DE3502251A1

DE3502251A1 - Verfahren und vorrichtung zur leistungsanpassung von dieselmotoren durch regelung der kraftstofftemperatur

Info

Publication number: DE3502251A1
Application number: DE19853502251
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 5000 Köln Giebel; Gerd 5060 Bergisch Gladbach Ungeringer; Manfred 5030 Hürth Zapp
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1986-07-24

Description

Verfahren und Vorrichtung zur
Leistungsanpassung von Dieselmotoren durch Regelung der Kraftstofftemperatur Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsanpassung von Brennkraftmaschinen, insbesondere für nicht ortsfest installierte Motoren und Fahrzeugmotoren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Kraftstofftemperatur bei Dieselmotoren bestimmt ganz wesentlich die Motorleistung. Steigende Kraftstofftemperatur bewirkt eine Verringerung des Fördervolumens der Einspritzpumpe und damit der Einspritzmenge mit der Folge einer Vergrößerung der Luftzahl und somit einer Reduzierung der Motorleistung.
Beute wird eine aufgrund geänderter Umgebungstemperaturen notwendige Leistungsreduktion für Dieselmotoren vorgenommen, indem ausgehend vom motorspezifischen Leistungsreduktionsdiagramm die Leistung korrigiert (umblockiert) wird, und zwar auf die Umgebungstemperatur, in der der Motor eingesetzt werden soll.
Diese Einstellung (Leistungsblockierung) ist starr und nur auf einen bestimmten, mittleren Temperaturwert bezogen.
Besonders für Fahrzeuge und Geräte, die nicht ortsfest eingesetzt werden, ist diese Einstellung unbefriedigend.
Bei Einsätzen, die von der eingestellten, vorgegebenen Temperatur abweichen, kann der Motor überlastet werden (hohe Temperatur) oder durch zu starke Reduzierung (niedrige Temperatur) Leistungseinbußen bedingen.
Eine Vorrichtung, die auf den atmosphärischen Druck reagiert und danach die Kraftstoffzumessung korrigiert, ist von der Firma Bosch bekannt; der sog. atmosphärendruckabhängige Vollastanschlag (ADA) ist unter anderem in der Bosch-Druckschrift VDT-ULB 210/1 beschrieben.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Motor bei vorgegebener Leistungseinstellung für alle temperaturbedingten, unterschiedlichen Einsatzfälle ohne Leistungseinbußen und ohne Überlastung zu betreiben ist.
Diese Aufgabe wird mit dem in Anspruch 1 genannten Verfahren gelöst. Die Umgebungstemperatur sowie die Kraftstoffvorlauftemperatur werden gemessen. Der gemessenen Umgebungstemperatur wird eine entsprechende Kraftstofftemperatur zugeordnet, die mit der gemessenen Kraftstoffvorlauftemperatur verglichen wird. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird bei dem vorliegenden Verfahren die Kraftstoffvorlauftemperatur auf den Vorgabewert angepaßt, was meist durch Aufheizung geschieht.
Die Kraftstoffaufheizung erfolgt vorteilhaft durch einen Wärmetauscher, der die Abwärme des Motors nutzt oder einer anderen Wärmequelle (z. B. elektrische Aufheizung).
Der Kraftstoffstrom kann aufgeteilt werden, indem ein Teilstrom im Wärmetauscher aufgeheizt wird und mit dem verbleibenden, ungeheizten Kraftstoffstrom auf die erforderliche Kraftstoffvorlauftemperatur gemischt wird.
Eine vorteilhafte Regelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem elektronischen Regler, der mit zwei Temperaturgebern für die Umgebungstemperatur und die Kraftstoffvorlauftemperatur verbunden ist. Der Regler steuert in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen eine Vorrichtung zur Kraftstoffaufheizung.
Der Geber zur Messung der Kraftstoffvorlauftemperatur ist unmittelbar vor der Einspritzpumpe angeordnet, um ungünstige Einflüsse wie einfallende Strahlungswärme nach der Meßstelle zu vermeiden.
Die Heizvorrichtung enthält einen Wärmetauscher, der vorteilhaft im Kraftstoffniederdruckkreis zwischen dem Kraftstoffilter und der Einspritzpumpe eingefügt ist.
Der elektronische Regler ist zweckmäßig mit zwei Ventilen verbunden, durch die eine Mengenregelung des Kraftstoffs für den Wärmetauscher ermöglicht wird und die erforderliche Kraftstofftemperatur durch individuelles Betätigen jedes Ventils steuerbar wird.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen,die den Aufbau einer Kraftstofftemperaturregelung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und von der Kraftstoffvorlauftemperatur vereinfacht zeigt.
In einem üblichen Kraftstoffschema für einen Dieselmotor ist das Schema der Kraftstofftemperaturregelung eingetragen.
Aus einem Kraftstofftank 11 gelangt der Kraftstoff mit Hilfe einer Förderpumpe 9 in den Niederdruckkreis. Von der Förderpumpe 9 wird der Kraftstoff in das Kraftstoffilter 8 gedrückt. Dieses kann abhängig vom Motoreinsatz ein- oder mehrstufig sein. In die Verbindung vom Kraftstoffilter 8 zur Einspritzpumpe 10 ist ein Wärmetauscher 6 für die Kraftstoffaufheizung integriert. Parallel zum Wärmetauscher 6 ist ein Bypaß geschaltet. Der Wärmetauscher 6 nutzt zweckmäßigerweise die Motorkühlwärme. Den Weg des Kraftstoffs, ob direkt vom Filter 8 zur Einspritzpumpe 10 oder zur Aufheizung über den Wärmetauscher 6, entscheidet der elektronische Regler 2. Dieser stützt sich auf zwei Meßgrößen; die vom Geber 1 unbeeinflußt von der Motorstrahlungswärme ermittelte Umgebungstemperatur, und die vom Geber 3 unmittelbar vor der Einspritzpumpe 10 gemessene Kraftstoffvorlauftemperatur, die genau die Kraftstofftemperatur wiedergibt, mit der die Einspritzpumpe versorgt wird. Weiter ist der Regler 2 verbunden mit einem Temperaturgeber 12, der ein Referenzsignal abgibt, welches die Verbrennungsluft-, Kühlluft- oder eine Bauteiltemperatur des Motors sein kann. Der Regler 2 nimmt die gemessenen Temperaturwerte auf wie: Umgebungstemperatur (Geber 1), Kraftstoffvorlauftemperatur (Geber 3) und Kühlluft- oder Verbrennungsluft- oder eine Bauteiltemperatur des Motors (Geber 12). Diese Meßwerte werden verglichen mit der dem Regler vorgegebenen Kraftstofftemperatur, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur stehen. Unter Beachtung der Vorgabewerte steuert der Regler 2 die Ventile 4, 5 an und bestimmt den Weg des Kraftstoffstroms. Die Ventile 4, 5 sind durch den Regler 2 einzeln steuerbar. Durch die Steuerung kann der Kraftstoffstrom aufgeteilt werden, indem ein Teilstrom im Wärmetauscher 6 aufgeheizt wird und mit dem verbleibenden, ungeheizten Kraftstoffstrom auf die erforderliche Kraftstoffvorlauftemperatur gemischt wird.
Bei Bedarf, d. h. bei entsprechender Umgebungstemperatur, kann der gesamte Kraftstoff entweder durch den Wärmetauscher 6 oder durch den Bypaß geleitet werden. Der elektronische Regler 2 bestimmt die momentan richtige Kraftstofftemperatur und nimmt damit Einfluß auf die Leistung des Motors.
Anstelle von zwei Ventilen kann auch vorteilhaft sein, wenn ein Misch- oder Mehrwegeventil eingesetzt wird, das vom elektronischen Regler 2 betätigt wird.
Der Kraftstoff, der nach dem vorliegenden Schema genau temperiert entsprechend der Umgebungstemperatur in die Einspritzpumpe 10 gelangt, wird durch eine Hochdruckleitung über die Einspritzdüse 7 in den Verbrennungsraum des Motors eingespritzt.
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Claims

Patentansprüche W Verfahren zur Leistungsanpassung von Brennkraftmaschinen, insbesondere für nicht ortsfest installierte Motoren und Fahrzeugmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebungstemperatur und Kraftstoffvorlauftemperatur gemessen wird, daß der gemessenen Umgebungstemperatur eine entsprechende Kraftstoffvorlauftemperatur zugeordnet wird, daß die gemessene Kraftstoffvorlauftemperatur mit der vorgegebenen Kraftstoffvorlauftemperatur verglichen wird und daß in Abhängigkeit vom Vergleich die Temperatur des Kraftstoffs an die vorgegebene Kraftstofftemperatur angepaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff über einen Wärmetauscher aufgeheizt wird, der von der Abwärme des Motors oder einer anderen Wärmequelle (z. B. elektrische Aufheizung) beaufschlagt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffstrom aufteilbar ist und ein Teilstrom im Wärmetauscher (6) aufgeheizt wird und mit dem verbleibenden, ungeheizten Kraftstoffteilstrom gemischt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Kraftstofftank (11), aus dem über eine Einspritzpumpe (10) einer Einspritzdüse (7) Kraftstoff zugeführt ist, gekennzeichnet durch einen elektronischen Regler (2), der mit einem die Umgebungstemperatur erfassenden Geber (1) und einem die Kraftstoffvorlauftemperatur vor Eintritt in die Einspritzpumpe (10) erfassenden Geber (3) verbunden ist und in Abhängigkeit von den gemeldeten Temperaturen eine im Kraftstoffsystem vor der Pumpe angeordnete Heizvorrichtung (6) steuert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (3) für die Kraftstoffvorlauftemperatur unmittelbar vor der Einspritzpumpe (10) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Regler (2) mit einem weiteren Geber (12) verbunden ist, der eine die Kühlluft-, die Verbrennungsluft- oder eine Bauteiltemperatur des Motors erfassende Referenzgröße abgibt, die die Kraftstofftemperaturanpassung beeinflußt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung einen Wärmetauscher (6) enthält, der vorzugsweise im Kraftstoffsystem zwischen dem Filter (8) und der Einspritzpumpe (10) geschaltet ist.
8 Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Regler (2) mit zwei Ventilen (4, 5) verbunden ist, wobei ein Ventil den Kraftstofffluß durch den Wärmetauscher und ein anderes Ventil den Kraftstofffluß durch einen Bypaß steuert.