DE3532845A1 - Heizeinrichtung fuer ein kraftstoffsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem mit einer Heizeinrichtung insbesondere für eine Dieselbrennkraftma­ schine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kraftstoffsysteme mit einer Einrichtung zum Aufheizen des Kraftstoffs, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen, werden vorgesehen für Einsätze von Brennkraftmaschinen in Ländern mit starken Temperaturschwankungen. Die Vorwärmung des Dieselkraftstoffs erhöht die Wintertauglichkeit der Brennkraftmaschine und damit des Fahrzeugs bzw. der Ma­ schine, in der die Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Die Vorwärmung soll die Paraffinausscheidung, und damit die Verstopfung des Kraftstoffilters sowie der Kraftstofflei­ tungen und der Kraftstoffeinspritzpumpe verhindern. Weiter kann durch die Kraftstoffvorwärmung auf Kraftstoffzusätze, wie z.B. Fließverbesserer zur Vermeidung von Paraffinaus­ scheidungen verzichtet werden.

Es ist eine Heizvorrichtung bekannt, die am Kraftstoffil­ tergehäuse angeordnet ist und den gesamten von der Kraft­ stofförderpumpe in den Kraftstoffilter geleiteten Kraft­ stoffstrom vor der Kraftstoffilterung aufheizt. Eine sol­ che Kraftstoff-Heizeinrichtung ist in der Motortechnischen Zeitschrift (MTZ) 44, (1983) 6 auf der Seite 217 vorge­ stellt.

Nachteilig bei dieser Heizeinrichtung ist die Aufheizung des gesamten Kraftstoffstroms, der durch das Kraftstoffil­ ter geführt ist, d.h. die Verbrauchsmenge und die Spül- bzw. Kühlmenge, die notwendig ist für die Kraft­ stoffeinspritzpumpe im Sommerbetrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizein­ richtung für Brennkraftmaschinen zu realisieren, mit der nur die Kraftstoffmenge aufgeheizt wird, die der Motor verbraucht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung mit einem steuerbaren Bypaß verbunden ist, der vor der Heizeinrichtung abzweigt und in die Überström­ leitung mündet. Diese Leitungsanordnung gestattet, daß bei Betätigung der Heizeinrichtung immer die Kraftstoffmenge durch den Bypaß abgesteuert wird, die für die Spülung und Kühlung der Einspritzpumpe im Sommerbetrieb benötigt wird. Diese Menge ist bis zu dem vierfachen Wert höher als die Verbrauchsmenge der Brennkraftmaschine. Ein nach dem Er­ findungsgedanken ausgeführtes Kraftstoffsystem spart ganz wesentlich Heizenergie, da nur die Verbrauchsmenge aufge­ heizt wird. Zusätzlich ergibt sich eine Standzeiterhöhung des Kraftstoffilters, insbesondere bei lang andauerndem Kälteeinsatz. Dabei ist es unerheblich, an welcher Stelle bzw. welchem Bauteil nach dem Bypaß, aber vor der Kraft­ stoffilterung, die Heizeinrichtung eingesetzt wird. So ist beispielsweise eine Heizeinrichtung verwendbar, von der direkt der Bypaß ausgeht, auch kann die Heizeinrichtung in die Kraftstoffleitung eingefügt werden. Weiter läßt sich die Heizeinrichtung auch mit in das Kraftstoffiltergehäu­ se integrieren.

Nach Anspruch 2 ist diese Installation noch zu verbessern, indem im Zusammenhang mit der Betätigung der Heizeinrich­ tung ein elektrisch schaltbares Ventil, vorteilhaft Mag­ netventil, geschaltet wird, das die Absteuerung der Kühl­ menge durch den Bypaß freigibt. Für die Ventilbetätigung bietet sich eine Schaltungsart an, bei der das Ventil stromlos geschlossen ist.

Auch bietet sich die Verwendung eines thermostatisch ge­ steuerten Ventils an. Ein solches Ventil bietet den Vor­ teil, daß auch bei noch nicht eingeschalteter Heizeinrich­ tung eine Teilmenge des Kraftstoffstromes über den Bypaß abgesteuert wird, bei beispielsweise niedriger Umgebungs­ temperatur.

Zur genauen Bestimmung der Kraftstoffdurchflußmenge durch den Bypaß wird nach Anspruch 4 eine Drossel eingesetzt. Diese wird vor der Bypaßmündung in die Überströmleitung zwischen der Kraftstoffeinspritzpumpe und dem Tank einge­ baut. Abgestimmt auf die Brennkraftmaschine und unter Be­ rücksichtigung des Leitungs- und Ventilwiderstandes kann mit Hilfe der Drossel die bei Kälteeinsatz nicht benötigte Spül- und Kühlkraftstoffmenge abgesteuert werden.

Nach dem Erfindungsgedanken kann die Drossel ebenso in die Überströmleitung zwischen Kraftstoffeinspritzpumpe und Tank nach der Mündung der Bypaßleitung eingesetzt werden.

Ein weiterer Gedanke sieht einen regelbaren Drosselquer­ schnitt vor. Beispielsweise mit Hilfe eines Weggebers, der den Regelstangenweg erfaßt und auf eine elektronische Re­ gelung überträgt, wird der Drosselquerschnitt in Abhängig­ keit von Betriebsparametern gesteuert. Diese Steuerung bietet den Vorteil, daß im Winterbetrieb und eingeschalte­ ter Kraftstoffheizeinrichtung nicht nur die Spül- und Kühlkraftstoffmenge über den Bypaß abgesteuert wird, son­ dern bis auf die momentane Verbrauchsmenge die gesamte Restmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstofförderpum­ pe geliefert wird. Diese Einrichtung bietet eine weitere Einsparung an Heizenergie und eine Standzeiterhöhung der Kraftstoffilter.

Nach Anspruch 7 ist an eine Installation gedacht, bei der eine Kombination aus Magnetventil und Drossel zur Anwen­ dung kommt. Um eine Anhäufung verschiedener Bauteile und damit entsprechend vieler erforderlicher Verschraubungen zu ersparen, bietet eine solche Kombination Vorteile.

Der Gedanke der vorliegenden Erfindung sieht weiter eine Heizeinrichtung vor, die im Kraftstoffilter eingebracht ist. Vorteilhaft läßt sich eine solche Anordnung im Fil­ terkopf platzsparend unterbringen. Weiter wirkt eine dort angebrachte Heizeinrichtung bei einem Filterwechsel nicht störend.

Ein Ausführungsbeispiel, das zur weiteren Erläuterung der Erfindung beitragen soll, ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt in Form einer Prinzipskizze den Aufbau des Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine, insbe­ sondere Dieselbrennkraftmaschine, einschließlich dem Bypaß nach dem Erfindungsgedanken.

Aufbau des Kraftstoffsystems

Es besteht aus dem Tank 1 und der Kraftstofförderpumpe 2, die den Kraftstoff ansaugt und diesen in den Kraftstoff­ niederdruckkreis speist. Zwischen der Kraftstofförderpumpe 2 und der Einspritzpumpe 5 ist das Kraftstoffilter 4 mit der Heizeinrichtung 3 eingesetzt. In der Kraftstoffein­ spritzpumpe 5 wird der Kraftstoff verdichtet und über die Einspritzventile 6 in die nicht dargestellte Brennkraftma­ schine eingespritzt. Über ein Überströmventil 7, es kann auch eine Drossel eingesetzt werden, wird der von der Kraftstofförderpumpe 2 zuviel geförderte Kraftstoff in die Überströmleitung 14 abgesteuert. Ebenso gelangt Leckkraft­ stoff von den Einspritzventilen 6 durch die Leckkraft­ stoffleitung 8 in die Überströmleitung 14.

Der Erfindungsgedanke sieht zusätzlich zu dem zuvor be­ schriebenen Kraftstoffsystem einen Bypaß 12 vor, der aus­ gehend von der Leitung 10 zwischen Kraftstofförderpumpe 2 und Kraftstoffilter 4 in die Überströmleitung 14 zwischen Überströmventil 7 und Tank 1 mündet.

Funktion

Die Kraftstofförderpumpe 2 saugt durch die Leitung 9 Kraftstoff aus dem Tank 1 und speist diesen in den Nieder­ druckkreis des Kraftstoffsystems. Die Leitung 10 verbindet die Kraftstofförderpumpe 2 mit dem Kraftstoffilter 4 und hat dazu einen Anschluß vom Bypaß 12. Im Kraftstoffilter 4, aber vor der Filterung des Kraftstoffes, ist auch die Heizeinrichtung 3 für die Kraftstoffaufheizung enthalten. Das Kraftstoffilter 4 ist durch die Leitung 15 mit der Einspritzpumpe 5 verbunden. Die Einspritzdüsen 6 spritzen den Kraftstoff, der in der Einspritzpumpe 5 verdichtet wird, in die nicht dargestellte Brennkraftmaschine ein.

Über die Einspritzleitung 16 sind beide Bauteile miteinan­ der verbunden. Der zuviel geförderte Kraftstoff wird von der Einspritzpumpe 5 über das Überströmventil 7 in die Überströmleitung 14 in den Tank 1 abgesteuert. In die Überströmleitung 14 mündet auch der Bypaß 12. Leckkraft­ stoff der Einspritzdüsen 6 wird ebenfalls durch die Leck­ kraftstoffleitung 8 in die Überströmleitung 14 geführt.

Bei einer erforderlichen Kraftstoffaufheizung wird gleich­ zeitig mit dem Einschalten der Heizeinrichtung 3 das Ven­ til 11 betätigt, das den Bypaß 12 freigibt. Anstelle eines elektrisch betätigten Ventils ist auch ein von einem Ther­ mostat steuerbares Ventil verwendbar, das z.B. in Abhän­ gigkeit von der Umgebungstemperatur das Ventil steuert. der Bypaß bewirkt, daß eine Kraftstoffteilmenge abgesteuert werden kann. Der Gedanke der Erfindung sieht vor, daß die Spül- bzw. Kühlmenge, die für den Sommerbetrieb der Kraft­ stoffeinspritzpumpe notwendig ist, abgesteuert wird und so die notwendige Energie zum Aufheizen des Kraftstoffs ver­ ringert werden kann. Die Drossel 13 ist auf die entspre­ chende Durchflußmenge eingestellt. Anstelle einer Drossel mit einem starren Querschnitt ist auch eine von einer nicht dargestellten Regeleinheit steuerbare Drossel ein­ setzbar, die z.B. in Abhängigkeit von der Last der Brenn­ kraftmaschine veränderliche Querschnitte aufweist und da­ mit bis auf die momentane Verbrauchsmenge der Brennkraft­ maschine die restliche von der Kraftstofförderpumpe 2 ge­ förderte Kraftstoffmenge absteuert.

Claims (8)

1. Kraftstoffsystem, insbesondere für Dieselbrenn­ kraftmaschinen, bei dem der Kraftstoff folgenden Weg nimmt, vom Tank über die Kraftstofförderpumpe durch einen Kraftstoffilter in die Kraftstoffeinspritzpumpe zu den Einspritzventilen, eine Teilmenge des geförderten Kraft­ stoffs gelangt wieder durch die Überströmleitung in den Tank, und mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung des Kraftstoffs, die zwischen dem Kraftstofftank und der Ein­ spritzpumpe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (3) mit einem steuerbaren Bypaß (12) verbunden ist, der vor der Heizeinrichtung (3) abzweigt und in die Überströmleitung (14) mündet.

2. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bypaß (12) ein elektrisch steuerbares Ventil (11) angeordnet ist, das zusammen mit der Heizein­ richtung (3) schaltbar ist.

3. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bypaß (12) ein thermostatisch steuer­ bares Ventil (11) angeordnet ist.

4. Kraftstoffsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bypaß (12) eine Drossel (13) angebracht ist.

5. Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (13) in die Überströmleitung (14) nach Mündung der Bypaßleitung (12) eingebracht ist.

6. Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (13) ab­ hängig von der Belastung der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

7. Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Ventil (11) so ausgebildet ist, daß dieses auch die Drossel (13) enthält.

8. Kraftstoffsystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (3) sich im Kraftstoffilter (4) befindet.