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DE4420043C1 - Diesel engine fuel injection system - Google Patents

Diesel engine fuel injection system

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DE4420043C1 DE4420043A DE4420043A DE4420043C1 DE 4420043 C1 DE4420043 C1 DE 4420043C1 DE 4420043 A DE4420043 A DE 4420043A DE 4420043 A DE4420043 A DE 4420043A DE 4420043 C1 DE4420043 C1 DE 4420043C1
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Abstract

A fuel injection system for diesel IC engines includes a fuel pump and jets (nozzles) for spraying fuel into the combustion chambers of the engine. In order to provide pre-heating of the fuel without requiring any additional power consumption, such as for example cooling water heating as in earlier methods, and for easy integration into the fuel system, the remaining free leakage oil connection of one jet holder (D4) is connected via a second branch line (N2) to the suction side of the direct (forward) line (V).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für Diesel-Brennkraftmaschinen, insbesondere für den Winter­ betrieb, mit einem Kraftstofftank, der über eine Vorlauf­ leitung mit einem darin angeordneten Kraftstoffilter und über eine Rücklaufleitung mit einer Einspritzpumpe verbunden ist, sowie einer Kraftstoffpumpe und mit Einspritzdüsen zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum der Brennkraft­ maschine, deren Düsenhalter mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr von Lecköl versehen und untereinander seriell verbunden sind, wobei einer der Anschlüsse über eine erste Zweigleitung mit der Rücklaufleitung verbunden ist.The invention relates to a fuel injection system for diesel internal combustion engines, especially for winter operated with a fuel tank that has a flow line with a fuel filter arranged in it and over a return line is connected to an injection pump, and a fuel pump and with injectors for Injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine machine, the nozzle holder with connections for the inlet and Drainage provided and serial with each other are connected, one of the connections via a first Branch line is connected to the return line.

Bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Fahrzeugen besteht wie bekannt das Problem, daß bei niedrigen Außentemperaturen ohne entsprechende Zusätze im Kraftstoff, feste Ausscheidungen von Paraffinen den Kraftstoffilter und die Kraftstoffleitungen zusetzen, so daß bei entsprechender Häufung diese Teilchen speziell den Kraftstoffilter, der in der Vorlaufleitung angeordnet ist, zusetzen und den Kraftstoffluß derartig beeinträchtigen können, so daß ein Betrieb des Fahrzeugs unmöglich wird. Um diese negativen Erscheinungen zu beseitigen bzw. zu vermindern, ist es auch bekannt, daß entsprechende Zusätze dem Kraftstoff beigemengt werden oder daß der Kraftstoff vor dem Kraftstoffilter oder in diesem derart erwärmt wird, so daß eine Ausscheidung von Paraffinen vermieden wird.In the case of vehicles operated with diesel fuel, such as known the problem that at low outside temperatures without corresponding additives in the fuel, solid excretions of Paraffins the fuel filter and fuel lines add, so that with appropriate accumulation these particles especially the fuel filter in the supply line is arranged, clog and the fuel flow such can impair, so that an operation of the vehicle becomes impossible. To these negative appearances too eliminate or reduce, it is also known that appropriate additives are added to the fuel or that the fuel in front of or in the fuel filter is heated so that excretion of paraffins is avoided.

Diese Erwärmung kann mit verschiedenen Mitteln bewirkt werden. Meistens wird über einen Wärmetauscher dem Kühlwasser die Wärme entzogen, oder der Kraftstoff wird vom elektrischen Bordnetz her erwärmt, was natürlich von Nachteil ist, da der Leistungsaufwand relativ hoch ist, wobei Wärmetauscher relativ komplizierte Gebilde darstellen und entsprechend kostspielig sind. This warming can be achieved by various means become. Usually the cooling water is transferred to a heat exchanger the heat is extracted or the fuel is removed from the electrical On-board electrical system heated up, which is of course a disadvantage, since the Performance is relatively high, with heat exchangers represent relatively complicated structures and accordingly are expensive.  

Aus der DE-A 5 11 53 211 ist eine Einspritzanlage bekannt, bei der im Düsenhalter Kanäle vorgesehen sind, in denen der für die Einspritzung vorgesehene Kraftstoff erwärmt wird. Für die Vorwärmung des Filters und des Kraftstoffes im Tank ist aber nicht gesorgt. Damit ist diese Art der Erwärmung für ein Kraftfahrzeug mit Winterbetrieb ungünstig. Es ist auch aus der DE 39 07 972 A1 bekannt, daß bei Benzinmotoren die Dampfblasenbildung in der Einspritzdüse dadurch vermindert werden soll, daß der vom Tank ankommende Kraftstoff durch gesonderte Kanäle im Ansaugrohr geführt wird, die die Einspritzdüse umschließen und damit eine Kühlung derselben bewirken und ein Starten des Motors wieder ermöglichen. Es ist auch aus der US-PS 2747555 eine Einspritzanlage vorbekannt, bei der vor der Inbetriebnahme das Schweröl in der Vorlaufleitung mit einem Wärmetauscher mittels Dampf aufgeheizt wird, bis alle Elemente wie Einspritzdüse und Einspritzpumpe eine bestimmte Temperatur aufweisen. Um dies schnell zu bewirken, wird der aufgeheizte Kraftstoff nicht in den Tank, sondern über eine Zweigleitung in die Vorlauf­ leitung rückgeführt. Es ist auch ein Absperrventil vorgesehen, um diesen Kreislauf zu unterbrechen und damit den kühlen Tank zu beschicken, wovon dann die Anlage versorgt wird, bis die Kraftstofftemperatur soweit abgefallen ist, daß eine Rückführung über die Zweigleitung, die in der Vorlaufleitung mündet, wieder notwendig ist, um eine weitere Abkühlung im Tank zu vermeiden.An injection system is known from DE-A 5 11 53 211, at the channels are provided in the nozzle holder, in which the for the fuel provided for injection is heated. For the However, the filter and fuel in the tank are preheated not worried. So this kind of warming is for one Motor vehicle with winter operation unfavorable. It's over too DE 39 07 972 A1 discloses that in gasoline engines This reduces the formation of vapor bubbles in the injection nozzle should be that the fuel arriving from the tank by separate channels in the intake pipe, which the Enclose the injector and thus cooling the same effect and enable the engine to start again. It is also an injection system from US-PS 2747555 previously known during which the heavy oil in the flow line with a heat exchanger using steam is heated up until all elements such as injector and Injection pump have a certain temperature. To do this to effect quickly, the heated fuel is not in the tank, but via a branch line in the lead line returned. It is also a shut-off valve provided to interrupt this cycle and thus the to feed a cool tank, from which the system is then supplied until the fuel temperature has dropped so far that a return via the branch line, which in the Flow line opens, again is necessary to another Avoid cooling in the tank.

Nachteilig ist hierbei, daß der Kraftstoff fremd beheizt werden muß und somit ein Wärmetauscher in der Vorlaufleitung nötig ist.The disadvantage here is that the fuel is heated externally must be and thus a heat exchanger in the flow line is necessary.

Mit der erfindungsgemäßen Vorwärmung des Kraftstoffes wird hier Abhilfe geschaffen, die keinen zusätzlichen Energieauf­ wand erfordert, da diese bereits wie zum Beispiel die Kühl­ wasserwärme vorhanden ist und in das Kraftstoffsystem leicht integriert werden kann.With the preheating of the fuel according to the invention remedy here that does not require additional energy wall required, as this already exists for example the cooling Water heat is present and in the fuel system easily can be integrated.

Bei den meisten Motoren bietet sich eine kostengünstige Lösung an, da zum Beispiel die Einspritzdüsenhalterung mit je zwei Leckölanschlüssen ausgestattet ist, die mit der nächst­ liegenden Düsenhalterung verbunden ist, wobei ein Ende mit einem Blindstopfen versehen ist und das andere Ende wie be­ kannt in die Rücklaufleitung mündet. Im Normalfall wird die erwärmte Leckölmenge in die Rücklaufleitung geleitet die je­ doch sehr gering ist und für eine Erwärmung zur Verhinderung der Paraffinausscheidung nicht ausreichend ist.Most engines are inexpensive Solution, because for example the injector holder with is equipped with two drain ports, the one with the next lying nozzle holder is connected, one end with is provided with a blind plug and the other end as be knows flows into the return line. Usually the heated amount of oil leaked into the return line each but is very low and for warming to prevent it the paraffin excretion is not sufficient.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht nun darin, daß der Blind­ stopfen einfach entfernt wird und eine mit dem selben Quer­ schnitt wie die Leckölleitung versehene Leitung, eine soge­ nannte Nebenstromleitung zu der mit Unterdruck behafteten Vorlaufleitung gelegt wird, die vor der Kraftstoffilterein­ richtung in diese Leitung mündet.The solution according to the invention is that the blind stopper is simply removed and one with the same cross cut like the leak oil line, a so-called called bypass line to the one with negative pressure Supply line is placed in front of the fuel filter direction flows into this line.

Somit wird neben dem Kraftstoffkreislauf in der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung ein zweiter von den Einspritzdüsen­ halterungen her erwärmter, kraftstofführender Kreislauf ge­ bildet. Damit wird den Düsenhalterungen, die somit als Wärme­ tauscher dienen, Wärme entzogen und dem Hauptkreislauf zuge­ führt, die ausreichend ist um den Kraftstoff derart in kürze­ ster Zeit zu erwärmen, da dieser Wärmetauscher indirekt mit dem Brennraum in Verbindung steht, so daß sowohl der Kraft­ stoff vor dem Filter als auch in den übrigen Leitungen und im Kraftstofftank erwärmt wird.Thus, in addition to the fuel circuit in the flow line and the return line a second one of the injectors brackets heated, fuel-carrying circuit forms. This will cause the nozzle holders to act as heat serve heat exchangers, extracted heat and the main circuit leads, which is sufficient for the fuel in such a short way very warm, because this heat exchanger indirectly with the combustion chamber communicates so that both the force fabric in front of the filter and in the other lines and is heated in the fuel tank.

So erwärmt sich zum Beispiel das Kraftstoffilter bei einem Vierzylindermotor und einer Außentemperatur von -6 Grad C nach einer Fahrstrecke von 4 Km auf +5 Grad C, und nach 20 Km bereits auf +18 Grad C, wobei der Düsenhalter nicht wie im Normalfall eine Temperatur von ca. 100 Grad C erreicht, sondern nur eine Temperatur von 40 Grad C. For example, the fuel filter heats up in one Four-cylinder engine and an outside temperature of -6 degrees C. after a driving distance of 4 km to +5 degrees C, and after 20 km already at +18 degrees C, whereby the nozzle holder is not as in Normally a temperature of approx. 100 degrees C is reached, but only a temperature of 40 degrees C.  

Dies zeigt, daß die erfindungsgemäße Lösung nicht nur den Kraftstoff erwärmt, sondern auch gleichzeitig bei Außen­ temperaturen unter 10 Grad C die Düsenhalterung durch den Kraftstoff gekühlt wird womit die Dampfblasenbildung im Hochdruckraum der Düse reduziert wird.This shows that the solution according to the invention not only the Fuel warms up, but also at the same time outside temperatures below 10 degrees C through the nozzle holder Fuel is cooled with which the formation of vapor bubbles in the High pressure space of the nozzle is reduced.

Erfindungsgemäß ist in der Nebenstromleitung (N) ein Sperr­ ventil (S) vorgesehen, das bei hohen Außentemperaturen und zur Wiederinbetriebnahme des Motors oder nach Arbeiten an der Kraftstoffanlage oder bei einem leergefahrenen Tank ge­ schlossen wird.According to the invention, there is a barrier in the bypass line (N) valve (S) provided that at high outside temperatures and for restarting the engine or after working on the fuel system or when the tank is empty is closed.

Selbstverständlich kann mit dem Sperrventil (S) die Vorlauf­ temperatur thermostatisch gesteuert werden.Of course, the flow can be done with the check valve (S) temperature can be controlled thermostatically.

Von weiteren Vorteil ist auch die Tatsache, daß die aus Gummi bestehenden Leckölschläuche aufgrund des Kühleffektes wie be­ reits erwähnt keiner so hohen Temperatur ausgesetzt sind und somit länger ihren Zweck erfüllen als bisher, da sie nicht so schnell porös werden.Another advantage is the fact that the rubber existing leak oil hoses due to the cooling effect such as be already mentioned are not exposed to such a high temperature and thus serve their purpose longer than before because they do not become porous so quickly.

Erfindungsgemäß hat die Nebenstromleitung (N) einen wesentlich geringeren Querschnitt als die Vorlaufleitung und die Rück­ laufleitung um ein einwandfreies Arbeiten der Anlage zu garan­ tieren.According to the bypass line (N) has one essential smaller cross-section than the flow line and the return Running line to ensure the system works properly animals.

Die Temperatur des erwärmten Kraftstoffes hängt natürlich auch von der Anzahl der Zylinder und somit der Anzahl der Düsen und zusätzlich von der Drehzahl des Motors ab. The temperature of the heated fuel naturally also depends on the number of cylinders and thus the number of nozzles and additionally on the speed of the engine.  

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in the following description explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Einspritzanlage mit einer Einspritzpumpe (EP) in die Kraftstoffpumpe (KP) eingebaut ist. Auf der Saugseite ist ein Kraftstoffilter (F1) in der Vorlaufleitung (V) eingebaut, wobei überschüssig geförderter Kraftstoff über die Rücklaufleitung (R) in den Kraftstofftank (T) gelangt. Weiters sind die Einspritzdüsen (D1-D4) mit ihren Halterungen und Leckölanschlüssen (N) schematisch darge­ stellt, wobei die Leckölanschlüsse (N) über die erste Zweigleitung (N1) einerseits mit der Rücklaufleitung (R) in Verbindung stehen und andererseits über die zweite Zweigleitung (N2) mit der Vorlaufleitung (V) verbunden ist und vor dem Kraftstoffilter (F1) in dieser mündet. In der zweiten Zweigleitung (N2) ist weiters ein Absperrventil vorgesehen. Fig. 1 is an injection system with an injection pump (EP) installed in the fuel pump (KP). On the suction side, a fuel filter (F1) is installed in the supply line (V), with excess fuel delivered to the fuel tank (T) via the return line (R). Furthermore, the injection nozzles (D1-D4) with their holders and leakage oil connections (N) are shown schematically, the leakage oil connections (N) via the first branch line (N1) on the one hand being connected to the return line (R) and on the other hand via the second branch line (N2) is connected to the flow line (V) and opens in front of the fuel filter (F1). A shut-off valve is also provided in the second branch line (N2).

Fig. 2 eine Einspritzanlage mit einer außenliegenden Kraftstoffpumpe, der ein Vorfilter (F2) vorgeschaltet und ein Hauptfilter (F1) nachgeschaltet ist. Dabei wird ebenfalls überschüssig geförderter Kraftstoff über die Rücklaufleitung (R) in den Tank (T) geleitet, wobei eine Teilmenge über die Leckölseite der Düsen (D1-D4) mittels der Nebenstrom­ leitung (N1), (N) und (N2) wieder vor dem Kraftstoffilter (F2) in die mit Unterdruck behaftete Vorlaufleitung (V) geleitet wird. Dabei wird der Vorlaufleitung (V) und somit dem Filter (F2) und (F1) bereits in den Einspritzdüsen erwärmter Kraftstoff beigemischt, so daß der gesamte Kraftstoff und letztlich auch die Menge im Tank erwärmt wird. Fig. 2 shows an injection system with an external fuel pump, which is connected upstream of a pre-filter (F2) and a main filter (F1). Excess fuel is also fed through the return line (R) into the tank (T), with a partial amount again via the leak oil side of the nozzles (D1-D4) by means of the bypass line (N1), (N) and (N2) the fuel filter (F2) is led into the supply line (V) which is subject to negative pressure. The feed line (V) and thus the filter (F2) and (F1) is already mixed with fuel that has already been heated in the injection nozzles, so that all the fuel and ultimately the amount in the tank is heated.

Das Sperrventil (S) ist in der zweiten Zweigleitung (N2) vorgesehen und dient zur Temperaturregelung der Vorlauf­ leitung. Es kann aber auch nach Reparaturarbeiten an der Kraftstoffanlage oder nach einem leergefahrenen Tank solange geschlossen bleiben, bis der Motor wieder einwandfrei läuft und damit sämtliche Luft aus den Leitungen über die Rücklaufleitung (R) in den Tank entwichen ist.The check valve (S) is in the second branch line (N2) provided and is used for temperature control of the flow management. But it can also after repair work on the Fuel system or after an empty tank remain closed until the engine runs properly again and thus all air from the lines over the Return line (R) has escaped into the tank.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für Diesel-Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffpumpe und mit Einspritzdüsen zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine, sowie mit einem Kraftstofftank, der über eine Vorlaufleitung mit einem darin angeordneten Kraftstoffilter und über eine Rücklaufleitung mit der Einspritzpumpe verbunden ist, wobei die Düsenhalter jeweils einen Anschluß für die Zu- und Abfuhr von Lecköl besitzen und untereinander seriell verbunden sind und einer der Anschlüsse über eine erste Zweigleitung mit der Rücklaufleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verbleibende, freie Leckölanschluß eines Düsenhalters (D4) über eine zweite Zweigleitung (N2) mit der Saugseite der Vorlaufleitung (V) verbunden ist, daß in der zweiten Zweigleitung (N2) ein Ventil (S) angeordnet ist, das im Winterbetrieb geöffnet und ein Nebenstromkreislauf über die Zweig­ leitungen (N1, N, N2) gebildet wird, womit nicht nur Lecköl sondern zum größten Teil überschüssig geförderter Kraftstoff durch die Düsenhalter (D1, D2, D3, D4) strömt und in diesen erwärmt wird und dem vom Tank (T) ankommenden Kraftstoff bereits vor dem Filter (F1, Fig. 1 oder F2, Fig. 2) zugemischt wird. 1.Fuel injection system for diesel internal combustion engines with a fuel pump and with injection nozzles for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and with a fuel tank which is connected via a feed line to a fuel filter arranged therein and via a return line to the injection pump, the nozzle holder each have a connection for the supply and discharge of leak oil and are connected to each other in series and one of the connections is connected to the return line via a first branch line, characterized in that the remaining, free leak oil connection of a nozzle holder (D4) is connected via a second branch line ( N2) is connected to the suction side of the flow line (V), that a valve (S) is arranged in the second branch line (N2) which is opened in winter operation and a secondary circuit is formed via the branch lines (N1, N, N2), with which not only leak oil but also the largest A portion of excess fuel is flowing through the nozzle holder (D1, D2, D3, D4) and heated in it and mixed with the fuel arriving from the tank (T) before the filter (F1, Fig. 1 or F2, Fig. 2) becomes. 2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt mindestens einer der Zweigleitungen (N1), (N) oder (N2) wesentlich kleiner ist als der­ jenige der Vorlauf- und der Rücklaufleitung.2. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the Cross section of at least one of the branch lines (N1), (N) or (N2) is significantly smaller than that that of the supply and return lines. 3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (S) als Absperrventil ausgebildet ist.3. Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the Valve (S) is designed as a shut-off valve. 4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (S) die Vorlauftemperatur thermostatisch steuert.4. Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the Valve (S) the flow temperature is thermostatic controls.
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