DE3503728A1

DE3503728A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung fuer diesel-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3503728A1
Application number: DE19853503728
Authority: DE
Inventors: Tadashi Atsugi Kikyohara; Yoshinori Saito; Katsuo Yokohama Saitoh; Katsuto Yamanouchi
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE3503728C2; JPS60164657A; US4618417A

Description

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KRAFTSTOFFVERSORGUNGSEINRICHTUNG FÜR DIESEL-BRENNKRAFTMA-schinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Wenn Diesel-Brennkraftmaschinen mit Dieselöl oder Leichtöl betrieben werden, so besteht bei Temperaturen unterhalb von etwa -1O⁰C die Gefahr, daß Paraffinanteile des Dieselkraftstoffes auskristallisieren und daß Filtermaterial eines Kraftstoffilters der Kraftstoffversorgungseinrichtung ver- _; stopfen. Dies führt zu einer Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine, mit der Folge, daß die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine verringert wird oder die Brennkraftmaschine stehenbleibt, so daß ein durch die Brennkraftmaschine angetriebenes Fahrzeug an Geschwindigkeit verliert oder stehenbleibt.

Zur Überwindung dieses Problems ist es bereits bekannt, erwärmten überschüssigen Kraftstoff, der normalerweise von einer Einspritzpumpe in den Kraftstofftank zurückgeleitet wird, wenigstens zum Teil unmittelbar von der Einspritzpumpe in den Kraftstoffilter zurückzuleiten, so daß die Temperatur des Kraftstoffs in dem Kraftstoffilter erhöht und ein Auskristallisieren der Paraffinanteile verhindert wird. Die Menge an erwärmtem Kraftstoff, der zu dem Kraftstofffilter zurückgeleitet wird, wird üblicherweise durch ein Regelventil gesteuert, das ein Wärmeausdehnungsglied wie etwa eine Wachstablette aufweist. Bei einem solchen Regelventil sind jedoch insofern Nachteile aufgetreten, als die Kalibrierung und Einstellung des Regelventils durch die Eigenschaften der bisher verwendeten Wärmeausdehnungsglieder erschwert wird. Eine falsche 5 Kalibrierung kann dazu führen, daß das Regelventil durch

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eine übermäßige Ausdehnung des Wärmeausdehnungsgliedes zerstört wird.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer dauerhaften und zuverlässig arbeitenden Kraftstoffversorgungseinrichtung gerichtet, bei der das wärmeempfindliche Element zur Steuerung der Rückleitung von erwärmtem Kraftstoff zu dem Kraftstoffilter einfach und genau eingestellt werden kann.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist ein Kraftstoffilter der Kraftstoffversorgungseinrichtung einen Kraftstoffkanal auf, durch den erwärmter, von einer Einspritzpumpe zurückströmender Kraftstoff zur stromaufwärtigen Seite eines Filterelements des Kraftstoffilters zurückgeleitet wird. In dem Kraftstoffkanal des Kraftstoffilters ist ein durch ein Bimetallelement gesteuertes Rückschlagventil angeordnet, das in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur oder der Kraftstofftemperatur durch das Bimetallelement offengehalten wird oder die Kraftstoffströmung von der Einspritzpumpe zur stromaufwärtigen Seite des Filterelements blockiert.

Die Verwendung eines Bimetallelements oder Bimetallstreifens hat den Vorteil, daß die Kalibrierung oder Einstellung der Temperaturwerte, bei denen das Rückschlagventil öffnet und schließt, wesentlich vereinfacht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich das Bimetallelement bei hohen Temperaturen ungehindert in Öffnungsrichtung verformen kann, so daß keine übermäßigen thermischen Spannungen auftreten, durch die das Bimetallelement zerstört werden könnte.

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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen, die auch Figuren zum Stand der Technik enthalten, näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Kraftstoff-Versorgungssystems für eine Diesel-Brennkraftmaschine ;

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch ein

herkömmliches Regelventil, das in dem Versorgungssystem gemäß Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoff-Versorgungssystems mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffilter;

Fig. 4 ist ein vergrößerter Schnitt durch eine

Gas-Flüssigkeits-Trenneinrichtung mit einem Rückschlagventil, die in dem Versorgungssystem gemäß Fig. 3 verwendet wird;

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt durch den

in Fig. 3 gezeigten Kraftstoffilter;

Fig. 6 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5 und zeigt

einen Betriebszustand eines temperaturempfindlichen Ventils des erfindungsgemäßen Kraftstoffilters;

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Fig. 7 ist ein Teilschnitt ähnlich Fig. 6

und zeigt einen anderen Betriebszustand des temperaturempfindlichen Ventils; und
5

Fig. 8 . zeigt eine Kennlinie des temperaturempfindlichen Ventils.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung soll zunächst kurz auf ein in Fig. 1 und 2 gezeigtes herkömmliches Kraftstoff-Versorgungssystem für eine Diesel-Brennkraftma- _t schine eingegangen werden, das aus der japanischen Patentveröffentlichung 55-46093 bekannt ist. Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 1 wird über eine Kraftstoff-Zufuhrleitung 3 einer Einspritzpumpe 2 zugeführt, die den Kraftstoff zu nicht gezeigten Kraftstoff-Einspritzdüsen der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine fördert, so daß die Zylinder mit zerstäubtem Kraftstoff versorgt werden. Ein Regelventil 4 und ein Kraftstoffilter 5 sind in Strömungsrichtung in der angegebenen Reihenfolge in der Zufuhrleitung 3 angeordnet. In dem Kraftstoffilter werden Fremdstoffe aus dem Kraftstoff ausgefiltert, überschüssiger Kraftstoff wird von der Einspritzpumpe 2 über ein Rückschlagventil 7 und eine Kraftstoff-Rückleitung 6 in den Kraftstofftank 1 zurückgeleitet. Der überschüssige Kraftstoff ist infolge der von der Einspritzpumpe 2 verrichteten mechanischen Arbeit erwärmt worden. Über eine Kraftstoffleitung 8, die in einer Position A von der Kraftstoff-Rückleitung 6 abzweigt, wird ein Teil des erwärmten Kraftstoffes zu einer öffnung 4a des Regelventils 4 geleitet. Das Regelventil 4 enthält ein Wärmeausdehnungsglied 4b, beispielsweise eine Wachstablette aus einem Wachs oder Paraffin mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das Wärmeausdehnungsglied ist mit einem Ventilglied 4c verbunden, das die Öffnung 4a in Abhängigkeit von dem Ausdehnungsgrad des Wärmeausdehnungsgliedes

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öffnet oder verschließt. Die öffnung 4a wird geschlossen, wenn die Temperatur des durch das Innere des Regelventils 4 fließenden Kraftstoffes oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Die Temperatur des Kraftstoffes wird durch das Wärmeausdehnungsglied 4b abgetastet.

Wenn die Brennkraftmaschine noch nicht aufgewärmt ist, ist das Regelventil 4 geöffnet, so daß der erwärmte überschüssige Kraftstoff in die Kraftstoff-Zufuhrleitung 3 eingeleitet wird. Hierdurch wird ein Auskristallisieren der Paraffinanteile des Kraftstoffes verhindert. Der Kraftstoff kann daher das Filtermaterial des Kraftstoffilters ungehindert passieren, ohne daß der Filter verstopft wird.

Bei dem herkömmlichen Kraftstoff-Versorgungssystem mit einem Kraftstoffilter und einem Regelventil der oben beschriebenen Art sind jedoch die folgenden Nachteile aufgetreten. Da der Öffnungsgrad des Regelventils 4 durch eine Wachstablette od. .dgl. als Wärmeausdehnungsglied 4b gesteuert wird, weisen bei der Herstellung der Regelventile die anfänglichen Einstellpositionen der Ventilglieder 4c in den einzelnen Ventilgehäusen unvermeidlich eine breite Streuung auf, so daß sich Schwierigkeiten bei der Einstellung der Regelventile ergeben. Da sich ferner das Wärmeausdehnungsglied 4b bei weiterer Erwärmung weiter ausdehnt, selbst wenn das Ventilglied 4c bereits an dem Ventilsitz anschlägt und das Regelventil schließt, werden das Ventilglied 4c und das Wärmeausdehnungsglied 4b einer erhöhten mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, die zur Zerstörung dieser Bauteile führen kann. Um die Zerstörung der Bauteile zu verhindern, ist eine genaue Einstellung des Ventilgliedes 4c in der Weise erforderlich, daß das Ventilglied in seiner maximal angehobenen Stellung gerade an dem durch den Rand der Öffnung 4a gebildeten Ventilsitz anschlägt. Eine derartige genaue Einstellung erweist sich in der Praxis

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als außerordentlich schwierig. Die Einstellung ist daher unter dem Gesichtspunkt, eine Zerstörung des Regelventils zu verhindern, unvermeidlich derart vorgenommen worden, daß ein Zustand auftritt, in dem das Regelventil seine vollständig geschlossene Stellung nicht erreicht.

Diese Nachteile werden vermieden durch ein Kraftstoff-Versorgungssystem, das nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 7 beschrieben werden soll und das einen erfindungsgemäßen Kraftstoffilter 13 aufweist. Das Kraftstoff-Versorgungssystem umfaßt einen Kraftstofftank oder Behälter Der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 11 gelangt über eine Kraftstoff-Zufuhrleitung 12 an den Kraftstoffilter 13, in dem Fremdstoffe aus dem Kraftstoff ausgefiltert werden.

Anschließend wird der Kraftstoff von einer Einspritzpumpe 14, beispielsweise einer Vertexlerpumpe angesaugt. Die Kraftstoffpumpe 14 enthält eine nicht gezeigte Förderpumpe und einen ebenfalls nicht gezeigten Druckregler, in welchem der durch die Förderpumpe angesaugte Kraftstoff durch die Wirkung des Druckreglers auf einem geeigneten Druck gehalten und an einen nicht gezeigten Pumpenbereich weitergeleitet wird. Durch den Kraftstoff wird dabei eine Vielzahl beweglicher Teile geschmiert und gekühlt.

Der zu dem Pumpenbereich der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoff wird sodann an die einzelnen Kraftstoff-Einspritzdüsen 15 weitergeleitet, die an nicht gezeigten Zylindern der Diesel-Brennkraftmaschine angeordnet sind. Durch die Einspritzdüsen 15 wird der Kraftstoff in die entsprechenden Zylinder eingespritzt. Der überschüssige Kraftstoff, der nicht durch die Einspritzdüsen 15 eingespritzt wird, und der Kraftstoff in der Einspritzpumpe 14 werden über eine Rückleitung 16 bzw. 17 und eine mit den Rückleitungen 16,17 verbundene Sammelleitung 18 in den Kraftstofftank 11 zurückgeleitet. Der von der Einspritz-

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pumpe 14 zurückfließende überschüssige Kraftstoff weist eine erhöhte Temperatur auf, da er durch die mechanische Arbeit der Einspritzpumpe 14 erwärmt wurde, üblicherweise wird der Wärmeinhalt des auf diese Weise erwärmten Kraftstoffes an den Kraftstofftank 11 abgegeben.

In der Sammelleitung 18 ist eine als Rückschlagventil wirkende Gas-Flüssigkeit-Trenneinrichtung 19 angeordnet. Die Trenneinrichtung 19 weist ein Gehäuse 19a auf, das eine Schwimmerkammer 21 bildet. Das Gehäuse 19a ist mit einem Einlaßrohr 19b und einem Auslaßrohr 19c versehen. Das Einlaßrohr 19b ist mit dem mit der Einspritzpumpe 14 verbundenen Abschnitt der Sammelleitung 18 verbunden, während das Auslaßrohr 19c mit dem mit dem Kraftstofftank verbundenen Abschnitt der Sammelleitung 18 verbunden ist. Der Kraftstofffluß durch das Auslaßrohr 19c wird durch ein in dem Auslaßrohr angeordnetes Rückschlagventil 22 gesteuert. In der Schwimmerkammer 21 werden die gasförmigen und die flüssigen Bestandteile des durch das Einlaßrohr 19b eingeleiteten Kraftstoffs infolge ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichts getrennt, so daß nur die in dem Kraftstoff enthaltenen Gasblasen das Rückschlagventil 22 öffnen und in den Kraftstofftank 11 abfließen können. Ein in der Schwimmerkammer 21 angeordneter Schwimmer 21 ist entsprechend der Höhe des Kraftstoffspiegeis in der Schwimmerkammer beweglich und schließt eine im Boden des Gehäuses 19a angeordnete Auslaßöffnung 24, wenn der Spiegel des überschüssigen Kraftstoffes in der Schwimmerkammer 21 unter einen vorgegebenen Wert absinkt. Durch die Auslaßöffnung 24 wird lediglich der von den gasförmigen Bestandteilen befreite flüssige Kraftstoff abgeleitet. Die Auslaßöffnung 24 der Trenneinrichtung 19 ist über eine Kraftstoffleitung 25 mit einer Einlaßöffnung 13a des Kraftstoffilters 13 verbunden .

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Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, umfaßt der Kraftstofffilter 13 ein zylindrisches Filterelement 32, das in einem Mittelabschnitt eines Filtergehäuses 31 koaxial zu einem Mittelrohr 33 angeordnet ist. Ein Deckel 34 ist fest am oberen Ende des Filtergehäuses 31 befestigt und mit einer Einlaßöffnung 13b und einer Auslaßöffnung 13c versehen. Die Einlaßöffnung 13b steht mit dem mit dem Kraftstofftank verbundenen Abschnitt der Kraftstoff-Zufuhrleitung 12 in Verbindung, während die Auslaßöffnung 13c mit dem an die Einspritzpumpe 14 angeschlossenen Abschnitt der Zufuhrleitung 12 verbunden ist. Die oben erwähnte Einlaßöffnung 13a für erwärmten überschüssigen Kraftstoff steht mit der Bohrung des Mittelrohres 33 in Verbindung. Die Einlaßöffnung 13b ist ebenfalls mit der Bohrung des Mittelrohres 33 verbunden, während die Auslaßöffnung 13c mit der stromabwärtigen Seite des Filterelements 32 verbunden ist. Der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 11 gelangt durch die Einlaßöffnung 13b in das Mittelrohr 33 und fließt vom unteren Ende des Mittelrohres durch das Filtermedium des Filterelements 32, so daß Fremdstoffe ausgefiltert werden. Anschließend wird der Kraftstoff durch die Auslaßöffnung 13c in die Einspritzpumpe 14 geleitet. Der erwärmte überschüssige Kraftstoff gelangt über die Kraftstoffleitung 25 zur stromaufwärtigen Seite des Filtereleraents 32.

Die Einlaßöffnung 13a ist Teil der Kraftstoffleitung 25 für erwärmten Kraftstoff. Ein wärmeempfindliches Ventil 40 umfaßt ein Rückschlagventil 41, das gemäß Fig. 6 in der im Deckel 34 ausgebildeten Einlaßöffnung 13a angeordnet ist. Das Rückschlagventil 41 umfaßt ein Ventilglied 45, das schwimmend zwischen einem Ventilsitz 43 und einem Anschlag 44 beweglich ist. Das Ventilglied 43 und der Anschlag 44 sind in Strömungsrichtung des erwärmten Kraftstoffes in Abstand zueinander angeordnet und einstückig miteinander verbunden. Das Ventilglied 45 ist mit einer

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Stange 46 versehen, die von dem Ventilglied aus durch eine in dem Ventilsitz 43 ausgebildete Ventilöffnung in Richtung auf einen Bimetallstreifen 42 vorspringt. Das freie Ende der Stange 46 befindet sich stromabwärts des Ventilsitzes 43. Die durch den Ventilsitz 43 und den Anschlag 44 gebildete einstückige Einheit wird durch eine Feder 47 gegen die Innenwand eines verengten Abschnitts der Einlaßöffnung 13a vorgespannt und auf diese Weise sicher in ihrer Position gehalten. Die Einheit aus Ventilsitz 43 und Anschlag 44 wird in Position gebracht, wenn die Kraftstoffleitung 25 mit Hilfe einer nicht gezeigten Kupplung an die Einlaßöffnung 13a angeschlossen wird. Dabei wird die Feder 47 in komprimierter Stellung in Position gebracht, so daß die Reaktionskraft der Feder 47 auf die einstückige Einheit 43,44 wirkt.

Der Bimetallstreifen 42 ist in einem axialen Kanal 48 angeordnet, der in einem senkrecht nach unten vorspringenden Ansatz 34a des Deckels 34 ausgebildet ist und die Einlaßöffnungen 13a und 13b mit der Bohrung des Mittelrohres 33 verbindet. Der Bimetallstreifen 42 erstreckt sich im wesentlichen längs der Achse des axialen Kanals 48 und beaufschlagt mit seinem freien Ende das freie Ende der Stange 46 des Rückschlagventxls 41. Das untere Ende des Bimetallstreifens 42 ist mit Hilfe einer kleinen Schraube 51 zusammen mit einer Stützplatte 50 an einem Halter 4 9 befestigt. Der Halter 4 9 ist in das untere Ende des Ansatzes 34a angepaßt und wird durch eine Umbördelung des Randes des Ansatzes in seiner Position gehalten. Das obere Ende des Bimetallstreifens 42 ist entsprechend der Temperatur des an dem Bimetallstreifen entlang strömenden Kraftstoffes auf die Stange 46 des Rückschlagventxls zu und von dieser weg beweglich.

Der Bimetallstreifen 42 ist thermisch verformbar in Ab-

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hängigkeit von der Temperatur eines durch den axialen Kanal 48 strömenden Kraftstoffgemisches, das sich aus Kraftstoff mit verhältnismäßig niedriger Temperatur aus dem Kraftstofftank 11 und aus zurückgeleitetem Kraftstoff mit verhältnismäßig hoher Temperatur zusammensetzt, der übe,r die Kraftstoffleitung 25 zugeführt wird. Wenn die Temperatur des Kraftstoffgemisches verhältnismäßig niedrig ist, schiebt der Bimetallstreifen mit seinem oberen Ende die Stange 46 des Rückschlagventils nach links in der Zeichnung, so daß der durch den Ventilsitz 43 und das Ventilglied 45 begrenzte Durchtrittsquerschnitt stufenlos verändert wird. In diesem Fall besteht die in Fig. 8 gezeigte Beziehung zwischen der Temperatur des Kraftstoffgemisches und der Menge an zurückgeleitetem Kraftstoff, der über die Kraftstoffleitung 25 in den Kraftstoffilter 13 eingeleitet wird. Wenn die Temperatur des Kraftstoffgemisches unter einem ersten vorgegebenen Wert T1 (beispielsweise etwa 0⁰C) liegt, ist das Rückschlagventil 41 vollständig geöffnet. Wenn die Temperatur des Kraftstoffgemisches oberhalb eines zweiten vorgegebenen Wertes T2 (beispielsweise 30 bis 40⁰C) liegt, gibt der Bimetallstreifen 42 die Stange 46 des Rückschlagventils 41 frei, so daß das Rückschlagventil 41 durch die Wirkung der Strömung des zurückgeleiteten Kraftstoffes in der Einlaßöffnung 13a vollständig geschlossen wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Eine weitere thermische Verformung des Bimetallstreifens 42 (nach rechts in der Zeichnung) tritt ein, wenn die Temperatur des durch den Kanal 48 strömenden Kraftstoffes über den zweiten vorgegebenen Wert T2 ansteigt. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich der Bimetallstreifen 42 in diesem Fall ungehindert verformen kann.

Die Stützplatte 50 liegt an der von dem Rückschlagventil abgewandten Oberfläche des Bimetallstreifens 42 an. Zusätz-

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lieh weist der Halter 49 eine mehr oder weniger weit in den Halter einschraubbare Stellschraube 53 auf. Das freie Ende der Stellschraube 53 steht mit der von dem Bimetallstreifen 43 abgewandten Oberfläche der Stützplatte 50 in Druckberührung. Somit kann durch Betätigung der Stellschraube 53 die Position der Stützplatte 50 und damit die Ausgangsstellung des Bimetallstreifens 42 eingestellt werden. Auf diese Weise wird die herstellungsbedingte Streuung der Eigenschaften der Bimetallstreifen 42 wirksam ausgeglichen. Da ferner die Stellschraube 53 nicht in unmittelbarer Berührung mit dem Bimetallstreifen 42 steht, werden Spannungskonzentrationen in dem Bimetallstreifen 42 verhindert, so daß eine Änderung der thermischen Verformungseigenschaften des Bimetallstreifens wirksam verhindert 5 wird.

Gemäß Fig. 5 ist der Deckel 34 mit einem Kraftstoffkanal zwischen dem Filterelement 32 und der Auslaßöffnung 13c versehen, so daß der in dem Filterelement 32 gefilterte Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 61 zu der Auslaßöffnung 13c strömt. Eine auf dem Deckel 34 angeordnete handbetätigte Entlüftungspumpe 65 gestattet es, den Kraftstoff in dem Kraftstoffkanal 61 unter Druck zu setzen, so daß der Kraftstoff durch Rückschlagventile 62,63 strömt und die Kraftstoff-Zufuhrleitung 12 füllt. Der Kraftstoffilter 13 ist mit einem Wasserabscheider 66 versehen, der Wasser aufgrund seines größeren spezifischen Gewichts aus dem Kraftstoff abscheidet. Das Wasser wird in dem Wasserabscheider 66 gesammelt. Ein Wasser-Niveausensor 67 ist in dem Wasserabscheider 66 angeordnet und tastet die Höhe des Wasserspiegels in dem Wasserabscheider 66 ab, so daß ein Warnsignal erzeugt wird. Ein Ablaßhahn 68 dient zum Ablassen des Wassers aus dem Wasserabscheider 66.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise des oben beschriebenen

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Kraftstoffilters 13 erläutert werden.

Der aus dem Kraftstofftank 11 angesaugte Kraftstoff wird in dem Filtermedium des Filterelements 32 des Kraftstofffilters 13 gefiltert und gelangt sodann über die Kraftstoff-Zufuhrleitung 12 zu der Einspritzpumpe 14. Wenn die Temperatur des Kraftstoffes unterhalb des ersten vorgegebenen Wertes T1 liegt, kristallisieren die Paraffinbestandteile des Kraftstoffes aus, so daß die Gefahr einer Verstopfung des Filtermediums des Filterelements 32 besteht, In diesem Fall wird jedoch der Bimetallstreifen 42 derart thermisch verformt, daß er sich nach links in Fig. 6 bewegt und das Rückschlagventil 41 vollständig öffnet, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Folglich wird der von der Einspritzpumpe 14 zurückströmende Kraftstoff, der eine verhältnismäßig hohe Temperatur aufweist, über die Kraftstoffleitung 25 in die Einlaßöffnung 13a des Kraftstoffilters 13 eingeleitet. Der erwärmte Kraftstoff gelangt in das Mittelrohr 33 und erhöht die Temperatur des durch das Filtermedium des Filterelements 32 strömenden Kraftstoffes. Hierdurch wird die Auskristallisation der Paraffinanteile des Kraftstoffes verhindert, so daß die Verstopfung des Filterelements 32 vermieden wird. Der Kraftstoff wird daher gleichmäßig zu der Einspritzpumpe 14 gefördert, und eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine oder ein Stehenbleiben der Brennkraftmaschine wird wirksam verhindert.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird die Menge an zurückgeleitetem Kraftstoff, die in den Kraftstoffilter 13 eingeleitet wird, allmählich verringert, wenn die Temperatur des Kraftstoffes in dem Kraftstoffilter 13 über den ersten vorgegebenen Temperaturwert T1 hinaus ansteigt und sich dem zweiten vorgegebenen Temperaturwert T2 annähert. Mit zunehmender Kraftstofftemperatur tritt eine allmähliche Verfor-

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mung des Bimetallstreifens 42 derart ein, daß sich das freie Ende des Bimetallstreifens nach rechts in Fig. 7 bewegt. Folglich bewegt sich das Ventilglied 45 unter der Wirkung des dynamischen Druckes des zurückgeleiteten Kraftstoffes ebenfalls nach rechts, so daß der Durchtrittsquerschnitt des Rückschlagventils 41 verringert wird. Im Ergebnis wird somit die Menge an zurückgeleitetem Kraftstoff, die in den Kraftstoffilter eingeleitet wird, allmählich verringert, so daß die Temperatur des Kraftstoffes in einem Bereich zwischen den ersten und zweiten vorgegebenen Werten T1, T2 geregelt wird.

Wenn die Kraftstofftemperatur über den zweiten vorgegebenen Wert T2 ansteigt, so hat dies einen nachteiligen Einfluß auf die Kraftstoff-Schmierung der verschiedenen beweglichen Teile der Einspritzpumpe 14. Zugleich führt die Erwärmung des Kraftstoffes zu einer gewichtsmäßigen Verringerung der Einspritzmenge und damit zu einer Abnahme der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine. In diesem Fall ist daher keine erneute Einleitung des erwärmten zurückgeleiteten Kraftstoffes in die Einspritzpumpe 14 erwünscht. Vielmehr sollte die Gesamtmenge des zurückgeleiteten Kraftstoffes zur Kühlung in den Kraftstofftank 11 geleitet werden.

Wenn die Kraftstofftemperatur über den zweiten vorgegebenen Wert T2 ansteigt, tritt eine weitere thermische Verformung des Bimetallstreifens 42 des erfindungsgemäßen Kraftstoffilters 13 ein, so daß sich der Bimetallstreifen von dem Ventilglied 45 des Rückschlagventils 41 löst. Auf diese Weise wird das Rückschlagventil 41 vollständig geschlossen. Hierdurch wird die Strömung des zurückgeleiteten Kraftstoffes von der Kraftstoffleitung 25 in den Kraftstoffilter 13 unterbrochen, so daß das oben angesprochene Erfordernis erfüllt wird. Da die thermische Verformung des freien Endes des Bimetallstreifens 42 selbst

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dann nicht durch irgendwelche Hindernisse beeinträchtigt wird, wenn die Kraftstofftemperatur über den zweiten vorgegebenen Wert T2 hinaus ansteigt, werden übermäßig hohe thermische Spannungen in dem Bimetallstreifen 42 vermieden, so daß die Zerstörung oder Beeinträchtigung der Funktion des wärmeempfindlichen Ventils 40 .verhindert wird.

Wenn unerwartet eine Verstopfung des Filtereiements 32 eintritt, so ist im Prinzip mit den folgenden Problemen zu rechnen. Der Kraftstoff wird in diesem Fall in umgekehrter Richtung durch das Versorgungssystem geleitet, so daß der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 11 über die Kraftstoffleitung 25 in den Kraftstoffilter 13 gelangt. Der Druck stromabwärts des Filtereiements 32 nimmt ab, so daß Gasblasen in dem Kraftstoff erzeugt werden.. Der überschüssige, Gasblasen enthaltende Kraftstoff wird von der Einspritzpumpe 14 über die Kraftstoffleitung 25 und den Kraftstoffilter 13 erneut zu der Einspritzpumpe geleitet. Bei dem in Fig. 3 gezeigten erfindungsgemäßen Kraftstoff-Versorgungssystem wird durch das Rückschlagventil 22 der Trenneinrichtung 19 eine Rückströmung des Kraftstoffes zu dem Kraftstoffilter 13 verhindert. Auf diese Weise wird das Problem vermieden, daß es durch die Einleitung von Fremdstoffen aus dem Kraftstofftank 11 in das Rückschlagventil 41 des Kraftstoffilters 13 zu einer Fehlfunktion des Rückschlagventils 41 kommt. Darüber hinaus werden die Gasblasen in dem von der Einspritzpumpe 14 zurückgeleiteten Kraftstoff in der Gas-Flüssigkeits-Trenneinrichtung wirksam abgeschieden, so daß die Gasblasen in den Kraftstofftank 11 zurückgeleitet werden, während der von den Gasblasen befreite Kraftstoff von der Auslaßöffnung 24 der Trenneinrichtung 19 über den Kraftstoffilter 13 zu der Einspritzpumpe 14 zurückgeleitet wird.

Da das Ventilglied 45 des Rückschlagventils 41 des Kraft-

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stoffilters 13 nicht durch eine Feder in die Schließstellung vorgespannt ist, braucht der Bimetallstreifen 41 nur eine geringe Kraft auf das Ventilglied auszuüben. Der Bimetallstreifen 42 hat daher verhältnismäßig geringe Abmessungen.

Während im gezeigten Ausführungsbeispiel der Bimetallstreifen 42 auf die Temperatur des Kraftstoffes anspricht, kann der Bimetallstreifen in einer anderen Ausführungsform der Erfindung derart angeordnet sein, daß er auf die Umgebungstemperatur (beispielsweise auf die Lufttemperatur) anspricht, die zu der Kraftstofftemperatur in einer bestimmten Beziehung steht.

Claims

TER ME^R-fvTULLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister

Dipl.-lng. F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51 Triftstrasse 4,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

-ι». Feb. 1985

St/Wi/me

Nissan Motor Co., Ltd.

No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku,

Yokohama City, Japan und

Atsugi Motor Parts Co., Ltd.

No. 1370, Onna,

Atsugi City, Japan ■■<

kraftstoffversorgungseinrichtung für diesel-brennkraftma-

SCHINEN

Priorität: 4. Februar 1984, Japan, Nr. 59-17659 (P) PATENTANSPRÜCHE

.J Kraftstoffversorgungseinrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen· mit·einer Einspritzpumpe (14), einem Kraftstoffilter (13) mit einem von dem zu der Einspritzpumpe strömenden Kraftstoff durchströmten Filterelement und einer ein wärmeempfindliches Ventil (40) einschließenden

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Einrichtung zur Rückleitung eines Teils des von der Einspritzpumpe zurückströmenden überschüssigen Kraftstoffs zur stromaufwärtigen Seite des Filterelements, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Ventil (40) in den Kraftstoffilter (13) integriert ist und ein Rückschlagventil (41) in einem mit der stromaufwärtigen Seite des Filterelements (32) verbundenen Kraftstoff kanal (13a) sowie ein Bimetallelement (42) zum öffnen des Rückschlagventils (41) umfaßt. 10
2. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (41) ein Ventilglied (45) aufweist, das zum Öffnen des Rückschlagventils in einer ersten Richtung und zum Schließen des Rückschlagventils in einer zweiten Richtung beweglich ist.
3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (42) mit einem Ende an einem feststehenden Bauteil (49) befestigt ist und daß das Ventilglied (45) des Rückschlagventils (41) durch das freie Ende des Bimetallelements (42) in Öffnungsrichtung verschiebbar ist.
4. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Bimetallelements (42) bei niedriger Temperatur an dem Ventilglied (45) anliegt und das Ventilglied bei hoher Temperatur freigibt.
5. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (53) zum Einstellen der Position des Bimetallelements (42)
6. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 5, da-

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durch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (42) durch die Einstelleinrichtung (53) in eine solche Position einstellbar ist, daß das freie Ende des Bimetallelements das Rückschlagventil (41) bei einer ersten vorgegebenen Temperatur (T1) vollständig geöffnet hält, in. einem Temperaturbereich zwischen der ersten vorgegebenen Temperatur (T1) und einer höheren zweiten vorgegebenen Temperatur (T2) mit dem Ventilglied (45) des Rückschlagventils in Berührung bleibt und das Ventilglied (45) freigibt, wenn die Temperatur über den zweiten vorgegebenen Temperaturwert (T2) hinaus ansteigt.
7. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellein-

15· richtung eine an dem Bimetallelement (42) anliegende und gemeinsam mit diesem an dem feststehenden Bauteil (49) befestigte Stützplatte (50) und eine beweglich an dem feststehenden Bauteil (49) abgestützte, gegen die Stützplatte (50) andrückende Stellschraube (53) umfaßt.
8. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (42) im Inneren des Kraftstoffilters (13) stromaufwärts des Filterelements (32) angeordnet ist und die Temperatur des dem Filterelement (32) zugeführten Kraftstoffes abtastet.
9. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Bauteil (49) im Inneren des Kraftstoffilters (13) angeordnet und an einem Filtergehäuse (31) des Kraftstofffilters befestigt ist.
10. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vor-

hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Rückschlagventil (41) ausschließlich durch den Strömungsdruck des durch den Kraftstoffkanal (13a) fließenden Kraftstoffes in Schließrichtung vorgespannt wird.
11. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß der Kraftstoffkanal (13a) und eine mit einem Kraftstofftank (11) verbundene Einlaßöffnung (13b) in einen axialen Kanal (48) des Kraftstoffilters (13) münden und daß ein Abschnitt des axialen Kanals (48) im Inneren eines durch das Filterelement (32) verlaufenden Mittelrohres (33) angeordnet ist.
12. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn ζ e ichne t, daß wenigstens ein Teilabschnitt des Bimetallelements (42) in dem axialen Kanal (48) angeordnet ist.
13. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied

(45) des Rückschlagventils (41) eine in Richtung auf das Bimetallelement (42) vorspringende Stange aufweist, deren freies Ende einen Anschlag für das Bimetallelement bildet.
14. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gas-Flüssigkeits-Trenneinrichtung (19) mit einem eine Schwimmerkammer (21) bildenden Gehäuse (19a), einer mit der Einspritzpumpe (14) verbundenen Einlaßöffnung (19b), einer mit dem Kraftstofftank (11) verbundenen ersten Auslaßöffnung (19c), und einer mit dem Kraftstoffkanal (13a) ues Kraftstoffilters (13) verbundenen zweiten Auslaßöffnung (24) · die in einer tieferen Position als die Einlaßöffnung (19b) und die erste Auslaßöffnung (19c) angeordnet und durch einen in der Schwimmerkammer (21) in einer zwi-

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sehen der Höhe der Einlaßöffnung und der ersten Auslaßöffnung und der Höhe der zweiten Auslaßöffnung gelegenen Höhe angeordneten Schwimmer (23) verschließbar ist.

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