AT7373U1 - Einbaubares gerät zur reduktion des schadstoffausstosses, zur lärmverminderung, leistungssteigerung und ökonomisierung des treibstoffverbrauchs bei dieselmotoren - Google Patents

Abstract

Das nachträglich in Dieselmotore und -aggregate einbaubare Gerät zum Erwärmen von Dieseltreibstoff ist als Wärmetauscher konzipiert. Der Treibstoff wird in der Startphase mittels Elektrizität und im weiteren Betrieb mittels Kühlwasser erwärmt. Die Temperaturregelung für den Treibstoff auf ca. 42°C am Ende der Vorwärmstrecke erfolgt elektronisch. In der Starphase wird die Treibstofftemperatur bis 35°C über elektrische Heizwiderstände und ab einer Motortemperatur von 50°C über Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser geregelt.Als Batterieschutz wird beim Neustart die elektrische Heizung erst bei einer Treibstofftemperatur unter 35°C aktiv. Bei einer Vorspannung der Batterie unter 8V (bei einer 12V - Anlage) bzw. 16V (bei einer 24V - Anlage) unterbleibt die elektrische Vorheizung überhaupt.Eine im Führerhaus angebrachte Diagnosenanzeige gibt Auskunft über den Funktionszustand des Systems. Ein Schalter am Armaturenbrett ermöglicht das Abschalten des gesamten Regelsystems.Weiter ist die strikte Trennung der beiden Flüssigkeiten wesentlich. Durch getrennte Kammern wird daher sichergestellt, dass keine Durchmischung von Kraftstoff und Wasser stattfinden kann.

Description

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 007 373 U1

Die Erfindung bezieht sich auf eine speziell ausgeführte Vorrichtung, die in Motore und Aggregate für Kraftstoffe (Diesel, Rapsöl oder eine Mischung beider) nachträglich einbaubar und im Prinzip als Wärmetauscher konzipiert ist. Zwei getrennte metallene Kammersysteme sind so eng zusammengefügt, dass über die Wärmeleitfähigkeit des Metalls der Temperaturaustausch erfolgt. Im Wärmeaustauscher (Fig. 1) fließt das zugeleitete Kühlwasser und in dem eng angefügten zweiten (Fig. 2) der Treibstoff. Die Zuordnung zueinander zeigt die Darstellung des Querschnitts (Fig. 3). Eine elektronisch gesteuerte Regeleinrichtung (1) misst überfeinen Temperaturfühler (10) die Treibstofftemperatur am Ende der Treibstoffkammer (2) und schließt bei 42°C das Zuführventil für das Kühlwasser (3) an der Zuleitung der Kühlwasserkammer (4). Eine Anzeige im Führerhaus (5) gibt zusätzlich immer Auskunft über Einstellung und Funktion dieser zusätzlichen Einrichtung. Leistungswiderstände mit Schalttransistoren (6) wärmen in der Startphase den Kraftstoff elektrisch über die Autobatterie auf annähernd 3S°C auf, um ein gutes Startverhalten auch bei niedrigen Temperaturen zu erreichen. Steigt jedoch im Betrieb die Motortemperatur auf 50°C und darüber, was über einen Temperaturfühler direkt am Motor (7) erfasst wird, so wird die elektrische Beheizung über die Regelelektronik abgeschaltet und das Regelventil (3) geöffnet. Dadurch wird der Dieselkraftstoff über das Kühlwasser auf eine durch das Regelventil und den Temperaturfühler (10) geregelte Temperatur von ziemlich exakt 42°C erwärmt. Nunmehr wird die Abwärme des Motors zur Treibstofferwärmung genutzt. Eine Hauptsicherung (8) sichert die elektrische Regel· und Heizanlage. Liegt dann am Ende der Vorwärmung die Temperatur des Dieselkraftstoffes 4°C über oder unter 42eC, so leuchtet die Führerhaus an der Anzeige die Diagnose „LED“ auf. Die gesamte Einheit kann außerdem über einen Schalter am Armaturenbrett (9) ausgeschaltet werden. Wenn nach dem Abschalten des Motors dieser abkühlt, so wird bei einem neuen Start erst dann wieder auf elektrische Treibstoffvorwärmung umgestellt, wenn die Treibstofftemperatur am Ende der Vorwärmstrecke unter 35°C gesunken ist. Dies dient der Schonung der Batterie. Um bei einer schwachen Batterie das Starten des kalten Motors leichter zu ermöglichen, wird die elektrische Erwärmung unter einer Bordspannung von 8V (bei einer 12V - Anlage) bzw. 16V (bei einer 24V - Anlage) von der Regelelektronik weg geschaltet. Durch die Erwärmung des Treibstoffes wurde speziell bei älteren Dieselmotoren und bei nicht hoch raffinierten Dieselölen eine deutlich ruhigere Laufweise der Motoren, eine Verminderung des Schadstoffausstoßes um rund 30% sowie eine deutlich bessere Motorleistung und'so eine Verminderung des Treibstoffverbrauchs um mehr als 10% erreicht. Diese Ergebnisse wurden experimentell ermittelt und durch konstant reproduzierbare Messergebnisse gesichert. Als Bauteil kann dieser Wärmetauscher relativ einfach mittels geeigneter Schläuche und Schlauchklemmen in die Kühlwasser- und Treibstoffkreisläufe angeschlossen und über Montagelaschen an festen Karosserie- oder anderen Elementen fixiert werden. Die elektrische Vorwärmeinrichtung sowie die elektronische Kontrolle und die Steuereinrichtung des Kühlwasserventils werden über den Batteriestrom gespeist. Das Ziel der Erfindung ist es: 1. Den Schadstoffausstoß von Dieselmotoren - vor allem älteren - zum gesundheitlichen Nutzen von Menschen und Umwelt deutlich spürbar zu verringern (v. a. bezugnehmend auf den rasanten Anstieg von chronischen Atemwegserkrankungen besonders bei Kindern, aber auch bei Erwachsenen)! 2. Den Motorenlärm vermindern zu helfen. 3. Firmen und Institutionen mehr wirtschaftlichen Spielraum durch Senkung von Treibstoffverbrauchskosten zu schaffen. 4. Begrenzte Energieressourcen sparen zu helfen. 5. Den Betrieb von Dieselaggregaten speziell bei sehr niedrigen Temperaturen oder auch bei Verwendung von Rapsöl deutlich zuverlässiger zu machen. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, wobei die Erfindung keinesfalls auf dieses Beispiel beschränkt ist. • Dabei zeigt Fig. 1 die eine Kammer getrennt dargestellte Kammer des Wärmeaustauschers (4) im Schema • Weiter stellt Fig. 2 die andere Kammer (2) mit den Heizwiderständen und den Leistungs- 2 55

Claims (5)

1. AT 007 373 U1 transistoren (6) sowie der Regelelektronik (1) mit dem Treibstofftemperaturfühler (10) dar. • In Fig. 3 ist die Anordnung der einzelnen Elemente zueinander im Schema dargestellt. Gemäß Fig. 1 besteht die eine Kammer des Wärmeaustauschers aus einem Metallgehäuse, in dessen Innerem Metalllamellen die Wärmeabnahmefläche vom Kühlwasser vergrößern, was zur 5 wesentlich rascheren Erwärmung und daher zu einer besseren Steuerbarkeit der Temperatur führt. Ebenfalls schematisch sind hier Zulauf (13) und Ablauf (14) des Kühlwassers samt'Regelventil dargestellt. In Fig. 2 sind an der Kammer für den Kraftstoff, die hier schematisch dargestellt ist, die-elektrischen Regel- und Heizeinrichtungen zu erkennen. Dazu ist noch die Treibstoffvorlaufleitung (15) io und die Zuleitung für den vorgewärmten Kraftstoff zum Motor mit angedeutetem "Filter (16) eingezeichnet. Im schematischen Querschnitt der Fig. 3 sieht man die Anordnung der einzelnen Bauteile zueinander und die notwendige strikte Trennung voneinander, damit sich Diesel und Kühlwasser nach normalem Ermessen niemals mischen können. Zwischen den beiden Kammern des Wärme-15 tauschers wird mit einer Wärmeleitpaste (11) die thermische Leitfähigkeit verbessert. Züsammen-gefügt und gehalten werden die Teile hier in dieser Darstellung durch eine Verschraubung (12). Es können aber durchaus auch andere Arten der Verbindung wie Lötung oder Klebung angewendet werden. 20 ANSPRÜCHE: 25 30 35 1. Das Gerät zur Reduktion des Schadstoffausstoßes sowie zur Lärmminderung, Leistungssteigerung und Ökonomisierung des Treibstoffverbrauchs bei Dieselmotoren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (Fig. 1 und 2) in die Kraftstoffleitung vom Tank zur Pumpe zwecks Kraftstoffvorwärmung eingefügt und über den „kurzen“ Kühlwasserkreislauf geregelt angeschlossen ist.
2. 2. Das Gerät nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselkraftstoff kombiniert elektrisch und mittels Nutzung der Motorabwärme über das Kühlwasser elektronisch geregelt vorgewärmt wird.
3. 3. Die Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmetauscherkammern so zueinander angebracht sind, dass es trotz optimalen Wärmeaustausches zu keiner Durchmischung von Treibstoff und Kühlwasser kommen kann.
4. 4. Die Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass ihr Funktionszustand im Führerhaus kontrolliert werden kann.
5. 5. Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie nach Form und Größe so gestaltet ist, dass sie möglichst einfach in die vorgesehenen Motore und Aggregate nachträglich einbaubar ist. 40 HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN 45 SO 3 55