DE102009049024A1

DE102009049024A1 - Verfahren zum Absaugen von Gasen aus einem Tankentlüftungssystem

Info

Publication number: DE102009049024A1
Application number: DE102009049024A
Authority: DE
Inventors: Juergen Thaeder; Karl-Heinz Goetz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-10-10
Filing date: 2009-10-10
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-10-11
Also published as: DE102009049024B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absaugen von Gasen aus einem Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs und einem Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, wobei beide Systeme über eine Leitung an einen Unterdruckbehälter angeschlossen sind, in dem über eine elektrisch angetriebene Pumpe ein Unterdruck bestimmter Größe eingestellt wird und wobei diese Pumpe in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine, im Falle eines darin vorgesehenen Verdichters stromauf desselben, fördert, wobei das Tankentlüftungssystem auf einen vorgegebenen Unterdruck-Wert im Unterdruckbehälter abgestimmt ist. In einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist ein mit Zentrifugalkraft arbeitender Ölabscheider im Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem vorgesehen, der gemeinsam mit der Unterdruckpumpe von einem einzigen Elektromotor angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absaugen von Gasen aus einem Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs und einem Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 199 42 011 A1 verwiesen.
Zu Tankentlüftungssystemen von Kraftfahrzeugen existiert umfangreicher Stand der Technik, was belegt, dass dieses Technikfeld nicht einfach beherrschbar ist, jedenfalls dann nicht, wenn dies in wirtschaftlicher bzw. kostengünstiger Weise geschehen soll. So wird beispielsweise ein sog. Tankentlüftungsventil von einer Vielzahl von Randbedingungen durch eine elektronische Steuereinheit komplex angesteuert und ein Tankentlüftungssystem ist aus mehreren Leitungen, die verschiedene Elemente, wie insbesondere einen Zwischenspeicher für aus dem Kraftstofftank abgeführte Kraftstoffdämpfe, miteinander bzw. mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbinden, aufgebaut, wobei letztlich dafür Sorge zu tragen ist, dass diese Kraftstoffdämpfe der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt werden.
In der Erkenntnis, dass neben den über ein Tankentlüftungssystem der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführten Kraftstoffdämpfen auch die sog. blow-by-Gase der Brennkraftmaschine über ein dem Fachmann grundsätzlich bekanntes Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem der Brennkraftmaschine dieser wieder zur Verbrennung zugeführt werden müssen, soll vorliegend aufgezeigt werden, wie der für diese beiden Entlüftungssysteme zu erbringende Aufwand gering gehalten werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Absaugen von Gasen aus einem Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs und einem Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, wobei beide Systeme über eine Leitung an einen Unterdruckbehälter angeschlossen sind, in dem über eine elektrisch angetriebene Pumpe ein Unterdruck bestimmter Größe eingestellt wird und wobei diese Pumpe in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine, im Falle eines darin vorgesehenen Verdichters stromauf desselben, fördert, und wobei das Tankentlüftungssystem auf einen vorgegebenen Unterdruck-Wert im Unterdruckbehälter abgestimmt ist.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach diesem Anspruch 1 besteht aus einem Unterdruckbehälter, einer daran angeschlossenen und in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine fördernden elektrisch angetriebenen Unterdruck-Pumpe und Verbindungsleitungen vom Tankentlüftungsventil des Tankentlüftungssystems sowie vom Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem in den Unterdruckbehälter, wobei die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils durch eine elektronische Steuereinheit auf einen vorgegebenen Unterdruck-Wert im Unterdruckbehälter abgestimmt ist.
Mit diesen Merkmalen (des Anspruchs 1) ist eine Funktionsvereinigung vorgeschlagen, indem für beide Entlüftungssysteme eine gemeinsame Unterdruckquelle geschaffen ist, die sicherstellt, dass die zu sammelnden und beide dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine – unter dem Begriff des Ansaugtrakts wird das gesamte den Brennräumen der Brennkraftmaschine die Verbrennungsluft zuführende System verstanden – zuzuführenden Gas oder Dämpfe sicher und einfach dorthin gelangen. Insbesondere ist es mit der elektrisch betriebenen Pumpe möglich, unabhängig vom jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine einen Unterdruck konstanter Größe oder zumindest einer genau definierten (bestimmten) Größe einzustellen, auf welche hin das Tankentlüftungssystem sowie das Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem sowie die Arbeitsweise dieser Systeme ausgelegt werden (oder sein) kann. Vorteilhafterweise wird nur eine einzige Anschlussstelle oder Einleitungsstelle im Ansaugtrakt hierfür benötigt.
Dabei kann unter Verwendung eines mit Zentrifugalkraft arbeitenden Ölabscheiders im Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem dieser Ölabscheider gemeinsam mit der Unterdruckpumpe von einem einzigen Elektromotor angetrieben werden. Hiermit ist auf einfache Weise eine äußerst wirkungsvolle Ölabscheidung aus den blow-by-Gasen möglich, wodurch die Verkokungsgefahr an den Brennraum-Einlassventilen und Kraftstoff-Einspritzventilen im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine gesenkt wird.
Die beiden beigefügten Prinzipskizzen zeigen unter Verwendung gleicher Bezugsziffern für gleiche Elemente Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Zunächst auf 1 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 1 der Ansaugtrakt einer hier nicht dargestellten mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine (2) gekennzeichnet, der hier unterbrochen dargestellt ist, und in dem stromauf eines Ansaugverteilers 1a eine Drosselklappe 1b vorgesehen ist. Weitere figürlich dargestellte Bestandteile des Ansaugtrakts 1 sind ein Ansauggeräuschdämpfer 1c mit integriertem Luftfilter sowie ein Luftmassenmesser 1d zur Bestimmung des Ansaugluftstromes der Brennkraftmaschine.
Mit der Bezugsziffer 3 ist in seiner Gesamtheit ein Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem der Brennkraftmaschine gekennzeichnet, welches hier aus einer mit dem Innenraum des (nicht dargestellten) Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine verbundenen Leitung 3a besteht, die durch einen Ölabscheider 3b geführt ist.
Mit der Bezugsziffer 4 ist in seiner Gesamtheit ein Tankentlüftungssystem eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs gekennzeichnet, welches die besagte Brennkraftmaschine als (ein) Antriebsaggregat aufweist. Dieses Tankentlüftungssystem 4 ist dem zur Versorgung der Brennkraftmaschine vorgesehenen Kraftstofftank 5 zugeordnet und besteht unter anderem aus einer mit dem Innenraum des Kraftstofftanks 5 verbundenen Tankentlüftungsleitung 4a, die über einen Zwischenspeicher 4b für Kohlenwasserstoffe in Form eines Aktivkohlefilters sowie ein von einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit geeignet angesteuertes Tankentlüftungsventil 4c geführt ist.
Sowohl die Tankentlüftungsleitung 4a als auch die Leitung 3a des Kurbelgehäuse-Entlüftungssystems 3 münden in einem Unterdruckbehälter 6, in welchem mittels einer elektrisch angetriebenen Pumpe 7, deren Saugseite mit dem Innenraum des Unterdruckbehälters 6 verbunden ist, ein vorgegebenen Unterdruckwert einstellbar ist. Hierfür wird vorzugsweise der Druck im Unterdruckbehälter 6 mittels eines nicht dargestellten Sensors ermittelt und einer elektronischen Steuereinheit mitgeteilt, welche einen elektrischen Antriebsmotor 8, der die Pumpe 7 antreibt, solchermaßen ansteuert, dass sich im Unterdruckbehälter 6 der gewünschte vorgegebene Unterdruck einstellt. Die Förderseite der Pumpe 7 ist über eine Leitung 9 mit dem Ansaugtrakt 1 der Brennkraftmaschine verbunden und mündet in diesem stromauf der genannten Drosselklappe 1b.
Vorliegend ist an den Unterdruckbehälter 6 über eine weitere Leitung 10 ein weiterer nicht dargestellter Unterdruck-Verbraucher angeschlossen, bei dem es sich beispielsweise um ein dem Fachmann bekanntes Wastegate eines dem Ansaugtrakt 1 zugeordneten Abgasturboladers handeln kann, jedoch ist ein solcher weiterer Unterdruck-Verbraucher rein fakultativ.
Wie 1 zeigt treibt der elektrische Antriebsmotor 8 nicht nur die Pumpe 7 zur Erzeugung von Unterdruck im Unterdruckbehälter 6 an, sondern es ist die Abtriebswelle dieses elektrischen Antriebsmotors 8 auch mit dem Ölabscheider 3b des Kurbelgehäuse-Entlüftungssystems 3 verbunden, welcher als Zentrifugalkraftabscheider (sog. „Tellerseparator”) ausgeführt ist. Letzterer ermöglicht eine besonders wirkungsvolle Ölabscheidung und der einzige elektrische Antriebsmotor 8 realisiert durch den Antrieb sowohl der Pumpe 7 als auch des Ölabscheiders 3b eine vorteilhafte Funktionsvereinigung.
Die noch abstrakter gehaltene 2 zeigt zwei weitere mögliche Details, nämlich dass im Ansaugtrakt 1 der Brennkraftmaschine 2 neben dem Ansaugverteiler 1a ein Verdichter 1e bspw. in Form eines Abgasturboladers vorgesehen sein kann, wobei die Förderseite der den Unterdruck im Unterdruckbehälter 6 erzeugenden Pumpe 7 sowohl über den Ansaugverteiler 1a als auch über den Verdichter 1e und vorzugsweise über dessen Saugseite mit dem Ansaugtrakt 1 verbunden sein kann – alternativ nur mit dem Ansaugverteiler 1a oder nur mit der Saugseite des Verdichters 1e. Ferner ist in der Leitung 3a des Kurbelgehäuse-Entlüftungssystems 3, die von der Brennkraftmaschine 2, genauer von deren Kurbelgehäuse abgeht, vorzugsweise stromab des Ölabscheiders 3b eine Drossel 11 vorgesehen, die im Hinblick auf die Bildung eines sinnvollen Unterdruckwerts im Kurbelgehäuse ausgelegt ist, der betragsmäßig geringer sein sollte als der im Unterdruckbehälter 6 herrschende Unterdruck, dessen Wert insbesondere im Hinblick auf eine optimale Funktion des Tankentlüftungssystems 4 ausgelegt ist.
Eine solche beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des eingangs beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens kann als Modul ausgebildet sein, welches ohne aufwändige Anpassungsarbeiten an verschiedene von einem Kraftfahrzeughersteller angebotene Modelle angeschlossen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19942011 A1 [0001]

Claims

Verfahren zum Absaugen von Gasen aus einem Tankentlüftungssystem (4) eines Kraftfahrzeugs und einem Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem (3) einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine (2), wobei beide Systeme (3, 4) über eine Leitung (3a, 4a) an einen Unterdruckbehälter (6) angeschlossen sind, in dem über eine elektrisch angetriebene Pumpe (7) ein Unterdruck bestimmter Größe eingestellt wird und wobei diese Pumpe (7) in den Ansaugtrakt (1) der Brennkraftmaschine (2), im Falle eines darin vorgesehenen Verdichters (1e) stromauf desselben, fördert, wobei das Tankentlüftungssystem (4) auf einen vorgegebenen Unterdruck-Wert im Unterdruckbehälter (6) abgestimmt ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einen Unterdruckbehälter (6), einer daran angeschlossenen und in den Ansaugtrakt (1) der Brennkraftmaschine (2) fördernden elektrisch angetriebenen Unterdruck-Pumpe (7) und Verbindungsleitungen (4a, 3a) vom Tankentlüftungsventil (4c) des Tankentlüftungssystems (4) sowie vom Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem (3) in den Unterdruckbehälter (6), wobei die Ansteuerung des Tankentlüftungsventils (4c) durch eine elektronische Steuereinheit auf einen vorgegebenen Unterdruck-Wert im Unterdruckbehälter (6) abgestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem mit Zentrifugalkraft arbeitenden Ölabscheider (3b) im Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem (3), der gemeinsam mit der Unterdruckpumpe (7) von einem einzigen Elektromotor (8) angetrieben wird.