NO801332L

NO801332L - DEVICE FOR A BETTER FUNCTION OF DIESEL ENGINES AT LOW TEMPERATURES.

Info

Publication number: NO801332L
Application number: NO801332A
Authority: NO
Inventors: Jean-Claude Fayard
Original assignee: Elf France
Priority date: 1979-05-08
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1980-11-10
Also published as: SE8003438L; BE883138A; DK197780A; NL8002619A; FI801458A7; IT1149805B; IT8021876A0; DE3017325A1; FR2456223A1

Description

Bruken av dieselolje i dieselmotorer ved temperaturer nær 0 o C medfører en del problemer med hensyn til motorenes gang. I The use of diesel oil in diesel engines at temperatures close to 0 o C causes a number of problems with regard to the operation of the engines. IN

dieseloljen oppstår det nemlig en krystalliséring som medfører en tilstopping av de forskjellige brennstoff-filtre, hvilket bevirker at innsprøytningspumpen ikke får tilførsel og at the diesel oil, a crystallization occurs which leads to a clogging of the various fuel filters, which means that the injection pump does not receive supply and that

motoren stopper.the engine stops.

For å bøte på.disse mangler endrer man spesifikasjonene for To make up for these shortcomings, the specifications for

dieseloljen, så som tykningspunkt, flytepunktet og filtrerbarhets-temperatur, som funksjon av årstidene. the diesel oil, such as thickening point, pour point and filterability temperature, as a function of the seasons.

Erfaringen viser at disse sikkerhetsforanstaltninger.ikke er Experience shows that these safety measures are not

tilstrekkelige til å eliminere alle problemer med gangen av dieselkjøretøyer som kan tilskrives motorbfenselet, så snart omgivelsestemperaturen er i størrelsesorden -10°C - 0°C. Videre virker innføringen av tilsetningsstoffer som forbedrer dieseloljens egenskaper, ufordelaktig på innkjøpsprisen. sufficient to eliminate all problems with the running of diesel vehicles attributable to the engine fuse, as soon as the ambient temperature is in the order of -10°C - 0°C. Furthermore, the introduction of additives that improve the diesel oil's properties has a detrimental effect on the purchase price.

Grensetemperaturen for filtrerbarhet, som er den spesifikasjon som opprinnelig har vært foreslått, kan effektivt endres ved tilsetninger hvis rolle er å redusere tverrsnittet av parafin-krystallene,. Man. unngår således tilstopping av filtre med grove masker, av størrelsesorden 40 - 50 mikron, som f.eks. befinner seg i innsugningssilen. Men omvendt øker man risikoen for tilstopping av fine filtre anbragt foran innsprøytningspumpen med porøsitet på mellom 5 og 10 mikron, idet de små krystallene, nå setter seg fast i porene. The limit temperature of filterability, which is the specification originally proposed, can be effectively changed by additions whose role is to reduce the cross-section of the paraffin crystals. Mon. thus avoids clogging of filters with coarse meshes, of the order of 40 - 50 microns, such as e.g. located in the intake strainer. But conversely, the risk of clogging of fine filters placed in front of the injection pump with a porosity of between 5 and 10 microns increases, as the small crystals now get stuck in the pores.

For å løse dette problem og få motoren til å arbeide ved lav temperatur, har brukerne for tiden bare eh eneste utvei: Å til-sette inntil 20% bilbensin eller superbensin til dieseloljen. Til tross for de fremskritt som er gjort på området tilsetninger, synes det vanskelig å oppnå produkter som for en rimelig be-handlingspris forenlig med salgsprisen for brennstoff kan redusere tverrsnittet av krystallene til under 5 mikron, eller forsinke dannelsen av disse til vesentlig lavere temperaturer ved dannelse av en eutektisk blanding. In order to solve this problem and make the engine work at low temperatures, users currently have only one way out: To add up to 20% car petrol or super petrol to the diesel oil. Despite the progress that has been made in the area of additives, it seems difficult to obtain products which, for a reasonable treatment price compatible with the selling price of fuel, can reduce the cross-section of the crystals to below 5 microns, or delay their formation to significantly lower temperatures at formation of a eutectic mixture.

Oppfinnelsen tar sikte på å bøte på disse problemer ved hjelp av.en anordning for resirkulasjon av overskuddsmengden av dieselolje fra innsprøytningspumpen for å forvarme den olje som kommer fra tanken. The invention aims to remedy these problems by means of a device for recirculating the excess amount of diesel oil from the injection pump to preheat the oil coming from the tank.

Returen av overskudds dieseloljeblir sendt tilbake foran brenn-stof f-f ilteret ved hjelp av en termostatventil for å forvarme bg holde dieseloljen på. en temperatur tilstrekkelig til å unngå The return of excess diesel oil is sent back in front of the fuel filter by means of a thermostatic valve to preheat and keep the diesel oil on. a temperature sufficient to avoid

tilstopping av filteret og eventuelt rense dette.clogging of the filter and possibly cleaning it.

Denne anordning skiller seg vesentlig fra kjente elektriske forvarmirigsanordninger i kontinuerlige matesystemer for dieselmotorer, hvilket man kan konstatere ved hjelp av følgende be-skrivelse og figurer, der: Fig. 1 viser et konvensjonelt skjema for tilførsel av brennstoff til en dieselmotor, This device differs significantly from known electric preheating devices in continuous feed systems for diesel engines, which can be ascertained with the help of the following description and figures, where: Fig. 1 shows a conventional diagram for the supply of fuel to a diesel engine,

fig. 2 viser et prinsippskjema for presirkulasjon av overskuddsoljen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 shows a principle diagram for precirculation of the excess oil according to the invention,

fig. 3 viser skjematisk en første utførelse av oppfinnelsen utstyrt med en. termostatventil, fig. 3 schematically shows a first embodiment of the invention equipped with a. thermostatic valve,

fig. 4 viser fordelingsventilen med termostatkapsel,fig. 4 shows the distribution valve with thermostatic capsule,

fig. 4a og 5a viser detaljert virkemåten av denne ventil ved en lavere temperatur enn 2 5°C, fig. 4a and 5a show in detail the operation of this valve at a lower temperature than 25°C,

fig. 4b og 5b viser detaljert virkemåten av ventilen ved en høyere temperatur enn 25°C, fig. 4b and 5b show in detail the operation of the valve at a higher temperature than 25°C,

fig. 6 viser skjematisk en annen utførelse av oppfinnelsen ut-? , styrt med en elektronventil, fig. 6 schematically shows another embodiment of the invention out-? , controlled with an electronic valve,

fig. 7 viser en tredje utførelse av oppfinnelsen egnet for meget lave temperaturer, og fig. 7 shows a third embodiment of the invention suitable for very low temperatures, and

fig. 8 viser skjematisk en forgasser som kan brukes i den tredje . utformning.. fig. 8 schematically shows a carburettor which can be used in the third. design..

På dieselmotorer mates alle innsprøytningspumpene med et over- j skudd av dieselolje, som resirkuleres direkte til oljetanken gjennom returledningene. Denne overskuddsolje har til hensikt å holde den innsprøytede dieselolje på en akseptabel temperatur, men også fremfor alt å sikre kjøling av innsprøytningspumpen og holde den på normal arbeidstemperatur. On diesel engines, all the injection pumps are fed with an excess of diesel oil, which is recycled directly to the oil tank through the return lines. The purpose of this excess oil is to keep the injected diesel oil at an acceptable temperature, but also above all to ensure cooling of the injection pump and keep it at normal working temperature.

Som fig. 1 viser, er der foran innsprøytningspumpen med roterende fordeler 1 et brennstoff-filter 2. Returen av tapene 3 i injektorene 4 og overskuddsoljen 7 fra pumpen foregår direkte til tanken 5. Brennstoffet resirkuleres ved hjelp av oljepumpen og filteret 6. As fig. 1 shows, there is a fuel filter 2 in front of the injection pump with rotating distributor 1. The return of the losses 3 in the injectors 4 and the excess oil 7 from the pump takes place directly to the tank 5. The fuel is recycled using the oil pump and the filter 6.

Når dieseloljen ved lave arbeidstemperaturer befinner seg på en temperatur under,tykningspunktet, kan kretsens form gjøre.at tilstopping av filteret skjer desto raskere jo større mengden, av overskuddsolje er. When the diesel oil at low working temperatures is at a temperature below the thickening point, the shape of the circuit can mean that clogging of the filter occurs the faster the greater the amount of excess oil.

For å.løse dette problem finnes det for tiden løsninger som består i å forvarme dieseloljen ved filtrene til en temperatur . høyere enn oljens tykningspunkt for å gjøre parafinene løselige. ingen av disse løsninger har blitt brukt i serie, fordi de er forholdsvis besværlige å installere og krever en økning av kretsens elektriske effekt. To solve this problem, there are currently solutions that consist of preheating the diesel oil at the filters to a temperature. higher than the oil's thickening point to make the paraffins soluble. none of these solutions have been used in series, because they are relatively difficult to install and require an increase in the circuit's electrical power.

Ifølge oppfinnelsen resirkulerer man overskuddsoljen 7, som forvarmes ved passering gjennom pumpen i, foran filteret 2, hvilket viser seg ved en vesentlig reduksjon i forbruket av dieselolje 9. Bare den mengde dieselolje som brukes av motoren kommer fra tanken 5. Videre vil overskuddsol jen -7, som blir forvarmet når den passerer innsprøytningspumpen 1, raskt når According to the invention, the surplus oil 7, which is preheated by passing through the pump i, is recycled in front of the filter 2, which is shown by a significant reduction in the consumption of diesel oil 9. Only the amount of diesel oil used by the engine comes from the tank 5. Furthermore, the surplus oil - 7, which is preheated as it passes the injection pump 1, quickly reaches

en temperatur som er tilstrekkelig til å løse opp de parafiner som har avsatt seg i filteret og bringe dieseloljen fra tanken til en temperatur over tykningspunktet. Men en løsning som den som fig. 2 viser må avskrives fordi om den løser problemet med motorens arbeide ved lave temperaturer, vil den ved høyere temperaturer enn 20 - 2 5°C medføre for høy oppvarming.av inn-sprøytningspumpen, noe som motvirker lang levetid. Ifølge en første utformning av oppfinnelsen, vist på-, fig. 3, 4 og 5, er|a temperature that is sufficient to dissolve the paraffins that have settled in the filter and bring the diesel oil from the tank to a temperature above the thickening point. But a solution like the one shown in fig. 2 shows must be written off because if it solves the problem of the engine working at low temperatures, at temperatures higher than 20 - 25°C it will cause excessive heating of the injection pump, which counteracts a long service life. According to a first embodiment of the invention, shown in fig. 3, 4 and 5, are|

det anordnet en retur av overskuddsoljen 7. fra innsprøytnings-pumpen 1 til tanken 5, så snart oljetemperaturen når 25 - 30 C. For å oppnå dette, er det montert en åpningsregulering med termostatkapsel 12 i en fordelingsventil 8. For en temperatur under 25°C, fig. 4a og 5a, blir overskuddsoljen 7 i sin helhet resirkulert til filteret 2 gjennom 11 og blandet med dieseloljen fra tanken 9. Etter at motoren har løpt en kort tid, vil den dieselolje som kommer fra overskuddet 7 ha nådd en temperatur som er tilstrekkelig til at den oppnår en temperatur på ca. 25°C etter å være blandet med dieseloljen 9 fra tanken. Termostaten 12 regulerer da overskuddsoljen 7 og holder temperaturen konstant, it arranged a return of the excess oil 7. from the injection pump 1 to the tank 5, as soon as the oil temperature reaches 25 - 30 C. To achieve this, an opening regulation with a thermostatic capsule 12 is mounted in a distribution valve 8. For a temperature below 25° C, fig. 4a and 5a, the surplus oil 7 is completely recycled to the filter 2 through 11 and mixed with the diesel oil from the tank 9. After the engine has run for a short time, the diesel oil coming from the surplus 7 will have reached a temperature sufficient to it reaches a temperature of approx. 25°C after being mixed with the diesel oil 9 from the tank. The thermostat 12 then regulates the excess oil 7 and keeps the temperature constant,

idet den resirkulerer en større eller mindre mengde dieselolje til tanken via 10. as it recycles a larger or smaller amount of diesel oil to the tank via 10.

For temperaturer ;over 25°C (fig. 4b og 5b) vil termostaten 12, som kan være en vokskapsel som utvider seg ved smelting på For temperatures above 25°C (fig. 4b and 5b), the thermostat 12, which can be a wax capsule that expands by melting on

grunn av varmen og påvirker et stempel 13, befinne seg i en slik stilling at overskuddsoljen 7 ved hjelp av 9 blir fullstendig ført tilbake til tanken, slik fig. 2 viser. due to the heat and affecting a piston 13, be in such a position that the excess oil 7 is completely returned to the tank by means of 9, as fig. 2 shows.

Denne utformning gjør at man fullstendig kvitter seg med problemet med tilstopping av filteret av parafiner og andre problemer-ved temperaturer under 0°C og uten ytterligere forholdsregler sikrer fullkommen virkning av filteret og innsprøytningspumpen så snart dieseloljens temperatur er høyere enn. 25°C. This design makes it possible to completely get rid of the problem of clogging of the filter by kerosene and other problems - at temperatures below 0°C and without additional precautions ensures perfect operation of the filter and the injection pump as soon as the diesel oil temperature is higher than. 25°C.

Utprøvet på en dieselmotor utstyrt med en roterende innsprøyt-ningspumpe har denne utformning tillat korrekt gang til -10°C Tested on a diesel engine equipped with a rotary injection pump, this design allows correct operation down to -10°C

med en "sommer"-dieselolje med et tykningspunkt på +5°C. Under samme forhold med den opprinnelige utformning av brennstoff-kretsen gikk motoren bare i 5 minutter, idet filterne ble fullstendig tilstoppet. with a "summer" diesel oil with a thickening point of +5°C. Under the same conditions with the original design of the fuel circuit, the engine only ran for 5 minutes, the filters being completely clogged.

Med en "vinter"-dieselolje med et tykningspunkt på +2°C og en grensetemperatur for filtrerbarhet på -7°C, ville en dieselmotor uten anordningen ifølge oppfinnelsen ikke arbeide ved temperaturer under -5°C. Samme motor, men utstyrt med anordningen ifølge oppfinnelsen, arbeidet ved temperaturer ned til -20°C. With a "winter" diesel oil with a thickening point of +2°C and a limit temperature for filterability of -7°C, a diesel engine without the device according to the invention would not operate at temperatures below -5°C. The same engine, but equipped with the device according to the invention, worked at temperatures down to -20°C.

Ifølge en annen utformning av oppfinneslen, vist. på fig. 6, modifiserer man styringen av resirkulasjonsventilen for den overskuddsolje som kommer fra innsprøytningspumpen. Man bruker da en styrt elektroventil 14 og en elektronisk regulatorenhet som styres av en temperatursonde 15 anbragt i dieseloljen ved inngangen til filteret 2, slik termostatventilen var. According to another embodiment of the invention, shown. on fig. 6, the control of the recirculation valve for the excess oil coming from the injection pump is modified. One then uses a controlled electric valve 14 and an electronic regulator unit which is controlled by a temperature probe 15 placed in the diesel oil at the entrance to the filter 2, as was the thermostat valve.

Med denne andre utformning oppnår man like gode resultater som med den første, men den er bedre egnet for visse motortyper. With this second design, you achieve as good results as with the first, but it is better suited for certain engine types.

En tredje utformning, som er vist skjematisk på fig. 7 og 8, er spesielt egnet for motorer som arbeider under unormalt lave A third design, which is shown schematically in fig. 7 and 8, are particularly suitable for engines operating under abnormally low

■temperaturforhold, og hvor løsningen av resirkulasjonen av overskuddsol jen ikke gir tilstrekkelig forvarming av oljen véd inngangen til filteret. Løsningen består nå i at man ved fi.lter-ihngangen resirkulerer den totale retur, det vil si oljen fra innsprøytningspumpen og returoljen fra injektorene 4, idet disse har et temperaturnivå godt over overskuddsoljens. ■temperature conditions, and where the solution of recirculation of excess oil does not provide sufficient preheating of the oil at the entrance to the filter. The solution now consists in recycling the total return at the filter inlet, i.e. the oil from the injection pump and the return oil from the injectors 4, as these have a temperature level well above the excess oil.

Denne resirkulering kan styres av det ene eller andre av de beskrevne systemer. For å sikre god virkning aV innsprøytingen, krever denne løsningen anbringelse av en avgasser 20 i retur-ledningen for injektortapene, vist skjematisk på fig. 8. Der representerer 16 returen av injektortapene, 17 viser en ventil-flottøtf, 13 viser gassavløpet og 19 viser utløper for den avgassede dieselolje. This recycling can be controlled by one or other of the described systems. In order to ensure a good effect of the injection, this solution requires the placement of a degasser 20 in the return line for the injector taps, shown schematically in fig. 8. There 16 represents the return of the injector taps, 17 shows a valve float outlet, 13 shows the gas outlet and 19 shows the outlet for the degassed diesel oil.

For kjøretøyer for sterk kulde vil en av de tre ovenfor beskrevne løsninger kunne brukes i forbindelse med elektrisk oppvarming av brennstoffledningene. Kombinasjonen av anordningen ifølge oppfinnelsen og elektrisk oppvarming tillater nemlig reduksjon av den nødvendige elektriske effekt i den utstrekning anordningen tillater begrensning ved lave temperaturer av den mengde' dieselolje fra tanken som motoren forbruker. For vehicles too cold, one of the three solutions described above can be used in connection with electric heating of the fuel lines. The combination of the device according to the invention and electric heating allows a reduction of the necessary electrical power to the extent that the device allows limitation at low temperatures of the amount of diesel oil from the tank that the engine consumes.

De forskjellige utformninger av oppfinnelsen kan brukes på alle dieselmotorer i forskjellige kjøretøyer uten at man må endre dieseloljens egenskaper. Hensikten med anordningen ifølge oppfinnelsen er å begrense volumet av dieselolje fra tanken til den mengde som akkurat brukes av motoren og å unngå enhver risiko for tilstopping av filtrene uten å endre dieseloljens egenskaper. The different designs of the invention can be used on all diesel engines in different vehicles without having to change the properties of the diesel oil. The purpose of the device according to the invention is to limit the volume of diesel oil from the tank to the amount exactly used by the engine and to avoid any risk of clogging the filters without changing the properties of the diesel oil.

j j

Claims

1. Device for improving the running of diesel engines at temperatures below -5°C without changing the properties of the diesel oil, characterized by preheating the diesel oil by recycling the surplus oil from the injection pump, to which at very low temperatures the waste oil from the injectors is added, before the fuel filter, as the recirculation is controlled as a function of the diesel oil temperature by a regulating thermostat system located at the entrance to the fuel f-filter, and as surplus and loss oil is returned to the tank as soon as the oil temperature reaches 25°C.

2. Device as specified in claim 1, characterized in that the recirculation is controlled by a regulating thermostatic valve with a wax capsule.

3. Device as stated in claim 1, characterized in that the recirculation is controlled by a thermostat element such as an electrovalve which is controlled by an electronic regulator unit controlled by a temperature probe placed in the diesel oil at the entrance to the filter.

4. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that a degasser is inserted into the waste oil line from the injectors.

5. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that it is combined with an electrical resistance circuit for vehicles for extreme cold.