WO2015107011A1 - Brennstoffeinspritzanlage mit einer brennstoff führenden komponente, einem brennstoffeinspritzventil und einer heizeinrichtung - Google Patents

Brennstoffeinspritzanlage mit einer brennstoff führenden komponente, einem brennstoffeinspritzventil und einer heizeinrichtung Download PDF

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WO2015107011A1
WO2015107011A1 PCT/EP2015/050377 EP2015050377W WO2015107011A1 WO 2015107011 A1 WO2015107011 A1 WO 2015107011A1 EP 2015050377 W EP2015050377 W EP 2015050377W WO 2015107011 A1 WO2015107011 A1 WO 2015107011A1
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WO
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fuel
fuel injection
heat source
heating device
injection system
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PCT/EP2015/050377
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Jan Kafka
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/02—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails

Definitions

  • Fuel injection system with a fuel-carrying component, a
  • the invention relates to a heating device for fuel injection systems for heating a fuel and a fuel injection system with such a heater. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems for
  • a method for preheating fuel is known.
  • the fuel is injected with at least one fuel injector into at least one combustion chamber of an internal combustion engine after it has been preheated with at least one heater.
  • the fuel with one of
  • Equilibrium temperature preheated substantially corresponding preheating temperature can be effected by the controllable heating device in the fuel injection nozzle, the injector and / or by a heat exchanger arranged in the fuel supply and / or by heat conduction, for example on hot parts of the internal combustion engine.
  • a preheating of fuels as known from DE 10 2006 028 639 A1, has significant disadvantages, depending on the specific embodiment. If about one
  • a controllable heating device in the injection nozzle has the disadvantage that the costs of the injector increase significantly. Furthermore, a heater in the injector also adversely affects the size and complexity of the electrical connections of the fuel injector, since in addition to the heater and the electrical supply of the heater must be realized. In addition, an electric heater generally has the disadvantage that increases the complexity of the relevant component. Disclosure of the invention
  • the heating device according to the invention with the features of claim 1 and the fuel injection system according to the invention with the features of claim 8 have the advantage that an improved design and optionally an improved mode of operation are possible. Specifically, improved heating of the fuel can be achieved with reduced design complexity. In addition, if necessary, advantages in terms of the required installation space can be realized.
  • the fuel injection system is suitable for the direct injection of fuel, in particular for gasoline direct injection or diesel direct injection.
  • the fuel-carrying component is in this case preferably designed as a fuel distributor, in particular as a fuel distributor strip.
  • a fuel distributor may serve to distribute the fuel to a plurality of fuel injectors, particularly high pressure injectors.
  • the fuel distributor can serve as a common fuel storage for the fuel injection valves.
  • Fuel distributor several connection elements, in particular cups, to which a
  • the fuel injection valves preferably inject the fuel required for the combustion process under high pressure into the respective combustion space.
  • the fuel is in this case compressed via a high-pressure pump and quantity-controlled conveyed via a high-pressure line in the fuel distributor.
  • the heater allows targeted heating of the fuel.
  • the heat given off to the fuel for example, in the context of a control or regulation can also be controlled or regulated.
  • the heat given off to the fuel for example, in the context of a control or regulation can also be controlled or regulated.
  • Heating before and during the starting phase allow heating of the fuel.
  • emissions occurring during the starting phase can be reduced.
  • the heat source can in this case be arranged in particular in a fuel channel at a small distance to the fuel injection valve. This can be a simple design and at the same time an effective reduction of emissions can be achieved because the reactive volume with cold fuel is then low. In particular, a reduction of unburned hydrocarbons (HC) in the exhaust gas can be achieved thereby.
  • the duration of the preheat phase can be reduced, which enables a faster start of the engine (the engine).
  • the heat source can also be integrated into the fuel distributor, without significantly increasing the design effort. This can change the design of the fuel distributor
  • Fuel distributor are simplified. Optionally, a lower consumption of granules or the like for the production of the fuel distributor is possible.
  • the given installation space for example, in an engine compartment of a
  • the heating of the fuel can be carried out in an advantageous manner by means of electromagnetic induction.
  • a heat source is heated by means of electromagnetic induction, at which the fuel is passed and / or through which the fuel is passed.
  • the principle of Foucault currents can be used for heating.
  • the heat source can in particular be designed as a steel element and heated by a high-frequency alternating magnetic field.
  • an inductive heating device can be realized.
  • the induction device has at least one inductor.
  • the inductor can be realized for example in the form of a coil or coil-like.
  • the inductor may also be formed of a high-frequency strand wound in the form of a coil.
  • the inductor can advantageously at least partially enclose the heat source along a flow direction in which the fuel is conducted in the region of the heat source. In particular, this makes it possible for the heat source to be arranged within a component, in particular within the component, while the inductor is arranged outside the component. In this case, however, a suitable sheathing or an integration into a housing of the component, in particular the
  • Component to protect the inductor from the environment.
  • the heat source may advantageously be formed from a ferromagnetic material in order to achieve a low stray field and thus a high Wrkungsgrad in the heat generation.
  • the heat source can advantageously from a Be formed steel, which in addition to a high efficiency in the heat generation also has a high resistance to the fuel.
  • the flow channels may be formed in an advantageous manner as through holes, which are configured side by side in the heat source. As a result, an improved heat transfer to the fuel due to the increased transfer area is possible.
  • the flow channels may be formed in an advantageous manner as through holes, which are configured side by side in the heat source.
  • Flow channels also be arranged around a core of the heat source.
  • the core of the heat source allows due to its volume the formation of larger currents, which improves the efficiency of heat generation.
  • the current generator comprises a frequency adjusting device which outputs the current conducted to the induction device at least approximately at a predetermined frequency.
  • the Wrkungsgrad the heat generation can be further optimized. In this case, an adaptation to the particular application is conceivable.
  • the fuel-carrying component is designed as a fuel distributor, then advantageously a plurality of fuel injection valves are provided, which are each connected at least indirectly to a connection element of the fuel distributor, wherein in the region of each of the connection points a heat source is arranged, which is associated with an induction device.
  • a heat source is arranged, which is associated with an induction device.
  • FIG. 1 shows a fuel injection system with a heating device according to a first exemplary embodiment of the invention in a partial, schematic, spatial representation
  • 2 shows the detail of the fuel injection system of the first exemplary embodiment of the invention in FIG. 1 in a schematic, excerpted view
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a heating device of the fuel injection system according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a fuel injection system 1 with a heating device 2 according to a first exemplary embodiment in a partial, schematic, spatial representation.
  • the fuel injection system 1 has a fuel-carrying component 3, which is designed in this embodiment as a fuel distributor strip 3.
  • the fuel distributor strip 3 has a tubular base body 4 and cups 5, 5A, 5B.
  • the cups 5, 5A, 5B represent connection elements 5, 5A, 5B of the fuel distributor 3. In this way, connection points 5, 5A, 5B are formed, at which fuel injection valves 6, 6A, 6B of the fuel injection system 1 can be connected to the fuel distributor strip 3.
  • the fuel rail 3 has a fuel port 7, which with a
  • Fuel pump in particular a high pressure pump, is connectable. In operation, fuel is introduced into the tubular base body 4 via the fuel connection 7
  • the heating device 2 has induction devices 8, 8A, 8B.
  • the heating device 2 has induction devices 8, 8A, 8B.
  • Induction devices 8, 8A, 8B are each formed in this embodiment as an inductor 8, 8A, 8B.
  • inductor 8, 8A, 8B In a modified embodiment, such a
  • Induction device 8, 8A, 8B also have a plurality of inductors and / or further components, in particular electrical components.
  • FIG. 2 shows the section of the fuel injection system 1 of the first exemplary embodiment, designated II in FIG. 1, in a schematic, partially cutaway view
  • the fuel injection valve 6 has a fitting 10 which is inserted into the cup 5. In the assembled state, the fuel injection valve 6 is along aligned with a longitudinal axis 11. The longitudinal axis 11 at the same time represents the longitudinal axis 11 of the cup 5. In the connecting piece 10, a fuel channel 12 is formed. Further, inside the cup 5, an interior is formed, which is sealed by a suitable seal against the environment.
  • a fuel chamber 14 is formed, in which the fuel supplied via the fuel port 7 is located.
  • Fuel chamber 14 is connected via a bore 15, which forms a fuel channel 15, with the interior 13 of the cup 5.
  • the heating device 2 has the inductor 8, which is designed in this embodiment in the form of a coil.
  • the inductor 8 encloses a neck 16 of the cup 5, through which the bore 15 leads.
  • a heat source 17 is arranged, which is designed as a body 17, in particular metal body 17.
  • the heat source 17 is at least partially made of a ferromagnetic material and / or at least partially made of a steel.
  • the metal body 17 has a plurality of through holes 18, 19, 20, 21, the flow channels 18 to 21 form. In the sectional view here only the through holes 18 to 21 are shown.
  • the through-holes 18 to 21 are preferably arranged uniformly around a core 23 of the heat source 17.
  • the through holes 18 to 21 are arranged circumferentially distributed around the core 23.
  • the through holes 18 to 21 may preferably be arranged offset by matching angles to each other.
  • the flow channels 18 to 21 extend in this embodiment along a flow direction 24, in which the fuel is guided in the region of the heat source 17.
  • the flow direction 24 is parallel to the longitudinal axis 11.
  • the inductor 8 is supplied with a current at a predetermined frequency. By electromagnetic induction of the inductor 8 heats the heat source 17.
  • the heat source 17 is the heat from the fuel from the fuel chamber 14 through the
  • Fuel injection valve 3 flows.
  • the fuel injection valve 6 is supplied according preheated fuel.
  • the heat source 17 can also be switched off. Especially at the start of the internal combustion engine, the heat source 17 can be heated by the inductor 8. This results in a small amount of reactive fuel.
  • blind amount is due to a fuel in the interior 13 of the cup 5 and provided by already in the fuel injection valve 6 fuel. However, this blind amount can be largely reduced without the heat source 17 in the
  • Fuel injection valve 6 must be arranged. This simplifies the
  • control of the fuel injection valve 6 can thereby be effected in a conventional manner by means of control lines 27.
  • the stream can be connected via separate lines 28 to the
  • control lines 27A, 27B are provided for the fuel injection valves 6, 6A, 6B. Furthermore, for the
  • Induction devices 8A, 8B separate lines 28A, 28B provided, which are independent of the control lines 27A, 27B.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a heating device 2 of FIG.
  • Fuel injection system 1 according to a second embodiment of the invention.
  • the heater 2 has a DC / AC converter 35 which converts a direct current into an alternating current.
  • a frequency adjusting device 36 is provided, which outputs the guided through the lines 28, 28A, 28B current at a predetermined frequency. This can be done frequency conversion. For example, the current can be transformed from a Hertz range into a kilohertz range.
  • the DC / AC converter 35 and the frequency adjusting device 36 are components of a
  • the lines 28, 28 A, 28 B are guided via the control unit 31 of the fuel injection system 1. Furthermore, the lines 28, 28A, 28B together with the control lines 27, 27A,
  • inductors 8, 8A, 8B are provided which are formed by inductors 8, 8A, 8B.
  • Each of the induction devices 8, 8A, 8B is associated with a heat source 17, 17A, 17B.
  • the fuel supplied to the fuel injection valves can be warmed as described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the invention is not limited to the described embodiments.

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Abstract

Eine Heizeinrichtung (2) für Brennstoffeinspritzanlagen (1) dient zum Wärmen eines Brennstoffs, der aus einer Brennstoff führenden Komponente (3) zu einem Brennstoffeinspritzventil (6, 6A, 6B) führbar ist. Hierbei sind ein Stromgenerator (37) und zumindest eine Wärmequelle (17, 17A, 17B) vorgesehen, die zum Abgeben von Wärme an den Brennstoff dient. Außerdem ist zumindest eine Induktionseinrichtung (8, 8A, 8B) vorgesehen, durch die ein durch den Stromgenerator (37) erzeugter Strom fließt. Die Induktionseinrichtung (8, 8A, 8B) heizt die Wärmequelle (17, 17A, 17B) mittels elektromagnetischer Induktion. Außerdem ist eine Brennstoffeinspritzanlage (1) mit solch einer Heizeinrichtung (2) angegeben.

Description

Beschreibung
Titel
Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoff führenden Komponente, einem
Brennstoffeinspritzventil und einer Heizeinrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für Brennstoffeinspritzanlagen zum Wärmen eines Brennstoffs und eine Brennstoffeinspritzanlage mit solch einer Heizeinrichtung. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen für
gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen oder luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 10 2006 028 639 A1 ist ein Verfahren zum Vorwärmen von Kraftstoff bekannt. Hierbei wird der Kraftstoff mit wenigstens einer Kraftstoffeinspritzdüse in wenigstens einen Brennraum eines Verbrennungsmotors eingespritzt, nachdem er mit wenigstens einer Heizeinrichtung vorgewärmt wurde. Hierbei wird der Kraftstoff mit einer der
Gleichgewichtstemperatur im Wesentlichen entsprechenden Vorwärmtemperatur vorgewärmt. Die Aufwärmung des Kraftstoffs kann durch die ansteuerbare Heizeinrichtung in der Kraftstoffeinspritzdüse, dem Injektor und/oder durch einen in der Kraftstoffzuführung angeordneten Wärmetauscher und/oder durch Wärmeleitung, beispielsweise an heißen Teilen des Verbrennungsmotors, erfolgen.
Eine Vorwärmung von Brennstoffen, wie sie aus der DE 10 2006 028 639 A1 bekannt ist, hat je nach konkreter Ausgestaltung wesentliche Nachteile. Wenn über einen
Wärmetauscher oder durch Wärmeleitung die Wärme des Verbrennungsmotors genutzt werden soll, dann steht die Vorheizung gerade bei kaltem Motor nicht zur Verfügung. Ein besseres Anspringen und die Reduzierung von Emissionen während der Startphase sind dann nicht möglich. Eine ansteuerbare Heizeinrichtung in der Einspritzdüse hat den Nachteil, dass sich die Kosten des Injektors wesentlich vergrößern. Ferner wirkt sich eine Heizeinrichtung im Injektor auch ungünstig auf die Baugröße und die Komplexität der elektrischen Anschlüsse des Brennstoffeinspritzventils aus, da neben der Heizeinrichtung auch die elektrische Versorgung der Heizeinrichtung realisiert werden muss. Außerdem hat eine elektrische Heizung generell den Nachteil, dass sich die Komplexität der diesbezüglichen Komponente vergrößert. Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und gegebenenfalls eine verbesserte Funktionsweise ermöglicht sind. Speziell kann eine verbesserte Erwärmung des Brennstoffs bei einer reduzierten Komplexität der Konstruktion erzielt werden. Außerdem können gegebenenfalls Vorteile hinsichtlich des benötigten Bauraums realisiert werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Heizeinrichtung und der im Anspruch 8 angegebenen Brennstoffeinspritzanlage möglich.
Speziell eignet sich die Brennstoffeinspritzanlage zur Direkteinspritzung von Brennstoff, insbesondere zur Benzindirekteinspritzung oder Dieseldirekteinspritzung. Die Brennstoff führende Komponente ist hierbei vorzugsweise als Brennstoffverteiler, insbesondere als Brennstoffverteilerleiste, ausgebildet. Solch ein Brennstoffverteiler kann zum Verteilen des Brennstoffs auf mehrere Brennstoffeinspritzventile, insbesondere Hochdruckeinspritzventile, dienen. Außerdem kann der Brennstoffverteiler als gemeinsamer Brennstoffspeicher für die Brennstoffeinspritzventile dienen. In vorteilhafter Weise umfasst solch ein
Brennstoffverteiler mehrere Anschlusselemente, insbesondere Tassen, an denen eine
Verbindung der Brennstoffeinspritzventile mit dem Brennstoffverteiler möglich ist. Im Betrieb spritzen die Brennstoffeinspritzventile den für den Verbrennungsvorgang erforderlichen Brennstoff vorzugsweise unter hohem Druck in den jeweiligen Verbrennungsraum ein. Der Brennstoff wird hierbei über eine Hochdruckpumpe verdichtet und mengengesteuert über eine Hochdruckleitung in den Brennstoffverteiler gefördert.
Die Heizeinrichtung ermöglicht eine gezielte Erwärmung des Brennstoffs. Hierbei kann die an den Brennstoff abgegebene Wärme beispielsweise im Rahmen einer Steuerung oder Regelung auch gesteuert beziehungsweise geregelt werden. Speziell kann die
Heizeinrichtung vor und während der Startphase eine Aufheizung des Brennstoffs ermöglichen. Dadurch können gerade während der Startphase auftretende Emissionen reduziert werden. Die Wärmequelle kann hierbei insbesondere in einem Brennstoffkanal in kleiner Entfernung zum Brennstoffeinspritzventil angeordnet werden. Dadurch kann eine einfache Ausgestaltung und zugleich eine wirkungsvolle Reduktion von Emissionen erzielt werden, da das Blindvolumen mit kalten Brennstoff dann gering ist. Insbesondere kann hierdurch eine Reduktion von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) im Abgas erreicht werden. Ferner kann die Dauer der Vorheizphase reduziert werden, was einen schnelleren Start der Brennkraftmaschine (des Motors) ermöglicht.
Außerdem kann die Wärmequelle auch in den Brennstoffverteiler integriert werden, ohne den konstruktiven Aufwand wesentlich zu erhöhen. Dadurch kann das Design des
Brennstoffverteilers vereinfacht werden. Gegebenenfalls ist auch ein geringerer Verbrauch von Granulat oder dergleichen zur Herstellung des Brennstoffverteilers möglich. In Bezug auf den vorgegebenen Bauraum, der beispielsweise in einen Motorraum eines
Kraftfahrzeugs für die Brennstoffeinspritzanlage zur Verfügung steht, ergibt sich außerdem eine Reduzierung von Konstruktionsschwierigkeiten. Hierbei kann eine einfache und kompakte Ausgestaltung ermöglicht werden.
Die Heizung des Brennstoffs kann in vorteilhafter Weise mit Hilfe von elektromagnetischer Induktion erfolgen. Hierbei wird mittels elektromagnetischer Induktion eine Wärmequelle erhitzt, an der der Brennstoff vorbeigeführt wird und/oder durch die der Brennstoff geleitet wird. Hierbei kann für die Heizung das Prinzip der Foucaultschen Ströme genutzt werden. Die Wärmequelle kann insbesondere als Stahlelement ausgestaltet sein und durch ein hochfrequentes wechselndes Magnetfeld beheizt werden. Somit kann eine induktive Heizeinrichtung realisiert werden.
Daher ist es vorteilhaft, dass die Induktionseinrichtung zumindest einen Induktor aufweist. Der Induktor kann beispielsweise in Form einer Spule oder spulenähnlich realisiert werden.
Der Induktor kann auch aus einer Hochfrequenzlitze gebildet sein, die in Form einer Spule gewickelt ist. Der Induktor kann in vorteilhafter Weise die Wärmequelle entlang einer Strömungsrichtung, in der der Brennstoff im Bereich der Wärmequelle geführt ist, zumindest abschnittsweise umschließen. Speziell ist es dadurch möglich, dass die Wärmequelle innerhalb eines Bauteils, insbesondere innerhalb der Komponente, angeordnet ist, während der Induktor außerhalb des Bauteils angeordnet ist. Hierbei kann allerdings eine geeignete Ummantelung oder eine Integration in ein Gehäuse des Bauteils, insbesondere der
Komponente, erfolgen, um den Induktor gegenüber der Umgebung zu schützen.
Die Wärmequelle kann in vorteilhafter Weise aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet sein, um ein geringes Streufeld und somit einen hohen Wrkungsgrad bei der Wärmeerzeugung zu erzielen. Die Wärmequelle kann in vorteilhafter Weise aus einem Stahl gebildet sein, der neben einem hohen Wirkungsgrad bei der Wärmeerzeugung auch eine hohe Beständigkeit gegenüber dem Brennstoff aufweist.
Vorteilhaft ist es, dass die Wärmequelle Strömungskanäle aufweist, durch die der
Brennstoff geführt wird. Hierbei können die Strömungskanäle in vorteilhafter Weise als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein, die nebeneinander in der Wärmequelle ausgestaltet sind. Hierdurch ist eine verbesserte Wärmeübertragung auf den Brennstoff aufgrund der vergrößerten Übertragungsfläche möglich. Hierbei können die
Strömungskanäle auch um einen Kern der Wärmequelle angeordnet sein. Der Kern der Wärmequelle ermöglicht aufgrund seines Volumens die Entstehung größerer Ströme, was den Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung verbessert.
In vorteilhafter Weise umfasst der Stromgenerator eine Frequenzanpassungseinrichtung, die den zu der Induktionseinrichtung geführten Strom zumindest näherungsweise mit einer vorgegebenen Frequenz ausgibt. Hierdurch kann der Wrkungsgrad der Wärmeerzeugung weiter optimiert werden. Dabei ist auch eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall denkbar.
Wenn die Brennstoff führende Komponente als Brennstoffverteiler ausgebildet ist, dann sind in vorteilhafter Weise mehrere Brennstoffeinspritzventile vorgesehen, die jeweils zumindest mittelbar mit einem Anschlusselement des Brennstoffverteilers verbunden sind, wobei im Bereich jeder der Anschlussstellen eine Wärmequelle angeordnet ist, der jeweils eine Induktionseinrichtung zugeordnet ist. Somit kann für jedes Brennstoffeinspritzventil eine Aufheizung des Brennstoffs in unmittelbarer Nähe erfolgen, so dass sich geringe Blindmengen ergeben. Die Anschlussstellen sind vorzugsweise als Tassen des
Brennstoffverteilers ausgebildet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Heizeinrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung; Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Brennstoffeinspritzanlage des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer schematischen, auszugsweise geschnittenen Darstellung und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Heizeinrichtung der Brennstoffeinspritzanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt eine Brennstoffeinspritzanlage 1 mit einer Heizeinrichtung 2 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung. Die Brennstoffeinspritzanlage 1 weist eine Brennstoff führende Komponente 3 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als Brennstoffverteilerleiste 3 ausgestaltet ist. Die Brennstoffverteilerleiste 3 weist einen rohrförmigen Grundkörper 4 und Tassen 5, 5A, 5B auf. Die Tassen 5, 5A, 5B stellen Anschlusselemente 5, 5A, 5B des Brennstoffverteilers 3 dar. Hierdurch sind Anschlussstellen 5, 5A, 5B gebildet, an denen Brennstoffeinspritzventile 6, 6A, 6B der Brennstoffeinspritzanlage 1 mit der Brennstoffverteilerleiste 3 verbindbar sind.
Die Brennstoffverteilerleiste 3 weist einen Brennstoffanschluss 7 auf, der mit einer
Brennstoffpumpe, insbesondere einer Hochdruckpumpe, verbindbar ist. Im Betrieb wird über den Brennstoffanschluss 7 Brennstoff in den rohrförmigen Grundkörper 4 der
Brennstoffverteilerleiste 3 geführt. Entsprechend der Ansteuerung der
Brennstoffeinspritzventile 6, 6A, 6B wird der Brennstoff aus dem rohrförmigen Grundkörper 4 in die Brennstoffeinspritzventile 6, 6A, 6B nachgefördert.
Die Heizeinrichtung 2 weist Induktionseinrichtungen 8, 8A, 8B auf. Die
Induktionseinrichtungen 8, 8A, 8B sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils als Induktor 8, 8A, 8B ausgebildet. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung kann solch eine
Induktionseinrichtung 8, 8A, 8B allerdings auch mehrere Induktoren und/oder weitere Bauteile, insbesondere elektrische Bauteile, aufweisen.
Die Ausgestaltung der Heizeinrichtung 2, insbesondere der Induktionseinrichtung 8, ist im Folgenden auch unter Bezugnahme auf die Fig. 2 weiter beschrieben. Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Brennstoffeinspritzanlage 1 des ersten Ausführungsbeispiels in einer schematischen, auszugsweise geschnittenen
Darstellung. Das Brennstoffeinspritzventil 6 weist ein Anschlussstück 10 auf, das in die Tasse 5 eingefügt ist. Im montierten Zustand ist das Brennstoffeinspritzventil 6 entlang einer Längsachse 11 ausgerichtet. Die Längsachse 11 stellt zugleich die Längsachse 11 der Tasse 5 dar. In dem Anschlussstück 10 ist ein Brennstoffkanal 12 ausgebildet. Ferner ist innerhalb der Tasse 5 ein Innenraum gebildet, der durch eine geeignete Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Innerhalb des rohrförmigen Grundkörpers 4 ist ein Brennstoffraum 14 ausgebildet, in dem sich der über den Brennstoffanschluss 7 zugeführte Brennstoff befindet. Der
Brennstoffraum 14 ist über eine Bohrung 15, die einen Brennstoffkanal 15 bildet, mit dem Innenraum 13 der Tasse 5 verbunden.
Die Heizeinrichtung 2 weist den Induktor 8 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Spule ausgestaltet ist. Der Induktor 8 umschließt hierbei einen Hals 16 der Tasse 5, durch den die Bohrung 15 führt. In der Bohrung 15 ist eine Wärmequelle 17 angeordnet, die als Körper 17, insbesondere Metallkörper 17, ausgebildet ist. Die Wärmequelle 17 ist zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff und/oder zumindest teilweise aus einem Stahl gebildet. Der Metallkörper 17 weist mehrere Durchgangsbohrungen 18, 19, 20, 21 auf, die Strömungskanäle 18 bis 21 bilden. In der geschnittenen Darstellung sind hierbei nur die Durchgangsbohrungen 18 bis 21 gezeigt. Die Durchgangsbohrungen 18 bis 21 sind vorzugsweise gleichmäßig um einen Kern 23 der Wärmequelle 17 angeordnet. Hierbei sind die Durchgangsbohrungen 18 bis 21 umfänglich verteilt um den Kern 23 angeordnet. Bezüglich der Längsachse 11 , die in diesem Ausführungsbeispiel auch die Längsachse 1 1 der Wärmequelle 17 darstellt, können die Durchgangsbohrungen 18 bis 21 vorzugsweise um übereinstimmende Winkel zueinander versetzt angeordnet sein. Die Strömungskanäle 18 bis 21 erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel entlang einer Strömungsrichtung 24, in der der Brennstoff im Bereich der Wärmequelle 17 geführt ist. Die Strömungsrichtung 24 ist hierbei parallel zu der Längsachse 11.
Dem Induktor 8 wird ein Strom mit einer vorgegebenen Frequenz zugeführt. Durch elektromagnetische Induktion heizt der Induktor 8 die Wärmequelle 17. Die Wärmequelle 17 gibt die Wärme an den Brennstoff ab, der aus dem Brennstoffraum 14 durch die
Strömungskanäle 18 bis 21 der Wärmequelle 17 in den Innenraum 13 der Tasse 5 beziehungsweise ein den Brennstoffkanal 12 des Anschlussstücks 10 des
Brennstoffeinspritzventils 3 fließt. Somit wird dem Brennstoffeinspritzventil 6 entsprechend vorgewärmter Brennstoff zugeführt. Je nach Betriebspunkt kann die Wärmequelle 17 auch abgeschaltet werden. Speziell beim Start der Brennkraftmaschine kann die Wärmequelle 17 von dem Induktor 8 geheizt werden. Hierbei ergibt sich eine geringe Blindmenge an Brennstoff. Diese
Blindmenge ist durch einen Brennstoff im Innenraum 13 der Tasse 5 und durch bereits im Brennstoffeinspritzventil 6 vorgesehenen Brennstoff bedingt. Diese Blindmenge kann jedoch weitgehend reduziert werden, ohne dass die Wärmequelle 17 in dem
Brennstoffeinspritzventil 6 angeordnet werden muss. Hierdurch vereinfacht sich die
Ausgestaltung des Brennstoffeinspritzventils 6 wesentlich.
Die Ansteuerung des Brennstoffeinspritzventils 6 kann dadurch auf herkömmliche Weise mittels Steuerleitungen 27 erfolgen. Der Strom kann über separate Leitungen 28 an die
Induktionseinrichtung 8 geführt werden. Entsprechend sind für die Brennstoffeinspritzventile 6, 6A, 6B Steuerleitungen 27A, 27B vorgesehen. Ferner sind für die
Induktionseinrichtungen 8A, 8B separate Leitungen 28A, 28B vorgesehen, die unabhängig von den Steuerleitungen 27A, 27B sind.
Die Steuerleitungen 27, 27A, 27B und die Leitungen 28, 28A, 28B können über ein geeignetes Leitungsgehäuse 29 zu einem Stecker 30 geführt werden. An dem Stecker 30 ist ein gemeinsamer Anschluss an ein Steuergerät 31 (Fig. 3) möglich. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Heizeinrichtung 2 der
Brennstoffeinspritzanlage 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Heizeinrichtung 2 weist einen DC/AC-Wandler 35 auf, der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom wandelt. Ferner ist eine Frequenzanpassungseinrichtung 36 vorgesehen, die den über die Leitungen 28, 28A, 28B geführten Strom mit einer vorgegebenen Frequenz ausgibt. Hierbei kann eine Frequenzumsetzung erfolgen. Beispielsweise kann der Strom aus einem Hertzbereich in einen Kilohertzbereich transformiert werden. Der DC/AC- Wandler 35 und die Frequenzanpassungseinrichtung 36 sind Bestandteile eines
Stromgenerators 37 der Heizeinrichtung 2. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Leitungen 28, 28A, 28B über das Steuergerät 31 der Brennstoffeinspritzanlage 1 geführt. Ferner werden die Leitungen 28, 28A, 28B zusammen mit den Steuerleitungen 27, 27A,
27B zu der Anordnung 38 mit der Brennstoffverteilerleiste 3 und den zugehörigen
Brennstoffeinspritzventilen geführt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die
Brennstoffeinspritzventile in der Fig. 3 nicht gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind Induktionseinrichtungen 8, 8A, 8B vorgesehen, die durch Induktoren 8, 8A, 8B gebildet sind. Jeder der Induktionseinrichtungen 8, 8A, 8B ist eine Wärmequelle 17, 17A, 17B zugeordnet. Somit kann der zu den Brennstoffeinspritzventilen geführte Brennstoff gewärmt werden, wie es entsprechend anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Heizeinrichtung (2) für Brennstoffeinspritzanlagen (1) zum Wärmen eines Brennstoffs, der insbesondere aus einer Brennstoff führenden Komponente (3) zu einem
Brennstoffeinspritzventil (6, 6A, 6B) führbar ist, mit einem Stromgenerator (37) und zumindest einer Wärmequelle (17, 17A, 17B), die zum Abgeben von Wärme an den Brennstoff dient,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Induktionseinrichtung (8, 8A, 8B) vorgesehen ist, durch die ein von dem Stromgenerator (37) erzeugter Strom fließt und dass die Induktionseinrichtung die Wärmequelle (17, 17A, 17B) mittels elektromagnetischer Induktion heizt.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Induktionseinrichtung (8, 8A, 8B) zumindest einen Induktor (8, 8A, 8B) aufweist.
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Induktor (8, 8A, 8B) die Wärmequelle (17, 17A, 17B) entlang einer
Strömungsrichtung (24), in der Brennstoff im Bereich der Wärmequelle (17, 17A, 17B) geführt ist, zumindest abschnittsweise umschließt.
4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmequelle (17, 17A, 17B) zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet ist und/oder dass die Wärmequelle (17, 17A, 17B) zumindest teilweise aus einem Stahl gebildet ist.
5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmequelle (17, 17A, 17B) Strömungskanäle (18, 19, 20, 21) aufweist, durch die der Brennstoff führbar ist.
6. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Strömungskanäle (18, 19, 20, 21) als Durchgangsbohrungen (18, 19, 20, 21) ausgebildet sind, die um einen Kern (23) der Wärmequelle (17, 17A, 17B) verteilt angeordnet sind.
7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stromgenerator (37) eine Frequenzanpassungseinrichtung (36) aufweist, die den zu der Induktionseinrichtung (8, 8A, 8B) geführten Strom zumindest näherungsweise mit einer vorgegebenen Frequenz ausgibt.
8. Brennstoffeinspritzanlage (1), insbesondere für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, mit zumindest einer Brennstoff führenden Komponente (3), zumindest einem Brennstoffeinspritzventil (6, 6A, 6B), das zumindest mittelbar mit der Brennstoff führenden Komponente (3) verbunden ist, und zumindest einer Heizeinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Brennstoffeinspritzventil (6, 6A, 6B) mit einem Anschlusselement (5, 5A, 5B) der Brennstoff führenden Komponente (3) verbunden ist und dass die Wärmequelle (17, 17A, 17B) im Bereich des Anschlusselements (5, 5A, 5B) angeordnet ist.
10. Brennstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Brennstoff führende Komponente (3) als Brennstoffverteiler (3) ausgebildet ist, dass mehrere Brennstoffeinspritzventile (6, 6A, 6B) vorgesehen sind, die jeweils zumindest mittelbar mit einem Anschlusselement (5, 5A, 5B) des Brennstoffverteilers (3) verbunden sind, und dass im Bereich jedes der Anschlusselemente (5, 5A, 5B) eine Wärmequelle (17, 17A, 17B) angeordnet ist, der jeweils eine Induktionseinrichtung (8, 8A, 8B) zugeordnet ist.
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