DE19736283C2 - Kraftstoffversorgung für eine dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In der DE 39 23 369 C1 ist eine Kraftstoffversorgung mit einer Reihenein­ spritzpumpe gezeigt. Die Reihenpumpe wird durch zwei parallel geschaltete Kraft­ stoffförderpumpen mit Kraftstoff unter möglichst konstantem Druck versorgt. Der anliegende Versorgungsdruck wird durch ein Überdruckventil geregelt, das an sei­ ner Niederdruckseite mit einem Rücklauf zum Tank in Verbindung steht. Über ein Steuergerät, das die Regelstangenposition in der Einspritzpumpe und die Kraft­ stofftemperatur abtastet, kann ein Ventil so geschaltet werden, daß der Überlauf der Einspritzpumpe den Kraftstoffförderpumpen zugeführt wird.

In der DE-OS 44 03 015 ist eine Kraftstoffversorgung beschrieben, die insbe­ sondere die speziellen Anforderungen bei der Verwendung von Pflanzenöl berück­ sichtigt. Durch die große Temperaturabhängigkeit der Viskosität dieses Kraftstoffes müssen bestimmte Vorkehrungen getroffen werden, um sicherstellen zu können, daß das Pflanzenöl immer mit einem Druck an der Einspritzpumpe ansteht, der eine schnelle Füllung der Einspritzpumpe gewährleistet. Mit der beschriebenen Kraft­ stoffversorgung konnte dies für Systeme erfüllt werden, die mit einer Reihenein­ spritzpumpe arbeiten.

Ganz anders sind die Gegebenheiten jedoch, wenn eine Verteilerpumpe vor­ gesehen ist. Hier wird der Kraftstoff von einer integrierten Pumpe aus dem Tank angesaugt und hoch verdichtet. Dieser hoch verdichtete Kraftstoff wird dann an die einzelnen Zylinder verteilt. Auch bei diesem System ist eine Rückführleitung in den Tank vorgesehen, die überschüssigen Kraftstoff zurückführt, wobei auch hier die Rückführung und der Tank bei hoher Last zur Kühlung des Kraftstoffs genutzt wer­ den.

Es war die Aufgabe der Erfindung, eine mit Verteilerpumpe arbeitende Kraft­ stoffversorgung so auszubilden, daß eine sichere Füllung der Verteilerpumpe auch bei der Verwendung von Kraftstoffen, deren Zähigkeit sich bei sinkender Tempera­ tur stark erhöht, in jedem Betriebszustand gewährleistet ist. Weiterhin sollte aber eine Überhitzung des Kraftstoffs bei einem längeren Betrieb der Brennkraftmaschine unter Last sicher vermieden werden.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Kraftstoffversorgung mit den kennzeich­ nenden Merkmalen von Anspruch 1. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau steht bereits angewärmter Kraftstoff, der die Pumpe schon einmal passiert hat, sehr schnell wieder am Einlauf zur Pumpe bereit, ohne den Umweg über den Tank mit der damit verbundenen Abkühlung nehmen zu müssen. Direkt nach der Abzweigung dieser Zirkulationsleitung ist in der Rückflußleitung in den Tank eine Drossel vorge­ sehen, die dafür sorgt, daß zwischen Verteilerpumpe und Drossel bei zähem Kraft­ stoff ein hoher Druck aufgebaut wird. Dadurch öffnet sich ein in der Zirkulationslei­ tung vorgesehenes Überdruckventil, so daß praktisch der gesamte Überschuß durch die Zirkulationsleitung geht und nur sehr wenig Kraftstoff in den Tank rückge­ führt wird.

Je weiter sich der Kraftstoff bei der Zirkulation durch die Pumpe erwärmt, de­ sto mehr Kraftstoff kann durch die Drossel passieren und wird in den Tank rückge­ führt. Bei Erreichen einer bestimmten Temperatur nimmt der Kraftstoff eine Visko­ sität an, bei der die Drossel kein großes Hindernis mehr bildet. In diesem Fall reicht der aufgebaute Druck vor der Drossel nicht mehr aus, um das Überdruckventil zu öffnen und der gesamte überschüssige Kraftstoff wird in den Tank zurück geführt.

Da das System nicht über die Temperatur reguliert wird, sondern sich ent­ sprechend der Viskosität des Kraftstoffs anpaßt, ist auch ein Betrieb mit üblichem Dieselkraftstoff möglich. Hier bleibt das Überdruckventil immer geschlossen, da normalerweise der für die Öffnung notwendige Druck nicht aufgebaut werden kann.

Vorteilhafterweise ist in der Rückflußleitung in den Tank eine kleine Entlüf­ tungskammer vorgesehen, von der auch die weitere Rückflußleitung zum Zirkulieren des Kraftstoffs durch die Pumpe abzweigt. Die Anschlüsse der beiden Rückflußlei­ tungen sind so vorgesehen, daß eventuell im Kraftstoff auftretende Luftblasen im oberen Teil der Kammer gesammelt und in die Rückflußleitung in den Tank gedrückt werden.

Um in der Verteilerpumpe den notwendigen Innendruck aufbauen zu können, ist zwischen der Pumpe und der Entlüftungskammer eine zweite Drossel vorgese­ hen, deren Querschnitt jedoch etwas größer ist, als der Querschnitt der Drossel am Ausgang der Entlüftungskammer. Um den vom Tank angesaugten Kraftstoff soweit erwärmen zu können, daß er problemlos einen Kraftstoffilter passieren kann, der zwischen Tank und Pumpe angeordnet ist, ist in Flußrichtung vor dem Filter eine Vorwärmeinrichtung vorgesehen. Da die Verteilerpumpe durch die starke Kompres­ sion den Kraftstoff jedoch wesentlich schneller erwärmt als die Vorwärmeinrichtung und der Kraftstoff, der die Pumpe passiert hat auch bereits gefiltert ist, mündet die Zirkulationsleitung direkt vor der Verteilerpumpe.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden durch eine Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung eingehend erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Kraftstoff­ versorgung.

In die Kraftstoffleitung zwischen dem Tank 1 und der Verteilerpumpe 2 ist eine Vorwärmeinrichtung 3 und ein Kraftstoffilter 4 eingeschaltet. Durch die Pfeile 5 ist der Weg des hoch verdichteten Kraftstoffes zu den Zylindern der hier nicht gezeig­ ten Brennkraftmaschine angedeutet. Der überschüssige Kraftstoff passiert die Dros­ sel 6, die bei üblichen Verteilerpumpen meist in das Pumpengehäuse integriert ist.

Von der Entlüftungskammer 7 zweigt über die Drossel 8 die Rückflußleitung 9 in den Tank 1 und über das Überdruckventil 10 die Zirkulationsleitung 11 ab. Diese mündet in die Kraftstoffzuführleitung zwischen dem Filter 4 und der Verteilerpum­ pe 2.

In der Kaltstartphase wird von der Verteilerpumpe 2 Kraftstoff aus dem Tank 1 angesaugt. Der in diesem Zustand sehr zähe Kraftstoff kann nur sehr schwer den Kraftstoffilter 4 passieren. Der überschüssige Kraftstoff, der die Verteilerpumpe 2 durch die Drossel 6 verläßt und sich in der Entlüftungskammer 7 sammelt, hat sich zwar schon etwas erwärmt, ist aber noch nicht im Stande, die Drossel 8 zu passie­ ren. Es baut sich daher in der Entlüftungskammer 7 ein Überdruck auf, der aus­ reicht, das Überdruckventil 10 zu öffnen. Der Kraftstoff wird dadurch über die Zirku­ lationsleitung 11 wieder direkt der Verteilerpumpe 2 zugeführt. Die Verteilerpumpe 2 hat folglich sehr schnell angewärmten Kraftstoff zur Verfügung, der nicht mehr durch den kalten Filter 4 gesaugt werden muß. Durch die Zirkulation erwärmt sich der Kraftstoff nun sehr schnell und aus dem Tank 1 muß nur der im Vergleich zu der Gesamtfördermenge geringe Anteil dazu gefördert werden, der an den Motor abge­ geben wurde. Die Vorwärmeinrichtung 3 hat die Aufgabe, diesen Anteil soweit zu erwärmen, daß er problemlos den Filter 4 passieren kann.

Erwärmt sich das System während des Betriebs der Brennkraftmaschine langsam, so verflüssigt sich der zähe Kraftstoff zusehends und kann in immer grö­ ßeren Mengen die Drossel 8 passieren. Dadurch sinkt der Druck in der Entlüftungs­ kammer 7 und der Fluß in der Zirkulationsleitung 11 verringert sich entsprechend. Es tritt folglich in die Verteilerpumpe 2 bei steigender Temperatur immer weniger Kraftstoff aus der Zirkulationsleitung 11 und immer mehr Kraftstoff aus dem Tank 1 ein.

Läuft die Brennkraftmaschine unter Last, so daß der Kraftstoff durch die stän­ dige Zirkulation über die Verteilerpumpe überhitzt werden würde, schließt das Über­ druckventil 10 ganz. Der nun dünnflüssige Kraftstoff läuft vollständig über die Dros­ sel 8 zurück in den Tank. Bei diesem Durchfluß durch den Tank 1 kann sich der Kraftstoff wieder abkühlen.

Wird das System statt mit Pflanzenöl mit Dieselkraftstoff betrieben, reagiert es genauso wie bei dem Betrieb mit warmem Pflanzenöl. Der Dieselkraftstoff ist auch in kaltem Zustand so flüssig, daß er problemlos die Drossel 8 passiert. In der Ent­ lüftungskammer 7 kann sich daher nicht der für die Öffnung des Überdruckventils 10 notwendige Druck aufbauen. Eine Zirkulation über die Leitung 11 findet deshalb nicht statt.

Claims (6)

1. Kraftstoffversorgung für eine dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine mit einer Verteilerpumpe, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank ansaugt und unter hohem Druck den Zylindern der Brennkraftmaschine zuführt, mit einer Rückfluß­ leitung, die überschüssigen Kraftstoff von der Verteilerpumpe in den Tank zurück­ führt, dadurch gekennzeichnet, daß von der Rückflußleitung in den Tank eine weitere Rückflußleitung abzweigt, die in die Kraftstoffzuführleitung zwischen Kraft­ stofftank und Verteilerpumpe mündet, daß in die weitere Rückflußleitung ein Über­ ruckventil eingebaut ist, daß zwischen der Verteilerpumpe und der Abzweigung der weiteren Rückflußleitung eine Drossel vorgesehen ist und daß sich zwischen der Abzweigung und dem Tank eine zusätzliche Drossel befindet.

2. Kraftstoffversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück­ flußleitung in den Tank und die weitere Rückflußleitung aus einer Entlüftungs­ kammer abzweigen.

3. Kraftstoffversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer­ schnitt der Drossel zwischen der Entlüftungskammer und dem Tank geringer als der Querschnitt der Drossel zwischen der Verteilerpumpe und der Entlüftungs­ kammer ist.

4. Kraftstoffversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück­ flußleitungen so von der Entlüftungskammer abzweigen, daß vorhandene Luftein­ schlüsse in dem Kraftstoff über die Rückführleitung in den Tank gelangen.

5. Kraftstoffversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kraft­ stoffzuführleitung zwischen Kraftstofftank und Verteilerpumpe eine Vorwärmein­ richtung und ein Kraftstoffilter vorgesehen sind und die weitere Rückführleitung zwischen der Vorwärmeinrichtung und der Verteilerpumpe in die Kraftstoffzuführ­ leitung mündet.

6. Kraftstoffversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Rückführleitung zwischen dem Filter und der Verteilerpumpe in die Kraftstoffzu­ führleitung mündet.