NL8002619A

NL8002619A - Inrichting voor het verbeteren der werking van een dieselmotor bij lage temperaturen.

Info

Publication number: NL8002619A
Application number: NL8002619A
Authority: NL
Original assignee: Elf France
Priority date: 1979-05-08
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1980-11-11
Also published as: NO801332L; IT8021876A0; FR2456223A1; DE3017325A1; FI801458A; SE8003438L; IT1149805B; BE883138A; DK197780A

Description

80316VTx/TH

*

Korte aanduiding: Inrichting voor het verbeteren der werking van een dieselmotor bij lage temperaturen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verbeteren van de werking van een dieselmotor bij lage temperaturen zonder wijziging der specifieke karakteristieken van de gebruikte brandstof.

5 De eigenschappen van dieselolie geven bij tempera turen rond het vriespunt en lager voor dieselmotoren een bepaald aantal problemen. In de dieselolie kan dan kristallisatie optreden waardoor de verschillende brandstoffilters worden verstopt en de injectiepomp niet meer voldoende wordt gevoed.

10 Ten einde aan deze bezwaren tegemoet te komen worden de eigenschappen van dieselolie aan de seizoenen aangepast; men past het vertroebelingspunt, het vloeipunt en de temperatuur waarbij filteren nog mogelijk is in zomer en winter aan.

In de praktijk is gebleken dat deze voorzorgen on<* 15 voldoende zijn om alle problemen, optredend bij temperaturen in de orde van grootte van 0° tot -10° op te lossen. Het gebruik van toevoegingen verslechtert de eigenschappen van de brandstof en verhoogt de prijs.

De filtergrenstemperatuur, die een der specifica-20 ties is, kan effectief worden gewijzigd door het gebruik van toevoegingen die leiden tot het verkleinen der doorsnede van de paraffine-kristallen. Hiermee voorkomt men het verstoppen van filters met grote mazen, (van de orde van grootte van 40 tot 50 micron) die voorkomen in de brandstofleiding, doch het risico van verstopping der zeer fijne 25 filters die zich bevinden vóór de injectiepomp en een porositeit hebben van tussen 5 en 10 micron wordt aanzienlijk vergroot; de fijne kristallen zetten zich in de poriën daarvan vast.

Tot nu toe bestond er voor de beschreven problemen slechts één oplossing, en wel het verdunnen van de brandstof met tot 30 20% benzine. Ondanks de vooruitgang die is gemaakt op het gebied van de ontwikkeling van toevoegingen bestaat er geen enkel toevoegings-middel dat leverbaar is tegen een acceptabele prijs, zodat dat de totale brandstofkosten niet te hoog worden, de diameter der gevormde kristallen tot beneden 5 micron kan verlagen of de vorming van deze 35 kristallen vertraagd tot bij aanzienlijk lagere temperaturen door de vorming van een eutecticum.

8002619 > « - 2 -

Se uitvinding beoogt bovengenoemde bezwaren te ondervangen en verschaft hiertoe een inrichting die daardoor wordt gekenmerkt dat de brandstof wordt verwarmd door terugvoer van het spoeldebiet van de injectiepomp, met eventueel bij zeer lage tempe-5 raturen daaraan toegevoegd het lekdebiet der injector en' tot stroom·· opwaarts van het brandstoffilter, waarbij deze retour wordt bestuurd door een thermostatisch regelstelsel als functie van de brandstof» temperatuur, dat aangebracht aan de ingang van het brandstoffilter, terwijl de retour van spoeldebiet en lekdebiet naar het brandstof» 10 reservoir bij een brandstoftemperatuur van circa 25°C wordt hervat.

Een voorkeursuitvoeringsvorm wordt daardoor gekenmerkt dat de retour wordt bestuurd door een thermostatische capsule» regelklep.

Bij voorkeur is de inrichting zodanig uitgevoerd 15 dat de retour wordt bestuurd door een thermo»elektrisch element, bij voorbeeld een elektrisch bediende klep, bestuurd door een elek» tronisch regelstelsel onder invloed van een temperatuursonde aangebracht in de brandstofleiding aan de ingang van het filter.

De inrichting volgens de uitvinding onderscheidt 20 zich duidelijk van de bekende elektrische verwarmingsinrichtingwi.·, ... werkt zeer effectief en is aanzienlijk goedkoper dan deze bekende inrichtingen.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

25 Fig. 1 toont schematisch de op zich bekende, brandstofinrichting van een dieselmotor;

Fig. 2 toont het principeschema van de inrichting volgens de uitvinding waarbij de brandstof teruggevoerd wordt;

Fig. 3 toont schematisch een eerste uitvoerings-30 vorm, uitgevoerd met een thermostatische klep;

Fig. k toont de verdeelklep van de thermostatische inrichting;

Fig. ^a en 5a tonen details van deze klep en lichten de werking bij een temperatuur beneden 25°C toe; 35 Fig. ^b en 5b verduidelijken de werking van deze klep bij temperaturen boven 25°C;

Fig. 6 is het schema van een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding voorzien van een elektrische klep;

Fig. 7 is het schema van een derde uitvoeringsvorm 8002619 - 3 - * volgens de uitvinding, aangepast aan zeer lage temperaturen;

Tig. 8 toont het schema van een afgasinrichting, toegepast volgens de uitvinding.

Bij alle dieselmotoren wordt de injectiepomp gevoed 5 met een dieselolie-overschot waarvan een deel via retourleidingen direct wordt teruggevoerd naar de tank. Dit overschot, bekend als "spoeldebiet", dient om de geïnjecteerde brandstof op een acceptabele temperatuur te houden en voor het koelen van de injectiepomp tot een normale werktemperatuur.

10 Fig. 1 toont een injectiepomp met roterende verde ler 1, voorafgegaan door een brandstoffilter 2. De lekretourleiding 3 aangesloten aan de injectoren k en het spoeldebiet 7 van de pomp gaat direct terug naar de tank 5· De brandstof wordt opgevoerd door de brandstofpomp 6.

15 Bij lage werktemperatuur, waarbij de brandstof zich bevindt op een temperatuur lager dan het vertroebelingspunt zal het filter sneller dóór paraffinevlokken verstoppen naarmate het spoeldebiet groter is.

Het is bekend te trachten dit probleem te onder-20 vangen door de brandstof ter plaatse van de filters te verwarmen tot een temperatuur die hoger is dan het vertroebelingspunt om zo de paraffinevlokken op te lossen. Geen van deze oplossingen kan op grote schaal worden toegepast als gevolg van de daarvoor noodzakelijke omvangrijke installatie en het benodigde grote elektrische 25 vermogen.

Volgens de uitvinding wordt het spoeldebiet vanuit de leiding 7, bestaande uit in de pomp 1 verwarmde brandstof, omgeleid door het filter 2 wat resulteert in een aanzienlijke reductie van de hoeveelheid direct uit de brandstoftank via de leiding 9 30 aangevoerde brandstof. Slechts de hoeveelheid door de motor zelf verbruikte brandstof wordt uit het reservoir 5 aangevoerd. De spoel-brandstof 7, die in de injectiepomp 1 is verwarmd, bereikt snel een voldoend hoge temperatuur om de paraffinevlokken in het filter op te lossen en de uit het reservoir 5 afkomstige brandstof op een tempe-35 ratuur hoger dan het vertroebelingspunt te brengen. De uitvoeringsvorm volgens Fig. 2 echter resulteert bij temperaturen boven 20° tot 25° in een te hoge verwarming van de injectiepomp waardoor de levensduur daarvan wordt verkleind. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm toegelicht aan demand van de figuren 3» A· en 5 wordt een retourre- 800.2 6 19 — k — servoir 5 voor het spoeldebiet 7 toegepast aangesloten aan de injectiepomp 1 zodra de brandstoftemperatuur 25° tot 30° wordt. Hiertoe wordt een regeling door middel van een thermostatische capsule 12 toegepast welke inwerkt op de verdeelklep 8. Voor een temperatuur 5 lager dan 25°C - zie de figuren ka. en 5a - wordt het spoeldebiet 7 geheel naar het filter 2 geleid via de leiding 11, en gemengd met de brandstof afkomstig van het brandstofreservoir 9· Na een · korte werktijd van de m»tor zal de brandstof die het spoeldebiet 7 vormt een voldoend hoge temperatuur hebben om, gemengd met de 10 brandstof 9 afkomstig van het reservoir een eindtemperatuur van circa 25°C te verzekeren. Het thermostatische element 12 regelt het spoeldebiet 7 en houdt de temperatuur van de brandstof constant door een meer of minder grote hoeveelheid naar het reservoir 10 terug te voeren.

15 Bij temperaturen hoger dan 25° - fig· **b en 5b - zal het thermostatisch element 12 , dat een capsule kan zijn die uitzet onder invloed van warmte en een zuiger 13 bedient, zich in een zodanige stand bevinden dat het spoeldebiet 7 geheel naar het-brandstofreservoir wordt teruggevoerd.

20 Op bovenomschreven wijze is het mogelijk de ver stopping van het filter door paraffine bij temperaturen lager dan 0°C te voorkomen terwijl een goede werking ook bij hogere werktem-peraturen is verzekerd.

Experimenten uitgevoerd met een dieselmotor 25 voorzien van een roterende injectiepomp hebben uitgewezen dat een goede werking mogelijk is tot -10°C bij zomerbrandstof met een vertroebelingspunt van +5°C; onder deze omstandigheden bleken met de oorspronkelijke brandstofinstallatie de filters na vijf minuten totaal verstopt te zijn.

30 Gebruikmakend van een winterbrandstof met een ver troebelingspunt van +2°C en een laagste filtertemperatuur van «7°C bleek een dieselmotor zonder de. inrichting volgens de uitvinding slechts te werken tot temperaturen van -5°C. Dezelfde motor voorzien van de inrichting volgens de uitvinding werkte storingsvrij tot een 55 temperatuur van -20°C.

Fig. 6 heeft betrekking op een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding waarbij de beeturing van de omleidings-klep voor het spoeldebiet afkomstig van de injectiepomp is gewijzigd. Hier wordt een elektrisch bediende klep 1¼ toegepast, 'die wordt 800 2 6 19 .

— 5 — ♦ bestuurd door een elektronische regelketen beïnvloed door een tem-peratuursonde 15 welke is aangebracht in de brandstofleiding aan de ingang van het filter 2.

Bij deze tweede uitvoeringsvorm worden dezelfde 5 goede resultaten verkregen, doch deze uitvoeringsvorm kan gemakkelijk aan bepaalde motoren worden aangepast.

Een derde uitvoeringsvorm, getoond in de figuren 7 en 8 is bijzonder geschikt voor bedrijf bij zeer lage temperaturen, waar het terugvoeren van het spoeldebiet het niet mogelijk maakt een 10 voldoende verwarming van de brandstof aan de ingang van het filter te verkrijgen. Bij deze uitvoeringsvorm wordt aan de ingang van het filter het totale retourdebiet aangeboden, dus het spoeldebiet van de pomp en de retour van de injectors k die een hogere temperatuur heeft dan die der injectiepomp afkomstige brandstof.

15 Het terugvoeren kan worden bestuurd op bovenom schreven wijze. Noodzakelijk voor een goede werking is een gasafscheider 20 opgenomen in de retourleiding van de injectors, schematisch aangegeven in fig. 8. Men 16 is aangegeven de retourleiding van een injector, met 17 een vlotter, met 18 de gasafvoer en met 19 20 de afvoer van de ontgaste brandstof.

Voor de bij zeer lage temperaturen te gebruiken voertuigen kan één der drie bovenomschreven uitvoeringsvormen worden gecombineerd met een elektrische verwarming van de brandstof-leidingen waarbij t.o.v. de bekende systemen het voor de verwarming 25 noodzakelijke elektrische vermogen aanzienlijk kleiner kan zijn daar de hoeveelheid uit het reservoir te betrekken brandstof vergeleken met de effectief door de motor gebruikte brandstof sterk is gereduceerd.

De beschreven uitvoeringsvrmen kunnen worden toege-30 past bij alle dieselmotoren, zowel voor personenvoertuigen als voor utiliteitsvoertuigen zonder noodzaak van wijziging van de eigenschappen v%n de brandstof terwijl verstopping der filters met zekerheid · wordt voorkomen.

« 8002619

Claims

1. Inrichting voor het verbeteren van de werking van een dieselmotor bij lage temperaturen zonder wijziging der specifieke karakteristieken van de gebruikte brandstof, m e t h e t 5 kenmerk, dat de brandstof wordt verwarmd door terugvoer van het spoeldebiet van de injectiepomp, met eventueel bij zeer lage temperaturen daaraan toegevoegd het lekdebiet der injectoren tot stroomopwaarts van het brandstoffilter, waarbij deze retour wordt bestuurd door een thermostatisch regelstelsel als functie van de *10 brandstof temperatuur, dat aangebracht aan de ingang van het brandstoffilter, terwijl de retour van spoeldebiet en lekdebiet naar het brandstofreservoir bij een brandstoftemperatuur van circa 25°C wordt hervat.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het 15 kenmerk, dat de retour wordt bestuurd door een thermostatische capsuleregelklep.

5· Inrichting volgens conclusie 1, m-e t het kenmerk, dat de retour wordt bestuurd door een thermo-elek-trisch element, bij voorbeeld een elektrisch bediende klep, bestuurd 20 door een elektronisch regelstelsel onder invloed van een temperatuur-sonde aangebracht in de brandstofleiding aan de ingang van het filter. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de lekdebietleiding voor de injectoren een gasafscheider is aangebracht. 25 5· Inrichting volgens een of meer der voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat deze is gecombineerd met een elektrische verwarmingsinrichting voor de motorbrandstof. 8002619