DE4403015A1 - Fuel supply system for diesel engine - Google Patents

Fuel supply system for diesel engine

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Abstract

The fuel supply system supplies high-viscosity vegetable oil. It includes a fuel supply pump and an injection pump. There is a return line to the tank. The system includes a return flow control device (11) to make the pressure of the fuel reaching the injection pump dependent on the viscosity of the fuel. The controlling factor may be the temp. or the viscosity of the fuel. There may be a throttle (11) and an excess pressure valve (12) in the second pipe (13). The container (6) in the system may be arranged so that the injection pump (10) delivers de-aerated fuel. The air removed from the fuel exits via the second pipe.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgung für eine dieselmotorische Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention is based on a fuel supply for one diesel engine internal combustion engine according to the preamble of Claim 1.

Bei dieser herkömmlichen Kraftstoffversorgung wird eine Kraftstoffpumpe verwendet, die in etwa die fünffache Menge des benötigten Kraftstoffes bei Vollast fördert. Zur Abtrennung der mitgeförderten Luftblasen wird der Kraftstoff in eine Kammer gepumpt, aus der sowohl die Luft als auch der überschüssige Kraftstoff über eine Rückführleitung wieder dem Tank zugeführt werden und aus der die Einspritzpumpe entlüfteten Kraftstoff entnimmt. Zwischen der Kammer und der Rückführleitung befindet sich ein Überdruckventil, welches etwa bei 1 bar Druck öffnet, so daß der Kraftstoff an der Einspritzpumpe immer mit 1 bar ansteht. Der Tank und die Rückführleitung fungieren in diesem System als Kühler, dem die Aufgabe zukommt, den an der Einspritzpumpe anstehenden Kraftstoff auf niedriger Temperatur zu halten.With this conventional fuel supply Fuel pump used, which is about five times the amount of promotes required fuel at full load. To separate the With the air bubbles, the fuel is transported into a chamber pumped out of which both the air and the excess Fuel is returned to the tank via a return line and from the fuel that has been bled from the injection pump takes. Located between the chamber and the return line there is a pressure relief valve that opens at about 1 bar pressure, so that the fuel at the injection pump is always 1 bar pending. The tank and the return line act in this System as a cooler, which has the task of working on the Injection pump pending fuel at low temperature too hold.

Soll anstelle des herkömmlichen Dieselkraftstoffes hoch-viskoses Pflanzenöl oder Fett und Öl mit ähnlichem Verhalten verwendet werden, so ergibt sich eher ein umgekehrtes Problem. Das Öl muß durch die Pumpe und die Motorwärme erwärmt werden, um in einen Viskositätsbereich zu gelangen, in dem die Volumina der Einspritzpumpe schnell genug gefüllt werden können. Dies ist jedoch insbesondere in der Phase nach dem Startvorgang, wenn der Motor noch keine große Wärmeleistung abgibt, nicht der Fall. In heißem Betriebszustand darf jedoch das an der Einspritzpumpe anstehende Öl trotzdem nicht überhitzt werden.Should be highly viscous instead of conventional diesel fuel Vegetable oil or fat and oil with similar behavior are used are more likely to be a reverse problem. The oil must through the pump and the engine heat to be heated into one Viscosity range in which the volumes of the Injection pump can be filled quickly enough. This is however, especially in the post-start phase when the Engine does not give off a large heat output, not the case. In hot operating condition, however, that is allowed on the injection pump any oil present cannot be overheated.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffversorgung so auszubilden, daß eine sichere Füllung der Einspritzpumpe auch bei der Verwendung von Kraftstoffen, deren Viskosität sich bei sinkender Temperatur stark erhöht, in jedem Betriebszustand gewährleistet ist.It was therefore the object of the invention to provide a fuel supply to be designed so that the injection pump is also filled safely when using fuels whose viscosity changes decreasing temperature greatly increased in every operating state is guaranteed.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Kraftstoffversorgung mit den kennzeichnenden Merkmalen des 1. Anspruchs. Durch die erfindungsgemäße Regelung kann der an der Einspritzpumpe anliegende Kraftstoffdruck erhöht werden, wenn die Viskosität sinkt. Dies bewirkt, daß für das Füllen der Einspritzpumpe in etwa die gleiche Zeit benötigt wird, wie vor dem Absinken der Viskosität.The task is solved by a fuel supply with the characteristic features of claim 1. Through the Control according to the invention can at the injection pump  applied fuel pressure will be increased if the viscosity sinks. This causes the injection pump to fill approximately the same time is required as before the Viscosity.

Um den Rückfluß in den Tank entsprechend zu regeln, sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Ist die Abhängigkeit des Kraftstoffes zwischen Temperatur und Viskosität bekannt, so läßt sich die Regelung über eine Messung der Kraftstofftemperatur durchführen. Die eigentliche Steuerung kann dann mit Hilfe eines Ventils in der Rückflußleitung erfolgen.To regulate the backflow into the tank accordingly different possibilities conceivable. Is the dependency of the Known fuel between temperature and viscosity, so lets control over a measurement of the fuel temperature carry out. The actual control can then be done using a Valve in the return line.

In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird der Rückfluß direkt durch die Viskosität des Kraftstoffes geregelt. Hierzu ist in der Rückflußleitung eine Drossel vorgesehen, die bei steigender Viskosität eine geringere Menge Kraftstoff passieren läßt. Dies kann so weit gehen, daß bei sehr niedriger Temperatur, also sehr hoher Kraftstoffviskosität, praktisch kein Kraftstoff in den Tank rückgeführt wird und somit der volle Druck der Kraftstofförderpumpe an der Einspritzpumpe ansteht.In a particularly advantageous embodiment, the Backflow regulated directly by the viscosity of the fuel. For this purpose, a throttle is provided in the return line, which at increasing viscosity will pass a smaller amount of fuel leaves. This can go so far that at a very low temperature, so very high fuel viscosity, practically no fuel in the tank is returned and thus the full pressure of the Fuel feed pump on the injection pump.

Dadurch lassen sich die Volumina der Einspritzpumpe praktisch in der gleichen Zeit füllen, wie bei der Versorgung mit niedrig viskosem Kraftstoff. Erst wenn sich der Motor erwärmt und dadurch der in dem Behälter vorhandene Kraftstoff flüssiger wird, passiert auch eine größere Menge Kraftstoff die Drosselstelle. Um auch bei sehr warmem Kraftstoff mit niedriger Viskosität einen Mindestdruck aufrechterhalten zu können, der die schnelle Füllung der Einspritzpumpe gewährleistet, ist nach der Drossel in der Rückführleitung ein Überdruckventil vorgesehen. Erst bei warmem Motor kann sich nach der Drossel der Druck aufbauen, der zur Öffnung des Überdruckventils notwendig ist. Auf diese Weise wird der Rückfluß in den Tank und damit der Kühlkreislauf direkt durch die Viskosität des Kraftstoffes selbst geregelt. Bei sehr zähen Kraftstoffen heißt das, daß sie bei normalen Betriebstemperaturen heißer an der Einspritzpumpe anstehen als weniger zähe Kraftstoffe. Mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgung wird folglich mit sehr einfachen Mitteln ein Betrieb mit sehr hoch viskosen Kraftstoffen, aber auch mit herkömmlichem Mineralöl realisiert.As a result, the volumes of the injection pump can be practically in fill at the same time as when supplying low viscous fuel. Only when the engine warms up and as a result the fuel in the tank becomes more liquid also a larger amount of fuel the throttle. To also at very warm fuel with low viscosity a minimum pressure to be able to maintain the rapid filling of the Injection pump is guaranteed after the throttle in the Return line provided a pressure relief valve. Only when it is warm After the throttle, the engine can build up the pressure required for Opening the pressure relief valve is necessary. That way the backflow into the tank and thus the cooling circuit directly through regulates the viscosity of the fuel itself. With very tough This means that fuels are at normal operating temperatures stand hotter at the injection pump than less tough Fuels. With the fuel supply according to the invention consequently with very simple means an operation with very high  viscous fuels, but also with conventional mineral oil realized.

Der Behälter, in den die Kraftstofförderpumpe den Kraftstoff pumpt, gibt den überschüssigen Kraftstoff und die mitgeförderte Luft über den Rücklauf an den Tank ab, während der entlüftete Kraftstoff der Ansaugöffnung der Einspritzpumpe zur Verfügung steht. In besonders einfacher Weise ragt hierzu die Ansaugleitung der Einspritzpumpe tief in den Behälter hinein, während der Rücklauf zum Tank an einer Öffnung an der höchsten Stelle des Behälters ansetzt.The container into which the fuel pump pumps the fuel pumps, gives the excess fuel and the fuel that is also delivered Air flows through the return line to the tank while the vented Fuel of the suction opening of the injection pump is available stands. The suction line protrudes in a particularly simple manner the injection pump deep into the container while the Return to the tank at an opening at the highest point of the Attaches container.

In vielen herkömmlichen Kraftstoffversorgungen ist ein entsprechender Entlüftungsbehälter vorgesehen. In vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Drossel direkt an der Rücklauföffnung dieses Entlüftungsbehälters angebracht, in dem auch der Kraftstoffilter vorgesehen sein kann.In many conventional fuel supplies, one is appropriate ventilation tank provided. In advantageous The throttle according to the invention is directly on the Return opening of this vent container attached in the the fuel filter can also be provided.

Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die Unteransprüche und ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung eingehend erläutert. Die einzige Figur zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.Further advantages of the invention are the subclaims and an embodiment explained in detail with reference to the drawing. The single figure shows a preferred embodiment of the Invention.

Der Kraftstofftank 1 enthält einen Filter 2, der verhindert, daß Verunreinigungen in die Kraftstoffleitung 3 gelangen. Der auf diese Weise vorgereinigte Kraftstoff durchfließt einen Wärmetauscher 4, in dem ein Wärmeübergang zwischen dem Kühlwasser und dem Kraftstoff stattfindet. Der Transport des Kraftstoffes aus dem Tank 1 erfolgt durch die Kraftstofförderpumpe 5. Auf ihrer Druckseite wird der Kraftstoff dem Entlüftungsbehälter 6 zugeführt. Dieser enthält eine rohrförmige Filterpatrone 7, die den Eintritt der Zufuhrleitung 8 von dem Austritt der Leitung 9 abtrennt, die zu der Einspritzpumpe 10 führt. An der höchsten Stelle des Behälters 6 ist direkt an der Austrittsöffnung eine Drossel 11 vorgesehen. In Durchflußrichtung folgt das Überdruckventil 12 und die Rückflußleitung 13 zum Tank 1.The fuel tank 1 contains a filter 2 , which prevents contaminants from entering the fuel line 3 . The fuel pre-cleaned in this way flows through a heat exchanger 4 , in which heat transfer takes place between the cooling water and the fuel. The fuel delivery pump 5 transports the fuel from the tank 1 . On its pressure side, the fuel is supplied to the ventilation tank 6 . This contains a tubular filter cartridge 7 , which separates the inlet of the feed line 8 from the outlet of the line 9 , which leads to the injection pump 10 . At the highest point of the container 6 , a throttle 11 is provided directly at the outlet opening. The pressure relief valve 12 and the return flow line 13 to the tank 1 follow in the flow direction.

Wird nun der in der Figur nicht gezeigte Motor bei niedriger Außentemperatur mit einer hochviskosen Tankfüllung gestartet, so baut sich in dem Entlüftungsbehälter 6 sehr schnell ein hoher Druck auf. Dies rührt daher, daß die Drossel 11 so ausgelegt ist, daß der bei dieser Temperatur sehr hochviskose Kraftstoff die Drossel 11 praktisch nicht passieren kann. Der Kraftstoff durchströmt die Filterpatrone 7 und steht nach kurzer Zeit mit dem durch die Kraftstofförderpumpe 5 maximal erreichbaren Druck an der Einspritzpumpe 10 an. Durch diesen hohen Druck ist ein großer Füllungsgrad der Einspritzpumpe 10 selbst bei sehr zähflüssigem Kraftstoff gewährleistet.If the engine, not shown in the figure, is started with a highly viscous tank filling at a low outside temperature, a high pressure builds up very quickly in the ventilation tank 6 . This is because the throttle 11 is designed so that the fuel, which is very highly viscous at this temperature, can practically not pass the throttle 11 . The fuel flows through the filter cartridge 7 and is present at the injection pump 10 after a short time with the maximum pressure that can be achieved by the fuel delivery pump 5 . This high pressure ensures a high degree of filling of the injection pump 10 even with very viscous fuel.

Wird der Kraftstoff in dem Entlüftungsbehälter 6 nach dem Startvorgang durch die Strahlungswärme des Motors langsam erwärmt, so erhöht sich auch die Durchtrittsrate durch die Drossel 11. Nun steigt langsam der Druck an, der in Durchflußrichtung nach der Drossel 11 an dem Überdruckventil 12 anliegt. Erreicht dieser Druck durch weitere Erwärmung des Kraftstoffes durch den Motor in etwa 1 bar, so öffnet das Überdruckventil 12. Somit ist gewährleistet, daß auch bei höheren Kraftstofftemperaturen an der Einspritzpumpe immer ein Kraftstoffdruck von 1 bar anliegt, der für die ordnungsgemäße Befüllung unbedingt notwendig ist. Der überschüssige Kraftstoff passiert sowohl die Drossel 11 als auch das Überdruckventil 12 und fließt über die Rückführleitung 13 zurück in den Tank 1. Während dieser rückgeführte Kraftstoff bei niedrigen Außentemperaturen den Kraftstoff im Tank 1 erwärmt und somit zu einer Steigerung der Förderrate der Kraftstoffpumpe 5 beiträgt, dient der Kreislauf bei hohen Außentemperaturen der Kühlung. Auf diese Weise können Temperaturunterschiede des dem Motor zugeführten Kraftstoffes, die durch große Unterschiede der Außentemperatur bedingt sind, relativ gut ausgeglichen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sich besonders dann bewährt, wenn unterschiedliche Kraftstoffe verwendet werden sollen. Der Füllungsgrad der Einspritzpumpe 10 kann dadurch in etwa konstant gehalten werden, daß sich der an der Einspritzpumpe anstehende Kraftstoffdruck beispielsweise bei Dieselkraftstoff, dessen Viskosität sich bei den normalerweise vorherrschenden Außentemperaturen nur minimal verändert, und bei Pflanzenölen, deren Viskosität starken Änderungen unterworfen ist, entsprechend der momentanen Viskosität des Kraftstoffes ändert.If the fuel in the ventilation tank 6 is slowly heated by the radiant heat of the engine after the starting process, the rate of passage through the throttle 11 also increases . Now the pressure slowly increases, which is present in the flow direction after the throttle 11 at the pressure relief valve 12 . If this pressure reaches approximately 1 bar due to further heating of the fuel by the engine, the pressure relief valve 12 opens. This ensures that a fuel pressure of 1 bar is always present at the injection pump, even at higher fuel temperatures, which is essential for proper filling. The excess fuel passes both the throttle 11 and the pressure relief valve 12 and flows back into the tank 1 via the return line 13 . While this recirculated fuel heats the fuel in the tank 1 at low outside temperatures and thus contributes to an increase in the delivery rate of the fuel pump 5 , the circuit is used for cooling at high outside temperatures. In this way, temperature differences of the fuel supplied to the engine, which are caused by large differences in the outside temperature, can be compensated for relatively well. The device according to the invention has proven particularly useful when different fuels are to be used. The degree of filling of the injection pump 10 can be kept approximately constant in that the fuel pressure applied to the injection pump, for example in the case of diesel fuel, the viscosity of which changes only minimally at the normally prevailing outside temperatures, and in the case of vegetable oils, the viscosity of which is subject to major changes, corresponding to that instantaneous viscosity of the fuel changes.

Claims (8)

1. Kraftstoffversorgung für eine dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine, die für den Betrieb mit hochviskosen Pflanzenölen geeignet ist, mit einer Kraftstofförderpumpe, die den Kraftstoff aus einem Tank zu einer Einspritzpumpe fördert, und mit einem Behälter, zwischen Kraftstofförderpumpe und Einspritzpumpe, von dem aus über eine erste Leitung die Einspritzpumpe versorgt wird und von dem über eine zweite Leitung ein Rücklauf zum Tank ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (11) vorgesehen ist, die den Rückfluß so regelt, daß der an der Einspritzpumpe (10) anliegende Kraftstoffdruck von der Viskosität des Kraftstoffes abhängt.1.Fuel supply for a diesel engine-operated internal combustion engine, which is suitable for operation with highly viscous vegetable oils, with a fuel delivery pump that delivers the fuel from a tank to an injection pump, and with a container, between the fuel delivery pump and the injection pump, from which a first Line the injection pump is supplied and from which a return line to the tank is formed via a second line, characterized in that a device ( 11 ) is provided which regulates the return flow in such a way that the fuel pressure applied to the injection pump ( 10 ) depends on the viscosity depends on the fuel. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung so ausgebildet ist, daß der Rückfluß über die Temperatur des Kraftstoffes geregelt wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the Device is designed so that the reflux on the Temperature of the fuel is regulated. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung so ausgebildet ist, daß der Rückfluß über die Viskosität des Kraftstoffes geregelt wird.3. Device according to claim 1, characterized in that the Device is designed so that the reflux on the Viscosity of the fuel is regulated. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Leitung (13) eine Drossel (11) vorgesehen ist.4. The device according to claim 3, characterized in that a throttle ( 11 ) is provided in the second line ( 13 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchflußrichtung nach der Drossel (11) in der zweiten Leitung (13) ein Überdruckventil (12) vorgesehen ist.5. The device according to claim 4, characterized in that a pressure relief valve ( 12 ) is provided in the flow direction after the throttle ( 11 ) in the second line ( 13 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) so ausgebildet ist, daß der Einspritzpumpe (10) blasenfreier Kraftstoff zugeführt wird und die im Kraftstoff enthaltene Luft über die zweite Leitung (13) abgeführt wird.6. The device according to claim 5, characterized in that the container ( 6 ) is designed such that the injection pump ( 10 ) bubble-free fuel is supplied and the air contained in the fuel is discharged via the second line ( 13 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung (9) in den unteren Teil des Behälters (6) hineinragt und die zweite Leitung (13) an einer Öffnung am höchsten Punkt des Behälters ansetzt. 7. The device according to claim 6, characterized in that the first line ( 9 ) projects into the lower part of the container ( 6 ) and the second line ( 13 ) attaches to an opening at the highest point of the container. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (6) zwischen Behältereinlauf und der ersten Leitung (9) ein Kraftstoffilter (7) vorgesehen ist.8. The device according to claim 7, characterized in that a fuel filter ( 7 ) is provided in the container ( 6 ) between the container inlet and the first line ( 9 ).
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