DE202005019728U1

DE202005019728U1 - Modulare Heizeinheit für Dieselmotoren

Info

Publication number: DE202005019728U1
Application number: DE202005019728U
Authority: DE
Original assignee: Helldorfer Andreas
Current assignee: Helldorfer Andreas
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2015-12-16

Abstract

Heizelement für Dieselmotoren, welches von außen auf die Kraftstoffleitung gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (2) und die Anschlussplatte (1) aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium gefertigt sind, damit die Heizleistung optimal übertragen werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizmodul, welches von außen auf die Kraftstoffleitungen gesetzt wird.
Diese Erfindung ist damit auch für einen bereits bestehenden Dieselmotor, der damit auf den Kraftstoff Pflanzenöl umgerüstet werden kann.
Es ist schon seit längerem bekannt, daß Dieselmotoren im Startmoment mit Dieselkraftstoff betrieben werden und nach einer gewissen Aufwärmehase auf Pflanzenöle umgestellt werden. Da die Viskosität von Pflanzenölen höher ist, als von Dieselkraftstoff, muss die Viskosität der Pflanzenöle der von Dieselkraftstoffen angeglichen werden. Dafür werden bisher die Pflanzenöle entweder in einem beheizbaren Tank oder mittels Wärmetauscher vor der Einspritzpumpe erwärmt.
Das bekannte System mittels beheizbaren Tank (Patenschrift DE 196 35 220 A1 ) hat jedoch den Nachteil, daß der gesamte Tankinhalt auf die Temperatur zwischen 60°C und 80°C gebracht werden muss. Durch die verlängerten Transportwege in der Kraftstoffleitung bis zur Einspritzung ist hier jedoch durch Wärmeverlust keine genaue Temperaturregelung möglich. Dadurch ist der Einsatz von Pflanzenölen als Treibstoff in elektrisch gesteuerten, direkteinspritzenden Dieselmotoren nicht möglich.
In Kombination mit dem Wärmetauscher vor der Einspritzpumpe wäre eine genauere Temperaturregelung möglich. Dazu wird der Wärmetaucher in die Kraftstoffleitung zwischen Dieselfilter und Einspritzpumpe installiert.
Dieses Problem behebt die Patenschrift DE 100 60 573 B4 sowie DE 31 17 374 A1 , indem ein kleiner beheizbarer Zwischenbehälter vor die Einspritzpumpe eingebaut wird. Diese Zwischenbehälter werden zunächst durch elektrische Vorwärmung betrieben, damit sich die im Inhalt befindlichen Pflanzenöle genügend verflüssigen, um den Dieselmotor zu starten und solange betreiben können, bis sich die in einem zusätzlichen Tank befindlichen Pflanzenöle ausreichend erwärmt haben. Beide Techniken berufen sich auf eine sogenannte 2-Tank-Lösung, bei der sich in dem einen Tank der normale Dieselkraftstoff und in dem anderen Tank die Pflanzenöle befinden. Durch die Patentschrift DE 100 60 573 B4 hat es sich aus Stand der Technik insoweit geändert, daß nicht der gesamte Tankinhalt erwärmt werden muss, sondern nur der Kraftstoff im so genannten Thermozylinder.
Die 2-Tank-Systeme sind jedoch durch die separaten Kraftstofftanks darauf ausgelegt, daß zu der Startphase, bei kurzen Fahrstecken und vor Ende der Fahrt den Dieselmotor mit Dieselkraftstoff zu versorgen, damit keine Pflanzenöle in der Einspritzanlage bleiben. Dieser so genannte Spülvorgang mit Dieselkraftstoff vor Ende der Fahrt muss entweder computergesteuert oder manuell geregelt werden. Dies wurde bereits durch das Patent DE 196 35 220 A1 erheblich vereinfacht. Wenn in den Rohren der Einspritzanlage noch Pflanzenöle sind, werden diese beim Abkühlen des Motors wieder zähflüssiger und führt zu Startschwierigkeiten, da dadurch die zur Gemischbildung im Brennraum erforderliche Zerstäubung des Kraftstoffes nicht mehr möglich ist. Damit ist mit diesem Stand der Technik kein fahren mit ausschließlich Pflanzenölen möglich.
Ebenfalls gibt es Lösungen, die eine 1-Tank-Technik ermöglichen. Hierbei wird immer ein oder mehrere Wärmetauscher im Tank und/oder vor der Einspritzpumpe eingesetzt. Hierbei wird in Kauf genommen, daß Pflanzenöle in der Einspritzanlage verbleiben. Diese werden, wie oben beschrieben, beim Abkühlen des Motors wieder zähflüssiger und führt zu Startschwierigkeiten, da dadurch die zur Gemischbildung im Brennraum erforderliche Zerstäubung des Kraftstoffes nicht mehr möglich ist. Dem kann man nur mit so genannten Additive, wie zum Beispiel Dieselkraftstoff, etwas entgegensteuern. Damit ist auch mit dieser Lösung kein fahren mit ausschließlich Pflanzenölen möglich.
Da das Kraftstoffsystem zwischen Einspritzpumpe und Einspritzdüsen aus Hochdruckleitungen bestehen, wobei der Druck zwischen 100 bar und 1.800 bar liegt, ist es bisher nicht möglich an dieser Stelle die Pflanzenöle in bereits bestehenden Dieselmotoren auf die notwendige Temperatur zwischen 60°C und 80°C zu erwärmen, da alle Wärmetauscher nach dem Prinzip des Einsetzens funktionieren. Das heißt, die Leitung muß aufgetrennt werden und entsprechend angeschlossen werden. Abgesehen von dem Problem der räumlichen Ausmaße die ein Hochdruck-Wärmetauscher haben müsste, ist es fast unmöglich einen solchen Wärmetauscher zwischen Einspritzpumpe und Einspritzdüse zu setzen, da keine hundertprozentige Dichtigkeit bei Hochdruck in bestehenden Dieselmotoren wieder hergestellt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, diesen Schwachpunkt bei pflanzenölbetriebenen Dieselmotoren zu beheben und eine optimale Viskositätsanpassung der Pflanzenöle direkt vor der Einspritzdüse zu gewährleisten, ohne die Einspritzanlage mit dem bisher oben genannten notwendigen Spülvorgang mit Dieselkraftstoff durchzuführen, sowie ohne der eventuell möglichen und notwendigen Auftrennung der Hochdruck-Kraftstoffleitung. Damit wird der kritische Startzeitpunkt des Dieselmotors mit zähflüssigen Pflanzenöl direkt möglich, da sich das in der Hochdruck- Kraftstoffleitung vor der Einspritzdüse befindliche Pflanzenöl erwärmen lässt und die optimale Viskosität der Pflanzenöle, ohne bisher notwendige zusätzliche Additive, erreichen lässt und da dadurch die zur Gemischbildung im Brennraum erforderliche Zerstäubung des Kraftstoffes möglich ist. Mit der vorliegenden Erfindung wäre es möglich einen nachträglichen Umbau von konventionellen Dieselmotoren durchzuführen, die bisher ausschließlich mit Dieselkraftstoff betrieben wurden, und den so umgerüsteten Dieselmotor ausschließlich mit Pflanzenölen zu betreiben.
Weitere Einzelheiten zu der Erfindung, die im folgenden Heizmodul genannt wird, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der beiden Zeichnungen.
Dabei zeigt:
1 den schematischen Aufbau des Heizmoduls
Die Erfindung sieht vor, dass diese um die Kraftstoffleitung installiert wird. Da sich Metall als hervorragender Wärmeleiter ausweist, besteht der Körper des Heizmoduls aus Metall, vorwiegend aus Aluminium, da dieses Metall zugleich leicht, stabil und ein optimaler Wärmeleiter ist. Der Körper besteht aus 2 Hauptbestandteilen, dem Heizkörper und der Anschlussplatte.
In dem Heizkörper befindet sich eine Heizeinrichtung in Form mindestens einer Glühkerze. Dieser Heizkörper kann optional mit dem Kühlwasserkreislauf verbunden werden, um einen Dauerbetrieb während des Betriebs des Dieselmotors zu optimieren. Auf der oberen Fläche ist eine Rille eingearbeitet, die der Form und dem Durchmesser der Kraftstoffleitung entspricht, sowie Gewindebohrungen für die Befestigung der Anschlussplatte.
In der Anschlussplatte ist ebenfalls eine spiegelverkehrte Rille eingearbeitet, die ebenfalls in der Form und dem Durchmesser der Kraftstoffleitung entspricht. Gleichfalls sind durchgehende Bohrungen zur Befestigung an dem Heizkörper angebracht.
Für den Betrieb eines Dieselmotors werden in der Regel an jeder Einspritzdüse ein Heizmodul benötigt, sofern dies nicht im Rahmen der Erfindung motorentsprechend zusammengefasst wurde und mehrere Kraftstoffleitungen einschließen kann. Damit die Temperatur der Heizmodule optimal geregelt werden kann, ist auf der Anschlussplatte ein Temperatursensor angebracht. Dieser regelt direkt über ein Relais oder elektronisch durch einen Steuercomputer gesteuert die Glühkerze und schaltet diese bei Unterschreitung von etwa 60°C ein, bzw. bei erreichen von etwa 80°C wird die Glühkerze entsprechend ausgeschaltet.
Die beiden Teile, dem Heizkörper und der Anschlussplatte werden nun miteinander fest verschraubt, nachdem der eine Teil an die Kraftstoffleitung angelegt wurde und dies exakt in die eingearbeitete Rille eingelegt wurde. Nun liegt die Kraftstoffleitung in dem befestigten Heizmodul und ist, nach dem Anschließen der elektrischen Leitungen, einsatzbereit. Damit die Wärmeübertragung entsprechend optimiert ist, kann zwischen der Kraftstoffleitung und dem Heizmodul eine entsprechende Wärmeleitpaste eingebracht werden.

Claims

Heizelement für Dieselmotoren, welches von außen auf die Kraftstoffleitung gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper (2) und die Anschlussplatte (1) aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium gefertigt sind, damit die Heizleistung optimal übertragen werden kann.
Heizkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Heizeinheit integriert ist, vorzugsweise eine Glühkerze (3) oder ein Anschluss für der Kühlwasserkreislauf vorgesehen ist.
Heizkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite zentral eine Rille (4) aufweist, in die die Kraftstoffleitung eingelegt werden kann.
Anschlussplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Deckungsgleich mit dem Heizkörper (2) ist
Anschlussplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite zentral eine Rille (4) aufweist, in die die Kraftstoffleitung eingelegt werden kann.