DE3419325C2 - Einrichtung an einem Dieselmotor für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Einrichtung an einem Dieselmotor für Kraftfahrzeuge

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Abstract

Eine an einem Dieselmotor für Kraftfahrzeuge vorgesehene Einrichtung zur Verhinderung einer unter Kaltstartbedingungen durch ein mögliches Versulzen unterbrochenen Zuleitung des Dieselkraftstoffes umfaßt ein in dessen Durchströmweg stromaufwärts von einem im Stillstand des Motors kraftstofffreien Einlaßbereich des Filters angeordnetes Speichergefäß für eine im Stillstand des Motors vorhandene Teilmenge des Kraftstoffes, die bei einem Kaltstart des Motors durch eine im Anlasserstromkreis angeordnete Heizeinrichtung auf eine oberhalb der Versulzungstemperatur liegende Temperatur erwärmt werden kann, so daß diese erwärmte Teilmenge des Kraftstoffes dann zuerst über den kraftstofffreien Einlaßbereich des Filters über den Auslaß eines Verteilerkopfes an den Motor weitergeleitet werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an einem Dieselmotor für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einer aus der EP-OS 00 51 936 bekannten Einrichtung dieser Art ist der Raumteil für die Anordnung der Heizeinrichtung durch eine bodenseitige Aussparung des Verteilerkopfes gebildet, die gegen den im Stillstand des Motors kraftstofffreien Einlaßbereich des Filters durch eine als Lochblende ausgebildete und mit dem Verteilerkopf verschraubte Kupferplatte abgetrennt ist. Die Heizeinrichtung ist aus einer scheibenförmigen Sandwich-Anordnung eines Halbleitermaterials mit positivem Temperaturkoeffizienten zwischen zwei einen Ohm'schen Widerstand erzeugenden Metallplättchen gebildet die für eine Flächenberührung mit dieser Kupferplatte durch Federn vorgespannt sind, welche an einer zu der Kupferplatte axial beabstandeten und ebenfalls als Lochblende ausgebildeten Faserplatte mittels einer unierlegten Leiterplatte abgestützt sind, über welche die Heizeinrichtung bei einem unterhalb einer vorbestimmten Temperatur durchgeführten Kaltstart in den Anlasserstromkreis des Motors eingescLaltet ist Mit dieser bekannten Anordnung der Heizeinrichtung in einer bodenseitigen Aussparung des Verteilerkopfes soll unter Kaltstartbedingungen bei tieferen Temperaturen eine als Folge eines Versulzens sonst mögliche anfängliche Unterbrechung der Lieferung des Kraft-Stoffs an den Dieselmotor verhindert werden. Diese Aufgabe wird mit der bekannten Einrichtung der angegebenen Gattung jedoch nur unvollkommen erfüllt weil die dafür mit der Heizeinrichtung bezweckte Aufwärmung an der anfänglich über den Einlaß des Verteilerkopfes zugeleiteten Teilmenge des Kraftstoffs verwirklicht wird, die aber noch vor ihrer Hinleitung zu der Heizeinrichtung vor der mit der Faserplatte gebildeten ersten Lochblende vorübergehend gestaut wird und eine weitere analoge Stauung vor der mit der Kupferplatte gebildeten weiteren Lochblende erfährt Während der für das Aufwärmen dieser über den Einlaß des Verteilerkopfes anfäE^lich zugeleiteten Teilmenge des Kraftstoffs benötigten Zeitdauer kann jedoch ein versulzter Anteil der in dem Filter verbliebenen Restmenge des Kraftstoffs ohne weiteres eine Ansaugung an den Auslaß des Verteilerkopfes erfahren, der hierbei mit der gegenüber dem Einlaßbereich des Filters auf einem tieferen Niveau angeordneten Einlaßmündung eines zum Anschrauben des Filters vorgesehenen axialen Auslaßnippels gebildet ist Der zur dieser Einlaßmündung des axialen Auslaßnippels hin angesaugte versulzte Anteil wird folglich solange ein tatsächliches Starten des Motors verhindern, bis nach mehrmaligen Startversuchen mit den durch die Heizeinrichtung aufgewärmten Teilmengen des Kraftstoffs die anfänglich bestandene Verstopfung seines Durchströmweges beseitigt ist
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an einem Dieselmotor für Kraftfahrzeuge der angegebenen Gattung derart auszubilden, daß damit unter Kaltstartbedingungen bei tieferen Temperaturen eine als Folge eines Versulzens des Dieselkraftstoffes mögliche Unterbrechung von dessen Zuleitung an den Motor wirksamer verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merk-
JO malen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst die durch die weiteren Patentansprüche zweckmäßige Ausbildungen erfahren.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß durch die Anordnung der Heizeinrichtung innerhalb eines ständig mit einer Teilmenge des Kraftstoffs gefüllten Speichergefäßes bereits bei dem ersten Startversuch eines kalten Motors diese gespeicherte Teilmenge des Kraftstoffes ohne einen bemerkenswerten Zeitverlust eine sofortige Aufwärmung durch die Heizeinrichtung erfahren kann und daher quasi als Vorlauf den Auslaß des Verteilerkopfes erreicht noch bevor ein evtl. versulzter Anteil der in dem Filter verbliebenen Restmenge des Kraftstoffs eine Ansaugung an den Auslaß des Verteilerkopfes erfährt. Weil dieser Vorlauf der mit der Heizeinrichtung angewärmten Teilmenge des Kraftstoffs praktisch bis zum Warmlaufen des Motors unverändert bestehen bleibt, kann damit entsprechend wirksamer jedes mögliche Verstop-
fen des Durchströmweges des Kraftstoffs verhindert werden. Diese fraktionellen Vorteile werden ergänzt mit einer gegenüber der bekannten Einrichtung noch zusätzlich erhaltenen einfacheren Ausführungsform, die eine auch noch nachträgliche Ausrüstung eines Dieselmotors mit einer solchen in einem Speichergefäß angeordneten elektrischen Heizeinrichtung mit einem Vorsehen zwischen dem Verteilerkopf und einem handelsüblichen Anschraubfilter erlaubt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäiien Einrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einrichtung,
F i g. 2 eine Perspektivansicht in auseinandergezogener Darstellung der einzelnen Bauteile der Einrichtung,
F i g. 3 eine Draufsicht nach der Linie 3-3 in F i g. 2 auf das Speichergefäß der Einrichtung und
F i g. 4 und 5 Schnittansichten des Speichergefäßes nach den Linien 4-4 und 5-5 in F i g. 3.
Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung entspricht in ihrer baulichen Ausführungsform im wesentlichen eraer für einen Dieselmotor herkömmlichen Filteranordnung mit der einen Ausnahme, daß zwischen einem dabei vorgesehenen Verteilerkopf 12 und einem an diesen austauschbar anschraubbaren Filter 16 ein Speichergefäß 14 im Durchströmweg des Dieselkraftstoffes angeordnet ist Der Filter 16 umfaßt dabei ein Gehäuse 18, an dessen Boden alle von dem Kraftstoff abgefilterten Verunreinigungen mit einem Wasserbecken gesammelt werden können, dessen Füllhöhe für einen bodenseitig bewirkten Ablaß mit einem Sensor 20 erfaßbar ist
Der Verteilerkopf 12 ist mit einem Einlaß 22 für den Kraftstoff versehen, an den sich ein innerer Verteilungskanal 24 anschließt Über diesen Verteilungskanal 24, an den auch eine Handpumpe 26 angeschlossen ist wird der Kraftstoff über das in seinem Durchströmweg angeordnete Speichergefäß 14 dem Einlaßbereich des Filters 16 zugeleitet, der aus einem innerhalb des Gehäuses 18 durch ein wrndseitig beabstandetes Sieb gehaltenes Filterpapier gebildet ist. Im Zentrum des Filters 16 ist ein weiteres, feinmaschigeres Filterelement 28 angeordnet, das an seinem unteren Ende durch ein Rückschlagventil 30 verschlossen ist, über das eine Bypassleitung des Kraftstoffes gesteuert werden kann, wenn eine Verstopfung des FHterlements 28 aufgetreter ist. Stromabwärts von dem Filterelement 28 ist an einer höher gelegenen Stelle die Einlaßmündung eines axialen Auslaßnippels 32 des Verteilerkopfes 12 angeordnet, über den der Filter 16 mit dem Verteilerkopf 12 verschraubt werden kann. An den Auslaßnippel 32 ist ein Verteilerkanal angeschlossen, der zu einem Auslaßrohr 34 des Verteilerkopfes führt.
Die an den Einlaßkanal 24 des Verteüerkopfes 12 angeschlossene Handpumpe 26 umfaßt ein Rückschlagventil 38, eine Membrane 40, die eine bezüglich des Rückschlagventils 38 bestehende Füllkammer 42 begrenzt, und einen durch eine Rückstellfeder 46 beaufschlagten Stößel 44, durch dessen Betätigung die Kammer 42 eine Füllung mit Kraftstoff über das Rückschlagventil 38 erfahren kann, der dann nachfolgend beim Loslassen des Stößels über ein nicht näher gezeigtes Auslaßventil aus der Kammer 42 wieder ausgestoßen wird. Der am Boden des Filtergehäuses 18 angeordnete Sensor 20 für die Füllhöhe des Wasserbeckens umfaßt im wesentlichen ein hülsenförmiges Befestigungsteil50, das zur Verschraubung der in einer Elektrode 110 endenden Spitze 56 der Sonde vorgesehen ist. Ein mittels einer Mehrfachanordnung von Dichtungsringen normal abgedichteter axialer Auslaßkanal 78 kann gegen eine Auslaßleitimg geöffnet werden, wenn die Spitze 56 der Sonde aus dem Befestigungsteil 50 durch Drehen eines Rades 84 herausgedreht wird. An dem Befestigungsteil 50 ist weiterhin eine Isolierkappe 92 befestigt durch welche mit dem Befestigungsteil 50 und der Elektrode 110 stromleitend verbundene Kontaktplatten gehalten werden, an die ein von einem Überwachungsgerät herangeführtes Stromkabel 102 angeschlossen ist Wenn daher eine durch die Höhenlage der Elektrode 110 vorbestimmte Füllhöhe des Wasserbeckens überschritten wird, dann wird aufgrund von dessen von dem Kraftstoff abweichenden elektrischen Widerstandswert das über das Stromkabel 102 angeschlossene Überwachungsgerät für eine entsprechende Anzeige betätigt so daß dann durch das vorerwähnte Herausschrauben der Spitze 56 der Sonde 20 aus dem Befestigungsteil 50 das Wasserbecken wieder auf seine normal gewünschte Füllhöhe abgesenkt werden kann.
Das zwischen dem Verteilerkopf 17. αηά dem Filter 16 angeordnete Speichergefäß 14 ist aus eirsm toprförmigen Bodenteil 120 mit einem Boden 122 und einer aufrechten Ringwand 123 und einem scheibenförmigen Deckelteil 126 zusammengebaut In dem Boden 122 des Bodente'.ls 120 ist zentral eine Öffnung 124 ausgebildet die axial mit einer zentralen öffnung 128 des Deckelteils 126 fluchtet Das Speichergefäß 14 ist so bemessen, daß es in einer über diese beiden öffnungen 124 und 128 auf den Auslaßnippel 32 aufgesteckten Anordnung in eine bodenseitige Aussparung 130 des Verteüerkopfes 12 einpaßt so daß dann der Boden 122 des mit einer Mutter 136 an dem Auslaßnippel 32 festschraubbaren Speichergefäßes 14 gleichzeitig einen Boden des Verteilerkopfes 12 bildet und damit der Filter 16 in herkömmlicher Weise über die verbleibenden Gewindegänge des Auslaßnippeis 32 mii dem Verteilerköpf 12 verschraübt werden kann.
In dem Deckelteil 126 des Speichergefäßes 14 ist eine
öffnung 140 ausgebildet, an welcher der Einlaßkanal 124 des Verteilerkopfes 12 einen mittels eines Dichtungsringes abgedichteten Anschluß aufweist Eine als Auslaß des Speichergefäßes 14 entsprechend vorgesehene öffnung 142 ist an einer erhabenen S\elle des im übrigen flachen Bodens 122 des Speichergefäßes ausgebildet, so daß mit der Höhenlage dieser Auslaßöffnung über dem Boden 122 gleichzeitig die Füllhöhe des Speichergefäßes festgelegt ist. Eine radial ausgerichtete Innenwand 144, die an dem Deckelteil 126 befestigt ist, ergibt eine Abtrennung des Einlaßbereiches gegen den Auslaßbereich des Speichergefäßes 14, so daß der über den Einlaß 140 in das Speichergefäß entsprechend der in F i g. 2 dargestellten Strcmungspfeile zugeleitete Kraftstoff iings des Bodens 122 zuerst in Umfangsrichtung weiterströmen muß, bevor er über den Auslaß 142 an den Filter 16 weitergeleitet wird. Längs dkises Strömungsweges sind am Boden 122 des Speichergefäßes zwei scheibenförmige Halbleiter 150 mit positivem Temperaturkoeffizienten befestigt, die eine Heizeinrichtung zum Aufwärmen der in dem Speichergefäß befindlichen Teilmenge des Kraftstoffes bilden, indem sie gemeinsam mit einem an einem Kontaktblech 152 befestigten Thermoschalter 154 in dem übfcr eine Anschlußbuchse 156 herangeführten Anlasserstromkreis des Motors angeordnet sinr1. Im montierten Zustand des Speichergefäßes 14 ist die Anschlußbuchse 156 über eine öffnung 157 des Verteüerkopfes 12 zugänglich. Wenn daher bei einem Kaltstart des Motors als Folge eines
Stromdurchgangs durch die beiden Halbleiter 150 die in dem Speichergefäß 14 befindliche Teilmenge des Kraftstoffes erwärmt wird, dann wird dieser erwärmte Kraftstoff anschließend über den Auslaß 142 des Speichergefäßes in einen Einiaßbereich 160 des Filters 16 zugeleitet, der als Folge des tieferen Niveaus der Einlaßmündung des Auslaßnippels 32 im Stillstand des Motors kraftstoffrei gehalten ist. Über diesen Einlaßbereich 160 des Filters 16 kann da,™ die in dem Speichergefäß 14 erwärmte Teilmenge des Kraftstoffs eine Vermischung erfahren mit den oberen Schichten des an der Einlaßmündung des Auslaßnippels 32 befindlichen Kraftstoffes, um dann zuerst über den Auslaßnippel 32 wieder aus dem Filter 16 abgeführt zu werden. Sollte im Stillstand des Motors der in dem Filter 16 verbliebene Kraftstoff versulzt worden sein mit der Folge einer wenigstens teilweisen Verstopfung des Filterelements 28, dann wird dabei gemeinsam mit dieser über den Auslaß-
n:nnAt ai «u»Ar.--.u.*An τ-η:ι— .„.u „; j .-.ι
"ΉΚ*·1 -*■*■ "»>6*-<uiii i«-ii t cimit,if5<. aui.ii eint* uaiiu uiA.1 das Rückschlagventil 30 zugeführte Teilmenge des versülzten Kraftstoffes abgeführt, was aber zu keinem Verstopfen des Auslaßnippels 32 führen kann, so daß über die Auslaßleitung 34 dem Motor kontinuierlich Kraftstoff zugeführt wird und also der Motor nicht stehen bleibt. Sobald der Motor warmgelaufen ist, wird dann die Heizeinrichtung mittels des Thermoschalters 154 wieder aus dem Anlasserstromkreis ausgeschaltet, wobei die Ausschalttemperatur durch den einen selbstbegrenzenden Grenzwert liefernden positiven Temperaturkoeffizient der beiden scheibenförmigen Halbleiter 150 festgelegt ist. Die für die Aufwärmung der in dem Speichergefäß 14 befindlichen Teilmenge des Kraftstoffes maßgebliche Wärmekapazität dieser beiden Halbleiter wird dabei im übrigen durch eine Wirkung des Bodenteils 120 des Speichergefäßes 14 als ein Wärmestrahler unterstützt sowie auch dadurch, daß durch die Anordnung der Gesamtheit des Speicher<»eiäßcs 14 !Hi Durchströmweg des Kraftstoffes durch das in dem Einlaßbereich 160 im Stillstand des Motors vorhandene Luftpolster ein isolierendes Kissen noch zusätzlich bereit gestellt wird.
In Abhängigkeit hauptsächlich von der verwendeten Bauart des Filters 16 können für die dazu oberhalb vorgesehene Anordnung des Speichergefäßes 14 auch andere bauliche Varianten in Frage kommen. Wichtig ist nur, daß für dieses Speichergefäß ein im Durchströmweg des Kraftstoffes befindliches Speichervolumen für eine im Stillstand des Motors vorhandene Teilmenge des Kraftstoffes bereit gestellt wird, so daß bei einem Kaltstart des Motors diese Teilmenge durch die mit dem Speichergefäß iruegrierte Heizeinrichtung rasch auf eine oberhalb der Versulzungstemperatur des Kraftstoffes liegende Temperatur erwärmt werden kann. Für diese rasche Erwärmung erweist sich ein Halbleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten deshalb am zweckmäßigsten, wei! damit sofort nach der Zuschaltung durch den auf eine bestimmte niedrige Umgebungstemperatur geeichten Thermoschalter eine volle Heizleistung zur Verfugung gestellt wird und diese volle Heizleistung dann unverändert bis zum Erreichen einer einen Schaltpunkt für den Halbleiter ergebenden oberen Grenztemperatur beibehalten wird, bei welcher folglich dann die Heizeinrichtung wieder aus dem Anlasserstromkreis selbständig ausgeschaltet wird. Wichtig ist auch, daß stromabwärts von dem Speichergefäß 14 der im Stillstand des Motors kraftstoffreie Einlaßbereich 160 bei einer evtl. verwendeten anderen Bauform des Filters 16 bereit gestellt wird, damit über den damit andererseits vorhandenen Luftraum bei einem Kaltstart des Motors diese in dem Speichergefäß erwärmte Teilmenge des Kraftstoffes eine direkte Weiterleitung zu dem Auslaß 32,34 des Verteilerkopfes 12 erfahren kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Einrichtung an einem Dieselmotor für Kraftfahrzeuge zur Verhinderung eines unter Kaltstartbedingungen möglichen Versulzens des Dieselkraftstoffs, mit einer in dem mit einem Verteilerkopf und einem Anschraubfilter gebildeten Durchströmweg des Kraftstoffs angeordneten und bei einem unterhalb einer vorbestimmten Temperatur durchgeführten Kaltstart in den Anlasserstromkreis des Motors eingeschalteten elektrischen Heizeinrichtung, die innerhalb eines stromabwärts von dem Einlaß des Verteilerkopfes ausgebildeten und an einen im Stillstand des Motors kfaftstoffreien Einlaßbereich des niters angeschlossenen Raumteils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumteil für die Anordnung der Heizeinrichtung (150) durch ein mit einem Einlaß (140) und mit einem Auslaß (142) versehenes, mit einer Teilmenge des Kraftstoffs ständig gefülltes Speichergefäß (14) gebildet ist
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Speichergefäß (14) mit einem topfförmigen Bodenteil (120) und einem Deckelteil (126) gebildet ist und eine Innenwand (144) aufweist, durch welche der an dem Deckelteil (126) angeordnete Einlaß (140) und der an dem Bodenteil (120) angeordnete Auslaß (142) des Speichergefäßes (14) gegeneinander abgetrennt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (140) und der Auslaß (142) des Speictergefäßes (,14) in Uinfangsrichtung unmittelbar nebeneinander -angeordnet sind und die Innenwand (144) eine zur Achse des Speichergefäßes (14) radiale Ausrichtung aufweist
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (142) des Speichergefäßes (14) an einer für die Füllhöhe des Speichergefäßes (14) maßgeblichen erhabenen Stelle des im übrigen flachen Gefäßbodens (122) ausgebildet ist
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in einer bodenseitigen Aussparung des Verteilerkopfes zum Anschrauben des Filters angeordneten axialen Auslaßnippel, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß (14) zur Bildung eines Bodens für den Verteilerkopf (12) in einer über eine abgedichtete Axialbohrung (124, 128) aufgesteckten Anordnung durch den Auslaßnippel (32) zentriert ist.
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