DE3701259A1 - Device for removing water from the fuel line system of an internal combustion engine - Google Patents

Device for removing water from the fuel line system of an internal combustion engine

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Abstract

A device for removing water from the fuel line system of an internal combustion engine, especially one operated with diesel fuel, has a water drainage line (13, 17, 18), which is connected at a lowest point of the fuel line system, designed as a water collecting vessel (9), upstream of a fuel metering device feeding the fuel to the internal combustion engine and is connected to an air intake line leading to the combustion chambers of the internal combustion engine. In addition, a pump device (15, 16) arranged in the water drainage line is provided, which can be automatically switched on as a function of a water level (24) occurring in the water collecting vessel (9). In order to prevent the water collecting in the water collecting vessel from freezing at low ambient temperatures, it is proposed that a heating device (19), which can be switched on at the latest when the pump device (15, 16) is switched on and also activated as a function of the temperature, be arranged in the area of the connection of the water drainage line (13, 17, 18) to the water collecting vessel (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entfernung von Wasser aus dem Kraftstoff-Leitungssystem einer insbesondere mit Dieselkraftstoff betrie­ benen Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for removing water from the fuel line system operated in particular with diesel fuel benen internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Durch die DE-OS 32 17 162 ist eine Wasserentfernungseinrichtung der im Ober­ begriff angegebenen Bauart bekannt geworden. Derartige Einrichtungen werden insbesondere bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um zu verhindern, daß mit dem Kraftstoff in den Kraftstoffvorratsbehälter gelangtes Wasser auch zu der den Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzenden Einspritzpumpe gefördert wird. Diese Kraftstoffeinspritzpumpen sind nämlich relativ empfindlich gegenüber solche von dem Kraftstoff mitgeführtem Wasser, bei Zutritt von Wasser durch Korrosion leicht Schaden nehmen können.DE-OS 32 17 162 is a water removal device in the upper term specified design became known. Such facilities will be especially in the case of internal combustion engines operated with diesel fuel, in particular used by motor vehicles to prevent the fuel in Water that got into the fuel tank also gets the fuel in the combustion chambers of the internal combustion engine injecting injection pump promoted becomes. This is because these fuel injection pumps are relatively sensitive to one another such as water carried by the fuel when water enters Corrosion can easily be damaged.

Trotz Einbau einer bekannten Wasserentfernungseinrichtung kann nun aber unter bestimmten Umständen die Abführung des Wassers aus dem Kraftstoffleitungssystem beispielsweise dann aussetzen, wenn etwa infolge längerer Standzeit des Fahr­ zeugs bei sehr niedriger Umgebungstemperaturen das in dem Wassersammelbehälter angesammelte Wasser friert. In diesem Fall könnte auch nach dem Inbetriebsetzen des Fahrzeugs die Wasserabführungsleitung noch für längere Zeit blockiert sein, so daß die Abfuhr des angesammelten Wassers verhindert und gegebenenfalls ein Zutritt von Wasser zu der Kraftstoffeinspritzpumpe der Brennkraftmaschine möglich wird.Despite the installation of a known water removal device, it can now be found under the drainage of water from the fuel line system in certain circumstances For example, suspend if, for example, as a result of the vehicle standing for a long time stuff at very low ambient temperatures in the water reservoir accumulated water freezes. In this case, even after commissioning the water drainage line of the vehicle is blocked for a long time, so that the removal of the accumulated water is prevented and, if necessary, a Access to water to the fuel injection pump of the internal combustion engine possible becomes.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Wasser­ entfernungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubilden, daß eine wunschgemäße Abführung von Wasser aus dem Kraftstoffleitungssystem auch dann möglich ist, wenn die Brennkraftmaschine bzw. das mit dieser ausgerüstete Fahrzeug bei Umgebungstemperaturen betrieben wird, die unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser liegen.The object underlying the invention is therefore a water Removal device specified in the preamble of claim 1 Kind in such a way that a desired removal of water from the Fuel line system is also possible when the internal combustion engine or the vehicle equipped with it operated at ambient temperatures that are below the freezing point of water.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale. Die erfindungsgemäß vorgesehene Heizvorrichtung im Anschlußbereich der Wasserabführungsleitung soll dabei spätestens mit dem Einschalten der Pumpvorrichtung, und zwar temperaturabhängig zuschaltbar sein. Die vorzugsweise von einer elektrisch beaufschlagbaren Heizwendel, die mit Vor­ teil aus einem die Stromaufnahme in Abhängigkeit von der Temperatur selbsttätig steuernden Kaltleitermaterial bestehen kann, soll also nur dann mit Heizstrom beaufschlagt werden, wenn die Umgebungs- bzw. Wassertemperatur dies erfordert. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Merkmalen der übrigen Unteransprüche.The solution to this problem results from that in the characterizing part of the patent pronounced 1 specified characteristics. The heating device provided according to the invention in the connection area of the water drainage line should at the latest with the Switching on the pumping device, and to be switchable depending on the temperature. The preferably from an electrically loadable heating coil, with the front Part of the power consumption automatically depending on the temperature controlling PTC thermistor material can only exist with heating current be applied if the ambient or water temperature so requires. Further expedient embodiments of the invention result from the Features of the other subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schemati­ schen Längsschnittes durch den unteren Teil eines in die Kraftstoffleitung einer Dieselbrennkraftmaschine eingeschalteten Kraftstoffilters dargestellt. Dabei stellt 1 das Kraftstoffilter insgesamt dar, das in der Kraftstoffleitung der mit Diesel­ kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine vor der Einspritzpumpe angeordnet ist. In seinem hier nicht dargestellten Deckel sind Eintrittsöffnungen zum Eintritt des von einer ebenfalls nicht dargestellten Kraftstofförderpumpe aus einem Kraft­ stofftank angesaugten Dieselkraftstoffes vorgesehen. In einem zylindrischen, bei­ spielsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäuse 2 des Kraftstoffilters 1 ist eine ringförmige Filterpatrone 3 angeordnet, die von einem scheibenförmigen, durch eine Ringwulst 5 des Gehäuses gehaltenen Halterahmen 4 abgestützt ist. Der Kraftstoff tritt nun durch die ringförmige Filterpatrone 3 nach unten und über in dem scheibenförmigen Halterahmen 4 angeordnete Öffnungen 6 in einen über dem Boden des Gehäuses 2 angeordneten Sammelraum 9, um von dort durch eine zentrale Öffnung 7 in dem Halterahmen 4 sowie eine den Kern der Filterpatrone 3 bildende Rohrleitung 8 nach oben zu einem hier nicht weiter gezeigten Kraft­ stoffaustritt des Filters entsprechend den in der Zeichnung eingetragenen Pfeilen zu strömen. Der Kraftstoffaustritt des Filters ist mit der hier ebenfalls nicht gezeigten Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden, die den Kraftstoff in die Brenn­ räume der Brennkraftmaschine einspritzt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown using a schematic longitudinal section through the lower part of a fuel filter switched on in the fuel line of a diesel engine. 1 represents the fuel filter as a whole, which is arranged in the fuel line of the internal combustion engine operated with diesel fuel in front of the injection pump. In its cover, not shown here, inlet openings are provided for the entry of the diesel fuel drawn from a fuel tank by a fuel delivery pump, also not shown. In a cylindrical, for example made of plastic housing 2 of the fuel filter 1 , an annular filter cartridge 3 is arranged, which is supported by a disk-shaped holding frame 4 held by an annular bead 5 of the housing. The fuel now passes through the ring-shaped filter cartridge 3 downward and via openings 6 arranged in the disc-shaped holding frame 4 into a collecting space 9 arranged above the bottom of the housing 2 , from there through a central opening 7 in the holding frame 4 and a the core of the Filter cartridge 3 forming pipe 8 to flow up to a fuel outlet of the filter (not shown here) according to the arrows shown in the drawing. The fuel outlet of the filter is connected to the fuel injection pump, also not shown here, which injects the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.

Bei der Durchströmung des Filters 1 setzt sich das von dem Kraftstoff mitgeführte Wasser am Boden des Filters in dem Sammelraum 9 ab, da Wasser bekanntlich ein höheres spezifisches Gewicht als Dieselöl aufweist. Voraussetzung dabei ist allerdings, daß der Sammelraum 9 im Kraftstoffilter 1 die tiefste Stelle darstellt.When the filter 1 flows through, the water carried by the fuel settles on the bottom of the filter in the collecting space 9 , since water is known to have a higher specific weight than diesel oil. However, it is a prerequisite that the collecting space 9 in the fuel filter 1 represents the lowest point.

Am Boden des Gehäuses 2 des Kraftstoffilters 1 ist ein Anschlußstutzen 10 vorge­ sehen, in den ein in der Zeichnung insgesamt mit 11 angegebener Einsatz unter Zwischenlage einer Dichtung 12, beispielsweise durch Verschraubung, gehalten ist. Dieser Einsatz 11 enthält eine Reihe von für die Wasserabführung aus dem Wassersammelbehälter 9 erforderlichen Bauteilen, wobei diese Bauteile in einem den Einsatz bildenden Kunststoffgehäuse einzeln gehalten oder in einer geeigneten Anordnung vergossen sind.At the bottom of the housing 2 of the fuel filter 1 , a connecting piece 10 is easily seen, in which an insert indicated in the drawing as a whole with 11 with the interposition of a seal 12 , for example by screwing, is held. This insert 11 contains a number of components required for the water discharge from the water collecting container 9 , these components being held individually in a plastic housing forming the insert or being cast in a suitable arrangement.

Zu diesen Bauteilen gehört zunächst ein zu dem tiefsten Teil des Wassersammel­ behälters 9 hin geöffnetes Wasserabführung 13 mit einer darin angeordneten Dosier­ blende 14, dessen Durchtrittsbohrung 14 a durch ihre Querschnittsgröße die Menge des pro Zeiteinheit abgeführten Wassers begrenzt. Das Wasserabführungsrohr 13 ist mit der Saugseite einer Pumpvorrichtung 15 verbunden, die beispielsweise durch eine Flügelzellenpumpe gebildet sein kann und von einem Elektromotor 16 angetrieben wird. Die Auslaßseite der Pumpvorrichtung 15 ist mit einem zweiten Rohrstück 17 verbunden, an das eine flexible Schlauchleitung 18 angeschlossen ist, die ihrerseits zu einer Wasserzuführungsstelle der Luftansaugleitung der Brenn­ kraftmaschine führt.These components include a to the deepest part of the water collection container 9 open water drain 13 with a metering orifice 14 arranged therein , the through hole 14 a limits the amount of water removed per unit of time by its cross-sectional size. The water discharge pipe 13 is connected to the suction side of a pump device 15 , which can be formed, for example, by a vane pump and is driven by an electric motor 16 . The outlet side of the pump device 15 is connected to a second pipe section 17 to which a flexible hose 18 is connected, which in turn leads to a water supply point of the air intake line of the internal combustion engine.

Im Bereich des an dem Wassersammelbehälter 9 angeschlossenen Wasserabführungs­ 13 und gegebenenfalls auch der Pumpvorrichtung 15 ist eine elektrische Heizvorrichtung 19 in Form einer elektrisch beaufschlagbaren Heizwendel vorgesehen. Diese elektrische Heizvorrichtung 19 kann zusammen mit oder gegebenenfalls auch in einem zeitlichen Vorhalt vor der elektromotorisch betriebenen Pumpvorrichtung durch ein Schaltrelais 20 eingeschaltet werden, das über Anschlußkontakte 21 mit einer Stromquelle, beispielsweise der Fahrzeugbatterie, verbunden werden kann. In the area of the water discharge 13 connected to the water collecting container 9 and possibly also the pumping device 15 , an electrical heating device 19 in the form of an electrically loadable heating coil is provided. This electrical heating device 19 can be switched on together with or possibly also in a time reserve before the pump operated by an electric motor by means of a switching relay 20 which can be connected to a power source, for example the vehicle battery, via connection contacts 21 .

Mit 22 sind am Boden des Kraftstoffilters 1 angeordnete Sensoren bezeichnet, die den Pegelstand 24 des in dem Wassersammelraum 9 sich ansammelnden Was­ sers erfassen und bei Überschreitung eines vorgegebenen Höchststandes über eine mit 23 bezeichnete Auswerteelektronik ein Signal zum Einschalten des die Pump­ vorrichtung 15 antreibenden Elektromotors 16 sowie der elektrischen Heizvorrich­ tung 19 an das Schaltrelais 20 abgeben. Bei Unterschreitung eines vorgegebenen Tiefstandes soll dagegen der Elektromotor und spätestens mit diesem auch die elektrische Heizvorrichtung 19 abgeschaltet werden.With 22 of the fuel filter are designated 1 sensors arranged on the ground, the water level 24 of in the water collecting space 9 accumulating What sers detect and if it exceeds a predetermined maximum level a designated 23 evaluation unit a signal for switching on the pump device 15 driving electric motor 16 and the electrical Heizvorrich device 19 to the switching relay 20 . On the other hand, if the voltage falls below a predetermined low level, the electric motor and, at the same time, the electric heating device 19 should be switched off.

Die die elektrische Heizvorrichtung 19 bildende Heizwendel kann dabei aus einem die Stromaufnahme und damit auch die Heizleistung der Heizvorrichtung in Abhän­ gigkeit von der sich einstellenden Temperatur selbsttätig regelnden Kaltleiter­ material (PCT-Widerstand) bestehen. Auf diese Weise erfolgt die Zu- und Ab­ schaltung der Heizvorrichtung selbsttätig und in Abhängigkeit von der vorhandenen bzw. sich einstellenden Temperatur im Bereich des Wasserabführungsrohrs 13. Auch die Zuschaltung des die Pumpvorrichtung 15 antreibenden Elektromotors kann in Abhängigkeit von dem Stromdurchfluß durch die Heizwendel der elektri­ schen Heizvorrichtung 19 gesteuert werden, so daß das Anlaufen der Pumpvorrich­ tung 15 mit einer in Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers veränderlichen Verzögerung erfolgt. Dadurch wird gewährleistet, daß beim Anspringen der Pumpvor­ richtung 15 in jedem Fall flüssiges Wasser gefördert werden kann. Das sich etwa nach längerer Standzeit des Fahrzeugs bei tiefen Außentemperaturen bildende Eis am Boden des Kraftstoffilters 1 ist dann bereits vor dem Einschalten der Pumpvorrichtung 15 durch die Heizvorrichtung 19 zum Schmelzen gebracht worden, wobei nicht nur das Wasserabführungsrohr 13 und gegebenenfalls auch die Pump­ vorrichtung 15, sondern auch die sich im Bereich des Anschlusses des Wasserab­ führungsrohrs 13 an den Wassersammelraum 9 befindlichen Gebiete miterwärmt worden sind.The heating coil forming the electrical heating device 19 can consist of a current consumption and thus also the heating power of the heating device as a function of the temperature which automatically regulates the thermistor material (PCT resistor). In this way, the heater is switched on and off automatically and in dependence on the existing or established temperature in the region of the water discharge pipe 13 . Also the connection of the pump device 15 driving electric motor can be controlled depending on the current flow through the heating coil of the electrical heating device 19 so that the device 15 starts up with a variable delay depending on the temperature of the water. This ensures that liquid water can be pumped in any case when the Pumpvor device 15 starts. The ice that forms at the bottom of the fuel filter 1 after the vehicle has been stationary for a long time at low outside temperatures has already been caused to melt by the heating device 19 before the pump device 15 is switched on, not only the water discharge pipe 13 and possibly also the pump device 15 , but also the areas located in the area of the connection of the water pipe 13 to the water collecting space 9 have been heated.

Am Ende des Wasserabführungsrohrs 13 und vor dem Einlaß der Pumpvorrichtung 15 ist die Dosierblende 14 mit einer im Querschnitt definierten Wasserdurchgangs­ öffnung 14 a vorgesehen. Diese Dosierblende begrenzt dabei nicht nur die von der Pumpvorrichtung 15 angesaugte und über die Leitungen 13, 17 und 18 zur Luftansaugleitung transportierte Wassermenge je Zeiteinheit, die naturgemäß auch immer einen geringen Anteil an Kraftstoff enthält, sondern sie sorgt auch dafür, daß die Pumpvorrichtung 15, die beispielsweise durch eine Flügelzellen­ pumpe gebildet ist, nur zu einem Teil gefüllt ist, so daß der Anlaufvorgang er­ leichtert wird. Bei Verwendung einer solchen Flügelzellenpumpe als Pumpvorrichtung könnte eventuell, nämlich wenn die stehende Pumpe die Wasserabführungsleitung sicher versperrt, auf eine besondere, zusammen mit der Pumpe betätigbare Ab­ sperrvorrichtung, die auch durch ein Rückschlagventil gebildet sein kann, verzich­ tet werden.At the end of the drainage tube 13 and before the inlet of the pumping device 15, the metering orifice 14 is provided with a defined cross-section water passage opening 14 a provided. This metering orifice not only limits the amount of water sucked in by the pump device 15 and transported via lines 13 , 17 and 18 to the air intake line, which naturally also always contains a small amount of fuel, but also ensures that the pump device 15 , which is formed, for example, by a vane pump, is only partially filled, so that the start-up process is facilitated. When using such a vane pump as a pump device could possibly, namely if the standing pump securely blocks the water drainage line, on a special, actuatable together with the pump From blocking device, which can also be formed by a check valve, waived tet.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die das Wasser zu der Wasserzuführungsstelle an der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine transportierende Schlauchleitung 18 mit einem stetigen Gefälle verlegt werden soll, so daß eine im Verlauf der Leitung sich bildende Wassersammelstelle, die bei tiefen Außentemperaturen eben­ falls zu Eisbildung führen könnte, vermieden wird.It should also be pointed out that the hose line 18 transporting the water to the water supply point on the air intake line of the internal combustion engine is to be laid with a constant gradient, so that a water collection point which forms in the course of the line and which could also lead to ice formation at low outside temperatures , is avoided.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Entfernung von Wasser aus dem Kraftstoff-Leitungssystem einer insbesondere mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine mit einer Wasserabführungsleitung, die an einem tiefsten, als Wassersammelbehälter ausgebildeten Punkt des Kraftstoffleitungssystems vor einer den Kraftstoff der Brennkraftmaschine zuführenden Kraftstoffzumeßeinrichtung angeschlossen und mit einer zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine führenden Luftan­ saugleitung verbunden ist, sowie mit einer in der Wasserabführungsleitung ange­ ordneten, in Abhängigkeit von einem sich in dem Wassersammelbehälter einstel­ lenden Wasserpegel selbsttätig einschaltbaren Pumpvorrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich des Anschlusses (13) der Wasserabführungsleitung (13, 17, 18) an den Wassersammelbehälter (9) eine Heizvorrichtung (19) angeord­ net ist.1.Device for removing water from the fuel line system of an internal combustion engine, in particular operated with diesel fuel, with a water discharge line, which is connected to a deepest point of the fuel line system, which is designed as a water collection container, in front of a fuel metering device which supplies the fuel to the internal combustion engine, and with one to the combustion chambers of the internal combustion engine leading Luftan suction line is connected, as well as with a arranged in the water discharge line, depending on a water level in the water collecting tank automatically adjustable pumping device, characterized in that in the area of the connection ( 13 ) of the water discharge line ( 13 , 17 , 18th ) a heater ( 19 ) is net angeord to the water collection container ( 9 ). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrich­ tung (19) spätestens mit dem Einschalten der Pumpvorrichtung (15, 16) zuschalt­ bar ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the Heizvorrich device ( 19 ) at the latest when the pump device ( 15 , 16 ) is switched on bar. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvor­ richtung (19) temperaturabhängig zuschaltbar ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the Heizvor direction ( 19 ) can be switched depending on the temperature. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung durch eine die Wasserabführungsleitung (13) umgebende, elektrisch beaufschlagbare Heizwendel (19) gebildet ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating device is formed by a heating coil ( 19 ) surrounding the water discharge line ( 13 ) and can be acted upon electrically. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel (19) aus einem die Stromaufnahme in Abhängigkeit von der Temperatur selbst­ tätig steuernden Kaltleitermaterial besteht.5. A device according to claim 4, characterized in that the heating coil ( 19 ) consists of a thermistor material which controls the current consumption as a function of the temperature itself. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung (15, 16) in temperaturabhängig veränderlichem Abstand nach dem Zuschalten der Heizvorrichtung (19) einschaltbar ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pump device ( 15 , 16 ) can be switched on in a temperature-dependent variable distance after switching on the heating device ( 19 ). 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpvorrichtung (15, 16) eine die Wasserdurchflußmenge begrenzende Do­ sierblende (14) vorgeschaltet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pumping device ( 15 , 16 ) is upstream of a water flow limiting Do sierblende ( 14 ).
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