DE102015222779A1

DE102015222779A1 - Fuel system with a cooling system

Info

Publication number: DE102015222779A1
Application number: DE102015222779.0A
Authority: DE
Inventors: Joachim Fröschl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Nach der Erfindung ist eine Kraftstoff-Anlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoff-Kühlsystem, das Wärme durch Kühlung mittels eines Wärmetauschers abführt, der von einem Kältemittel beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher wenigstens eine der Verbindungsleitungen wenigstens über eine bestimmte Länge zwischen einem Kraftstoffbehälter und einer Einspritzvorrichtung der Kraftstoff-Anlage kühlt.According to the invention, a fuel system for a motor vehicle with a fuel cooling system, which dissipates heat by cooling by means of a heat exchanger, which is acted upon by a refrigerant, characterized in that the heat exchanger at least one of the connecting lines at least over a certain length between a Fuel tank and an injection device of the fuel system cools.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Anlage mit einem Kühlsystem nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs, insbesondere für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a fuel system with a cooling system according to the preamble of the first claim, in particular for motor vehicles.

Nach dem Stand der Technik können Kraftstoffbehälter konventioneller automobiler Kraftstoffanlagen auch gekühlt werden. Zum Beispiel deshalb, dass eine Bildung von Kraftstoffdämpfen und deren unerwünschter Austritt in die Umgebung weitgehend unterbunden werden kann. Es sind gesetzliche Vorschriften zur Begrenzung von Kraftstoffdampf-Emissionen einzuhalten. Die Kraftstoffdämpfe entstehen, sobald der Kraftstoff die vom Umgebungsdruck abhängige Sättigungstemperatur überschreitet. Zuerst verdampfen diejenigen Anteile des Brennstoffes, die die niedrigste Sättigungstemperatur aufweisen. Mit zunehmender Kraftstofftemperatur oder fallendem Umgebungsdruck steigt die Verdampfungsrate des Kraftstoffes. Aus der Kraftstoff-Anlage in die Umgebung austretende Kraftstoffdämpfe stellen für die Umwelt eine starke Belastung und für die Menschen, insbesondere beim Einatmen, eine gesundheitliche Gefährdung dar.According to the prior art, fuel tanks of conventional automotive fuel systems can also be cooled. For example, therefore, that a formation of fuel vapors and their undesirable leakage into the environment can be largely prevented. There are legal requirements for limiting fuel vapor emissions. The fuel vapors are generated as soon as the fuel exceeds the saturation temperature dependent on the ambient pressure. First, those portions of the fuel that have the lowest saturation temperature evaporate. With increasing fuel temperature or falling ambient pressure, the evaporation rate of the fuel increases. Fuel vapors escaping from the fuel system to the environment pose a heavy burden on the environment and pose a health hazard to humans, especially when inhaled.

Die unerwünschte Bildung der Kraftstoffdämpfe, insbesondere gerade von Ottokraftstoff oder anderer automotiv verwendeter Kraftstoffe, resultiert also aus der Erwärmung des Kraftstoffbehälter-Innenraums infolge thermischer Anpassung an eine erhöhte Umgebungstemperatur oder an Abwärme aus dem Fahrzeugbetrieb, insbesondere an Abwärme des Verbrennungsmotors oder der Abgasanlage, die den Einbauort des Kraftstoffbehälters erwärmen.The undesirable formation of fuel vapors, especially straight from gasoline or other automotive fuels used, thus resulting from the heating of the fuel tank interior due to thermal adaptation to an increased ambient temperature or waste heat from the vehicle operation, in particular to waste heat of the engine or the exhaust system, the Heat the installation location of the fuel tank.

Nach der DE 32 14 874 A1 wird ein Kraftstoffbehälter aktiv mittels eines fahrzeugseitigen Kältekreislaufs einer Klimaanlage gekühlt, wodurch anstatt eines druckfesten Kraftstoffbehälters auch ein entlüfteter, unter Umgebungsdruck stehender Kraftstoffbehälter ausgeführt werden kann, der zur Kraftstoffbehälter- und Betriebsentlüftung mit einer Entlüftungseinrichtung versehen ist. Eine derartige Entlüftungseinrichtung mit einem Adsorptionsfilter, beispielsweise einem Aktivkohlefilter, verhindert ein Entweichen von Brennstoffdämpfen in die Atmosphäre.After DE 32 14 874 A1 a fuel tank is actively cooled by means of a vehicle-side refrigeration cycle of an air conditioner, which instead of a pressure-resistant fuel tank and a vented, under ambient pressure fuel tank can be executed, which is provided for fuel tank and service vent with a venting device. Such a ventilation device with an adsorption filter, for example an activated carbon filter, prevents the escape of fuel vapors into the atmosphere.

Aktiv vom Kältekreislaufsystem eines Kraftfahrzeugs gekühlte Kraftstoffbehälter benötigen hierzu einen baulichen Mehraufwand.Active cooled by the refrigeration cycle system of a motor vehicle fuel tank require this, a structural overhead.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, den Kraftstoff eines Kraftfahrzeugs zu kühlen, ohne dass am Kraftstoffbehälter ein baulicher Mehraufwand entsteht.The object of this invention is to cool the fuel of a motor vehicle, without causing any additional construction costs on the fuel tank.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object is achieved with the features of claim 1. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Bei einem solchen Kühlsystem, welches zur Kühlung des Kraftstoffes das Kondensat der Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug verwendet, wobei das Kondensat in Rohren oder in rohrähnlichen Vliesausführungen parallel an der Kraftstoffleitung vorbeigeführt wird, erfolgt die Kühlung durch Wärmeübertrag in das Kondensat und/oder Verdunstung des Kondensats und/oder Verdampfung des Kondensats. Vorteilhafterweise ist dieses Kühlsystem einfach ausgeführt und gewichts- und kostenminimal realisierbar, insbesondere, wenn der Wärmetauscher durch ein Kondensat einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs beaufschlagt wird.In such a cooling system, which uses the condensate of the air conditioning in a motor vehicle for cooling the fuel, wherein the condensate is passed in parallel in tubes or tube-like nonwoven designs on the fuel line, the cooling is carried out by heat transfer into the condensate and / or evaporation of the condensate and / or evaporation of the condensate. Advantageously, this cooling system is simple and weight and cost minimally realizable, especially when the heat exchanger is acted upon by a condensate of an air conditioner of the motor vehicle.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Anlage wird das Kondensat mittels einer Rohrleitung an der Vorlauf- und/oder Rücklauf-Verbindungsleitung des Kraftstoffs vorbeigeführt und der Wärmetauscher ist dazu als Vlies- oder Rohrsystem ausgebildet.In a further preferred embodiment of the fuel system according to the invention, the condensate is passed by means of a pipeline to the flow and / or return connection line of the fuel and the heat exchanger is designed as a fleece or pipe system.

Eine Kühlung des Kraftstoffs im Vorlauf und/oder im Rücklauf des Kraftstoffkreislaufs bewirkt auch vorteilhafterweise eine Druckminderung in der Niederdruckleitung durch kälteren Kraftstoff und verhindert Dampfblasenbildung bei Ottokraftstoff. Es sind keine aktiven Kühlkomponenten notwendig und die Verwendung einer kleineren Kraftstoffpumpe ist möglich, was wiederum weniger elektrischen Strom benötigt und damit eine Kraftstoffersparnis bei Verwendung einer elektrischen Kraftstoffpumpe mit sich bringt. Da im Winter nahezu kein Kondensat anfällt ist das Kühlsystem selbstregelnd und es ist kein gesonderter Gefrierschutz bei Verwendung eines Vlieses notwendig.A cooling of the fuel in the flow and / or in the return of the fuel circuit also advantageously causes a reduction in pressure in the low-pressure line by colder fuel and prevents vapor formation in gasoline fuel. There are no active cooling components necessary and the use of a smaller fuel pump is possible, which in turn requires less electric power and thus brings fuel savings when using an electric fuel pump with it. Since almost no condensation occurs in winter, the cooling system is self-regulating and no separate antifreeze is necessary when using a nonwoven.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt die nachfolgende Beschreibung mit der zugehörigen Zeichnung. Es zeigen:A preferred embodiment of the invention describes the following description with the accompanying drawings. Show it:

1: als schematische Skizze gezeichnet, ein erfindungsgemäßes Kühlsystem für eine Kraftstoff-Versorgungs-Anlage in einem Kraftfahrzeug und 1 drawn as a schematic sketch, an inventive cooling system for a fuel supply system in a motor vehicle and

2: einen Querschnitt durch den Wärmetauscher aus 1, schematisch dargestellt. 2 : a cross section through the heat exchanger 1 , shown schematically.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftfahrzeugs gekennzeichnet, dem eine Kraftstoff fördernde und zuteilende Einspritzvorrichtung 2 zugeordnet ist. Dieser Einspritzvorrichtung 2 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 3 über eine Vorlaufleitung 8 zugeführt, während mit 9 eine zum Kraftstoffbehälter 3 zurückführende Rücklaufleitung gekennzeichnet ist.In the drawing is with 1 an internal combustion engine of a motor vehicle, for example a Passenger vehicle characterized, the fuel delivery and allocating injection device 2 assigned. This injector 2 gets fuel from a fuel tank 3 via a flow line 8th fed while with 9 one to the fuel tank 3 Returning return line is marked.

Weiter ist in der Zeichnung eine Klimaanlage 6 des Fahrzeugs angedeutet gezeichnet, die, nicht gezeichnet, einen Kältemittelkompressor aufweist, der vom Verbrennungsmotor 1 angetrieben und mittels einer beispielsweise elektrisch betätigbaren Kupplung zuschaltbar ist. Der Kältemittelkompressor fördert ein Kältemittel über eine druckseitige Kondensatleitung 10 zu einem im Gegenstrom von Kraftstoff durchflossenen Wärmetauscher 7. Dieser kann aus einem Rohrsystem oder aus Vlies bestehen mittels dessen immer dann, wenn die Klimaanlage 6 durch Zuschalten des Kältemittelkompressors eingeschaltet ist, gleichzeitig auch Kraftstoff in einer Vorlaufleitung 8 und in einer Rücklaufleitung 9 durch die Kondensatleitung 10 über den Wärmetauscher 7 gekühlt wird. Da jedoch die Klimaanlage 6 von dem Fahrzeugführer nur bei solchen Umgebungsbedingungen zugeschaltet wird, bei denen auch mit erhöhten Kraftstofftemperaturen zu rechnen ist, ergibt sich automatisch eine wirkungsvolle Kühlung des Kraftstoffes, die zu einer Anhebung der Vollastleistung des Verbrennungsmotors 1 führt.Next is an air conditioner in the drawing 6 drawn drawn of the vehicle, which, not shown, having a refrigerant compressor, the combustion engine 1 is driven and can be activated by means of, for example, an electrically actuated clutch. The refrigerant compressor delivers a refrigerant via a pressure-side condensate line 10 to a traversed by fuel in countercurrent heat exchanger 7 , This can consist of a pipe system or non-woven by means of which, whenever the air conditioning 6 is switched on by connecting the refrigerant compressor, at the same time fuel in a flow line 8th and in a return line 9 through the condensate line 10 over the heat exchanger 7 is cooled. However, because the air conditioning 6 is added by the driver only in such environmental conditions in which is to be expected also with increased fuel temperatures, automatically results in an effective cooling of the fuel, which leads to an increase in the full load of the engine 1 leads.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3214874 A1 [0004]

Claims

Fuel system for a motor vehicle with a fuel cooling system, the heat by cooling by means of a heat exchanger ( 7 ), which is acted upon by a refrigerant, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) at least one connecting line at least over a certain length between a fuel tank ( 3 ) and an injection device ( 2 ) of the fuel system cools.

Fuel system according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) by a condensate of an air conditioner ( 6 ) of the motor vehicle is acted upon.

Fuel system according to claim 2, characterized in that the condensate by means of a condensate line ( 10 ) to supply ( 8th ) and / or return connection line ( 9 ) is passed heat transferring.

Fuel system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) is designed as a fleece or pipe system.