder 18 ist somit der Wendelkanal gebildet, durch den der bei der Eintrittsöffnung 14 eintretende Kraftstoff hindurchgeführt wird. Man erreicht dadurch bei einem vergleichsweise kurzen axialen Wegabschnitt und damit auch bei einer sehr kurzen Bauweise der Vorrichtung 1 eine Verlängerung des Strömungsweges für den Kraftstoff, so daß dieser gleichmäßig erwärmt wird. In Fig. 1 ist noch gut erkennbar, daß der Auslaß 15 des Durchtrittskanales 13 durch eine etwa radiale Bohrung am Strömungsende des Durchtrittskanales 13 gebildet ist. Der Heizstab 16 ist an einer Verschraubung 20 befestigt, die in einen axialen Gewindeabschnitt des Durchtrittskanales 13 eingeschraubt ist.
Die der Vorrichtung 1 zugehörige Temperaturregeleinrichtung 21 weist einen Thermostaten 22 auf, der sich im Bereich des Auslasses 15 und damit auch des Kraftstoff-Sinlasses der Einspritzpumpe 5 (vgl. Fig. 2) befindet. Durch diese Anordnung wird die Temperatur des aufgeheizten Kraftstoffes im Endbereich des Aufheizweges und damit auch etwa an der Stelle, an der der Kraftstoff seine höchste Temperatur hat, gemessen.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß eine Aufheizung des Kraftstoffes auf etwa 60 Grad Celsius insb. für den Kaltstart begünstigend wirkt und ein sparsameres und raucharmes Laufverhalten des Dieselmotors daraus resultiert. Andererseits muß jedoch beachtet werden, daß Dieselkraftstoff etwa ab 80 Grad zur Verdampfung kommt. Diese Temperaturobergrenze darf also mit Sicherheit nicht erreicht werden, da dies sonst zu Betriebsstörungen des Motors führen würde.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 liegt die Ansprechtemperatur des Thermostaten 22 bei etwa 60 Grad, wobei die beiden Ansprechtemperaturen, bei denen der Heizstab 16 ein-bzw. ausgeschaltet wird, vergleichsweise nahe beieinander liegen. Sie haben vorzugsweise einen Abstand von ca. 1 Grad Celsius. Dadurch ist eine sehr genaue Einhaltung der gewünschten Aufheiztemperatur des Kraftstoffes gegeben. Nach einer einfachen Ausführungsform, die auch in Fig. 1 dargegestellt ist, dient als Thermostat 22 ein Bimetallkontakt, der direkt den Heizstab 16 schaltet. Der Abstand der Schalttemperaturen kann hierbei max. etwa 15 Grad Celsius betragen.
Mit 23 ist noch eine Anschlußklemme für elektrische Versorgungsleitungen bezeichnet.
Statt eines Bimetall-Thermostaten könnte auch ein anderer Meßfühler, z. B. ein Meßwiderstand (NTC; PTC) vorgesehen sein, der mit einer elektronischen Regelschaltung verbunden ist. Zusätzlich sei noch erwähnt, daß die Temperaturregeleinrichtung 21 zweckmäßigerweise noch ein Kontrollorgan, z. B. eine Kontrollampe od. dgl., aufweist, das im Sichtbereich einer Bedienperson, bei einem Kraftfahrzeugmotor im Armaturenbrett, angeordnet ist. Dadurch kann das ordnungsgemäße Arbeiten der Kraftstoffvorwärmung überwacht werden.
Die Stromversorgung der Vorwärm-Vorrichtung 1 erfolgt zweckmäßigerweise über das Zündschloß, wobei diese Vorrichtung während des Startens beim Vorglühen mit eingeschaltet wird.
Die ersten Pumpenhübe vom Hochdruckteil der Einspritzpumpe 5 fördern dann bereits vorgewärmtes Dieselöl für den Kaltstart, wodurch dieser erheblich begünstigt wird. Dies insbesondere auch wegen der Anordnung in unmittelbarer Nähe vor dem Hochdruckteil der Einspritzpumpe 5.
Die gesamte, beispielsweise in Fig. 1 dargestellte Vorwärm-Vorrichtung 1 kann gut auch nachträglich in die Kraftstoffzuleitung eines Dieselmotores insbesondere an der in Fig. 2 erkennbaren Stelle eingebaut werden.
Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Leerseite

Claims

Vorrichtung zur Krafttoffvorwärmung Ansprüche 1. Vorrichtung zur Kraftstoffvorwärmung für Dieselmotoren mit Einspritzpumpe, wobei die Vorrichtung eine Wärmequelle aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß als Wärmecuelle eine mit einer Temperaturregeleinrichtung (21) veroundene elektrische Heizung dient, die im Wege des tiraftstoff-Flusses dem Hochdruckteil (4) der Einspritzpumpe '5) benachbart vorgeschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung einen heizstab l6) aufweist, der sich innerhalb eines Zuleitungsabschnittes für den Kraftstoff befindet, vorzugsweise unmittelbar vor dem Hochdruckteil (4).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (16) innerhalb einer vorzugsweise wendelförmigen Strömungsführung für den Kraftstoff angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsführung durch eine den Heizstab (16) umfassende Schraubendruckfeder (18) od. dgl. Wendelelement gebildet ist, die etwa an der Innenwandung (19) des umgebenden Zuleitungsabschnittes anliegt. z
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Temperaturregeleinrichtung (21) einen Thermostaten (22) aufweist, der sich im Bereich des Heizstabes (16) bzw. des Durchlaufraumes, vorzugsweise in der Nähe des Kraftstoff-Einlasses der Einspritzpumpe (5) befindet.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeltemperatur des Thermostaten (22) bei max. etwa 60 Grad Celsius liegt, und daß die Ansprechtemperaturen des Thermostaten (22) vergleichsweise nahe beieinander liegen, vorzugsweise einen Abstand von ca. 1 Grad Celsius haben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Thermostat (22) ein Bimetallkontakt dient, der vorzugsweise direkt den Heizstab (16) schaltet, wobei der Abstand der Schalttemperaturen max. 15 Grad Celsius beträgt.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie innerhalb des Einspritz-Pumpengehäuses (10) integriert ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Einbaueinheit, insbesondere als auswechselbares Zwischenrohrstück od.

dgl. ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest bereichsweise eine Isolierummantelung od. dgl. aufweist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Vorwärm-Vorrichtung (1) über das Zündschloß erfolgt, und daß vorzugsweise ein Kontrollorgan vorgesehen ist.