EP0319597A1 - Device for the improvement of cold running of diesel engines - Google Patents

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EP0319597A1
EP0319597A1 EP87118081A EP87118081A EP0319597A1 EP 0319597 A1 EP0319597 A1 EP 0319597A1 EP 87118081 A EP87118081 A EP 87118081A EP 87118081 A EP87118081 A EP 87118081A EP 0319597 A1 EP0319597 A1 EP 0319597A1
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EP
European Patent Office
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gas oil
fuel
flow
filter
paraffin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87118081A
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German (de)
French (fr)
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István Dipl.-Ing. Spissàk
Barna Dipl.-Ing. Hanula
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"transinnov" Kozlekedesi Mueszaki Fejleszto Leanyvallalat
Original Assignee
"transinnov" Kozlekedesi Mueszaki Fejleszto Leanyvallalat
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Publication date
Application filed by "transinnov" Kozlekedesi Mueszaki Fejleszto Leanyvallalat filed Critical "transinnov" Kozlekedesi Mueszaki Fejleszto Leanyvallalat
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/003—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge
    • F02D33/006—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge depending on engine operating conditions, e.g. start, stop or ambient conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
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    • F02M37/18—Feeding by means of driven pumps characterised by provision of main and auxiliary pumps
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    • F02M37/32—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
    • F02M37/36—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements with bypass means
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    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/125—Fuel

Definitions

  • the invention relates to a method and a device by means of which the cold operating options of internal combustion engines (diesel engines) operated with gas oil fuel can be improved.
  • the invention ensures the pumpability of the gas oil fuel under the influence of cold even with paraffin which is emitted from the fuel, and prevents the flow of the amount of fuel required for the correct operation of the engine from being reduced or made impossible by clogged filters.
  • Cold starting and cold running diesel engines encounter two well-known difficulties: -
  • the temperature of the air compressed in the cylinder head (combustion chamber) at the end of the compression stroke does not always reach the ignition temperature of the injected fuel when the engine is cold at the engine speed specified by the starter. Numerous methods are known for solving this problem.
  • the fuel gas oil
  • the gas oil flow can also be interrupted during operation if the temperature of the fuel continues to decrease compared to the starting condition. In this case, the diesel engine that is already running begins to stall and even stops in most cases and can only be restarted after the blockage has been removed.
  • the fundamental cause of the malfunction described in the second part is the dewaxing of the gas oil.
  • the motor fuels including the gas oil, are contaminated to a certain degree even with the most thorough manufacturing and storage technology and must therefore be filtered before they reach the very fine-tuned feed or atomizer elements.
  • the filtration is traditionally carried out in three stages in the engines used today.
  • the first stage is a pre-filter, which is either located directly in front of the fuel pump or less frequently in the fuel tank.
  • the pre-filter is a relatively coarse sieve filter.
  • the two other stages form a fine filter system, which is arranged directly in front of the fuel pump. Its coarser element is generally formed by a felt insert, the finer element by a paper insert.
  • the ambient temperature at which the first malfunctions appear can best be identified with the cold filtering point (CFPP) of the gas oil.
  • CFPP cold filtering point
  • the disadvantage of this measure is that the cooling water has such a thermal energy only 20 to 30 minutes after starting that the wax crystals dissolve.
  • the aim of the invention is to develop a method and a device by means of which the cold operation of the diesel engines operated with gas oil fuel is improved and the disadvantages and deficiencies described can be avoided.
  • the gas oil that reaches the main feed channel and possibly also contains paraffin is led to the combustion chamber with complete security by the feed elements.
  • a fuel pump 5 begins to draw gas oil from the container during operation. If the gas oil contains so much paraffin that the fuel pump is unable to draw in the gas oil during normal operation, there is no pressure switch 6 Pressure. In this case, the fuel submersible pump 1 driven by an electric motor 2 begins to work in the fuel tank, from which the fuel is conveyed to a pre-filter 4.
  • the pre-filter 4 is very likely to be clogged by the paraffin in a short time; therefore a bypass valve 3 according to FIG. 2 opens, by means of which the gas oil flow in the direction of a main filter 7 is ensured.
  • a bypass valve 9 opens so that the fuel gets into the injection pump. If the starting capacity of the starter and the temperature of the intake air are appropriate, there is no obstacle to starting.
  • heating inserts 10, 11, 12 in the exhaust branch, in the fuel tank and in the main filters 7 in the fuel supply system.
  • the different engine and fuel supply systems of the different vehicle types require individual preheating designs.
  • the heating inserts can - electrically via the vehicle battery - using the thermal energy of the cooling water, - using the thermal energy of the exhaust gas, - using other waste energy operate.
  • An exemplary embodiment of the pre-filter 4 and bypass valve 3 shown in FIG. 2 operates as follows:
  • the gas oil flows in the pre-filter 4 arranged in front of the fuel pump 5 through an inlet bore 13, a filter fabric 14 and an outlet bore 17.
  • the gas oil enters through a feed pipe 18 and exits through an outlet pipe 21 via a flow screw in the filter system 7.
  • the method and the device according to the invention have their primary area of use in the improvement of the fuel supply system of diesel engines operated with gas oil in winter operation. This creates the possibility of starting vehicles in extreme cold (- 20 ° C, - 30 ° C) and keeping them operational, even with gas oils with poor cold properties (paraffin waxing).

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Abstract

The pumpability of diesel fuel is ensured, even when paraffin separates out of the fuel under the effect of low temperatures, whilst preventing the reduction or stoppage of the flow of fuel needed for trouble-free operation of the engine due to clogged filters (4, 7). This is achieved in that a submersible pump (1) arranged in the fuel tank and where necessary automatically controlled, begins to function so that the intake branch of the fuel line is converted into a pressurised branch. By supplementing the prefilter (4) and the main filter (7) with a bypass valve (3, 9) it can be ensured that the flow of diesel fuel in the fuel system is maintained even when filter inserts are clogged by paraffin crystals. By means of heating elements or heat exchanger elements (10, 11, 12) the diesel fuel can be warmed after starting the engine so that the paraffin crystals dissolve and the flow can begin again through the filter inserts. By means of the method according to the invention and the device the supply of fuel from the fuel tank to the injection pump can be also be ensured in winter operation, even when using summer grade diesel fuel. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, durch welche die Kaltbetriebsmöglichkeiten von mit Gasöl-Kraftstoff betriebenen Brenn­kraftmaschinen (Diesel-Motoren) verbessert werden können.The invention relates to a method and a device by means of which the cold operating options of internal combustion engines (diesel engines) operated with gas oil fuel can be improved.

Durch die Erfindung wird die Pumpbarkeit des Gasöl-Kraftstoffs bei der Einwir­kung von Kälte auch bei sich aus dem Kraftstoff auscheidendem Paraffin sicherge­stellt, und es wird verhindert, daß das Durchströmen der zum einwandfreien Be­trieb des Motors erforderlichen Kraftstoffmenge von verstopften Filtern vermin­dert oder unmöglich gemacht wird.The invention ensures the pumpability of the gas oil fuel under the influence of cold even with paraffin which is emitted from the fuel, and prevents the flow of the amount of fuel required for the correct operation of the engine from being reduced or made impossible by clogged filters.

Das Kaltstarten und der Kaltbetrieb von Diesel-Motoren stoßen auf zwei wohl­bekannte Schwierigkeiten:
- die Temperatur der im Zylinderkopf (Brennraum) am Ende des Kompressions­taktes verdichteten Luft erreicht in kaltem Zustand des Motors bei der vom An­lasser vorgebenen Motordrehzahl nicht immer die Zündtemperatur des eingespritz­ten Kraftstoffs. Zur Lösung dieses Problems sind zahlreiche Verfahren bekannt.
- der Kraftstoff (das Gasöl) gelangt nicht in den Zylinder (Brennraum), so daß kein Verbrennen stattfinden kann und der Motor nicht gestartet werden kann. Das Aussetzen der Gasölströmung kann auch während des Betriebs erfolgen, wenn die Temperatur des Kraftstoffes im Vergleich zum Anlaßzustand weiter sinkt. In diesem Fall beginnt der bereits laufende Diesel-Motor zu stocken und setzt sogar in den meisten Fällen aus und kann erst nach der Beseitigung der Verstopfung wieder angelassen werden.Cold starting and cold running diesel engines encounter two well-known difficulties:
- The temperature of the air compressed in the cylinder head (combustion chamber) at the end of the compression stroke does not always reach the ignition temperature of the injected fuel when the engine is cold at the engine speed specified by the starter. Numerous methods are known for solving this problem.
- The fuel (gas oil) does not get into the cylinder (combustion chamber), so that no combustion can take place and the engine cannot be started. The gas oil flow can also be interrupted during operation if the temperature of the fuel continues to decrease compared to the starting condition. In this case, the diesel engine that is already running begins to stall and even stops in most cases and can only be restarted after the blockage has been removed.

Die grundsätzliche Ursache der im zweiten Teil beschriebenen Betriebsstörung besteht in der Verparaffinierung des Gasöls.The fundamental cause of the malfunction described in the second part is the dewaxing of the gas oil.

Es ist wohlbekannt, daß bei der Abkühlung des Gasöls bei einer gegebenen Temperatur Paraffinkristalle auszuscheiden beginnen. Diese machen die Flüssig­keit erst trüb, dann vollständig gelartig und bei weiterer Abkühlung setzt sich dieser Vorgang im Endfall bis zum Erstarren fort.It is well known that as the gas oil cools down at a given temperature, wax crystals begin to separate. These make the liquid cloudy, then completely gel-like and with further cooling this process continues in the end until it solidifies.

Die Motorkraftstoffe, so auch das Gasöl, sind auch bei gründlichster Herstel­lungs- und Lagerungstechnologie zu einem gewissen Grad verschmutzt und müssen deshalb gefiltert werden, bevor sie zu den sehr fein angepaßten Zuführ- bzw. Zer­stäuberelementen gelangen. Die Filtrierung wird in den heute gebrauchten Motoren herkömmlich in drei Stufen durchgeführt.The motor fuels, including the gas oil, are contaminated to a certain degree even with the most thorough manufacturing and storage technology and must therefore be filtered before they reach the very fine-tuned feed or atomizer elements. The filtration is traditionally carried out in three stages in the engines used today.

Die erste Stufe ist ein Vorfilter, welches entweder unmittelbar vor der Kraft­stoffpumpe oder seltener im Kraftstoffbehälter angeordnet ist. Das Vorfilter ist ein relativ grobes Siebfilter.The first stage is a pre-filter, which is either located directly in front of the fuel pump or less frequently in the fuel tank. The pre-filter is a relatively coarse sieve filter.

Die zwei anderen Stufen bilden ein Feinfiltersystem, welches unmittelbar vor der Kraftstoffpumpe angeordnet ist. Dessen gröberes Element wird im allgemeinen von einer Filzeinlage, das feinere Element von einer Papiereinlage gebildet.The two other stages form a fine filter system, which is arranged directly in front of the fuel pump. Its coarser element is generally formed by a felt insert, the finer element by a paper insert.

Infolge der Vergrößerung und der Zunahme der Paraffinkristalle werden die Filter verstopft, wonach die durchströmende Flüssigkeitsmenge erst vermindert wird, bis dann die Strömung vollständig unterbrochen wird.As a result of the enlargement and the increase in the wax crystals, the filters become blocked, after which the amount of liquid flowing through is first reduced until the flow is then completely interrupted.

Im Grenzfall (gelartiges, erstarrtes Gasöl) stößt bereits auch die Pumpbarkeit auf Hindernisse, so daß die Flüssigkeit nicht einmal zu den Filtern gelangt.In the limit case (gel-like, solidified gas oil), the pumpability already encounters obstacles, so that the liquid does not even get to the filters.

Diejenige Umgebungstemperatur, bei der die ersten Betriebsstörungen erschei­nen, kann am besten mit dem Kaltfilterungspunkt (CFPP) des Gasöls gekennzeich­net werden. Das hängt selbstverständlich von der Qualität des gegebenen Gasöls ab.The ambient temperature at which the first malfunctions appear can best be identified with the cold filtering point (CFPP) of the gas oil. Of course, that depends on the quality of the given gas oil.

Es sind mehrere Lösungen für die oben beschriebenen Probleme bekannt:

  • 1. Während der Herstellung des Gasöls soll das Paraffin extrahiert werden, so daß das Gasöl auch bei ganz niedrigen Temperaturen störungsfrei strömen kann.
    Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß dadurch die aus dem gegebenen Rohöl gewinnbare Menge vermindert wird, eine bedeutende Energiemenge verloren­geht und die Herstellungskosten sich erhöhen.
  • 2. Benzin wird in das Gasöl gemischt.
    Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sich die Kraftstoffkosten erhöhen und nur eine teilweise Verbesserung erreicht wird und die Schmierfähigkeit des Gasöls vermindert wird, wodurch die Zuführelemente vorzeitig verschleißen.
  • 3. Petroleum wird in das Gasöl gemischt.
    Eine Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Kaltverwendungseigenschaf­ten nur geringfügig verbessert werden und im Brennraum und an der Zerstäuber­spitze Ablagerungen und Verkohlungen entstehen.
  • 4. Verwendung von eine Verparaffinierung verhindernden Zusätzen.
    Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Kaltbetriebsmöglichkeiten nur mittelmäßig verbessert werden und sie nur bei Einmischung bei Gasöltemperaturen von mindestens + 15 °C bis + 20 °C wirksam ist, was im Winter im allgemeinen nicht sichergestellt werden kann.
  • 5. Modifikation des Kraftstoffzuführsystems - Verwendung eines elektrischen Heizeinsatzes an verschiedenen Stellen (Behälter, Filter, Leitung usw.) des Zuführ­systems.
There are several known solutions to the problems described above:
  • 1. During the production of the gas oil, the paraffin should be extracted so that the gas oil can flow without problems even at very low temperatures.
    The disadvantage of this solution is that it reduces the amount obtainable from the given crude oil, a significant amount of energy is lost and the production costs increase.
  • 2. Gasoline is mixed into the gas oil.
    The disadvantage of this solution is that the fuel costs increase and only a partial improvement is achieved and the lubricity of the gas oil is reduced, as a result of which the feed elements wear out prematurely.
  • 3. Petroleum is mixed into the gas oil.
    A disadvantage of this solution is that the cold use properties are only slightly improved and deposits and charring occur in the combustion chamber and at the atomizer tip.
  • 4. Use of dewaxing additives.
    A disadvantage of this solution is that the cold operation options are only moderately improved and it is only effective when mixed in at gas oil temperatures of at least + 15 ° C to + 20 ° C, which cannot generally be ensured in winter.
  • 5. Modification of the fuel delivery system - use of an electric heating insert at different locations (container, filter, pipe, etc.) of the delivery system.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß eine hohe Heizleistung nur aus dem Stromnetz gewonnen werden kann, was mit kostspieligem Netzausbau und relativ hohem Verbrauch an elektrischer Energie verbunden ist.The disadvantage of this solution is that a high heating output can only be obtained from the power grid, which is associated with expensive network expansion and a relatively high consumption of electrical energy.

Aus der Batterie des Kraftfahrzeugs kann nur eine kleinere Heizleistung gewonnen werden, wodurch aber die Betriebsfähigkeit während des Fahrens im allgemeinen nicht sichergestellt wird und eine Verbesserung des Kaltanlassens nicht erreicht werden kann.
- Ausnützung der Wärmeenergie des Kühlwassers durch Wärmetauscher (im Kraftstoffbehälter, in den Rohrleitungen). Die Wärmeenergie des nach dem Anlassen des Motors erwärmten Kühlwassers kann zum Erwärmen des Gasöls verwendet werden, so daß das Paraffin in dem sich erwärmenden Gasöl gelöst wird.Only a smaller heating output can be obtained from the battery of the motor vehicle, but this generally does not ensure the operability during driving and an improvement in the cold starting cannot be achieved.
- Utilization of the thermal energy of the cooling water by means of heat exchangers (in the fuel tank, in the pipes). The thermal energy of the cooling water heated after the engine is started can be used to heat the gas oil so that the paraffin is dissolved in the heating gas oil.

Der Nachteil dieser Maßnahme besteht darin, daß das Kühlwasser erst 20 bis 30 Minuten nach dem Anlassen über eine derartige Wärmeenergie verfügt, daß sich die Paraffinkristalle auflösen.The disadvantage of this measure is that the cooling water has such a thermal energy only 20 to 30 minutes after starting that the wax crystals dissolve.

Von dem Erkennen der oben beschriebenen Probleme ausgehend ist die Ziel­setzung der Erfindung die Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, durch welche der Kaltbetrieb der mit Gasöl-Kraftstoff betriebenen Diesel-Motoren verbessert und die Vermeidung der beschriebenen Nachteile und Mangelhaftigkeiten ermöglicht werden.Based on the recognition of the problems described above, the aim of the invention is to develop a method and a device by means of which the cold operation of the diesel engines operated with gas oil fuel is improved and the disadvantages and deficiencies described can be avoided.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die beschriebenen Nachteile dadurch vermieden, daß das Durchströmen des Gasöls aus dem Kraftstoffbehälter zum Gasöl-Hauptzuführkanal der Zuführpumpe vollständig gelöst wird.With the method and the device according to the invention, the disadvantages described are avoided in that the flow of gas oil from the fuel tank to the gas oil main feed channel of the feed pump is completely solved.

Das bis zum Hauptzuführkanal gelangende, ggf. auch paraffinhaltige Gasöl wird durch die Zuführelemente mit vollständiger Sicherheit zum Brennraum geführt.The gas oil that reaches the main feed channel and possibly also contains paraffin is led to the combustion chamber with complete security by the feed elements.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbei­spiele mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

  • Figur 1 die Betriebsskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Figur 2 eine beispielsweise Lösung des Umgehungsventils des im Saugzweig angeordneten Filters und
  • Figur 3 eine beispielsweise Lösung des Umgehungsventils des im Druckzweig angeordneten Hauptfilters.
The solution according to the invention is explained in more detail below with the aid of some exemplary embodiments with the accompanying drawing. It shows:
  • FIG. 1 shows the operational sketch of the method according to the invention,
  • 2 shows an example of a solution of the bypass valve of the filter and arranged in the suction branch
  • 3 shows an example of a solution of the bypass valve of the main filter arranged in the pressure branch.

Das Wesen des Verfahrens ist wie folgt (laut Figur 1):The essence of the process is as follows (according to Figure 1):

Eine Kraftstoffpumpe 5 beginnt im Betrieb Gasöl aus dem Behälter anzusaugen. Wenn das Gasöl so stark paraffinhaltig ist, daß die Kraftstoffpumpe im Normalbe­trieb zum Ansaugen des Gasöls unfähig ist, kommt an einem Druckschalter 6 kein Druck zustande. In diesem Fall beginnt die von einem Elektromotor 2 angetriebene Kraftstoffauchpumpe 1 im Kraftstoffbehälter zu arbeiten, von welcher der Kraft­stoff bis zu einem Vorfilter 4 gefördert wird.A fuel pump 5 begins to draw gas oil from the container during operation. If the gas oil contains so much paraffin that the fuel pump is unable to draw in the gas oil during normal operation, there is no pressure switch 6 Pressure. In this case, the fuel submersible pump 1 driven by an electric motor 2 begins to work in the fuel tank, from which the fuel is conveyed to a pre-filter 4.

Das Vorfilter 4 wird von dem Paraffin mit großer Wahrscheinlichkeit in kurzer Zeit verstopft; deshalb öffnet sich ein Umgehungsventil 3 laut Figur 2, durch welches die Gasölströmung in Richtung zu einem Hauptfilter 7 sichergestellt wird.The pre-filter 4 is very likely to be clogged by the paraffin in a short time; therefore a bypass valve 3 according to FIG. 2 opens, by means of which the gas oil flow in the direction of a main filter 7 is ensured.

Wenn das Hauptfilter 7 von dem Paraffin verstopft worden ist, öffnet sich ein Umgehungsventil 9, so daß der Kraftstoff in die Einspritzpumpe gelangt. Falls die Startkapazität des Anlassers und die Temperatur der angesaugten Luft entsprechend sind, steht dem Starten kein Hindernis mehr im Wege.When the main filter 7 has been blocked by the paraffin, a bypass valve 9 opens so that the fuel gets into the injection pump. If the starting capacity of the starter and the temperature of the intake air are appropriate, there is no obstacle to starting.

Nach dem Anlassen des Motors vermindert sich die Anzahl der Paraffinkristalle; diese werden im sich erwärmenden Gasßöl vollständig aufgelöt, wodurch die Kraft­stofftauchpumpe 1 automatisch ausgeschaltet wird und ihre Rolle von der Betriebs­kraftstoffpumpe 5 übernommen wird. Die Umgehungsventile 3, 9 schließen, so daß das Gasöl wieder durch die Filter strömt. Damit wird der normale Betriebskreis des Kraftstoffzuführsystems wiederhergestellt.After starting the engine, the number of wax crystals decreases; these are completely soldered in the warming gas oil, whereby the submersible fuel pump 1 is automatically switched off and its role is taken over by the operating fuel pump 5. The bypass valves 3, 9 close so that the gas oil flows through the filters again. This restores the normal operating circuit of the fuel supply system.

Während der Fahrt kann der beim Anlassen beschriebene Zustand völlig oder teilweise infolge der Abnahme der Umgebungstemperatur wieder zustandekommen, wodurch die erfindungsgemäße Vorrichtung wieder automatisch in Betrieb tritt.While driving, the condition described when starting can be fully or partially restored as a result of the decrease in the ambient temperature, as a result of which the device according to the invention automatically starts up again.

Zwecks möglichst schneller Erwärmung des Gasöls nach dem Anlassen des Motors ist es vorteilhaft, im Kraftstoffzuführsystem Heizeinsätze 10, 11, 12 im Aussaugzweig, im Kraftstoffbehälter und in den Hauptfiltern 7 anzuordnen. Die unterschiedlichen Motor- und Kraftstoffzuführsysteme der verschiedenen Fahrzeug­typen beanspruchen individuelle Vorwärmkonstruktionen.In order to heat the gas oil as quickly as possible after starting the engine, it is advantageous to arrange heating inserts 10, 11, 12 in the exhaust branch, in the fuel tank and in the main filters 7 in the fuel supply system. The different engine and fuel supply systems of the different vehicle types require individual preheating designs.

Die Heizeinsätze können
- elektrisch über die Fahrzeugbatterie
- mit Verwendung der Wärmeenergie des Kühlwassers,
- mit Verwendung der Wärmeenergie des Auspuffgases,
- mit Verwendung anderer Abfallenergie
betrieben werden.The heating inserts can
- electrically via the vehicle battery
- using the thermal energy of the cooling water,
- using the thermal energy of the exhaust gas,
- using other waste energy
operate.

Eine als Beispiel angegebene Ausführungsform des in Figur 2 dargestellten Vor­filters 4 und Umgehungsventils 3 arbeitet wie folgt:An exemplary embodiment of the pre-filter 4 and bypass valve 3 shown in FIG. 2 operates as follows:

Im Normalzustand strömt das Gasöl im vor der Kraftstoffpumpe 5 angeordneten Vorfilter 4 durch eine Eintrittbohrung 13, ein Filtergewebe 14 und eine Austritts­bohrung 17.In the normal state, the gas oil flows in the pre-filter 4 arranged in front of the fuel pump 5 through an inlet bore 13, a filter fabric 14 and an outlet bore 17.

Bei Verstopfung des Filtergewebes 14 wird ein Ventilkörper 15 unter dem Druck des Gasöls gegen die Kraft einer Feder 16 von seinem Ventilsitz abge­hoben, wodurch das Gasöl unbehindert in Richtung zu der Austrittbohrung 17 weiterströmen kann.If the filter fabric 14 becomes blocked, a valve body 15 is lifted from its valve seat under the pressure of the gas oil against the force of a spring 16, as a result of which the gas oil can continue to flow unhindered in the direction of the outlet bore 17.

Eine beispielsgebende Ausführungsform des in Figur 3 dargestellten Hauptfilters und Umgehungsventils arbeitet wie folgt:An exemplary embodiment of the main filter and bypass valve shown in Figure 3 works as follows:

Im verstopfungsfreien Betrieb tritt das Gasöl durch eine Zuführrohrleitung 18 ein, und tritt über eine Durchflußschraube im Filtersystem 7 durch ein Austritts­rohr 21 aus.In the blockage-free operation, the gas oil enters through a feed pipe 18 and exits through an outlet pipe 21 via a flow screw in the filter system 7.

Bei Verstopfung der Filter erhöht sich der Druck des Gasöls am Anschluß 18, vermindert sich aber im Zweig 21. Diese erwähnte Druckabnahme setzt sich über eine Rohrleitung im Umgehungszweig 8 bis zu einem Kugel-Rückschlagventil 19 fort. Durch die derart entstandene Druckdifferenz wird die Kugel 19 von ihrem Ventilsitz gegen die Kraft einer Feder 20 abgehoben, wodurch ermöglicht wird, daß das Gasöl durch die Leitungen 8 und 21 unter Umgehung der Filter 7 zur Ein­spritzpumpe gelangt.If the filters become blocked, the pressure of the gas oil at the connection 18 increases, but decreases in the branch 21. This mentioned decrease in pressure continues via a pipeline in the bypass branch 8 to a ball check valve 19. The resulting pressure difference causes the ball 19 to be lifted from its valve seat against the force of a spring 20, which enables the gas oil to reach the injection pump through the lines 8 and 21, bypassing the filter 7.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung haben ihr primäres Verwendungsgebiet in der Verbesserung des Kraftstoffzuführsystems von mit Gasöl betriebenen Diesel-Motoren im Winterbetrieb. So entsteht die Mög­lichkeit, Fahrzeuge bei großer Kälte (- 20 °C, - 30 °C) anlassen und in Betrieb halten zu können, und zwar auch mit Gasölen mit schlechten Eigenschaften bei Kälte (Paraffinierung).The method and the device according to the invention have their primary area of use in the improvement of the fuel supply system of diesel engines operated with gas oil in winter operation. This creates the possibility of starting vehicles in extreme cold (- 20 ° C, - 30 ° C) and keeping them operational, even with gas oils with poor cold properties (paraffin waxing).

Der Vorteil der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahren besteht noch im folgenden:

  • 1. Im Fahrzeug kann auch Gasöl mit Sommerqualität verwendet werden ; es ist nicht erforderlich, kostspieligeres Wintergasöl oder Gasöl mit Zusatzstoffen zu verwenden.
  • 2. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an mit jedwelcher Kraftstoffpumpe versehenen Diesel-Motoren nachträglich in einfacher Weise anmontiert werden; derart können die Kaltbetriebseigenschaften bereits betriebener Diesel-Motoren wesentlich verbessert werden. Neben den anderen Anlaßbedingungen (entsprechen­der Zustand der Batterie und des Anlassers sowie eine die Zündfähigkeit sicher­stellende Ansauglufttemperatur) ist duch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahren die Temperaturgrenze des Kaltanlassens und Betriebes des Diesel-Mo­tors um 20 bis 25 °C vermindert.
  • 3. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erfor­dern zum Kaltanlassen bzw. Betrieb in der Kälte keine gesonderten Mittel, Materi­alien oder äußere Energiequellen.
  • 4. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vollständig automatisiert werden, ohne daß ein Eingreifen des Fahrzeugfahrers erforderlich ist.
  • 5. Der häufig Betriebsstörungen verursachende Fehler einer ungedichteten Gasölansaugleitung kann sofort wahrgenommen bzw. dessen Folgen können beseitigt werden, wodurch die Betriebssicherheit des Fahrzeuges erhöht wird.
  • 6. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, daß der Motor nach dem Anlassen maximal nur einige Minuten mit ungefiltertem Gasöl arbeitet, im Gegensatz zu der bisherigen unrichtigen, aber nötigen Praxis, wonach die Motoren den ganzen Winter lang ohne Filter betrieben wurden.
The advantage of using the method according to the invention is as follows:
  • 1. Summer quality gas oil can also be used in the vehicle; it is not necessary to use more expensive winter gas oil or gas oil with additives.
  • 2. The device according to the invention can be retrofitted in a simple manner to diesel engines provided with any fuel pump; In this way, the cold operating properties of already operated diesel engines can be significantly improved. In addition to the other starting conditions (corresponding condition of the battery and the starter as well as an intake air temperature ensuring the ignitability), the use of the method according to the invention reduces the temperature limit of the cold starting and operation of the diesel engine by 20 to 25 ° C.
  • 3. The method and the device according to the invention do not require any special means, materials or external energy sources for cold starting or operation in the cold.
  • 4. The device according to the invention can be fully automated without the intervention of the vehicle driver being necessary.
  • 5. The malfunction of an unsealed gas oil intake line, which often causes malfunctions, can be perceived immediately or its consequences can be eliminated, which increases the operational safety of the vehicle.
  • 6. The method according to the invention ensures that the engine works with unfiltered gas oil for a maximum of only a few minutes after starting, in contrast to the previous incorrect but necessary practice, according to which the engines were operated without filters all winter.

Claims (5)

1. Verfahren zur Verbesserung des Kaltbetriebes von mit Gasöl-Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschinen (Diesel-Motoren), dadurch gekennzeichnet, daß es ermöglicht wird, daß das Gasöl vom Kraftstoffbehälter zu der Einspritzpumpe auch mit andernfalls wegen der Paraffinausscheidung unfilterbaren oder gar den Erstarrungspunkt erreichendem Gasöl gelangt.1. A method for improving the cold operation of internal combustion engines (diesel engines) operated with gas oil fuel, characterized in that it is made possible for the gas oil to reach the injection pump from the fuel tank even with gas oil that is otherwise unfilterable due to the paraffin excretion or even reaches the solidification point . 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß eine volumenverdrängende, zentrifugale oder andere Pumpe als Tauchpumpe (1) in dem Kraftstoffbehälter angeordnet ist und von einem von einem Druckreglerventil (6) gesteuerten Elektromotor (2) angetrieben wird, wodurch der bisherige Ansaugzweig in einen Druckzweig umgeändert wird.2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that a volume-displacing, centrifugal or other pump as a submersible pump (1) is arranged in the fuel tank and is driven by an electric motor (2) controlled by a pressure regulator valve (6), whereby the previous suction branch is changed to a pressure branch. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umngehungsventil (3) im, vor oder hinter dem Vorfilter (4) angeordnet ist, wodurch die Gasölströmung in Richtung zu dem Austrittstut­zen (17) auch bei von den Paraffinkristallen des durch den Stutzen (13) einströ­menden Gasöl verstopfter Filtereinlage (14) aufrechterhalten bleibt, und zwar derart, daß der Ventilkörper (15) des Umgehungsventils (3) gegen die Druckkraft einer Feder (16) auf Einwirkung des zunehmenden Unterdruckes bzw. Überdruckes öffnet, wodurch das paraffinhaltige Gasöl unbehindert in Richtung zu dem Austrittstutzens (17) weiterströmt, nach Auflösung der Paraffinkörper am Filter (14) wieder durch dieses zu strömen beginnt und der Unter- bzw. Überdruck am Ventil (15) wieder abnimmt, wodurch das Ventil (15) von der Feder (16) geschlossen wird und der Gasölstrom wieder durch das Filter (14) strömt.3. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that a bypass valve (3) is arranged in, in front of or behind the prefilter (4), whereby the gas oil flow towards the outlet nozzle (17) also from the paraffin crystals of through the nozzle (13) flowing gas oil clogged filter insert (14) is maintained, in such a way that the valve body (15) of the bypass valve (3) opens against the pressure force of a spring (16) under the action of increasing vacuum or overpressure, whereby the paraffin-containing gas oil continues to flow unhindered towards the outlet connection (17), after the paraffin body on the filter (14) has dissolved, it begins to flow through it again and the underpressure or excess pressure at the valve (15) decreases again, as a result of which the valve (15) is closed by the spring (16) and the gas oil flow flows again through the filter (14). 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umgehungsventil (9) am, vor oder hinter dem Haupt­filter (7) angeordnet ist, wodurch die Gasölströmung auch bei von den Paraf­finkristallen des durch den Zuführkanal (18) einströmenden Gasöls verstopftem Hauptfilter (7) aufrechterhalten bleibt und zwar derart, daß das Kugelventil (19) auf Einwirkung des zunehmenden Druckes öffnet, wodurch das paraffinische Gasöl durch die Umgehungsleitung (8) ungehindert in Richtung zu dem Austritt­stutzen (21) strömt und nach der Auflösung der Paraffinkristalle, wenn das Gasöl durch die Filtereinlage des Hauptfilters (7) durchzuströmen beginnt, der Druck zwischen den beiden Enden der Umgehungsleitung (8) sich ausgleicht, wodurch das Kugelventil (19) von der Feder (20) geschlossen wird und der Gasöl­strom wieder durch das Hauptfilter (7) strömt.4. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that a bypass valve (9) is arranged on, in front of or behind the main filter (7), whereby the gas oil flow even in the case of the paraffin crystals of the gas oil flowing in through the supply channel (18) clogged main filter (7) is maintained in such a way that the ball valve (19) opens under the influence of increasing pressure, whereby the paraffinic gas oil flows through the bypass line (8) unhindered towards the outlet port (21) and after the dissolution of the wax crystals When the gas oil begins to flow through the filter insert of the main filter (7), the pressure between the two ends of the bypass line (8) balances, whereby the ball valve (19) is closed by the spring (20) and the gas oil flow again through the main filter (7) flows. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Heiz- oder Wärmetauscherlemente (10, 11, 12) im Kraftstoff­zuführsystem angeordnet sind, welche zur Auflösung der Paraffinkristalle des Gasöls nach dem Anlassen des Motors beitragen.5. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that heating or heat exchanger elements (10, 11, 12) are arranged in the fuel supply system, which contribute to the dissolution of the wax crystals of the gas oil after the engine is started.
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