DE3537566C1 - Elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen des Kraftstoffs von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren - Google Patents

Elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen des Kraftstoffs von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren

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DE3537566C1
DE3537566C1 DE3537566A DE3537566A DE3537566C1 DE 3537566 C1 DE3537566 C1 DE 3537566C1 DE 3537566 A DE3537566 A DE 3537566A DE 3537566 A DE3537566 A DE 3537566A DE 3537566 C1 DE3537566 C1 DE 3537566C1
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screw
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Description

  • Eine sehr ähnliche Heizvorrichtung ist auch aus der EP 68 688 bekannt, bei der ebenfalls die Kraftstoffzuleitung über ein spezielles Anschlußstück an den Kraft-
  • stoffilter angeschraubt ist, in dem wiederum die Zuführung für eine in die Kraftstoffzuleitung hineinragende Widerstandsheizung vorgesehen ist Nachteilig bei diesen heizbaren Kraftstoffzuleitungen ist es jedoch, daß der Kraftstoffilter bzw. das Filtergehäuse nur unwesentlich erwärmt wird. Falls sich also bei längeren Standzeiten bei tiefen Temperaturen bereits Ausscheidungen gebildet haben, versagt eine derartige Heizvorrichtung. Darüber hinaus wird der.nachträgliche Einbau komplizierter und kostspieliger, da meistens die gesamte Kraftstoffzuleitung ausgetauscht werden muß.
  • Des weiteren ist beispielsweise aus der DE-OS 30 21 282 eine elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen von flüssigem Kraftstoff bekannt die an geeigneter Stelle als Zwischenstück in die Kraftstoffzuleitung eingesetzt werden kann. Bei dieser bekannten elektrischen Heizeinrichtung für Dieselkraftstoff erstreckt sich in ein Bauteil mit einem länglichen Hohlraum ein Heizelement. Dieser Hohlraum wird von dem zu erwärmenden Kraftstoff durchflossen und wird dabei durch das Heizelement erwärmt. Im Bereich der Austrittsöffnung aus dem Bauelement, also an der Stelle, an der der Kraftstoff die höchste Temperatur aufweist ist der Austrittsöffnung gegenüberliegend eine sich in den Hohlraum des Bauteiles erstreckende Bohrung angebracht, die durch einen Temperaturfühler in Form eines Thermostaten abgedeckt ist. Durch diesen Thermostaten wird das Heizelement ausgeschaltet, wenn die Temperatur des Kraftstoffes eine vorbestimmte Höhe überschreitet.
  • Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist wiederum, daß das Filtergehäuse nur unwesentlich erwärmt wird, so daß eine derartige Heizvorrichtung für den Fall nutzlos ist, bei dem bereits Paraffin im Kraftstoffilter ausgefallen ist.
  • Eine ähnliche Anordnung ist auch der in der US-PS 44 54 841 geoffenbarten Druckregelungsvorrichtung für Kraftstoffzuleitungen von Brennkraftmaschinen zu entnehmen. Die aus dieser Druckschrift bekannte Druckregelungsvorrichtung weist ein zylindrisches Heizelement auf, das konzentrisch in ein zylindrisches Gehäuse eingeschraubt ist, dessen innerer Durchmesser etwas größer ist als der äußere Durchmesser des zylindrischen Heizelementes. Beim Durchfließen dieses zwischen dem zylindrischen Heizelement und dem zylindrischen Gehäuse verbleibenden Zwischenraumes wird der flüssige Kraftstoff aufgeheizt. Geregelt wird dieses Heizelement über einen in das zylindrische Gehäuse integrierten Temperaturfühler. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung wird zwar der flüssige Kraftstoff vor dem Filterelement aufgeheizt, jedoch ist hiermit wie bei anderen bekannten Heizvorrichtungen keine unmittelbare Aufheizung des Kraftstoffilters bzw. des Filtergehäuses möglich.
  • Von der Firma Bosch wird schließlich ein modifizierter Dieselfilter mit integrierter Heizvorrichtung angeboten. Bei diesem System wird zwar der Dieselfilter auch unmittelbar aufgeheizt, es muß jedoch der-komplette Kraftstoff- bzw. Dieselfilter ersetzt werden, so daß die Installation, insbesondere die nachträgliche Installation, unnötig verteuert, wenn nicht unmöglich gemacht wird.
  • Des weiteren ist aus der DE-OS 30 34 730 eine Vorrichtung zur Verhinderung von Ausscheidungen in flüssigen Kraftstoffen bei tiefen Temperaturen bekannt, von der die Erfindung ausgeht, bei der das elektrische Heizelement in Strömungsrichtung des Kraftstoffs. vor dem Kraftstoffilter angeordnet ist. Zwischen dem Kraftstoffilter und der Kraftstoffzuleitung mit Ringschlauchstück ist ein Vorwärmer eingesetzt, in dem das elektrische Heizelement angeordnet ist. Der flüssige Kraftstoff aus der Kraftstoffzuleitung durchfließt diesen Vorwärmer und wird durch das Heizelement aufgewärmt. In dem Vorwärmer in Strömungsrichtung unmittelbar hinter dem Heizelement ist ein Temperaturfühler angeordnet, der die Temperatur des erwärmten flüssigen Kraftstoffes erfaßt und die Stromzufuhr zu dem elektrischen Heizelement unterbricht, wenn die Temperatur des flüssigen Kraftstoffes 45 bis 50° C übersteigt.
  • Da der Temperaturfühler die Temperatur des aufgeheizten Kraftstoffes und nicht die Temperatur des Heizelements erfaßt, besteht die Gefahr, daß bei gestörtem oder vermindertem Kraftstoffdurchfluß der Kraftstoff zum Teil über den Siedepunkt erhitzt wird, und daß aufgrund des verschlechterten Wärmeübergangs von gasförmigem Kraftstoff auf den Temperaturfühler im Vergleich zu flüssigem Kraftstoff auf den Temperaturfühler die Temperaturmessung verfälscht wird. Folglich würde das Heizelement den Kraftstoff weiter aufheizen, wodurch möglicherweise eine Gasexplosion entstehen könnte. Um dies zu verhindern muß, wie bei anderen bekannten Heizvorrichtungen für flüssige Kraftstoffe, auch bei diesem System peinlichst darauf geachtet werden, daß der flüssige Kraftstoff nicht auf eine Temperatur erwärmt wird, die über seinem Siedepunkt bzw. seiner Verdampfungstemperatur liegt. Am einfachsten läßt sich dies dadurch erreichen, daß der Temperaturunterschied zwischen Heizelement und zu erwärmendem Kraftstoff nicht zu groß gewählt wird. Um jedoch andererseits die zur Erwärmung des strömenden flüssigen Kraftstoffes auf eine bestimmte Temperatur zu gewährleisten, muß entweder die Heizfläche des Heizelements vergrößert oder aber die Verweildauer des flüssigen Kraftstoffes im Vorwärmer vergrößert werden. Beide Maßnahmen führen zu einer Vergrößerung des Vorwärmers, wodurch einmal das System verteuert wird und zusätzlich eine einfache Nachrüstung erschwert wird, da insbesondere bei Kraftfahrzeugen in unmittelbarer Nähe des Kraftstoffilters nicht immer genügend Platz vorhanden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ einfachen Mitteln eine elektrische Heizvorrichtung mit einer Heizleistung zu schaffen, die gegenüber den bekannten Heizvorrichtungen eine intensivere Aufheizung sowohl des Kraftstoffes als auch des Filtergehäuses ermöglicht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
  • Durch die Verwendung einer herkömmlichen Glühstiftkerze, wie sie bei Dieselmotoren zum Vorwärmen des Brennraums vielfach eingesetzt wird, die in einer Schraubenkopfbohrung einer Hohlschraube eingesetzt ist, wie sie üblicherweise zum Anschluß von Kraftstoffzuleitungen an Filterelemente und Motor Verwendung findet, und sich in deren Längsbohrung erstreckt wird die Größe des elektrischen Heizelements minimiert.
  • Durch die gut wärmeleitende Verbindung zwischen der Hohlschraube und der in diese Hohlschraube eingesetzten Glühstiftkerze steht neben der Oberfläche des Glühstifts auch die Innenfläche der Hohlschraube zur Aufheizung des flüssigen Kraftstoffs zur Verfügung.
  • Dadurch, daß der Temperaturfühler in gut wärmeleitendem Kontakt mit der Hohlschraube steht, erfaßt dcr Temperaturfühler eine Temperatur die nicht von der Temperatur des erwärmten Krafistoffes abhängt, sondern von der Temperatur der Glühstiftkerze. Im Teillast- oder Vollastbetrieb einer mit einer derartigen elektrischen Heizvorrichtung ausgerüsteten Brennkraftmaschine umspült der kalte flüssige Kraftstoff den Glühstift in der Hohlschraube, kühlt diesen und wird dabei selbst aufgeheizt. Wird die Kraftstoffzufuhr vermindert, wie zum Beispiel im Leerlauf, so erhöht sich die Temperatur des Glühstiftes, da die dem Glühstift elektrisch zugeführte Energie nicht mehr so schnell abgeführt wird. Dieser Temperaturanstieg überträgt sich über die Hohlschraube auf den Temperaturfühler, so daß die Glühstiftkerze rechtzeitig außer Betrieb gesetzt werden kann, bevor der flüssige Kraftstoff zu verdampfen beginnt.
  • Auch die Explosions- oder Feuergefahr durch die Glühstiftkerze ist vernachlässigbar, da einmal durch die gut wärmeleitende Verbindung zwischen Glühstiftkerze und Temperaturfühler eine zu starke Erhitzung des Temperaturfühlers immer rechtzeitig erfaßt wird, und da das Kraftstoffversorgungssystem von Brennkraftmaschinen luftdicht bzw. sauerstoffdicht abgeschlossen ist und folglich keine Verbrennung erfolgen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 2 wird der Temperaturfühler auf ein Halteteil aus gut wärmeleitendem Material montiert, das wiederum in gut wärmeleitendem Kontakt mit der Hohlschraube steht. Damit können Standardtemperaturfühler verwendet werden, da der Temperaturfühler nicht an die spezielle Ausbildung der Hohlschraube angepaßt werden muß, sondern vielmehr das Halteteil an die vorgegebene Ausgestaltung des Temperaturfühlers angepaßt werden kann.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 3 ist die Hohlschraube aus gehärtetem Kupfer ausgebildet, wodurch der Wärmekontakt zwischen Temperaturfühler und Glühstiftkerze verbessert wird. Alternativ hierzu ließe sich dieser Wärmekontakt gemäß Anspruch 4 auch dadurch verbessern, daß nicht die ganze Hohlschraube aus Kupfer, also einem guten Wärmeleiter, besteht, sondern daß lediglich Wärmebrücken aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere Kupfer, zwischen der Glühstiftkerze und dem Halteteil vorgesehen sind.
  • In einer besonders bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 5 ist die Schraubenkopfbohrung der Hohlschraube mit einem Gewinde versehen, wodurch sich die Glühstiftkerze einerseits leicht montieren läßt und andererseits ein guter Wärmekontakt zwischen Glühstiftkerze und Hohlschraube gewährleistet ist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 ist das Halteteil als Dichtungselement zwischen dem Ringschlauchstück und dem Schraubenkopf oder dem Filtergehäuse ausgebildet. Damit wird eine weitere Verkleinerung der Baugröße erreicht, da ein Bauteil zwei Funktionen erfüllt.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 7, ist das Halteteil aus Kupfer, wodurch der Wärmekontakt zwischen dem Temperaturfühler und der Hohlschraube verbessert wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist der Temperaturfühler als Thermoschalter ausgebildet, die als preiswerte integrierte Bauteile kleiner Größe im Handel erhältlich sind, wodurch eine vereinfachte elektrische Beschaltung ermöglicht wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 9 ist der Thermoschalter als fehlersicheres Bauteil ausgebildet, beispielsweise durch Verwendung von Optokopplern, so daß jeglicher Ausfall des Thermoschalters zu einem offenen Schaltzustand führt und die Stromversorgung der Glühstiftkerze bei jeglicher Art von Fehlerzuständen unterbrochen wird.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird verhindert, daß die Batterie einer Brennkraftmaschine in der Startphase zusätzlich belastet wird, da die Leistung einer Batterie bei tiefen Temperaturen ohnehin erheblich vermindert ist.
  • Die Unteransprüche 11 und 12 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß für die Installation des Heizelements kaum zusätzlicher Raum benötigt wird, und daß der Einbau mit minimalen baulichen Veränderungen durchgeführt werden kann, indem lediglich die Hohlschraube am Kraftstoffilter durch die erfindungsgemäße Hohlschraube mit der Glühstiftkerze ersetzt wird. Auch die Veränderungen, die an einer herkömmlichen Hohlschraube vorgenommen werden müssen sind minimal. Es muß lediglich der Hohlschraubenkopf durchbohrt und mit einem Gewinde versehen werden, in dem dann die Glühstiftkerze eingeschraubt wird.
  • Durch die Anordnung der Glühstiftkerze im Innern der Hohlschraube verbleibt ein vergleichsweise dünner zylindrischer Ringspalt. Der zu erwärmende Kraftstoff wird zwangsweise durch diesen Ringspalt geführt und der gesamte zu erwärmende Kraftstoff wird im wesentlichen durch unmittelbaren Kontakt mit einer Heizfläche erwärmt, während die sehr langsame Erwärmung der Kraftstoffmoleküle untereinander durch Wärmeleitung kaum eine Rolle spielt.
  • Durch die gut wärmeleitende metallische Verbindung zwischen der Glühstiftkerze und der Hohlschraube und wiederum der Hohlschraube mit dem Filtergehäuse wird durch Wärmeleitung zugleich auch das Filtergehäuse erwärmt, so daß im Kraftstoffilter vorhandenes Paraphin geschmolzen wird, wenn die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung zu spät eingeschaltet worden ist, oder aber der damit ausgerüstete Motor längere Zeit nicht in Betrieb und tiefen Termperaturen ausgesetzt war.
  • Da viele Brennkraftmaschinen, insbesondere auch Dieselmotoren, eine Kraftstoffrückführung durch die Einspritzpumpe in den Tank aufweisen, wird auf diese Weise auch der flüssige Kraftstoff im Tank erwärmt, so daß sich auch im Bereich zwischen dem Tank und dem elektrischen Heizelement keinerlei temperaturbedingte Ausscheidungen mehr bilden können.
  • Durch die unmittelbare thermische Kopplung des überwachenden Temperaturfühlers mit der elektrisch beheizten Glühstiftkerze, wird die Sicherheit der elektrischen Heizvorrichtung erheblich vergrößert, da das Ausschalten des Heizelements auch dann gewährleistet ist, wenn sich kein flüssiger Kraftstoff in unmittelbarer Nähe der Glühstiftkerze befindet.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
  • Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt der Anschlußstelle der Kraftstoffzuleitung an den Kraftstoffilter der baulich integrierten Glühstiftkerze, und F i g. 2 eine zweite Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung, die an beliebiger Stelle in die Kraftstoffzuleitung eingesetzt werden kann, und Fig. 3 eine beispielhafte elektrische Beschaltung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung.
  • Der in F i g. 1 dargestellte Schnitt zeigt die Anschlußstelle der Kraftstoffzuleitung 1 an ein nur teilweise dargestelltes Kraftstoffiltergehäuse 2. Das Ende der Kraftstoffzuleitung 1 ist auf ein handelsübliches Ringschlauchstück 3 mit einer Anschlußtülle 4 aufgesteckt, die über eine handelsübliche M-14-Hohlschraube 5 an das Filtergehäuse 2 angeschraubt ist. Zwischen dem Ringschlauchstück 3 und dem Filtergehäuse 2 ist ein Dichtungselement 6 in Form eines Kupferdichtringes angeordnet. Zwischen dem Schraubenkopf 7 der Hohlschraube 5 und dem Ringschlauchstück 3 ist ein abgewickeltes Halteteil 8 aus Kupfer mit einem eine Bohrung 9 aufweisenden Schenkel 10 als Dichtungselement angeordnet. Auf dem anderen Schenkel 11 des Halteteils 8 ist ein Temperaturfühler 12 in Form eines Thermoschalters, aufgeschraubt, der sich bei überschreiten einer Temperatur von 40-50"C öffnet. Der Schraubenkopf 7 ist zentrisch aufgebohrt, so daß sich die innere Längsbohrung 13 der Hohlschraube 5 nach Außen in einer Schraubenkkopfbohrung 14 fortsetzt.
  • Die Schraubenkopfbohrung 14 ist mit einem Gewinde 21 versehen; in das eine handelsübliche einpolige Glühstiftkerze 15 eingeschraubt, so daß ihr innen mit einer elektrischen Heizwicklung versehener Glühstift 16 konzentrisch im Inneren der Längsbohrung 13 angeordnet ist und zwischen der Wandung der Hohlschraube 5 und dem Glühstift 16 ein Ringspalt verbleibt. Der Innendurchmesser der Längsbohrung 13 einer handelsüblichen Hohlschraube 5 beträgt etwa 8 mm, der Außendurchmesser des Glühstiftes 16 einer herkömmlichen Glühstiftkerze etwa 6 mm, so daß ein etwa 2 mm breiter Ringspalt zwischem dem Glühstift 16 und der Innenwand der Längsbohrung 13 verbleibt. Über einen elektrischen Leiter 17, der mit einem elektrischen Anschluß 18 verbunden ist, kann der Glühstiftkerze 15 elektrische Energie zugeführt werden.
  • Das Ringschlauchstück 3 weist einen umlaufenden Kanal 19 auf in den die Schlauchtülle 4 mündet. Die Hohlschraube 5 weist in dem Bereich in dem das Ringschlauchstück 3 zu liegen kommt mehrere radiale Bohrungen 20 auf, so daß Kraftstoff aus der Kraftstoffzuleitung über das Ringschlauchstück 3, die radialen Bohrungen 20 in die Längsbohrung 13 der Hohlschraube 5 gelangt. Die Glühstiftkerze 15 weist eine elektrische Heizleistung von beispielsweise 200 Watt auf, wodurch der durch die Längsbohrung 13 mit dem Glühstift 16 fließende Kraftstoff auf etwa 40 bis 60"C aufgeheizt wird.
  • F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der elektrischen Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die an beliebiger Stelle in die Kraftstoffzuleitung einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann.
  • Der Aufbau der Hohlschraube 5 mit Glühstiftkerze 15 ist völlig identisch mit den entsprechenden Teilen der Ausführungsform nach Fig. 1 und diese Teile werden daher mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Der einzige Unterschied zur Ausführungsform nach F i g. 1 besteht darin, daß anstelle eines Ringschlauchstückes 3 mit einer Anschlußtülle ein Ringschlauchstück 30 mit zwei Anschlußtüllen 31 und 32 verwendet wird, und daß die Hohlschraube 5 mit der eingebauten Glühstiftkerze 15 nicht an ein Filtergehäuse, sondern in eine Schraubkappe 33 eingeschraubt wird. Der über-ein Schlauchende 34 zugeführte Kraftstoff gelangt über die Bohrungen 20 in die Längsbohrung 13 mit der Glühstiftkerze 16, wird dort erhitzt und verläßt über die Bohrungen 20 die Längsbohrung 13 wieder und fließt über die Anschlußtülle 32 des Ringschlauchstücks 30 in einem Schlauchteil 35 weiter.
  • In Fig.3 ist ein Beispiel für den elektrischen Anschluß der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung an das elektrische System eines PKW's bzw. LKW's dargestellt. Eine Steuervorrichtung 40 weist einen Batterieanschluß 41, einen Lichtmaschinenanschluß 42, einen Masseanschluß 43 und einen ersten und zweiten Ausgangsanschluß 44 bzw. 45 auf. Der Batterieanschluß 41 ist mit einem Pluspol 46 der Batterie verbunden, während der Lichtmaschinenanschluß 42 mit einer eine positive Spannung führenden Klemme 47 einer nicht näher dargestellten Lichtmaschine verbunden ist. Zwischen dem Lichtmaschinenanschluß 42 und dem Masseanschluß 43 ist in Reihe ein Handschalter 48, ein Thermoschalter 49 und die Erregerspule eines Relais 50 geschaltet. Die Lastseite dieses Relais 50 ist einmal mit dem Batterieanschluß 41 und parallel mit dem ersten und zweiten Ausgang 44 bzw. 45 verbunden. Zwischen dem ersten Ausgang 44 und Masse-ist die elektrische Heizwicklung 51 der Glühstiftkerze 16 geschaltet. Zwischen dem zweiten Ausgang 45 und Masse ist eine Kontrolleuchte 52 geschaltet.
  • Wenn an dem Lichtmaschinenanschluß 42 eine genügend große Spannung vorliegt, d. h. wenn der Motor läuft, der Handschalter 48 und der Thermoschalter 49 geschlossen sind, werden die Kontakte auf der Lastseite des Relais 50 geschlossen und die Glühstiftkerze 16 sowie die zugehörige Kontrolleuchte 52 werden parallel mit Strom versorgt Erhitzt sich die Glühstiftkerze über einen vorbestimmten Temperaturwert von beispielsweise 45"C, beispielsweise wenn weniger Kraftstoff oder Kraftstoff mit höherer Temperatur die Heizvorrichtung durchströmt, so öffnet sich der Thermoschalter 49 und die Schaltkontakte auf der Lastseite des Relais 50 öffnen sich. Damit wird die Stromversorgung zu der Glühstiftkerze 16 und der Kontrolleuchte 52 unterbrochen, so daß keine weitere Aufheizung des flüssigen Kraftstoffes erfolgt.
  • Durch das Anschließen der Steuereinrichtung 40 an die Lichtmaschine wird verhindert, daß die erfindungsgemäße elektrische Heizvorrichtung schon in der Startphase betrieben wird, da die Batterie ohnehin schon stark belastet ist und zusätzlich eine Batterie bei tiefen Umgebungstemperaturen eine erheblich verminderte Leistung aufweist. Um den Startvorgang einzuleiten genügt ein Bruchteil der sich zwischen Kraftstoffilter und Einspritzpumpe bzw. sich in der Einspritzpumpe befindlichen Kraftstoffmenge. In dem Moment, in dem sich der Motor zu drehen beginnt, liefert die Lichtmaschine Strom und die elektrische Heizvorrichtung wird in Betrieb genommen und der zugeführte Kraftstoff erwärmt. Selbst wenn der Kraftstoff in der Einspritzpumpe bereits versulzt wäre, würde dies nicht sonderlich stören, da Einspritzpumpen eine genügend große Leistung aufweisen, um selbst eingedickten bzw. versulztcn Kraftstoff zu fördern. Auch wenn sich im Kraftstoffilter bereits Paraphin ausgeschieden hat würde dies durch den guten Wärmekontakt zwischen dem Heizelement und dem Filtergehäuse rasch wieder erschmolzen, so daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch ein bereits versulzter Dieselmotor ohne Fremdhilfe wieder in Betrieb genommen werden kann.
  • Für den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich alle handelsüblichen Glühstiftkerzen, wie sie als sogenannte Schnellglühkerzen für Dieselmotore verwendet werden.
  • Aus den angebotenen Glühstiftkerzen unterschiedlicher Heizleistung kann unter Berücksichtigung der jeweils zur Verfügung stehenden Versorgungsspannung, dem Kraftsloffvcrbrauch der Brennkraftmaschine und der gewünschten Aufheizung des flüssigen Kraftstoffs die passende Glühstiftkerze ausgewählt werden. Falls erforderlich kann die gewünschte Heizleistung auch durch regelbare Vorwiderstände entsprechend angepaßt werden.
  • Bei Brennkraftmaschinen größerer Leistung kann es unter Umständen vorteilhaft sein, in die Hohlschraube 5 mehrere Schraubenkopfbohrungen einzubringen in denen jeweils eine Glühstiftkerze eingebaut ist Auf diese Weise läßt sich der vermehrte Wärmebedarf für-das Aufheizen des größeren Kraftstoffdurchsatzes bei Brennkraftmaschinen mit größerer Leistung in vorteilhafter Weise einbringen.

Claims (12)

  1. Patentansprüche: 1. Elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen von Kraftstoff in einem Kraftstoffversorgungssy stem für Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, mit wenigstens einem Tank, einer Kraftstofförderpumpe, einem Kraftstoffilter, einer Kraftstoffzuleitung, einem in Strömungsrichtung vor dem Kraftstoffilter angeordneten elektrischen Heizelement und einer Steuervorrichtung mit einem Term: peraturfühler zum Ein- bzw. Ausschalten des elektrischen Heizelements, wobei die Kraftstoffzuleitung mittels einer üblicherweise verwendeten Hohlschraube mit einer Längsbohrung und einem Ringschlauchstück in den Kraftstoffilter einschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement wenigstens eine Glühstiftkerze (16) aufweist, die in einer Schraubenkopfbohrung (14) der Hohlschraube (5) eingebaut ist und sich in die Längsbohrung (13) der Hohlschraube (5) erstreckt und die mindestens teilweise in unmittelbarem Wärmekontakt mit der Hohlschraube (5) steht, und daß der Temperaturfühler (12) in unmittelbarem Wärmekontakt mit der Hohlschraube (5) steht.
  2. 2. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (12) auf ein Halteteil (8) aus gut wärmeleitendem Material montiert ist.
  3. 3. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlschraube (5) aus gehärtetem Kupfer besteht
  4. 4. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlschraube (5) in dem Bereich des Schraubenkopfes (7), in dem das Halteteil (8) angeordnet ist, radiale, sich in die Längsbohrung (13) erstreckende Bohrungen aufweist, die mit gut wärmeleitendem Material, insbesondere Kupfer, ausgefüllt sind.
  5. 5. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenkopfbohrung (14) der Hohlschraube (5) mit einem Gewinde (21) versehen ist.
  6. 6. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (8) zugleich als Dichtungselement (10) zwischen dem Ringschlauchstück (3) und der Hohlschraube (5) oder dem Filtergehäuse (2) ausgebildet ist.
  7. 7. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (8) aus Kupfer ist.
  8. 8. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler als ein bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur sich öffnender Thermoschalter (12) ausgebildet ist
  9. 9. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (12) als fehlersicheres Bauteil ausgebildet ist.
  10. 10. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Glühstiftkerze (16) über eine elektrische Leitung (17) und/oder die Stromversorgung der Steuereinrichtung (40) durch einen Generator erfolgt, der durch die Brennkraft- maschine angetrieben ist.
  11. 11. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf (7) der Hohlschraube (5) eine Bohrung (14) aufweist, die sich bis in die Längsbohrung (13) erstreckt.
  12. 12. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühstiftkerze (16) derart eingesetzt ist, daß ihr Glühstift (15) konzentrisch im Abstand innerhalb der Längsbohrung (13) liegt.
    Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen von Kraftstoff in einem Kraftstoffversorgungssystem für Bennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, gemäß dem Oberbegriff des
    Anspruchs 1.
    Bei Brennkraftmaschinen, die mit flüssigem Kraftstoff betrieben werden, insbesondere bei Dieselmotoren, besteht das Problem, daß der Dieselkraftstoff bei Temperaturen unter5° C durch Ausfall von paraffinkristallen versulzt bzw. eindickt. Diese Paraffinkristalle sammeln sich im Kraftstoffilter und vermindern bzw. verhindern die Kraftstoffzufuhr zum Motor.
    Um diese Probleme zu mindern, wird während der kalten Jahreszeit an den Tankstellen üblicherweise sogenannter Winterdiesel angeboten, der durch chemische Zusätze bis etwa -15"C uneingeschränkt fließfähig ist. Bei Temperaturen unter -15"C beginnt jedoch auch Winterdiesel zu versulzen. Durch erhöhte Zugabe von chemischen Zusätzen oder durch Mischung des Dieselkraftstoffs mit Normalbenzin läßt sich die Fließfähigkeit auch unter - 15" aufrechterhalten, wobei jedoch die Motorleistung verringert und die Motorbeanspruchung vergrößert wird. Darüber hinaus erhöht sich durch derartige Zusätze auch noch die Schadstoffemission, die beim Betrieb von Brennkraftmaschinen bei tiefen Temperaturen ohnehin schon erhöht ist.
    Aus der FR-PS 7 80834 ist beispielsweise ein spezieller Vergaser bekannt, in dem ein Heizelement angeordnet ist, das den flüssigen Kraftstoff vor der Verbrennung auf optimale Temperaturen aufheizt. Da diese bekannte Vorrichtung nur bei Brennkraftmaschinen anzuwenden ist, die mit Vergasern arbeiten, sind damit die Probleme, die insbesondere bei Dieselfahrzeugen auftreten, nicht zu lösen.
    Es wurden daher verschiedenartige Systeme vorgeschlagen, durch die der flüssige Kraftstoff vor der Zuführung zu der Brennkraftmaschine auf Temperaturen vorgewärmt wird, bei denen das Versulzen bzw. Eindikken mit Sicherheit nicht auftritt und die unter der Verdampfungstemperatur des flüssigen Kraftstoffs liegen.
    Beispielsweise wurde vorgeschlagen, die Kraftstoffzuleitung beheizbar auszuführen. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 52 945 bekannt, bei der in das Innere der Kraftstoffzuleitung zwischen Filter und Tank eine dünne bandförmige Widerstandsheizung eingebracht ist. Unmittelbar vor dem Filter mündet die Kraftstoffzuleitung in ein spezielles Anschlußstück, aus dem einmal die elektrische Zuleitung für die Widerstandsheizung herausgeführt wird und das zum anderen an den Kraftstoffilter angeschraubt ist..
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