DE3631579C1 - Niederdruckkraftstoffkreislauf mit Kraftstoffvorwaermung fuer eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine,insbesondere fuer Nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederdruckkraft­ stoffkreislauf mit Kraftstoffvorwärmung für eine luft­ verdichtende Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere für Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Es ist bekannt, daß beim Niederdruckkraftstoffkreislauf für Brennkraftmaschinen mit Dieselbetrieb der Kraftstoff über zunächst relativ grobmaschige Filter durch eine Pumpe angesaugt und über ein Feinfilter zur Einspritzpumpe ge­ leitet und gereinigt wird. Dieselkraftstoffe haben jedoch bei niedrigen Temperaturen (solche unter dem sogenannten BPA-Punkt) die Eigenschaft, Paraffinkristalle auszu­ scheiden, die das Filter zusetzen und zu Betriebsstörungen der Fahrzeuge führen.

Aus der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 35 38 360.7-13 ist zu entnehmen, daß als wirksame Ab­ hilfemaßnahme der Kraftstoff durch einen mit dem Kühl­ wasserkreislauf in Verbindung stehenden Wärmetauscher vorgewärmt und in einen niedrigviskosen Zustand zurück­ geführt wird.

Für Personenkraftwagen ist eine derartige Kraftstoff­ vorwärmung zufriedenstellend, jedoch sind reine Wasser­ kraftstoffheizungen für Nutzkraftfahrzeuge wegen der ge­ ringen Abwärme direkteinspritzender Motoren und angesichts des in der Regel großen Wasserinhaltes großvolumiger Nutz­ fahrzeugmotoren nicht geeignet, die Verstopfung des Fein­ filters vor Erreichen einer ausreichend hohen Heizwasser­ temperatur zu vermeiden.

Ferner ist die Anwendung elektrischer Vorheizungen aus der DE-OS 30 34 730 bekannt, die jedoch den Nachteil haben, daß die Batteriekapazität des Fahrzeugs zusätzlich nicht unerheblich beansprucht und ein relativ hoher Auf­ wand auch durch die Verkabelungsregelung erforderlich wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einfache Maßnahmen zu treffen, die Betriebsstörungen der Brennkraft­ maschine vermeiden helfen, die aber insbesondere dem kurzen Zwischenzustand zwischen dem Ansprechen der Wasserheizung bzw. des mit dem Kühlkreislauf zusammenwirkenden Wärme­ tauschers und dem Verstopfen des Feinfilters begegnen.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale. Durch die Anordnung eines Überdruckventiles in einem das Feinfilter umgehen­ den Bypass strömt der Kraftstoff zunächst in das Filter­ gehäuse ein, bevor er bei Erreichen des Öffnungsdruckes infolge der Paraffinansammlung zur Einspritzpumpe ge­ langen kann. Der sich erwärmende Kraftstoff löst die Paraffinansammlung nach und nach auf und mindert den Differenzdruck am Filter, was schließlich zum Schließen des Überdruckventiles führt.

Da das Überdruckventil nicht nur auf Paraffinansammlung am Filtereingang anspricht, sondern auch auf Verun­ reinigungen, die das Überdruckventil zum Öffnen bringen, dieses jedoch vom Fahrer nicht so ohne weiteres erkannt wird, kann durch die vorteilhafte Maßnahme gemäß An­ spruch 2 der zur Einspritzpumpe gelangende Volumenstrom begrenzt werden, wodurch die Filterverstopfung durch Ab­ nahme der Motorleistung vom Fahrer bemerkt wird.

Eine weitere förderliche Weiterbildung ergibt sich auch dadurch, daß im Bypass eine Drucküberwachungsvorrichtung mit einem Drucksignalgeber vorgesehen ist, durch die dem Fahrer das verstopfte Filter angezeigt wird.

Ferner hat die Maßnahme, das Überdruckventil gemäß den Ansprüchen 4 bis 7 thermostatisch zu steuern, den Vorteil, daß das Überdruckventil nur dann öffnet, wenn der Kraft­ stoffdruck durch Paraffinbildung vor dem Filter ent­ sprechend ansteigt, jedoch selbsttätig dann verriegelt, wenn durch den Wärmetauscher die durch den Thermostaten eingestellte Warmbetriebstemperatur erreicht ist. Die Phase des Durchlasses ungefilterten Kraftstoffes über den Bypass kann präziser gesteuert werden. Die Ausbildung der Lochscheiben dient dazu, bei geöffnetem Überdruck­ ventil den Thermostaten gut mit Kraftstoff zu umspülen und somit das Ansprechverhalten zu verbessern.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Niederdruckkraftstoffkreislauf mit einem die Feinfilter umgehenden Bypass mit Überdruck­ ventil

Fig. 2 den Bypass zusätzlich mit einer Drossel

Fig. 3 den Bypass mit einer Drucküberwachungs­ vorrichtung

Fig. 4 den Bypass mit einem temperaturabhängig ge­ steuerten Thermostaten

Fig. 5 das Überdruckventil mit Thermostaten im ver­ größerten Maßstab

Fig. 5a eine Lochscheibe des Thermostaten in Draufsicht

Der Niederdruckkraftstoffkreislauf 1 für eine luftver­ dichtende Einspritzbrennkraftmaschine besteht aus einem Kraftstoffbehälter 2, einer zur Hochdruckeinspritzpumpe 3 führenden Vorlaufleitung 4 mit einem Vorfilter 5, einer Förderpumpe 6, einem bei niedrigen Kraftstofftemperaturen wirksamen und von Kühlwasser der Brennkraftmaschine be­ aufschlagbaren Wärmetauscher 7 sowie aus zwei Haupt­ bzw. Feinfiltern 8, 9. Außerdem ist ein die Feinfilter 8, 9 umgehender Bypass 10 mit einem Überdruckventil 11 vorgesehen, das bei tiefen Kraftstofftemperaturen unter einem sogenannten BPA-Punkt und Verdickungen des Kraft­ stoffes infolge von Paraffinbildung am Eingang des Fein­ filters 8 öffnet und den Durchlaß des ungefilterten Kraft­ stoffes über den Bypass 10 zur Einspritzpumpe 3 kurzzeitig zuläßt.

In Fig. 2 ist im Bypass 10 neben dem Überdruckventil 11 noch eine Drossel 12 stromab des Ventiles 11 angeordnet, die bei verschmutztem Filter 8 auch bei betriebswarmer Brennkraftmaschine den Volumenstrom des über den Bypass umgeleiteten Kraftstoffes begrenzt, um auf diese Weise den Fahrer auf den Störbetrieb der Brennkraftmaschine auf­ merksam zu machen.

Zu diesem Zweck kann - gemäß Fig. 3 - alternativ eine Drucküberwachungsvorrichtung mit einem Drucksignal 13 im Bypass 10 stromaufwärts des Überdruckventiles 11 ein­ gesetzt sein, die dem Fahrer beispielsweise am Armaturen­ brett die Kraftstoffumleitung anzeigt.

In Fig. 4 ist das Überdruckventil 11 Teil einer Bau­ einheit 14, die einen Thermostaten 15 für das temperatur­ abhängige Verriegeln des Bypasses mit umfaßt. Die Bau­ einheit 14 kann gemäß Fig. 5 in das Filteroberteil 16 des Feinfilters 8 integriert sein, und zwar in einer zylindrischen Ausnehmung 17 des Filteroberteiles 16. Das Überdruckventil 11 besteht aus einer federbelasteten Ventilkugel 18 als Verschlußglied, das die Bypasszu­ führung 19 verschließt. Auf der Kugel 18 liegt ein Dehn­ stoffarbeitselement 20 des Thermostaten 15 auf, der in zwei Lochscheiben 21, 22 gelagert ist. Die in der Aus­ nehmung 17 gegen eine Rückstellfeder 23 des Überdruck­ ventiles 11 längsverschiebbar geführte Lochscheibe 22 liegt an einem Bund 24 des Thermostaten 15 an, während die Lochscheibe 21 an einer die Ausnehmung 17 ver­ schließenden Befestigungsschraube 15 durch die Kraft der Feder 23 angedrückt ist. Die mit 26 bezeichnete Beilag­ scheibe dient zur Druckeinstellung des Überdruckventiles 11. Der Thermostat 15 ist mit Lagerspiel in der Lochscheibe 21 geführt. Die Lochscheiben 21, 22 - wie aus Fig. 5a ersichtlich­ sind mit Durchbrechungen 27, 28 versehen, damit der über dem Bypass 10 geleitete Kraftstoff den Thermostaten 15 für die einwandfreie Temperaturfühlung in der Ausnehmung 17 intensiv umspülen kann.

Claims (7)

1. Niederdruckkraftstoffkreislauf mit Kraftstoffvor­ wärmung für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraft­ maschine, insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge, mit einer von einem Kraftstoffbehälter ausgehenden und über eine Förderpumpe zu einer Hochdruckeinspritzpumpe führenden Vorlaufleitung, in der ein Vorfilter und mindestens ein Feinfilter sowie ein bei niedrigen Kraft­ stofftemperaturen wirksamer Wärmetauscher, insbesondere ein von Kühlwasser der Brennkraftmaschine beaufschlag­ barer Wärmetauscher, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitung (4) mit einem das Feinfilter (8) umgehenden Bypass (10) mit einem in Abhängigkeit von einem auf das Feinfilter (8) infolge von Paraffinbildung einwirkenden bestimmten Maximaldruck öffnenden Überdruck­ ventil (11) versehen ist.

2. Niederdruckkraftstoffkreislauf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (10) stromab des Überdruckventiles (11) eine Drossel (12) angeordnet ist.

3. Niederdruckkraftstoffkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (10) eine Drucküberwachungseinrichtung mit einem Drucksignalgeber (13) vorgesehen ist.

4. Niederdruckkraftstoffkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (10) zusätzlich zu dem Überdruckventil (11) ein in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur arbeiten­ der und die Verriegelung des Bypass (10) bewirkender Thermostat (15) eingesetzt ist.

5. Niederdruckkraftstoffkreislauf nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (11) und der Thermostat (15) eine Baueinheit (14) bilden, wobei ein Dehnstoff­ arbeitselement (20) des Thermostaten (15) mit dem gegen die Kraft einer Rückstellfeder (23) öffnenden Verschluß­ glied (18) des Überdruckventiles (11) zusammenwirkt.

6. Niederdruckkraftstoffkreislauf nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (14) in einer Ausnehmung (17) des Filteroberteiles (16) angeordnet ist und der Thermostat (15) als Teil der Baueinheit (14) von zwei mit Abstand von­ einander gelagerten und die Kraftstoffumspülung des Thermostaten (15) sicherstellenden Lochscheiben (21, 22) umgeben ist, von denen die Lochscheibe (22) gemeinsam mit dem Thermostaten (15) in der Ausnehmung (17) längs­ verschiebbar gegen die Rückstellfeder (23) geführt ist, jedoch die Lochscheibe (21) ortsfest gehalten ist, in der der Thermostat (15) verschieblich gelagert ist.

7. Niederdruckkraftstoffkreislauf nach den Ansprüchen 1, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (23) als Teil des Überdruckventiles (11) an beiden Lochscheiben (21, 22) abstützend anliegt und das Dehnstoffarbeitselement (20) des Thermostaten (15) auf dem als Kugel ausgebildeten Verschlußglied (18) unter der Rückstellfederkraft aufliegt.