DE3537566C1 - Electrical heating device for preheating of the fuel of internal combustion engines, especially diesel engines - Google Patents
Electrical heating device for preheating of the fuel of internal combustion engines, especially diesel enginesInfo
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Abstract
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- A very similar heating device is also known from EP 68 688, in which the fuel supply line is also connected to the Force-
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.fabric filter is screwed, in turn the feed for a Providing resistance heating projecting into the fuel supply line is disadvantageous in these heatable fuel supply lines, however, it is that the fuel filter or the filter housing is only slightly heated. So if for longer When standing at low temperatures, precipitates have already formed, will fail such a heater. In addition, subsequent installation becomes more complicated and more expensive, since most of the time the entire fuel line has to be replaced got to.
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. Furthermore, for example from DE-OS 30 21 282 an electrical Heating device for preheating liquid fuel is known to be suitable Place can be used as an intermediate piece in the fuel supply line. at this known electric heater for diesel fuel extends a heating element in a component with an elongated cavity. This cavity will the fuel to be heated flows through it and is thereby through the heating element warmed up. In the area of the outlet opening from the component, i.e. at the point At which the fuel has the highest temperature, the outlet opening is opposite a bore extending into the cavity of the component attached through the a temperature sensor in the form of a thermostat is covered. Through this thermostat the heating element is switched off when the temperature of the fuel has reached a predetermined value Height exceeds.
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. A disadvantage of this known device is again that the filter housing is heated only insignificantly, so that such a heater for the case is useless where paraffin has already precipitated in the fuel filter.
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. A similar arrangement is that disclosed in US Pat. No. 4,454,841 Refer to the pressure control device for fuel supply lines of internal combustion engines. The pressure regulating device known from this publication has a cylindrical one Heating element, which is screwed concentrically into a cylindrical housing, whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the cylindrical Heating element. When flowing through this between the cylindrical heating element and the remaining space in the cylindrical housing is the liquid fuel heated up. This heating element is regulated by a device in the cylindrical housing integrated temperature sensor. In this known device, although the liquid fuel is heated up in front of the filter element, but this is the same as with other known heating devices do not directly heat the fuel filter or the filter housing possible.
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. Finally, a modified diesel filter is produced by the Bosch company offered with integrated heating device. In this system, the diesel filter is also heated up immediately, but the complete fuel or diesel filter must be used replaced so that the installation, especially the subsequent installation, unnecessarily expensive, if not made impossible.
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. Furthermore, from DE-OS 30 34 730 a device for prevention of precipitates in liquid fuels at low temperatures known from based on the invention, in which the electrical heating element in the flow direction of fuel. before the fuel filter is arranged. Between the fuel filter and a preheater is inserted in the fuel supply line with the ring hose section, in which the electrical heating element is arranged. The liquid fuel from the Fuel supply line flows through this preheater and is through the heating element warmed up. In the preheater in the direction of flow immediately behind the heating element a temperature sensor is arranged that the temperature of the heated liquid Detects fuel and interrupts the power supply to the electrical heating element, when the temperature of the liquid fuel exceeds 45 to 50 ° C.
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. Since the temperature sensor the temperature of the heated fuel and not the temperature of the heating element detected, there is a risk that if there is a malfunction or reduced fuel flow, the fuel is partly above the boiling point is heated, and that due to the deteriorated heat transfer from gaseous Fuel on the temperature sensor compared to liquid fuel on the Temperature sensor the temperature measurement is falsified. Consequently, the heating element would keep heating the fuel, which may cause a gas explosion could. To prevent this, as with other known heating devices for liquid fuels, even with this system, meticulous attention is paid to that the liquid fuel is not heated to a temperature above its Boiling point or its evaporation temperature. The easiest way to do this is achieve that the temperature difference between the heating element and to be heated The chosen fuel is not too large. On the other hand, however, to the warming to ensure that the flowing liquid fuel is kept at a certain temperature, must either increase the heating surface of the heating element or increase the dwell time of the liquid fuel in the preheater can be increased. Both actions lead to an enlargement of the preheater, which on the one hand makes the system more expensive and In addition, simple retrofitting is made more difficult, especially in the case of motor vehicles There is not always enough space in the immediate vicinity of the fuel filter is.
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. The invention is based on the object with relatively simple means to create an electric heater with a heating capacity that is opposite the known heating devices a more intensive heating of both the fuel as well as the filter housing.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1. This problem is solved by the features of the claim 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. By using a traditional glow plug like her is often used in diesel engines to preheat the combustion chamber, which in a screw head bore of a hollow screw is used, as is usually the case is used to connect fuel lines to filter elements and the engine, and extending in the longitudinal bore is the size of the electrical heating element minimized.
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.Due to the good heat-conducting connection between the banjo screw and the glow plug inserted into this hollow screw is next to the surface of the glow plug also the inner surface of the hollow screw for heating the liquid Fuel available.
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. Because the temperature sensor is in good thermal contact with the banjo bolt, the temperature sensor detects a temperature that is not depends on the temperature of the heated fuel, but from the temperature of the glow plug. In partial or full load operation one with a such an electric heater equipped internal combustion engine washes around the cold liquid fuel cools the glow plug in the banjo bolt and cools it is heated up by itself. If the fuel supply is decreased, such as When idling, the temperature of the glow plug increases as that of the glow plug electrically supplied energy is no longer dissipated as quickly. This temperature rise is transmitted to the temperature sensor via the hollow screw, so that the glow plug can be put out of service in good time before the liquid fuel becomes too starts to evaporate.
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. There is also a risk of explosion or fire from the glow plug negligible, because on the one hand due to the good heat-conducting connection between the glow plug and temperature sensor an excessive heating of the temperature sensor always in good time is detected, and since the fuel supply system of internal combustion engines is airtight or is sealed in an oxygen-tight manner and consequently no combustion can take place.
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. According to an advantageous development according to claim 2, the Temperature sensor mounted on a holding part made of a material that conducts heat well, the in turn is in good heat-conducting contact with the banjo bolt. So can Standard temperature sensors can be used because the temperature sensor does not respond to the special training of the banjo bolt must be adapted, but rather that Holding part to be adapted to the specified design of the temperature sensor can.
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 an advantageous development according to claim 3, the hollow screw is Made of hardened copper, whereby the thermal contact between temperature sensors and glow plug is improved. Alternatively, this thermal contact could be used also improve according to claim 4 in that not the entire hollow screw is made of copper, So a good conductor of heat, but that only thermal bridges consist of good thermally conductive material, in particular copper, between the glow plug and the Holding part are provided.
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. In a particularly preferred development according to claim 5 is the screw head bore of the banjo bolt is provided with a thread, as a result of which the glow plug can be easily installed on the one hand and good thermal contact on the other between glow plug and hollow screw is guaranteed.
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. According to one embodiment of the invention according to claim 6, the holding part is as a sealing element between the ring hose piece and the screw head or the Filter housing formed. This achieves a further reduction in size, because a component fulfills two functions.
In einer bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 7, ist das Halteteil aus Kupfer, wodurch der Wärmekontakt zwischen dem Temperaturfühler und der Hohlschraube verbessert wird. In a preferred development according to claim 7, the holding part is made of copper, creating thermal contact between the temperature sensor and the banjo bolt is improved.
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. In one embodiment of the invention according to claim 8, the temperature sensor is designed as a thermal switch, which is smaller than inexpensive integrated components Size are commercially available, which simplifies the electrical circuit is made possible.
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. According to one embodiment according to claim 9, the thermal switch is designed as a fail-safe component, for example through the use of optocouplers, so that any failure of the thermal switch to a leads to an open switching state and the power supply to the glow plug in the event of any type of fault condition is interrupted.
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. In a particularly advantageous development of the invention according to Claim 10 prevents the battery of an internal combustion engine in the starting phase is additionally burdened, since the performance of a battery at low temperatures is already considerably reduced.
Die Unteransprüche 11 und 12 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. The dependent claims 11 and 12 relate to further advantageous Refinements of the invention.
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. There is a particular advantage of the device according to the invention in that hardly any additional space is required for the installation of the heating element and that the installation can be carried out with minimal structural changes can by only the hollow screw on the fuel filter by the invention Hollow screw is replaced with the glow plug. Even the changes that are at A conventional hollow screw must be made are minimal. It must only the hollow screw head is drilled through and provided with a thread, in which the glow plug is then screwed in.
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. Due to the arrangement of the sheathed-element glow plug inside the hollow screw a comparatively thin cylindrical annular gap remains. The one to be heated Fuel is forcibly fed through this annular gap and the entire fuel to be heated Fuel is essentially generated through direct contact with a heating surface heated, while the very slow heating of the fuel molecules among each other hardly plays a role due to thermal conduction.
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. Thanks to the metallic connection between the glow plug, which conducts heat well and the banjo bolt and in turn the banjo bolt with the filter housing is through Heat conduction at the same time also heats the filter housing, so that in the fuel filter any paraphin present is melted when the electrical heating device according to the invention was switched on too late, or the motor equipped with it was switched on for a longer period of time Was not in operation for a long time and was exposed to low temperatures.
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. Since many internal combustion engines, especially diesel engines, have a Fuel return through the injection pump into the tank will be based on this Way, the liquid fuel in the tank is also heated, so that it is also in the area between the tank and the electrical heating element no temperature-related More excretions can form.
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. Due to the direct thermal coupling of the monitoring temperature sensor With the electrically heated glow plug, the safety of the electrical Heating device enlarged considerably, since the heating element is switched off even then is guaranteed if there is no liquid fuel in the immediate vicinity of the Glow plug is located.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Further details, features and advantages of the invention result from the following description of several embodiments based on the Drawing.
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. It shows F i g. 1 shows a section of the connection point of the fuel supply line to the fuel filter of the structurally integrated glow plug, and F i g. 2 one second embodiment of the electric heating device, which can be placed anywhere can be used in the fuel supply line, and FIG. 3 shows an example electrical wiring of the heating device according to the invention.
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. The in F i g. 1 section shows the connection point of the Fuel supply line 1 to a fuel filter housing, which is only partially shown 2. The end of the fuel supply line 1 is on a commercially available ring hose section 3 with a connecting grommet 4 attached via a commercially available M-14 banjo screw 5 is screwed to the filter housing 2. Between the ring hose section 3 and the filter housing 2 has a sealing element 6 in the form of a copper sealing ring. Between the screw head 7 of the hollow screw 5 and the annular hose piece 3 is a developed holding part 8 made of copper with a leg having a bore 9 10 arranged as a sealing element. On the other leg 11 of the holding part 8 is a temperature sensor 12 in the form of a thermal switch, screwed on, which opens when a temperature of 40-50 "C is exceeded. The screw head 7 is centric drilled open so that the inner longitudinal bore 13 of the hollow screw 5 to the outside in a screw head bore 14 continues.
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.The screw head bore 14 is provided with a thread 21; in screwed in a commercially available single-pole glow plug 15, so that you inside Glow plug 16 provided with an electrical heating coil concentrically inside the longitudinal bore 13 is arranged and between the wall of the hollow screw 5 and the glow plug 16 remains an annular gap. The inside diameter of the longitudinal hole 13 of a commercially available hollow screw 5 is about 8 mm, the outer diameter of the glow plug 16 of a conventional glow plug about 6 mm, so that an approximately 2 mm wide annular gap between the glow plug 16 and the inner wall of the longitudinal bore 13 remains. Via an electrical conductor 17, which has an electrical connection 18 is connected, the glow plug 15 can be supplied with electrical energy.
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. The ring hose piece 3 has a circumferential channel 19 in the the hose nozzle 4 opens. The hollow screw 5 points in the area in which the annular hose piece 3 to lie there is a plurality of radial bores 20, so that fuel from the fuel supply line Via the annular hose piece 3, the radial bores 20 in the longitudinal bore 13 of the Banjo screw 5 arrives. The glow plug 15 has an electrical heating output of, for example, 200 watts, whereby the through the longitudinal bore 13 with the glow plug 16 flowing fuel is heated to about 40 to 60 "C.
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. F i g. Fig. 2 shows an embodiment of the electric heating device according to the present invention at any point in the fuel supply line an internal combustion engine can be used.
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. The structure of the hollow screw 5 with sheathed-element glow plug 15 is completely identical with the corresponding parts of the embodiment of FIG. 1 and these parts are therefore marked with the same reference numerals.
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.The only difference to the embodiment according to FIG. 1 exists in that instead of an annular hose piece 3 with a connecting grommet, an annular hose piece 30 is used with two connecting sleeves 31 and 32, and that the hollow screw 5 with the built-in glow plug 15 not to a filter housing, but to a Screw cap 33 is screwed in. The fuel supplied via a hose end 34 passes through the bores 20 into the longitudinal bore 13 with the glow plug 16, is heated there and leaves the longitudinal bore 13 again via the bores 20 and flows through the connecting sleeve 32 of the tubular hose section 30 in one Hose part 35 further.
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. In Figure 3 is an example of the electrical connection of the invention Heater shown on the electrical system of a car or truck. One Control device 40 has a battery connection 41, an alternator connection 42, a ground terminal 43, and first and second output terminals 44 and 44, respectively. 45 on. The battery connection 41 is connected to a positive pole 46 of the battery, while the alternator terminal 42 carries a positive voltage Terminal 47 is connected to an alternator not shown in detail. Between the alternator connection 42 and the ground connection 43 is a manual switch in series 48, a thermal switch 49 and the excitation coil of a relay 50 are switched. The load side this relay 50 is once with the battery terminal 41 and in parallel with the first and second output 44 and 45, respectively. Between the first output 44 and ground-is the electrical heating coil 51 of the glow plug 16 is switched. Between the second A control lamp 52 is connected to output 45 and ground.
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. If at the alternator connection 42 a sufficiently large voltage is present, d. H. when the engine is running, the manual switch 48 and the thermal switch 49 are closed, the contacts on the load side of the relay 50 are closed and the glow plug 16 and the associated control lamp 52 become parallel supplied with electricity If the sheathed-element glow plug is heated above a predetermined temperature value of for example 45 "C, for example when less fuel or fuel If the heating device flows through at a higher temperature, the thermal switch opens 49 and the switching contacts on the load side of the relay 50 open. So that will the power supply to the glow plug 16 and the control lamp 52 is interrupted, so that no further heating of the liquid fuel takes place.
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. By connecting the control device 40 to the alternator prevents the electrical heater according to the invention already in the Start phase is operated because the battery is already heavily loaded and additionally a battery at low ambient temperatures a considerably reduced one Has performance. A fraction of the amount is sufficient to initiate the starting process located between the fuel filter and the injection pump or in the injection pump Fuel quantity. The moment the engine starts to turn, it delivers the alternator power and the electrical heater is put into operation and the supplied fuel is heated. Even if the fuel is in the injection pump If it were already too much, this would not be a problem, since injection pumps have a have sufficient power to even thickened or gelled fuel to promote. Even if paraphin has already been excreted in the fuel filter this would be due to the good thermal contact between the heating element and the filter housing quickly melted again, so that with the device according to the invention also a already failed diesel engines can be put back into operation without outside help can.
Für den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich alle handelsüblichen Glühstiftkerzen, wie sie als sogenannte Schnellglühkerzen für Dieselmotore verwendet werden. All commercially available ones are suitable for the purpose according to the invention Sheathed-element glow plugs, as used as so-called rapid glow plugs for diesel engines will.
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.From the offered glow plugs with different heating capacities can, taking into account the supply voltage available in each case, to the Fuel consumption of the internal combustion engine and the desired When heating the liquid fuel, the appropriate glow plug can be selected. If necessary, the desired heating output can also be achieved using adjustable series resistors be adjusted accordingly.
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. In the case of internal combustion engines of greater power, it can under certain circumstances be advantageous to drill several screw head holes in the hollow screw 5 each with a built-in glow plug. In this way, the increased heat requirement for heating up the larger fuel throughput in internal combustion engines bring in with greater power in an advantageous manner.
Claims (12)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3537566A DE3537566C1 (en) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | Electrical heating device for preheating of the fuel of internal combustion engines, especially diesel engines |
EP86900740A EP0245266A1 (en) | 1985-01-23 | 1986-01-22 | Electric heating device for preheating the fuel in internal combustion engines, especially diesel engines |
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FR8600953A FR2576362A1 (en) | 1985-01-23 | 1986-01-23 | ELECTRIC HEATING DEVICE FOR PREHEATING FUEL FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINES, PARTICULARLY DIESELS |
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ID=6284180
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