WO1986004390A1 - Electric heating device for preheating the fuel in internal combustion engines, especially diesel engines - Google Patents
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Definitions
- Electric heating device for preheating the fuel of internal combustion engines, in particular
- the invention relates to an electric heating device for preheating fuel in a fuel supply system for internal combustion engines, in particular diesel engines, according to the preamble of claim 1.
- Fuel supply to the engine is provided.
- winter diesel is offered, which is freely flowable through chemical additives down to o -15 ° C. At temperatures below -15 C, however, winter diesel also begins to spoil.
- chemical additives or by mixing the diesel fuel with Noro 35 malbenzin, the fluidity can be maintained even below -15 C, but the engine power is reduced and the engine load is increased.
- such additives also increase the pollutant emissions, which are already increased when the internal combustion engine is operating at low temperatures.
- a special carburetor for example, in which a heating element is arranged, which heats the liquid fuel prior to combustion on optically timale "temperatures. Since these known Vorrich ⁇ processing is applied. In internal combustion engines, the work with carburetors, the problems that occur in particular with diesel vehicles cannot be solved.
- a very similar heating device is also known from EP 68 688, in which also the KraftstoffZu ⁇ line through a special fitting at the force is bolted cloth filter ', where again the Alloca- tion is provided for a resistance heater protruding into the fuel supply line.
- an electrical heating device for preheating liquid fuel which can be used at a suitable point as an intermediate piece in the fuel supply line.
- a heating element extends into a component with an elongated cavity. The fuel to be heated flows through this cavity and is thereby heated by the heating element.
- a hole is made opposite the outlet opening, which extends into the cavity of the component and is covered by a temperature sensor in the form of a thermostat . The heating element is switched off by this thermostat when the temperature of the fuel exceeds a predetermined level.
- the pressure control device known from this publication has a cylindrical heating element which is screwed concentrically into a cylindrical housing, the inner diameter of which is somewhat larger than the outer diameter of the cylindrical heating element.
- This heating element is regulated via a temperature sensor integrated in the cylindrical housing.
- the liquid fuel is heated up in front of the filter element, however, as with other known heating devices, it is not possible to heat the fuel filter or the filter housing directly.
- the Bosch company offers a modified diesel filter with an integrated heating device.
- the diesel filter is also directly heated, but the complete fuel or diesel filter must be replaced, so that the installation, in particular the subsequent installation, becomes unnecessarily expensive, if not made impossible.
- DE-OS 30 34 730 a device for preventing excretions in liquid fuels at low temperatures is known, from which the invention is based, in which the electric heating element is arranged in the flow direction of the fuel upstream of the fuel filter.
- a preheater in which the electrical heating element is arranged, is inserted between the fuel filter and the fuel feed line with a piece of ring hose. The liquid fuel from the The material feed line flows through this preheater and is warmed up by the heating element.
- a temperature sensor is arranged in the preheater in the flow direction immediately behind the heating element, which detects the temperature of the heated liquid fuel and interrupts the power supply to the electrical heating element when the temperature of the liquid fuel exceeds 45 to 50 ° C.
- the temperature sensor detects the temperature of the heated fuel and not the temperature of the heating element, there is a risk that the fuel will be partially heated above the boiling point if the fuel flow is disturbed or reduced, and that gaseous fuel will heat up due to the deteriorated heat transfer the temperature sensor is falsified compared to liquid fuel on the temperature sensor the temperature measurement. As a result, the heating element would continue to heat the fuel, possibly causing a gas explosion. To prevent this, as with other known heating devices for liquid fuels, care must also be taken in this system that the liquid fuel is not heated to a temperature which is above its boiling point or its evaporation temperature. The easiest way to achieve this is that the temperature difference between the heating element and the fuel to be heated is not chosen too large.
- the invention has for its object to provide, with relatively simple means, an electrical heating device with a heating power which, compared to the known heating devices, enables more intensive heating of both the fuel and the filter housing.
- the size of the electrical heating element is minimized. Due to the good heat-conducting connection between the hollow screw and the glow plug inserted into this hollow screw, in addition to the surface of the glow plug, the inner surface of the hollow screw is also available for heating the liquid fuel.
- the temperature sensor detects a temperature that is not directly dependent on the temperature of the heated fuel depends, but on the temperature of the glow plug.
- the cold liquid fuel apparently rinses the glow plug in the hollow screw, cools it and is thereby heated itself. If the fuel supply is reduced, for example when idling, the temperature of the glow plug increases, since the energy supplied electrically to the glow plug is no longer dissipated as quickly. This increase in temperature is transferred to the temperature sensor via the hollow screw, so that the glow plug can be deactivated in good time before the liquid fuel begins to evaporate.
- the ' ⁇ xplosions- or fire pin candle by the Glüh ⁇ is negligible because once a is turfühlers always detected in time to strong heating of the Tempera ⁇ through the highly thermally conductive connection between the glow plug and temperature probe, and since the fuel supply system of internal combustion engines air-tight or oxygen sealing is completed and • consequently no combustion can take place.
- the sub-claims 2 and 3 relate to preferred arrangements of the temperature sensor, so that the temperature detected by the temperature sensor is not directly dependent on the temperature of the fuel.
- the temperature sensor is mounted on a holding part made of a good heat-conducting material, which in turn is in good heat-conducting contact with the banjo bolt.
- Standard temperature sensors can thus be used, since the temperature sensor does not have to be adapted to the special design of the hollow screw, but rather the holding part can be adapted to the specified configuration of the temperature sensor.
- the banjo bolt is made of hardened copper, whereby the thermal contact between the temperature sensor and glow plug is improved.
- this thermal contact could also be improved in that not the entire banjo bolt is made of copper, that is to say a good heat conductor, but rather that only thermal bridges made of a good heat-conducting material, in particular copper, are provided between the glow plug and the holding part .
- the screw head bore of the hollow screw is provided with a thread, whereby the glow plug can be easily mounted on the one hand and on the other hand a good thermal contact is ensured between the glow plug and the hollow screw.
- the holding part is a sealing element between the
- Ring hose piece and the screw head or the filter housing formed A further reduction in size is achieved because one component fulfills two functions.
- the holding part is made of copper, as a result of which the thermal contact between the temperature sensor and the banjo bolt is improved.
- the temperature sensor is designed as a thermal switch, which are commercially available as inexpensive integrated components of small size, which enables simplified electrical wiring.
- the thermal switch is designed as a fail-safe component, for example by using optocouplers, so that any failure of the thermal switch leads to an open switching state and the power supply to the glow plug is interrupted in the event of any type of fault condition becomes.
- the battery of an internal combustion engine is prevented from being additionally loaded in the starting phase, since the performance of a battery is significantly reduced anyway at low temperatures.
- Vorsch- invention is' that no additional space is required for installation of the heating element, and that the installation can be performed with minimal structural changes only by the hollow screw on the fuel filter through the inventive hollow screw with the incandescent pen candle is replaced.
- the changes that have to be made to a conventional banjo bolt are also minimal. It only has to be drilled through the hollow bonnet head and provided with a thread in which the glow plug is then screwed in.
- Hollow screw remains a comparatively thin cylindrical annular gap.
- the fuel to be heated is forced through this annular gap and the entire fuel to be heated is essentially heated by direct contact with a heating surface, while the very slow heating of the fuel molecules to each other hardly plays a role due to heat conduction.
- the filter housing Due to the good heat-conducting metallic connection between the glow plug and the hollow screw and again the hollow screw with the filter housing, the filter housing is also heated by heat conduction, so that paraphin present in the fuel filter is melted if the electrical heating device according to the invention is too late has been switched on, or the motor equipped with it has not been in operation for a long time and has been exposed to low temperatures.
- the direct thermal coupling of the monitoring temperature sensor with the electrically heated glow plug increases the safety of the electrical heating device considerably, since the switching off of the heating element is guaranteed even when there is no liquid fuel in the immediate vicinity of the glow plug.
- Fig. 2 shows a second embodiment of the electric Schu ⁇ device, which at any point in the
- Fuel supply line can be used, and
- FIG 3 shows an exemplary electrical circuit of the heating device according to the invention.
- the section shown in FIG. 1 shows the connection point of the fuel supply line 1 to a fuel filter housing 2, which is only partially shown.
- the end of the fuel supply line 1 is plugged onto a commercially available ring hose piece 3 with a connecting nozzle 4, which is connected via a commercially available M 14 banjo bolt 5 is screwed to the filter housing 2.
- a sealing element 6 in the form of a copper sealing ring is arranged between the ring tube piece 3 and the filter housing 2.
- an unwound holding member 8 made of copper with a hole 9 having a leg 10 as a sealing member.
- a temperature sensor 12 in the form of a thermal switch is screwed onto the other leg 11 of the holding part 8 and opens o when a temperature of 40-50 ° C. is exceeded.
- the screw head 7 is drilled out centrally so that the inner longitudinal bore 13 of the hollow screw 5 continues outwards in a screw head bore 14.
- the screw head bore 14 is provided with a thread 21 into which a commercially available single-pole glow plug 15 is screwed so that its glow plug 16, which is provided with an electrical heating coil, is arranged concentrically inside the longitudinal bore 13 and between the wall of the hollow screw 5 and an annular gap remains in the glow plug 16.
- the inside diameter of the longitudinal bore 13 of a commercially available hollow screw 5 is about 8 mm
- the outside diameter of the glow plug 16 of a conventional are about 6 mm, so that an approximately 2 mm wide annular gap remains between the glow plug 16 and the inner wall of the longitudinal bore 13. Electrical energy can be supplied to the glow plug 15 via an electrical conductor 17 which is connected to an electrical connection 18.
- the ring hose section 3 has a circumferential channel 19 into which the hose nozzle 4 opens.
- the hollow screw 5 has a plurality of radial bores 20 in the area in which the annular hose section 3 lies, so that fuel from the fuel supply line via the annular hose section 3, the radial bores 20 enters the longitudinal bore 13 of the hollow screw 5.
- the glow plug 15 has an electrical heating power of, for example
- FIG. 2 shows an embodiment of the electrical heating device according to the present invention which can be used at any point in the fuel feed line of an internal combustion engine.
- the structure of the hollow screw 5 with glow plug 15 is completely identical to the corresponding parts of the embodiment according to FIG. 1 and these parts are therefore identified by the same reference numerals.
- the only difference from the embodiment according to FIG. 1 is that instead of an annular hose piece 3 with a connecting sleeve, an annular hose piece 30 with two connecting sleeves 31 and 32 is used, and that the hollow cap 5 with the built-in glow plug 15 does not touch a filter housing, but is screwed into a screw cap 33.
- the temperature sensor 12 can also be attached to the part of the glow plug 15 protruding from the hollow screw 5 or to the ring tube piece 3 or 30.
- a control device 40 has a battery connection 41, an alternator connection 42, a ground connection 43 and a first and second output connection 44 and 45, respectively.
- the battery terminal 41 is connected to a positive terminal 46 of the Bat ⁇ terie while the alternator terminal 42 m a positive voltage terminal 47 leading ei ⁇ ner alternator not shown is connected.
- a hand switch 48, a thermal switch 49 and the excitation coil of a relay 50 are connected in series between the alternator connection 42 and the ground connection 43.
- the load side of this relay 50 is connected once to the battery connection 41 and in parallel to the first and second outputs 44 and 45, respectively.
- the electrical heating winding 51 of the glow plug 16 is connected between the first output 44 and ground.
- a control lamp 52 is connected between the second output 45 and ground.
- 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 plug Control lamp 52 are supplied with power in parallel. If the glow plug heats up above a predetermined temperature value of, for example, 45 ° C., for example if less fuel or fuel with a higher temperature flows through the heating device, the thermal switch 49 opens and the switching contacts on the load side of the relay 50 open. The power supply to the glow plug 16 and the control lamp 52 is thus interrupted, so that no further heating 'r' of the liquid fuel takes place.
- Fast glow plugs can be used for diesel engines.
- the appropriate glow plug can be selected from the offered glow plugs with different heating capacities, taking into account the supply voltage available, the fuel consumption of the internal combustion engine and the desired heating of the liquid fuel. If required, the desired heating output can also be adjusted accordingly by means of adjustable series resistors.
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Abstract
Description
10. Elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen des Kraft¬ stoffs von Brennkraftmaschinen, insbesondere10. Electric heating device for preheating the fuel of internal combustion engines, in particular
DieselmotorenDiesel engines
15 Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen von Kraftstoff in einem Kraftstoffversor¬ gungssystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Die¬ selmotoren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric heating device for preheating fuel in a fuel supply system for internal combustion engines, in particular diesel engines, according to the preamble of claim 1.
20 Bei Brennkraftmaschinen, die mit flüssigem Kraftstoff • betrieben werden, insbesondere bei Dieselmotoren, besteht das Problem, daß der Dieselkraftstoff bei Temperaturen o unter -5 C durch Ausfall von Paraffinkristallen versulzt bzw. eindickt. Diese Paraffinkristalle sammeln sich im20 In internal combustion engines which are operated with liquid fuel •, in particular in diesel engines, the problem is that the diesel fuel at temperatures below -5 o C jellied by failure of wax crystals and thickens. These wax crystals collect in
25 Kraftstoffilter und vermindern bzw. verhindern die25 fuel filters and reduce or prevent the
Kraftstoffzufuhr zum Motor.Fuel supply to the engine.
Um diese Probleme zu mindern, wird während der kaltenTo alleviate these problems, during the cold
Jahreszeit an den Tankstellen üblicherweise sogenannterSeason of the gas stations usually so-called
30 Winterdiesel angeboten, der durch chemische Zusätze bis o etwa -15 C uneingeschränkt fließfähig ist. Bei Tempe- o raturen unter -15 C beginnt jedoch auch Winterdiesel zu vers lzen. Durch erhöhte Zugabe von chemischen Zusätzen oder durch Mischung des Dieselkraftstoffs mit Nor- o 35 malbenzin läßt sich die Fließfähigkeit auch unter -15 C 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 Brenn¬ kraftmaschinen bei tiefen Temperaturen ohnehin schon er- höht ist.30 winter diesel is offered, which is freely flowable through chemical additives down to o -15 ° C. At temperatures below -15 C, however, winter diesel also begins to spoil. By increasing the addition of chemical additives or by mixing the diesel fuel with Noro 35 malbenzin, the fluidity can be maintained even below -15 C, but the engine power is reduced and the engine load is increased. In addition, such additives also increase the pollutant emissions, which are already increased when the internal combustion engine is operating at low temperatures.
Aus der FR-PS 780 834 ist beispielsweise ein spezieller Vergaser bekannt, in dem ein Heizelement angeordnet ist, das den flüssigen Kraftstoff vor der Verbrennung auf op- timale "Temperaturen aufheizt. Da diese bekannte Vorrich¬ tung nur. bei Brennkraftmaschinen anzuwenden ist, die mit Vergasern arbeiten, sind damit die Probleme, die insbe¬ sondere bei Dieselfahrzeugen auftreten, nicht zu lösen.From FR-PS 780 834, a special carburetor is known, for example, in which a heating element is arranged, which heats the liquid fuel prior to combustion on optically timale "temperatures. Since these known Vorrich¬ processing is applied. In internal combustion engines, the work with carburetors, the problems that occur in particular with diesel vehicles cannot be solved.
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. Eindicken mit Sicherheit nicht auftritt und die unter der Verdampfungstemperatur des flüssigen Kraftstoffs liegen. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, die KraftstoffZuleitung beheizbar auszu¬ führen. 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. Unmit¬ telbar vor dem Filter mündet die Kraftstoffzuleitung in ein spezielles Anschlußstück, aus dem einmal die elek¬ trische Zuleitung für die Widerstandsheizung herausge¬ führt wird und das zum anderen an den Kraftstoffilter an- geschraubt ist.There have therefore been proposed various systems through which the liquid fuel is pre-heated prior to delivery to the internal combustion engine at temperatures at which 'the paraffin separation or thickening certainly does not occur and that are below the evaporation temperature of the liquid fuel. For example, it has been proposed to design the fuel feed line to be heatable. Such a device is known for example from EP 52 945, in which a thin band-shaped resistance heater is introduced into the interior of the fuel supply line between the filter and the tank. Immediately in front of the filter, the fuel supply line opens into a special connection piece, from which the electrical supply line for the resistance heater is led out and which is screwed onto the fuel filter.
Eine sehr ähnliche Heizvorrichtung ist auch aus der EP 68 688 bekannt, bei der ebenfalls die KraftstoffZu¬ leitung über ein spezielles Anschlußstück an den Kraft- stoffilter angeschraubt ist', in dem wiederum die Zufüh- rung für eine in die Kraftstoffzuleitung hineinragende Widerstandsheizung vorgesehen ist.A very similar heating device is also known from EP 68 688, in which also the KraftstoffZu¬ line through a special fitting at the force is bolted cloth filter ', where again the Alloca- tion is provided for a resistance heater protruding into the fuel supply line.
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 Aus¬ scheidungen gebildet haben, versagt eine derartige Heiz¬ vorrichtung. Darüber hinaus wird der nachträgliche Einbau komplizierter und kostspieliger, da meistens die gesamte Kraftsto fZuleitung ausgetauscht werden muß.A disadvantage of these heatable fuel supply lines, however, is that the fuel filter or the filter housing is only slightly heated. If, therefore, precipitates have already formed during long standing times at low temperatures, such a heating device fails. In addition, the subsequent installation becomes more complicated and costly, since the entire fuel supply line usually has to be replaced.
Des weiteren ist beispielsweise aus der DE-ÖS 30 21 282 eine elektrische Heizvorrichtung zum Vorwärmen von flüs- sigem Kraftstoff bekannt, die an geeigneter Stelle als Zwischenstück in die Kraftstoffzuleitung eingesetzt wer¬ den kann.-Bei dieser bekannten elektrischen Heizeinrich¬ tung für Dieselkraftstoff, erstreckt sich in ein Bauteil mit einem länglichen Hohlraum ein Heizelement. Dieser Hohlraum wird von dem zu erwärmenden Kraftstoff durch¬ flössen 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 ei¬ nes Thermostaten abgedeckt ist. Durch diesen Thermostaten wird das Heizelement ausgeschaltet, wenn die Temperatur des Kraftstoffes eine vorbestimmte Höhe überschreitet.Furthermore, for example from DE-ÖS 30 21 282 an electrical heating device for preheating liquid fuel is known which can be used at a suitable point as an intermediate piece in the fuel supply line. In this known electrical heating device for diesel fuel, a heating element extends into a component with an elongated cavity. The fuel to be heated flows through this cavity and is thereby heated by the heating element. In the area of the outlet opening from the component, that is to say at the point at which the fuel is at the highest temperature, a hole is made opposite the outlet opening, which extends into the cavity of the component and is covered by a temperature sensor in the form of a thermostat . The heating element is switched off by this thermostat when the temperature of the fuel exceeds a predetermined level.
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 ausge- fallen ist. Eine ähnliche Anordnung ist auch der in der US-PSA disadvantage of this known device is again that the filter housing is heated only insignificantly, so that such a heating device is useless for the case in which paraffin has already failed in the fuel filter. A similar arrangement is that in US-PS
44 54 841 geoffenbarten Druckregelungsvorrichtung für Kraftstoffzuleitungen von Brennkraftmaschinen zu entneh¬ men. Die aus dieser Druckschrift bekannte Druσkregelungs- Vorrichtung 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 Heizele- ment und dem zylindrischen Gehäuse verbleibenden Zwi¬ schenraumes wird der flüssige Kraftstoff aufgeheizt. Ge¬ regelt wird dieses Heizelement über einen in das zylind¬ rische 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 Kraftstofffilters bzw. des Filtergehäuses möglich.44 54 841 disclosed pressure control device for fuel supply lines of internal combustion engines to take. The pressure control device known from this publication has a cylindrical heating element which is screwed concentrically into a cylindrical housing, the inner diameter of which is somewhat larger than the outer diameter of the cylindrical heating element. When this intermediate space remaining between the cylindrical heating element and the cylindrical housing flows through, the liquid fuel is heated. This heating element is regulated via a temperature sensor integrated in the cylindrical housing. In this known device, too, the liquid fuel is heated up in front of the filter element, however, as with other known heating devices, it is not possible to heat the fuel filter or the filter housing directly.
Von der Firma Bosch wird schließlich ein modifizierter Dieselfilter mit integrierter Heizvorrichtung angeboten. Bei diesem System wird zwar der Dieselfilter auch unmit¬ telbar aufgeheizt, es muß jedoch der komplette Kraft¬ stoff- bzw. Dieselfilter ersetzt werden, so daß die In- stallation, insbesondere die nachträgliche Installation, unnötig verteuert, wenn nicht unmöglich gemacht wird.Finally, the Bosch company offers a modified diesel filter with an integrated heating device. In this system, the diesel filter is also directly heated, but the complete fuel or diesel filter must be replaced, so that the installation, in particular the subsequent installation, becomes 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 Vor- wärmer eingesetzt, in dem das elektrische Heizelement angeordnet ist. Der flüssige Kraftstoff aus der Kraft- stoffZuleitung 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 Stromzu¬ fuhr zu dem elektrischen Heizelement unterbricht, wenn o die Temperatur des flüssigen Kraftstoffes 45 bis 50 C übersteigt.Furthermore, from DE-OS 30 34 730 a device for preventing excretions in liquid fuels at low temperatures is known, from which the invention is based, in which the electric heating element is arranged in the flow direction of the fuel upstream of the fuel filter. A preheater, in which the electrical heating element is arranged, is inserted between the fuel filter and the fuel feed line with a piece of ring hose. The liquid fuel from the The material feed line flows through this preheater and is warmed up by the heating element. A temperature sensor is arranged in the preheater in the flow direction immediately behind the heating element, which detects the temperature of the heated liquid 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 ver¬ mindertem Kraftstoffdurchfluß der Kraftstoff zum Teil über den Siedepunkt erhitzt wird, und daß aufgrund des verschlechterten Wärmeübergangs von gasförmigem Kraft¬ stoff 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 ge¬ achtet 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 Temperaturunter¬ schied 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 ge¬ nügend Platz vorhanden ist.Since the temperature sensor detects the temperature of the heated fuel and not the temperature of the heating element, there is a risk that the fuel will be partially heated above the boiling point if the fuel flow is disturbed or reduced, and that gaseous fuel will heat up due to the deteriorated heat transfer the temperature sensor is falsified compared to liquid fuel on the temperature sensor the temperature measurement. As a result, the heating element would continue to heat the fuel, possibly causing a gas explosion. To prevent this, as with other known heating devices for liquid fuels, care must also be taken in this system that the liquid fuel is not heated to a temperature which is above its boiling point or its evaporation temperature. The easiest way to achieve this is that the temperature difference between the heating element and the fuel to be heated is not chosen too large. On the other hand, however, to ensure that the flowing liquid fuel is heated to a certain temperature, either the heating surface of the heating element must be increased or the length of time of the liquid fuel in the preheater must be increased. Both measures lead to an enlargement of the preheater, which in turn makes the system more expensive and additionally makes simple retrofitting more difficult, particularly in the case of motor vehicles in there is not always sufficient space in the immediate vicinity of the fuel filter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ einfachen Mitteln eine elektrische Heizvorrichtung mit einer Heizleistung zu schaffen, die gegenüber den be¬ kannten Heizvorrichtungen eine intensivere Aufheizung sowohl des Kraftstoffes als auch des Filtergehäuses er- möglicht.The invention has for its object to provide, with relatively simple means, an electrical heating device with a heating power which, compared to the known heating devices, enables more intensive heating of both the fuel and the filter housing.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the features of claim 1.
Durch die Verwendung einer herkömmlichen Glühstiftkerze, wie sie bei Dieselmotoren zum Vorwärmen des Brennraums vielfach eingesetzt wird, die in einer Schraubenkopfboh- • rung einer Ho.hlschraube eingesetzt ist, wie sie übli¬ cherweise zum Anschluß von KraftstoffZuleitungen an Fil- terelemente und Motor Verwendung findet, und sich in de¬ ren Längsbohrung erstreckt wird die Größe des elektri¬ schen 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 Hohl¬ schraube zur Aufheizung des flüssigen Kraftstoffs zur Verfügung.Through the use of a conventional glow plug, as is often used in diesel engines for preheating the combustion chamber, which is used in a screw head bore of a hollow screw, as is usually used for connecting fuel lines to filter elements and the engine , and extends in its longitudinal bore, the size of the electrical heating element is minimized. Due to the good heat-conducting connection between the hollow screw and the glow plug inserted into this hollow screw, in addition to the surface of the glow plug, the inner surface of the hollow screw is also available for heating the liquid fuel.
Dadurch, daß der Temperaturfühler in gut wärmeleitendem Kontakt mit der Hohlschraube und/oder der Glühstiftkerze (15) und/oder dem Ringschlauchstück (3; 30) steht, erfaßt der Temperaturfühler eine Temperatur die nicht unmittel¬ bar von der Temperatur des erwärmten Kraftstoffes ab¬ hängt, sondern von der Temperatur der Glühstiftkerze. Im Teillast- oder Vollastbetrieb einer mit einer derartigen elektrischen Heizvorrichtung ausgerüsteten Brennkraftma- schine umspült der kalte flüssige Kraftstoff den Glüh¬ stift in der Hohlschraube, kühlt diesen und wird dabei selbst aufgeheizt. Wird die Kraftstoffzufuhr vermindert, wie zum Beispiel im Leerlauf, so erhöht sich die Tempe- ratur des Glühstiftes, da die dem Glühstift elektrisch zugeführte Energie nicht mehr so schnell abgeführt wird. Dieser Temperaturanstieg überträgt sich über die Hohl¬ schraube auf den Temperaturfühler, so daß die Glühstift¬ kerze rechtzeitig außer Betrieb gesetzt werden kann, be- vor der flüssige Kraftstoff zu verdampfen beginnt.Characterized in that the temperature sensor is in good heat-conducting contact with the banjo bolt and / or the glow plug (15) and / or the ring hose piece (3; 30), the temperature sensor detects a temperature that is not directly dependent on the temperature of the heated fuel depends, but on the temperature of the glow plug. In part-load or full-load operation of an internal combustion engine equipped with such an electrical heating device The cold liquid fuel apparently rinses the glow plug in the hollow screw, cools it and is thereby heated itself. If the fuel supply is reduced, for example when idling, the temperature of the glow plug increases, since the energy supplied electrically to the glow plug is no longer dissipated as quickly. This increase in temperature is transferred to the temperature sensor via the hollow screw, so that the glow plug can be deactivated in good time before the liquid fuel begins to evaporate.
Auch die'Εxplosions- oder Feuergefahr durch die Glüh¬ stiftkerze ist vernachlässigbar, da einmal durch die gut wärmeleitende Verbindung zwischen Glühstiftkerze und Temperaturfühler eine zu starke Erhitzung des Tempera¬ turfühlers immer, rechtzeitig erfaßt wird, und da das Kraftstoffversorgungssystem von Brennkraftmaschinen luftdicht bzw. Sauerstoffdicht abgeschlossen ist und •folglich keine Verbrennung erfolgen kann.Also, the 'Εxplosions- or fire pin candle by the Glüh¬ is negligible because once a is turfühlers always detected in time to strong heating of the Tempera¬ through the highly thermally conductive connection between the glow plug and temperature probe, and since the fuel supply system of internal combustion engines air-tight or oxygen sealing is completed and • consequently no combustion can take place.
Die Unteransprüche 2 und 3 beziehen sich auf bevorzugte Anordnungen des Temperaturfühlers, so daß die von dem Temperaturfühler erfaßte Temperatur nicht unmittelbar von der Temperatur des Kraftsoffes abhängig ist.The sub-claims 2 and 3 relate to preferred arrangements of the temperature sensor, so that the temperature detected by the temperature sensor is not directly dependent on the temperature of the fuel.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 4 wird der Temperaturfühler auf ein Halteteil aus gut wär¬ meleitendem Material montiert, das wiederum in gut wär¬ meleitendem 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 Tempera¬ turfühlers angepaßt werden kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 5 ist die Hohlschraube aus gehärtetem Kupfer ausgebildet, wo¬ durch der Wärmekontakt zwischen Temperaturfühler und Glühstiftkerze verbessert wird. Alternativ hierzu ließe sich dieser Wärmekontakt gemäß Anspruch 6 auch dadurch verbessern, daß nicht die ganze Hohlschraube aus Kupfer, also einem guten Wärmeleiter, besteht, sondern daß le¬ diglich Wärmebrücken aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere Kupfer, zwischen der Glühstiftkerze und dem Halteteil vorgesehen sind.According to an advantageous further development according to claim 4, the temperature sensor is mounted on a holding part made of a good heat-conducting material, which in turn is in good heat-conducting contact with the banjo bolt. Standard temperature sensors can thus be used, since the temperature sensor does not have to be adapted to the special design of the hollow screw, but rather the holding part can be adapted to the specified configuration of the temperature sensor. In an advantageous development according to claim 5, the banjo bolt is made of hardened copper, whereby the thermal contact between the temperature sensor and glow plug is improved. As an alternative to this, this thermal contact could also be improved in that not the entire banjo bolt is made of copper, that is to say a good heat conductor, but rather that only thermal bridges made of a good heat-conducting material, in particular copper, are provided between the glow plug and the holding part .
In einer'besonders bevorzugten Weiterbildung nach An¬ spruch 7 ist die Schraubenkopfbohrung der Hohlschraube mit einem Gewinde versehen, wodurch sich die Glühstift- kerze einerseits leicht montieren läßt und andererseits ein guter Wärmekontakt zwischen Glühstiftkerze und Hohlschraube gewährleistet ist.In a 'particularly preferred development according An¬ demanding 7, the screw head bore of the hollow screw is provided with a thread, whereby the glow plug can be easily mounted on the one hand and on the other hand a good thermal contact is ensured between the glow plug and the hollow screw.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 ist das Halteiteil als Dichtungselement zwischen demAccording to one embodiment of the invention according to claim 8, the holding part is a sealing element between the
Ringschlauchstück und dem Schraubenkopf oder dem Filter¬ gehäuse ausgebildet. Damit wird eine weitere Verkleine¬ rung der Baugröße erreicht, da ein Bauteil zwei Funktio¬ nen erfüllt.Ring hose piece and the screw head or the filter housing formed. A further reduction in size is achieved because one component fulfills two functions.
In einer bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 9, ist das Halteteil aus Kupfer, wodurch der Wärmekontakt zwi¬ schen dem Temperaturfühler und der Hohlschraube verbes¬ sert wird.In a preferred development according to claim 9, the holding part is made of copper, as a result of which the thermal contact between the temperature sensor and the banjo bolt is improved.
In einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist der Temperaturfühler als Thermoschalter ausgebildet, die als preiswerte integrierte Bauteile kleiner Größe im Handel erhältlich sind, wodurch eine vereinfachte elek- trische Beschaltung ermöglicht wird. Gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 11 ist der Ther- moschalter als fehlersicheres Bauteil ausgebildet, bei¬ spielsweise durch Verwendung von Optokopplern, so daß jeglicher Ausfall des Thermoschalters zu einem offenen Schaltzustand führt und die Stromversorgung der Glüh- stiftkerze bei jeglicher Art von Fehlerzuständen unter¬ brochen wird.In an embodiment of the invention according to claim 10, the temperature sensor is designed as a thermal switch, which are commercially available as inexpensive integrated components of small size, which enables simplified electrical wiring. According to an embodiment according to claim 11, the thermal switch is designed as a fail-safe component, for example by using optocouplers, so that any failure of the thermal switch leads to an open switching state and the power supply to the glow plug is interrupted in the event of any type of fault condition becomes.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Er- findung gemäß Anspruch 12 wird verhindert, daß die Batte¬ rie 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, the battery of an internal combustion engine is prevented from being additionally loaded in the starting phase, since the performance of a battery is significantly reduced anyway at low temperatures.
Die Unteransprüche 13 und 14 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The sub-claims 13 and 14 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 Glüh- stiftkerze ersetzt wird. Auch die Veränderungen, die an einer herkömmlichen Hohlschraube vorgenommen werden müs¬ sen sind minimal. Es muß lediglich der Hohlsehraubenkopf durchbohrt und mit einem Gewinde versehen werden, in dem dann die Glühstiftkerze eingeschraubt wird.• A particular advantage of Vorrichtung- invention is' that no additional space is required for installation of the heating element, and that the installation can be performed with minimal structural changes only by the hollow screw on the fuel filter through the inventive hollow screw with the incandescent pen candle is replaced. The changes that have to be made to a conventional banjo bolt are also minimal. It only has to be drilled through the hollow bonnet head and provided with a thread in which the glow plug is then screwed in.
Durch die Anordnung der Glühstiftkerze im Innern derThe arrangement of the glow plug inside the
Hohlschraube verbleibt ein vergleichsweise dünner zylin¬ drischer Ringspalt. Der zu erwärmende Kraftstoff wird zwangsweise durch diesen Ringspalt geführt und der ge¬ samte zu erwärmende Kraftstoff wird im wesentlichen durch unmittelbaren Kontakt mit einer Heizfläche erwärmt, wäh¬ rend die sehr langsame Erwärmung der Kraftstoffmoleküle untereinander durch Wärmeleitung kaum eine Rolle spielt.Hollow screw remains a comparatively thin cylindrical annular gap. The fuel to be heated is forced through this annular gap and the entire fuel to be heated is essentially heated by direct contact with a heating surface, while the very slow heating of the fuel molecules to each other hardly plays a role due to heat conduction.
Durch die gut wärmeleitende metallische Verbindung zwi¬ schen der Glühstiftkerze und der Hohlschraube und wie- derum 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 Heizvorrich¬ tung zu spät eingeschaltet worden ist, oder aber der da- mit ausgerüstete Motor längere Zeit nicht in Betrieb und tiefen Termperaturen ausgesetzt war.Due to the good heat-conducting metallic connection between the glow plug and the hollow screw and again the hollow screw with the filter housing, the filter housing is also heated by heat conduction, so that paraphin present in the fuel filter is melted if the electrical heating device according to the invention is too late has been switched on, or the motor equipped with it has not been in operation for a long time and has been exposed to low temperatures.
Da viele Brennkraftmaschinen, insbesondere auch Diesel¬ motoren, eine KraftStoffrückführung durch die Einspritz- pumpe 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 Heiz¬ element keinerlei temperaturbedingte' Ausscheidungen mehr bilden können.Since many internal combustion engines, especially also diesel engines, have a fuel return through the injection pump into the tank, the liquid fuel in the tank is also heated in this way, so that none in the area between the tank and the electrical heating element temperature- related excretions can form more.
Durch die unmittelbare thermische Kopplung des überwa¬ chenden 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 Glüh- stiftkerze befindet.The direct thermal coupling of the monitoring temperature sensor with the electrically heated glow plug increases the safety of the electrical heating device considerably, since the switching off of the heating element is guaranteed even when there is no liquid fuel in the immediate vicinity of the glow plug.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von meh¬ reren Ausführungsformen anhand der Zeichnung.Further details, features and advantages of the invention result from the following description of several embodiments with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen Schnitt der Anschlußstelle der Kraftstoff- zuleitung an den Kraftstofffilter der baulich in- tegrierten Glühstiftkerze, und1 shows a section of the connection point of the fuel supply line to the fuel filter of the structurally tegrated glow plug, and
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der elektrischen Heiz¬ vorrichtung, die an beliebiger Stelle in dieFig. 2 shows a second embodiment of the electric Heiz¬ device, which at any point in the
Kraftstoffzuleitung eingesetzt werden kann, undFuel supply line can be used, and
Fig. 3 eine beispielhafte elektrische Beschaltung der er¬ findungsgemäßen Heizvorrichtung.3 shows an exemplary electrical circuit of the heating device according to the invention.
Der in Fig. 1 dargestellte Schnitt zeigt die Anschlu߬ stelle der Kraftstoffzuleitung 1 an ein nur teilweise dargestelltes Kraftstoffiltergehäuse 2. Das Ende der Kraftstoffzuleitung 1 ist auf ein handelsübliches Ring¬ schlauchstück 3 mit einer Anschlußtülle 4 aufgesteckt, die über eine handelsübliche M 14 Hohlschraube 5 an das Filtergehäuse 2 angeschraubt ist. Zwischen dem Ring¬ schlauchstück 3 und dem Filtergehäuse 2 ist ein Dich¬ tungselement 6 in Form eines Kupferdichtringes angeord¬ net. 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 Ther oschalters, aufgeschraubt, der sich o bei überschreiten einer Temperatur von 40 - 50 C öffnet.The section shown in FIG. 1 shows the connection point of the fuel supply line 1 to a fuel filter housing 2, which is only partially shown. The end of the fuel supply line 1 is plugged onto a commercially available ring hose piece 3 with a connecting nozzle 4, which is connected via a commercially available M 14 banjo bolt 5 is screwed to the filter housing 2. A sealing element 6 in the form of a copper sealing ring is arranged between the ring tube piece 3 and the filter housing 2. Between the 'screw head 7 of the hollow screw 5 and the annular hose section 3 is arranged an unwound holding member 8 made of copper with a hole 9 having a leg 10 as a sealing member. A temperature sensor 12 in the form of a thermal switch is screwed onto the other leg 11 of the holding part 8 and opens o when a temperature of 40-50 ° C. is exceeded.
Der Schraubenkopf 7 ist zentrisch aufgebohrt, so daß sich die innere Längsbohrung 13 der Hohlschraube 5 nach Außen in einer Schraubenkkopfbohrung 14 fortsetzt. Die Schraubenkkopfbohrung 14 ist mit einem Gewinde 21 verse¬ hen, in das eine handelsübliche einpolige Glühstiftkerze 15 eingeschraubt, so daß ihr innen mit einer elektrischen Heizwicklung versehener Glühstift 16 konzentrisch im In¬ neren der Längsbohrung 13 angeordnet ist und zwischen der Wandung der Hohlschraube 5 und dem Glühstift 16 ein Ring¬ spalt verbleibt. Der Innendurchmesser der Längsbohrung 13 einer handelsüblichen Hohlschraube 5 beträgt etwa 8 mm, der Außendurchmesser des Glühstiftes 16 einer herkömm- liehen Glühstiftkerze etwa 6 mm, so daß ein etwa 2 mm breiter Ringspalt zwischem dem Glühstift 16 und der In¬ nenwand der Längsbohrung 13 verbleibt. Über einen elek¬ trischen Leiter 17, der mit einem elektrischen Anschluß 18 verbunden ist, kann der Glühstiftkerze 15 elektrische Energie zugeführt werden.The screw head 7 is drilled out centrally so that the inner longitudinal bore 13 of the hollow screw 5 continues outwards in a screw head bore 14. The screw head bore 14 is provided with a thread 21 into which a commercially available single-pole glow plug 15 is screwed so that its glow plug 16, which is provided with an electrical heating coil, is arranged concentrically inside the longitudinal bore 13 and between the wall of the hollow screw 5 and an annular gap remains in the glow plug 16. The inside diameter of the longitudinal bore 13 of a commercially available hollow screw 5 is about 8 mm, the outside diameter of the glow plug 16 of a conventional are about 6 mm, so that an approximately 2 mm wide annular gap remains between the glow plug 16 and the inner wall of the longitudinal bore 13. Electrical energy can be supplied to the glow plug 15 via an electrical conductor 17 which is connected to an electrical connection 18.
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 Ring¬ schlauchstück 3, die radialen Bohrungen 20 in die Langs¬ bohrung 13 der Hohlschraube 5 gelangt. Die Glühstiftkerze 15 weist eine elektrische Heizleistung von beispielsweiseThe ring hose section 3 has a circumferential channel 19 into which the hose nozzle 4 opens. The hollow screw 5 has a plurality of radial bores 20 in the area in which the annular hose section 3 lies, so that fuel from the fuel supply line via the annular hose section 3, the radial bores 20 enters the longitudinal bore 13 of the hollow screw 5. The glow plug 15 has an electrical heating power of, for example
200 Watt auf, wodurch der durch die Längsbohrung 13 mit dem Glühsitift 16 fließende Kraftstoff auf etwa 40 bis o 60 C aufgeheizt wird. • - .200 watts, whereby the fuel flowing through the longitudinal bore 13 with the glow plug 16 is heated to about 40 to 60 ° C. • -.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der elektrischen Heiz¬ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die an be¬ liebiger Stelle in die Kraftstoffzuleitung einer Brenn¬ kraftmaschine eingesetzt werde kann.FIG. 2 shows an embodiment of the electrical heating device according to the present invention which can be used at any point in the fuel feed line of an internal combustion engine.
Der Aufbau der Hohlschraube 5 mit Glühstiftkerze 15 ist völlig identisch mit den entsprechenden Teilen der Aus¬ führungsform nach Fig. 1 und diese Teile werden daher mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der einzige Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 1 besteht da- rin, daß anstelle eines Ringschlauchstückes 3 mit einer Anschlußtülle ein Ringschlauchstück 30 mit zwei An¬ schlußtüllen 31 und 32 verwendet wird, und daß die Hohl- sσhraube 5 mit der eingebauten Glühstiftkerze 15 nicht an ein Filtergehäuse, sondern in eine Schraubkappe 33 einge- schraubt wird. Der über ein Schlauchende 34 zugeführteThe structure of the hollow screw 5 with glow plug 15 is completely identical to the corresponding parts of the embodiment according to FIG. 1 and these parts are therefore identified by the same reference numerals. The only difference from the embodiment according to FIG. 1 is that instead of an annular hose piece 3 with a connecting sleeve, an annular hose piece 30 with two connecting sleeves 31 and 32 is used, and that the hollow cap 5 with the built-in glow plug 15 does not touch a filter housing, but is screwed into a screw cap 33. The one supplied via a hose end 34
Kraftstoff gelangt über die Bohrungen 20 in die Längsboh- rung 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 Ringschlauch- Stücks 30 in einem Schlauchteil 35 weiter.Fuel enters the longitudinal bore through the holes 20. tion 13 with the glow plug 16, is heated there and leaves the longitudinal bore 13 again through the bores 20 and flows through the connecting nozzle 32 of the ring hose piece 30 in a hose part 35 further.
In nicht näher dargestellter Weise kann der Temperatur¬ fühler 12 auch an den aus der Hohlschraube 5 herausra¬ genden Teil der Glühstiftkerze 15 oder an dem Ring- schlauchstück 3 oder 30 angebracht sein.In a manner not shown in detail, the temperature sensor 12 can also be attached to the part of the glow plug 15 protruding from the hollow screw 5 or to the ring tube piece 3 or 30.
In Fig. 3 ist ein Bespiel für den elektrischen Anschluß der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung an das elektrische System einnes PKW's bzw. LKW's dargestellt. Eine Steuer- Vorrichtung 40 weist einen Batierieanschluß 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 Bat¬ terie verbunden, während der Lichtmaschinenanschluß 42 m einer eine positive Spannung führenden Klemme 47 ei¬ ner nicht näher dargestellten Lichtmaschine verbunden ist. Zwischen dem Lichtmaschinenanschluß 42 und dem Mas¬ seanschluß 43 ist in Reihe ein Handschalter 48, ein Ther- moschalter 49 und die Erregerspule eines Relais 50 ge- schaltet. 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 geschal¬ tet.3 shows an example of the electrical connection of the heating device according to the invention to the electrical system of a car or truck. A control device 40 has a battery connection 41, an alternator connection 42, a ground connection 43 and a first and second output connection 44 and 45, respectively. The battery terminal 41 is connected to a positive terminal 46 of the Bat¬ terie while the alternator terminal 42 m a positive voltage terminal 47 leading ei¬ ner alternator not shown is connected. A hand switch 48, a thermal switch 49 and the excitation coil of a relay 50 are connected in series between the alternator connection 42 and the ground connection 43. The load side of this relay 50 is connected once to the battery connection 41 and in parallel to the first and second outputs 44 and 45, respectively. The electrical heating winding 51 of the glow plug 16 is connected between the first output 44 and ground. A control lamp 52 is connected between the second output 45 and ground.
Wenn an dem Lichtmaschinenanschluß 42 eine genügend große Spannung vorliegt, d. h. wenn der Motor läuft, der Hand- Schalter 48 und der Thermoschalter 49 geschlossen sind, werden die Kontakte auf der Lastseite des Relais 50 ge¬ schlossen und die Glühstiftkerze 16 sowie die zugehörige Kontrolleuchte 52 werden parallel mit Strom versorgt. Er¬ hitzt sich die Glühstiftkerze über einen vorbestimmten o Temperaturwert von beispielsweise 45 C, beispielsweise wenn weniger Kraftstoff oder Kraftstoff mit höherer Tem¬ peratur 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 Kon¬ trolleuchte 52 unterbrochen, so daß keine weitere Auf- heizung'r"des flüssigen Kraftstoffes erfolgt.If there is a sufficiently large voltage at the alternator connection 42, ie 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 plug Control lamp 52 are supplied with power in parallel. If the glow plug heats up above a predetermined temperature value of, for example, 45 ° C., for example if less fuel or fuel with a higher temperature flows through the heating device, the thermal switch 49 opens and the switching contacts on the load side of the relay 50 open. The power supply to the glow plug 16 and the control lamp 52 is thus interrupted, so that no further heating 'r' 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 be¬ trieben wird, da die Batterie ohnehin schon stark belas¬ tet ist und zusätzlich eine Batterie bei tiefen Umge- . bungstemperaturen eine erheblich verminderte Leistung aufweist. Um den Startvorgang einzuleiten genügt ein Bruchteil der sich zwischen Kraftstoffilter und Ein¬ spritzpumpe 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 Kraft¬ stoff in der Einspritzpumpe bereits versulzt wäre, würde dies nicht sonderlich stören, da Einspritzpumpen eine ge¬ nügend große Leistung aufweisen, um selbst eingedickten bzw. versulzten Kraftstoff zu fördern. Auch wenn sich im Kraftstoffilter bereits Paraphin ausgeschieden hat würde dies durch den guten Wärmekontakt zwischen dem Heizele¬ ment und dem Filtergehäuse rasch wieder erschmolzen, so daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch ein be¬ reits versulzter Dieselmotor ohne Fremdhilfe wieder in Betrieb genommen werden kann.By connecting the control device 40 to the alternator, it is prevented that the electrical heating device according to the invention is already operated in the start-up phase, since the battery is already heavily loaded anyway and additionally a battery at low temperatures. training temperatures has a significantly reduced performance. To initiate the starting process satisfies a fraction which injection pump between the fuel filter and Ein¬ or located in the moment when the motor starts to rotate, provides in the injection pump located "fuel quantity. Alternator current, and the electric heater is put into operation Even if the fuel in the injection pump was already gummed, this would not be particularly disturbing, since injection pumps have a sufficiently high output to deliver fuel that has thickened or gummed up, even if it is in the fuel filter has already eliminated Paraphin, this would melt again quickly due to the good thermal contact between the heating element and the filter housing, so that with the device according to the invention, a diesel engine that is already gummed can be put into operation again without outside help.
Für den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich alle han- delsüblichen Glühstiftkerzen, wie sie als sogenannteAll hands are suitable for the purpose according to the invention. usual glow plugs, as they are called
Schnellglühkerzen für Dieselmotore verwendet werden. Aus den angebotenen Glühstiftkerzen unterschiedlicher Heiz¬ leistung kann unter Berücksichtigung der jeweils zur Ver- fügung stehenden VersorgungsSpannung, dem Kraftstoffver¬ brauch der Brennkraftmaschine und der gewünschten Auf¬ heizung des flüssigen Kraftstoffs die passende Glüh¬ stiftkerze ausgewählt werden. Falls erforderlich kann die gewünschte Heizleistung auch durch regelbare Vorwider- stände entsprechend angepaßt werden.Fast glow plugs can be used for diesel engines. The appropriate glow plug can be selected from the offered glow plugs with different heating capacities, taking into account the supply voltage available, the fuel consumption of the internal combustion engine and the desired heating of the liquid fuel. If required, the desired heating output can also be adjusted accordingly by means of adjustable series resistors.
Bei Brenrikraftmaschinen 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 größe¬ rer Leistung in vorteilhafter Weise einbringen. In the case of gasoline engines of higher power, it may be advantageous to make several screw head bores in the hollow screw 5, in each of which a glow plug is installed. In this way, the increased heat requirement for heating the larger fuel throughput in internal combustion engines with greater power can be introduced in an advantageous manner.
Claims
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