DE3231881A1 - Internal combustion engine, in particular diesel internal combustion engines - Google Patents

Internal combustion engine, in particular diesel internal combustion engines

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Abstract

An internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, for vehicles has a device for cooling the fuel fed to the internal combustion engine. In order to avoid special cooling devices and an expensive control, the cooling device is to be formed by a heat exchanger (7) which is inserted into the coolant circuit of an air-conditioning system (8, 13-16) assigned to the vehicle and is preferably arranged in the region of a coolant compressor (8), in the form of a countercurrent heat exchanger, arranged in the engine compartment of the vehicle. <IMAGE>

Description

Brennkraftmaschine, insbesondere Oiesel-Brennkraftmaschine Internal combustion engine, in particular an Oiesel internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere auf eine Diesel-Brennkraftmaschine,gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine, in particular to a diesel internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Vor allem bei Diesel-Brennkraftmaschinen ist es bereits bekannt, durch Kühlung des zugeführten Kraftstoffes bei bestimmten Umgebungsbedingungen eine Verbesserung der Vollastleistung sowie eine Reduzierung der abgegebenen Schadstoffe zu erreichen. Dafür ist jedoch ein besonderer Wärmetauscher vorzusehen, der von einem Eühlmedium zu beaufschlagen ist. Außerdem wird eine Steuerung benötigt, um sicherzustellen, daß diese giihlung des Kraftstoffes nur dann erfolgt, wenn dies auch tatsächlich erforderlich ist. Insbesondere bei niedrigeren Außentemperaturen ist eine derartige Kühlung des Kraftstoffes nicht notwendig. Vielmehr könnten unter diesen Umständen sogar Schwierigkeiten, beispielsweise durch Paraffin abscheidung in dem iesel-Kraftstoff,entstehen.Especially in diesel internal combustion engines, it is already known by Cooling of the fuel supplied under certain environmental conditions is an improvement to achieve full load performance and a reduction in the pollutants emitted. For this, however, a special heat exchanger is to be provided, which is made of a cooling medium is to be charged. In addition, a controller is required to ensure that this cooling of the fuel only takes place when this is actually done is required. This is particularly important at lower outside temperatures Cooling of the fuel is not necessary. Rather, under these circumstances even difficulties arise, for example due to the deposition of paraffin in the diesel fuel.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei der ohne besonderen Aufwand eine wirkungsvolle ICuhlung des Kraft stoffes nur in solchen Betriebszuständen vorgenommen wird, in denen eine derartige Kühlung vorteilhaft ist.The object on which the invention is based is therefore to be seen in an internal combustion engine of the type specified in the preamble of the claim create an effective cooling of the force without any special effort substance only in such operating states is made in which such cooling is advantageous.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also ein zur Kühlung des Kraftstoffes benötigter Wärmetauscher in den gühlmittelkreislauf einer dem Yahrzeug zugeordneten Klimaanlage integriert, so daß immer dann, wenn die Klimaanlage zugeschaltet wird, auch eine Kühlung des Kraftstoffes erfolgt. Da jedoch eine Klimaanlage nur bei besonders hohen Außentemperaturen zugeschaltet wird, bei denen auch die Temperaturen des Kraftstoffes erhöht und somit die Leistung der Brennkraftmaschine reduziert werden würde, ist gerade dann auch eine Kühlung des graftstoffs sinnvoll und vorteilhaft.The solution to this problem results from the characterizing part of the patent claim 1. According to the invention there is thus a heat exchanger required for cooling the fuel integrated into the coolant circuit of an air conditioning system assigned to the vehicle, so that whenever the air conditioning is switched on, a cooling of the Fuel takes place. However, since air conditioning is only available when the outside temperature is particularly high is switched on, which also increases the temperature of the fuel and thus the power of the internal combustion engine would be reduced, is just then Cooling the fuel makes sense and is advantageous.

Dabei ist es zweckmäßig, den Wärmetauscher im Bereich des gühlmittelkompressors der Klimaanlage anzuordnen, da dieser im allgemeinen von der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angetrieben und somit auch im Motorraum des Fahrzeugs angeordnet ist. So kann der Wärmetauscher in Kühlmittelströmungsrichtung vor dem Kühlmittelkompressor eingeschaltet sein, indem beispielsweise eine vom Kraftstoff durchflossene Kraftstoffleitung auf einer vom Kühlmittel durchströmten saugseitigen Rohrleitung am Kühlmittelkompressor befestigt ist, wobei die beiden Arbeitsmittel den Wärmetauscher im Gegenstrom durchsetzen.It is useful to place the heat exchanger in the area of the coolant compressor to arrange the air conditioning, since this is generally from the internal combustion engine of the vehicle and is thus also arranged in the engine compartment of the vehicle. The heat exchanger can thus be upstream of the coolant compressor in the coolant flow direction be switched on by, for example, a fuel line through which fuel flows on a suction-side pipe on the coolant compressor through which the coolant flows is attached, the two working fluids passing through the heat exchanger in countercurrent.

In der Zeichnung ist anhand eines schematischen Schaltbildes ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. In der Zeichnung ist mit 1 eine Diesel-Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftfahrzeugs angegeben, der eine den Dieselkraftßtoff fördernde und zuteilende Einspritzpumpe 2 zugeordnet ist. DieserBinspritzpumpe 2 wird Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 über eine Eraftstoffleitung 4 zugeführt, während mit 6 eine zum Eraftstoffvorratsbehälter zurückführende Rücklaufleitung angegeben ist. 5 bezeichnen die von der Einspritzpumpe 2 zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 1 führenden Einsprit zle itungen.The drawing shows an exemplary embodiment based on a schematic circuit diagram the invention shown, which is explained in more detail below. In the drawing 1 is a diesel internal combustion engine of a vehicle, for example a passenger vehicle indicated, the one fueling and distributing the diesel fuel injection pump 2 is assigned. This fuel injection pump 2 takes fuel from a storage tank 3 is supplied via a fuel line 4, while at 6 one is fed to the fuel storage tank returning return line is specified. 5 denote that of the injection pump 2 injection lines leading to the individual cylinders of the internal combustion engine 1.

Weiter ist in der Zeichnung eine dem Fahrzeug zugeordnete Elimaanlage angedeutet, die einen Kühlmittelkompressor 8 aufweist, der über einen Riementrieb 11 von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben und mittels einer beispielsweise elektrisch betätigbaren Kupplung 12 zuschaltbar ist. Der gühlmittelkompressor 8 fördert ein Kältemittel, das beispielsweise aus Frigen bestehen kann, über eine druckseitige Kühlmittelleitung 10 zu einem Eondensator 13 und von dort über eine Trockenflasche 14 und ein Expansionsventil 15 zu einem Verdampfer 16, in dem die zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums erforderliche Kühlleistung abgegeben wird. Von dem Verdampfer 16 wird das Kühlmittel über eine Saugleitung 9 in gasförmigem Zustand wieder zum Kühlmittelkompressor 8 transportiert.The drawing also shows an electrical air conditioning system assigned to the vehicle indicated, which has a coolant compressor 8 via a belt drive 11 driven by the internal combustion engine 1 and, for example, electrically actuatable clutch 12 can be switched on. The coolant compressor 8 promotes a Refrigerant, which can consist of Frigen, for example, via a pressure side Coolant line 10 to a condenser 13 and from there via a drying bottle 14 and an expansion valve 15 to an evaporator 16, in which the for cooling the Vehicle interior required cooling capacity is released. From the vaporizer 16, the coolant is returned to the gaseous state via a suction line 9 Refrigerant compressor 8 transported.

Mit 7 ist nun ein im Gegenstrom durchflossener Wärmetauscher zwischen dem Kühlmittel und dem Kraftstoff angedeutet, der beispielsweise durch Auflöten eines Teils der Kraftstoffleitung 4 auf die £5hlmittelsaugleitung 9, vorzugsweise am Eingang zum Eühlmittelkompressor 8, gebildet sein kann. Auf diese Weise wird immer dann, wenn die Klimaanlage durch Zuschalten des Kühlmittelkompressors 8 eingeschaltet ist, gleichzeitig auch in dem Wärmetauscher 7 eine bestimmte Abkühlung des zu der Einspritzpumpe 2 geförderten Eraftstoffes erreicht. Da jedoch die Klimaanlage von dem Fahrzeugführer nur bei solchen Umgebungsbedingungen zugeschaltet wird, bei denen auch mit erhöhten Kraftstofftemperaturen zu rechnen ist, ergibt sich automatisch eine wirkungsvolle Kühlung des Kraftstoffes, die zu einer Anhebung der Vollastleistung der Brennkraftmaschine 1 sowie zu einer Reduzierung der von ihr abgegebenen Schadstoffe durch Verbesserung der Verbrennung rührt. Durch Erhöhung der Zugkraft der Brennkraftmaschine können die Pahrleiatungen des Fahrzeugs wesentlich verbessert werden. Verbunden @ der Kraftstoffkühlung kann eine Absenkung der wichtigsten Moto eraturen wie Steg-, Kühlmittel- und Motoröltemperatur sow -iterhin eine Reduzierung der Getriebeöl- und, bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen, der Verdichter-Austrittstemperaturen erreicht werden.With 7 is now a countercurrent flow heat exchanger between the coolant and the fuel indicated, for example by soldering part of the fuel line 4 to the coolant suction line 9, preferably at the entrance to the refrigerant compressor 8 may be formed. That way will whenever the air conditioning system is switched on by switching on the coolant compressor 8 is, at the same time also in the heat exchanger 7, a certain cooling of the to the Injection pump 2 delivered fuel reached. However, since the air conditioning from the vehicle driver is only switched on in such environmental conditions in which increased fuel temperatures are also to be expected, results automatically an effective cooling of the fuel, which leads to an increase in the full load output of the internal combustion engine 1 and to a reduction in the pollutants emitted by it by improving the combustion. By increasing the tractive effort of the internal combustion engine the principles of the vehicle can be significantly improved. Tied together @ the fuel cooling can reduce the most important engine temperatures such as bridge, Coolant and engine oil temperature as well as a reduction in transmission oil and, with supercharged internal combustion engines, the compressor outlet temperatures can be achieved.

Für die konstruktive Gestaltung des Wärmetauechers ergeben sich eine Reihe von Möglichkeiten. Am einfachsten dürfte es sein, ein Teil der vom Kraftstoff durchflossenen Leitung 4 direkt auf die zum Kühlmittelkompressoreinlaß führende Kühlmittelsaugleitung 9 aufzulöten, wobei die Querschnitte der miteinander zu verbindenden Leitungen entsprechend angepaßt werden. Wesentlich ist lediglich, daß die Verbindung der beiden Leitungen einen wärmeleitenden Kontakt herstellen und daß die Anordnung zweckmäßigerweise so getroffen wird, daß die beiden Arbeitsmittel im Gegenstrom zueinander den Wärmetauscher durchfließen.For the structural design of the heat exchanger there are Range of possibilities. It might be easiest to get some of the fuel flowed through line 4 directly to the leading to the coolant compressor inlet Solder the coolant suction line 9, the cross-sections of the Lines are adapted accordingly. It is only essential that the connection of the two lines make a thermally conductive contact and that the arrangement is expediently made so that the two working media in countercurrent flow through the heat exchanger to each other.

Um die zu kühlende Kraftstoffmenge klein und das Temperaturniveau niedrig zu halten, kann, wie in der Zeichnung angedeutet ist, zwischen der zu dem Vorratsbehälter 3 führenden Rücklaufleitung 6 und der zu dem Wärmetauscher 7 führenden Kraftstoffleitung 4 eine den rückgeführten Kraftstoff direkt wieder in den Wärmetauscher leitende Verbindungsleitung 17 vorgesehen sein, die den Vorratsbehälter 3 umgeht.To keep the amount of fuel to be cooled small and the temperature level to keep low, can, as indicated in the drawing, between the to the The return line 6 leading to the reservoir 3 and the return line 6 leading to the heat exchanger 7 Fuel line 4 feeds the returned fuel directly back into the heat exchanger conductive connecting line 17 which bypasses the storage container 3 may be provided.

Claims (5)

A N S P R Ü C H E 0 Brennkraftmaschine, inabesondere Diesel-Brennkraftmaschine, für Fahrzeuge mit einer Vorrichtung zur Kühlung des der Brennkraftmaschine zugeführten graftstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung durch einen in den Kühlmittelkreislauf einer dem Fahrzeug zugeordneten Klimaanlage (8, 13 --16) eingeschalteten Wärmetauscher (7) gebildet ist. A N S P R Ü C H E 0 internal combustion engine, in particular diesel internal combustion engine, for vehicles with a device for cooling the internal combustion engine supplied fuel, characterized in that the cooling device by one in the The coolant circuit of an air conditioning system (8, 13-16) assigned to the vehicle is switched on Heat exchanger (7) is formed. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) im Bereich eines im Motorraum des Fahrzeugs angeordneten Kühlmittelkompressors (8) der Elimaanlage angeordnet ist. 2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (7) in the area of a coolant compressor arranged in the engine compartment of the vehicle (8) the Elimaanlage is arranged. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) in Eithlmflttelströmungsnichtung vor dem Kühlmittelkompressor (8) eingeschaltet ist. 3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the heat exchanger (7) in flow direction upstream of the refrigerant compressor (8) is switched on. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) eine mit einer vom EEhlmittel durchflossenen Rohrleitung (9) im wärmeübertragenden Kontakt stehende Kraftstoffleitung (4) aufweist, die im Gegenstrom vom Kraftstoff durchflossen ist. 4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the heat exchanger (7) has a pipeline through which the EEhlmittel flows (9) standing in the heat-transferring contact fuel line (4), which in Countercurrent is flowed through by the fuel. 5. Brennkraftmaschine nach einem der Anspräche 1 bis 4, wobei eine überschüssigen Kraftstoff in einen Vorratsbehälter zuriickführende Rücklaufleitung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Rücklaufleitung (6) mit der Eraftstoffleitung (4) vor dem WArmetauscher (7) verbundene, den Vorratsbehälter (3) umgehende Verbindungsleitung (17) vorgesehen ist.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, wherein a return line leading back excess fuel into a storage tank is provided, characterized in that the return line (6) with the Fuel line (4) connected to the storage tank in front of the heat exchanger (7) (3) immediate connecting line (17) is provided.
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