DE102019219937B4 - Internal combustion engine with a venturi nozzle provided in a fluid-carrying component fluidly connected to a tank ventilation line - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine mit einem Kraftstofftank (36), einer Tankentlüftungsleitung (38) und einer in einem fluidführenden Bauteil (16) vorgesehenen Venturidüse (30), wobei das fluidführende Bauteil (16) und/oder die Venturidüse (30) einen Einströmkanal (28), eine sich stromabwärts des Einströmkanals (28) anschließende Mündungsstelle (40) mit einer fluidalen Verbindung zu der Tankentlüftungsleitung (38) und einen sich stromabwärts der Mündungsstelle (40) anschließenden Ausströmkanal (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausströmabschnitt (48) der Venturidüse (30) und/oder des fluidführenden Bauteils (16) stromabwärts der Mündungsstelle (40) derart von dem fluidführenden Bauteil (16) umgeben ist, dass um den Ausströmabschnitt (48) herum ein Detektionsraum (46) gebildet ist, wobei der Detektionsraum (46) mindestens eine Einströmöffnung (50) aufweist, über welche der Detektionsraum (46) derart fluidal mit der Tankentlüftungsleitung (38) verbunden ist, dass in dem Detektionsraum (46) der gleiche Unterdruck wie in der Tankentlüftungsleitung (38) herrscht, und wobei mindestens ein Drucksensor (76, 86) zur Überwachung des Drucks im Detektionsraum (46) vorgesehen ist.Internal combustion engine with a fuel tank (36), a tank ventilation line (38) and a venturi nozzle (30) provided in a fluid-carrying component (16), the fluid-carrying component (16) and/or the venturi nozzle (30) having an inflow channel (28), a has an outlet point (40) downstream of the inflow channel (28) with a fluid connection to the tank ventilation line (38) and an outflow channel (32) downstream of the outlet point (40), characterized in that an outflow section (48) of the Venturi nozzle ( 30) and/or the fluid-carrying component (16) downstream of the opening (40) is surrounded by the fluid-carrying component (16) in such a way that a detection space (46) is formed around the outflow section (48), the detection space (46) has at least one inflow opening (50), via which the detection space (46) is fluidly connected to the tank ventilation line (38) in such a way that the same negative pressure prevails in the detection space (46) as in the tank ventilation line (38), and wherein at least one pressure sensor (76, 86) is provided for monitoring the pressure in the detection space (46).
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer in einem fluidführenden Bauteil vorgesehenen Venturidüse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine with at least one venturi nozzle provided in a fluid-carrying component according to the preamble of claim 1.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, mittels welcher zuverlässig verhindert werden kann, dass kraftstoffhaltige Luft in die Umgebung gelangt.The object of the invention is to provide an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, by means of which it is possible to reliably prevent air containing fuel from entering the environment.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of claim 1. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst einen Kraftstofftank, eine Tankentlüftungsleitung und eine in einem fluidführenden Bauteil vorgesehene Venturidüse, wobei das fluidführende Bauteil und/oder die Venturidüse einen Einströmkanal, eine sich stromabwärts des Einströmkanals anschließende Mündungsstelle mit einer fluidalen Verbindung zu der Tankentlüftungsleitung sowie einen sich stromabwärts der Mündungsstelle anschließenden Ausströmkanal aufweist. Der Ausströmkanal mündet insbesondere in eine Ansaugstrecke stromaufwärts eines Verdichters eines Abgasturboladers. Die Strömung von Ansaugluft durch die Venturidüse entlang der Hauptströmungsrichtung von dem Einströmkanal in Richtung des Ausströmkanals erzeugt einen Unterdruck in der Tankentlüftungsleitung, wodurch eine Entlüftung des Kraftstofftanks bewirkt wird. Ein Ausströmabschnitt der Venturidüse und/oder des fluidführenden Bauteils stromabwärts der Mündungsstelle ist derart von dem fluidführenden Bauteil umgeben, dass um den Ausströmabschnitt herum ein Detektionsraum gebildet ist. Dabei weist der Detektionsraum mindestens eine Einströmöffnung auf, über welche der Detektionsraum derart fluidal mit der Tankentlüftungsleitung verbunden ist, dass in dem Detektionsraum der gleiche Unterdruck wie in der Tankentlüftungsleitung herrscht. An internal combustion engine according to the invention comprises a fuel tank, a tank ventilation line and a venturi nozzle provided in a fluid-carrying component, the fluid-carrying component and/or the venturi nozzle having an inflow channel, an outlet point downstream of the inflow channel with a fluidic connection to the tank ventilation line and a outlet point downstream of the outlet point having subsequent outflow channel. In particular, the outflow channel opens into an intake path upstream of a compressor of an exhaust gas turbocharger. The flow of intake air through the venturi nozzle along the main flow direction from the inflow channel in the direction of the outflow channel generates a negative pressure in the tank ventilation line, which causes the fuel tank to be vented. An outflow section of the Venturi nozzle and/or the fluid-carrying component downstream of the orifice is surrounded by the fluid-carrying component in such a way that a detection space is formed around the outflow section. The detection space has at least one inflow opening, via which the detection space is fluidly connected to the tank ventilation line in such a way that the same negative pressure prevails in the detection space as in the tank ventilation line.
Ferner ist mindestens ein Drucksensor zur Überwachung des Drucks im Detektionsraum vorgesehen.Furthermore, at least one pressure sensor is provided for monitoring the pressure in the detection space.
Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann nicht nur sichergestellt werden, dass die Dichtheit und einwandfreie Montage einer Einleitstelle einer Tankentlüftungsleitung in ein Venturielement überwacht werden kann und damit gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Konstruktion hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Überwachung sehr sensibel reagiert und vor allem unabhängig von einem bei einer Brennkraftmaschine eingesetzten Turboladertyp, insbesondere von dessen Konstruktionsprinzip, ist. So funktioniert die Überwachung der Einleitstelle mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine bei Turboladern mit variabler Turbinengeometrie genauso zuverlässig wie bei einfach konstruierten Turboladern, die keine Variabilität hinsichtlich der Turbinengeometrie aufweisen.With the internal combustion engine according to the invention, it can not only be ensured that the tightness and correct installation of a point at which a tank ventilation line is introduced into a venturi element can be monitored and is thus guaranteed. The construction of the invention has moreover the advantage that the monitoring reacts very sensitively and, above all, is independent of a turbocharger type used in an internal combustion engine, in particular of its design principle. Thus, the monitoring of the point of introduction with the internal combustion engine according to the invention works just as reliably with turbochargers with variable turbine geometry as with simply constructed turbochargers that have no variability with regard to the turbine geometry.
Bevorzugt ist der gesamte Ausströmkanal von dem durch das fluidführende Bauteil gebildeten Detektionsraum umgeben. Abgesehen von der einen Einströmöffnung oder mehreren Einströmöffnungen handelt es sich bei dem Detektionsraum vorzugsweise um einen abgeschlossenen Raum, d.h. einen Raum, der gegenüber anderen, ggf. über Spalte erreichbaren Räume sowie gegenüber der ggf. über Spalte erreichbaren Umgebung geeignet abgedichtet ist, beispielsweise durch die geeignete Anordnung von Dichtelementen.The entire outflow channel is preferably surrounded by the detection space formed by the fluid-carrying component. Apart from the one inflow opening or several inflow openings, the detection space is preferably a closed space, i.e. a space that is suitably sealed off from other spaces that may be accessible via gaps and from the environment that may be accessible via gaps, for example by the suitable arrangement of sealing elements.
In der Praxis sind Venturidüsen, die wie vorstehend beschrieben zur Tankentlüftung genutzt werden, häufig in Bauteilen angeordnet, die - beispielsweise aufgrund einer von einem Bauteil hervorragenden Positionierung - bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten beschädigt werden können. Darüber hinaus sind auch altersbedingte und materialermüdungsbedingte Schäden an derartigen Bauteilen möglich. Beschädigungen im Bereich der Mündungsstelle, an der die Tankentlüftungsleitung in die Venturidüse mündet, können in der Praxis üblicherweise am Aktivkohlebehälter detektiert werden, da durch eine aussetzende oder nur noch zuzureichende Tankentlüftung der Aktivkohlebehälter nicht regeneriert wird. Dies wird von einem entsprechenden Überwachungssystem detektiert. Auf die gleiche Art und Weise kann auch eine Beschädigung des Einströmkanals der Venturidüse stromaufwärts der Mündungsstelle detektiert werden, weil in diesem Fall kein Unterdruck mehr in der Tankentlüftungsleitung erzeugt wird.In practice, Venturi nozzles, which are used for tank venting as described above, are often arranged in components which—for example due to a component being positioned in an outstanding manner—can be damaged during repair or maintenance work. In addition, age-related and material fatigue-related damage to such components is also possible. In practice, damage in the area of the opening where the tank ventilation line opens into the Venturi nozzle can usually be detected on the activated charcoal canister, since the activated charcoal canister is not regenerated if the tank ventilation is interrupted or only insufficient. This is detected by a corresponding monitoring system. Damage to the inflow channel of the Venturi nozzle upstream of the orifice can also be detected in the same way, because in this case a vacuum is no longer generated in the tank ventilation line.
Problematisch hingegen sind Beschädigungen an der Venturidüse in dem Bereich stromabwärts der Mündungsstelle, da hier - vor allem bei Venturidüsen mit großer Länge stromabwärts der Mündungsstelle - besonders hohe Hebelkräfte wirken. Beschädigungen des Ausströmabschnitts stromabwärts der Mündungsstelle sind bislang nicht detektierbar, da die Menge der austretenden Ansaugluft und insbesondere der damit verbundene Druckabfall innerhalb der Venturidüse sehr gering sind und damit üblicherweise innerhalb der Messtoleranzen von entsprechenden Detektionsmitteln (insbesondere Drucksensoren) liegen. Eine unbemerkte Beschädigung kann insoweit dazu führen, dass über einen längeren Zeitraum kraftstoffhaltige Dämpfe in die Umgebung gelangen.On the other hand, damage to the venturi nozzle in the area downstream of the opening is problematic, since particularly high leverage forces are at work here—especially in the case of venturi nozzles of great length downstream of the opening. Damage to the outflow section downstream of the orifice has so far not been detectable, since the amount of intake air escaping and in particular the associated pressure drop within the Venturi nozzle are very small and are therefore usually within the measurement tolerances of corresponding detection means (in particular pressure sensors). To this extent, unnoticed damage can result in fuel-containing vapors escaping into the environment over a longer period of time.
Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine können Beschädigungen im Ausströmabschnitt zuverlässig und unabhängig von der Konstruktionsweise einer Brennkraftmaschine detektiert werden. Damit kann sichergestellt werden, dass keine kraftstoffhaltige Ansaugluft über einen längeren Zeit in die Umgebung gelangt. Die Anordnung des Abschnitts der Venturidüse bzw. des Venturielements stromabwärts der Mündungsstelle in einem von dem Bauteil gebildeten Detektionsraum hat zwei Effekte.With the internal combustion engine according to the invention, damage in the outflow section can be detected reliably and independently of the design of an internal combustion engine. It can thus be ensured that no intake air containing fuel gets into the environment over a longer period of time. The arrangement of the section of the Venturi nozzle or of the Venturi element downstream of the orifice in a detection space formed by the component has two effects.
Wenn zum einen lediglich die Venturidüse stromabwärts der Mündungsstelle beschädigt wird, strömt die Kraftstoff enthaltende Ansaugluft in den mit Druck beaufschlagten Detektionsraum und kann aus diesem nicht in die Umgebung entweichen.On the one hand, if only the venturi nozzle is damaged downstream of the orifice, the intake air containing fuel flows into the pressurized detection chamber and cannot escape from it into the environment.
Zum anderen wird durch die umgebende Anordnung des Abschnitts stromabwärts der Mündungsstelle von dem Bauteil der Ansaugstrecke dieser Abschnitt besonders gut gegen Beschädigungen geschützt. Falls es zu einer - eher unwahrscheinlichen - Beschädigung sowohl der Venturidüse als auch des diese umgebenden fluidführenden Bauteils kommt, so ist ein durch das entweichende Fluid bewirkter Druckanstieg des Unterdrucks von dem Drucksensor leicht und zuverlässig detektierbar.On the other hand, this section is particularly well protected against damage by the surrounding arrangement of the section downstream of the opening point of the component of the intake section. If the venturi nozzle and the fluid-carrying component surrounding it are damaged—which is rather improbable—a pressure increase in the negative pressure caused by the escaping fluid can be easily and reliably detected by the pressure sensor.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einer umgebenden Anordnung der Venturidüse wirkt so einer Beschädigung der Venturidüse im Bereich eines Abschnittes stromabwärts der Mündungsstelle entgegen und ermöglicht ferner eine zuverlässige Detektion, falls die Venturidüse und das fluidführende, umgebende Bauteil beschädigt werden.The internal combustion engine according to the invention with a surrounding arrangement of the Venturi nozzle thus counteracts damage to the Venturi nozzle in the area of a section downstream of the orifice and also enables reliable detection if the Venturi nozzle and the fluid-carrying, surrounding component are damaged.
Einer Beschädigung der Venturidüse wird besonders gut entgegengewirkt, wenn der gesamte Ausströmabschnitt, d.h. der vollständige Ausströmkanal von dem Bauteil umgeben ist. Das Bauteil kann auch so ausgelegt sein, dass zumindest teilweise auch der Einströmkanal und/oder zumindest teilweise auch ein Anschlussstutzen zur Tankentlüftungsleitung von dem Bauteil umgeben ist. In diesem Fall ist der Detektionsraum so gestaltet, dass ein überwiegender Teil der Venturidüse oder die gesamte Venturidüse von dem Bauteil und dem Detektionsraum umgeben ist. Dadurch wird die Venturidüse in den entsprechenden Abschnitten und Bereichen auch wirksam gegenüber äußeren Krafteinwirkungen und Beschädigungen geschützt.Damage to the Venturi nozzle is counteracted particularly well if the entire outflow section, i.e. the entire outflow channel, is surrounded by the component. The component can also be designed in such a way that the inflow channel and/or at least partially also a connecting piece to the tank ventilation line is surrounded by the component at least in part. In this case, the detection space is designed in such a way that a predominant part of the Venturi nozzle or the entire Venturi nozzle is surrounded by the component and the detection space. As a result, the Venturi nozzle is also effectively protected against external forces and damage in the relevant sections and areas.
In einer praktischen Ausführungsform ist das fluidführende Bauteil eine Ansaughutze, ein Abgasturbolader oder ein an eine Ansaughutze oder an einem Abgasturbolader angrenzendes Anbauelement. Die aus der Venturidüse herausströmende Ansaugluft mit den kraftstoffhaltigen Tankentlüftungsgasen strömt demnach entweder über eine Ansaughutze, welche in Fluidverbindung mit einem Abgasturbolader steht, unmittelbar in eine Ansaugstrecke stromaufwärts eines Abgasturboladers oder unmittelbar in einen Abgasturbolader. In diesem Fall sind entweder die Ansaughutze selbst oder der Abgasturbolader insbesondere derart ausgebildet, dass zumindest ein Ausströmabschnitt der Venturidüse stromabwärts der Mündungsstelle derart umgeben ist, dass das jeweilige Bauteil (Ansaughutze oder Abgasturbolader oder ein angrenzendes Anbauelement) zumindest teilweise einen Detektionsraum bildet.In a practical embodiment, the fluid-carrying component is an intake scoop, an exhaust gas turbocharger or an intake scoop or an add-on element adjacent to an exhaust gas turbocharger. The intake air flowing out of the Venturi nozzle with the fuel-containing tank ventilation gases accordingly flows either via an intake scoop, which is fluidly connected to an exhaust gas turbocharger, directly into an intake path upstream of an exhaust gas turbocharger or directly into an exhaust gas turbocharger. In this case, either the intake scoop itself or the exhaust gas turbocharger are designed in particular in such a way that at least one outflow section of the Venturi nozzle is surrounded downstream of the orifice in such a way that the respective component (intake scoop or exhaust gas turbocharger or an adjacent add-on element) at least partially forms a detection space.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind die Venturidüse und der Detektionsraum zumindest teilweise in einem Venturielement vorgesehen, und die fluidale Verbindung zwischen der Tankentlüftungsleitung und dem Detektionsraum ist als ein in das Venturielement führender Abzweigkanal der Tankentlüftungsleitung ausgebildet. Eine solche Ausführungsform ist besonders kompakt und lässt sich ohne großen Zusatzaufwand in im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellte Elemente integrieren.In a further practical embodiment of an internal combustion engine according to the invention, the Venturi nozzle and the detection chamber are at least partially provided in a Venturi element, and the fluid connection between the tank ventilation line and the detection chamber is designed as a branch channel of the tank ventilation line leading into the Venturi element. Such an embodiment is particularly compact and can be integrated into elements produced by the plastic injection molding process without great additional effort.
Die Erstmontage sowie Wartungs- und Reparaturarbeiten an einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine lassen sich besonders einfach und kostengünstig durchführen, wenn das Anbauelement eine Steckverbindung zu dem Venturielement aufweist.The initial assembly as well as maintenance and repair work on an internal combustion engine according to the invention can be carried out particularly easily and inexpensively if the add-on element has a plug-in connection to the Venturi element.
Insbesondere bei der wie vorstehend angesprochenen, kompakten Bauweise mit einem Abzweigkanal ist es vorteilhaft, wenn im Bereich des Zuströmabschnitts zur Venturidüse ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Dabei kann als Rückschlagventil insbesondere eine Membran dienen, die in einer Standardlage eine Schließstellung aufweist und welches sich nur bei Druck in eine Strömungsrichtung öffnen lässt.Particularly in the case of the compact construction with a branch duct, as mentioned above, it is advantageous if a non-return valve is provided in the area of the inflow section to the Venturi nozzle. In particular, a membrane can be used as a non-return valve, which in a standard position has a closed position and which can only be opened when there is pressure in one direction of flow.
Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine besteht darin, dass als Drucksensor zur Überwachung des Detektionsraums sowohl ein in der Tankentlüftungsleitung angeordneter Drucksensor als auch ein in einem Saugrohr angeordneter Drucksensor dienen kann. Ein solcher Sensor ist mindestens in praktisch jeder Brennkraftmaschine vorhanden, insbesondere in Brennkraftmaschinen mit Abgasturbolader.A further advantage of an internal combustion engine according to the invention is that both a pressure sensor arranged in the tank ventilation line and a pressure sensor arranged in an intake manifold can serve as a pressure sensor for monitoring the detection space. Such a sensor is present at least in practically every internal combustion engine, in particular in internal combustion engines with an exhaust gas turbocharger.
Wenn die mindestens eine Einströmöffnung in den Detektionsraum zumindest teilweise in einem Element der Tankentlüftungsleitung ausgebildet ist, das einen Zuströmabschnitt zur Venturidüse aufweist, ergeben sich insbesondere dann praktisch keine Mehrkosten, wenn die Gestaltung bereits bei der Auslegung einer Kunststoffspritzgießform berücksichtigt wird. Dann kann ein Abzweigkanal zumindest teilweise unmittelbar mit der Herstellung des Elements der Tankentlüftungsleitung mit dem Zuströmabschnitt ausgebildet werden, insbesondere in einem solchen Element in Form eines geraden oder gewinkelten Saugstutzens.If the at least one inflow opening into the detection chamber is formed at least partially in an element of the tank ventilation line that has an inflow section to the Venturi nozzle, there are practically no additional costs, especially if the design is already taken into account when designing a plastic injection mold. A branch duct can then be formed at least partially directly with the production of the element of the tank ventilation line with the inflow section, in particular in such an element in the form of a straight or angled suction connector.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Einströmöffnung in den Detektionsraum strömungsparallel zu dem Zuströmabschnitt zur Venturidüse ausgebildet ist, denn dann können Strömungsverluste, die durch jede Form von Richtungsänderung und Umlenkung von Fluiden entstehen, weitestgehend vermieden werden.It is also advantageous if the at least one inflow opening into the detection space is configured parallel to the inflow section to the Venturi nozzle, because then flow losses that occur as a result of any form of change in direction and deflection of fluids can be largely avoided.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist die Venturidüse einstückig oder mehrteilig ausgebildet. Insbesondere können der Einströmkanal, der Ausströmkanal und ein Anschluss für die Tankentlüftungsleitung als separate Elemente ausgebildet sein, welche erst bei der Montage der Brennkraftmaschine miteinander verbunden werden, z.B. durch Zusammenstecken und/oder Verschweißen. Dabei umfasst die Venturidüse insbesondere einen Grundkörper, der einstückig mit dem Einströmkanal ausgebildet ist und in welchem der separate Einströmkanal und ein Anschluss für die Tankentlüftungsleitung vorgesehen sind. Alternativ kann die Venturidüse auch einstückig ausgebildet sein, wodurch sich Herstellung und Montage vereinfachen.In a further practical embodiment, the Venturi nozzle is designed in one piece or in several parts. In particular, the inflow duct, the outflow duct and a connection for the tank ventilation line can be designed as separate elements which are only connected to one another during assembly of the internal combustion engine, e.g. by plugging together and/or welding. In this case, the venturi nozzle comprises in particular a base body which is designed in one piece with the inflow channel and in which the separate inflow channel and a connection for the tank ventilation line are provided. Alternatively, the Venturi nozzle can also be designed in one piece, which simplifies manufacture and assembly.
Die Venturidüse kann auch zwei oder mehr Mündungsstellen aufweisen, welche fluidleitend mit der Tankentlüftungsleitung verbunden sind, um eine besonders effektive Tankentlüftung zu bewirken. Jeweils im Bereich der Mündungsstelle ist die Venturidüse verengt. Falls mehrere Mündungsstellen vorgesehen sind, so ist insbesondere ein Abschnitt der Venturidüse von dem Bauteil und dem Detektionsraum umgeben, welcher sich stromabwärts der in Hauptströmungsrichtung betrachtet ersten Mündungsstelle erstreckt.The Venturi nozzle can also have two or more openings which are connected to the tank ventilation line in a fluid-conducting manner in order to bring about a particularly effective tank ventilation. The Venturi nozzle is narrowed in each case in the area of the outlet. If several outlet points are provided, then in particular a section of the Venturi nozzle is surrounded by the component and the detection space, which section extends downstream of the first outlet point viewed in the main flow direction.
Die Erfindung wurde vor allem in Verbindung mit fluidführenden Bauteilen und/oder Venturidüsen in fluidführenden Bauteilen und Anbauelementen gemacht, die vollständig oder teilweise aus Kunststoff hergestellt sind. Denn gerade Bauteile aus Kunststoff können materialbedingt nach einer längeren Nutzungsdauer verspröden und dann plötzlich versagen. Ein derartiges Versagen kann mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zuverlässig detektiert werden.The invention was made primarily in connection with fluid-carrying components and/or venturi nozzles in fluid-carrying components and add-on elements that are made entirely or partially of plastic. After all, plastic components in particular can become brittle after a long period of use and then suddenly fail. Such a failure can be reliably detected with the internal combustion engine according to the invention.
Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, -
2 den mit II gekennzeichneten Bereich aus1 mit einer Venturidüse und einem Detektionsraum in einer schematischen Querschnittsdarstellung, -
3 ein Druck-Zeit-Diagramm, -
4 eine perspektivische Ansicht einer Zusammenbaueinheit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit der dazugehörigen Ansaughutze, einem daran befestigten Venturielement, in welchem eine nicht erkennbare Venturidüse angeordnet ist, und einem an dem Venturielement befestigten Saugstutzen, -
5 eine perspektivische Ansicht der Zusammenbaueinheit aus4 nur mit dem Venturielement und einem alternativen, damit verbundenen gewinkelten Saugstutzen, -
6 die Ausführungsform aus5 in einer ersten Schnittdarstellung, in welcher die Schnittebene in Hochrichtung verläuft und mittig durch die Tankentlüftungsleitung gelegt ist, -
7 die Ausführungsform aus den5 und6 in einer zweiten Schnittdarstellung, in welcher die Schnittebene in Hochrichtung verläuft und mittig durch den Abzweigkanal gelegt ist und -
8 die Ausführungsform aus den5 bis7 in einer Schnittdarstellung gemäß der Linie VIII-VIII in6 .
-
1 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention, -
2 the area marked II1 with a venturi nozzle and a detection chamber in a schematic cross-sectional view, -
3 a pressure-time diagram, -
4 a perspective view of an assembly unit of an embodiment of an internal combustion engine according to the invention with the associated intake manifold, a venturi element attached thereto, in which a venturi nozzle that cannot be seen is arranged, and an intake connection piece attached to the venturi element, -
5 a perspective view of the assembly unit4 only with the venturi element and an alternative angled suction nozzle connected to it, -
6 the embodiment5 in a first sectional view, in which the sectional plane runs in the vertical direction and is placed centrally through the tank ventilation line, -
7 the embodiment from the5 and6 in a second sectional view, in which the sectional plane runs in the vertical direction and is placed centrally through the branch duct and -
8th the embodiment from the5 until7 in a sectional view according to the line VIII-VIII in6 .
Als Teil der Brennkraftmaschine 10 ist eine Ansaugstrecke 12 ausgebildet, über welche Frischluft aus der Atmosphäre in Richtung eines Brennraums 14 gefördert werden kann. Als ein erstes fluidführendes Bauteil der Ansaugstrecke 12 ist eine Ansaughutze 18 vorgesehen. Stromabwärts der Ansaughutze 18 folgen ein Verdichter eines Abgasturboladers 20 sowie eine Drosselklappe 22. Der Abschnitt zwischen Drosselklappe 22 und Brennraum 14 wird als Saugrohr 88 bezeichnet.An
Der Bereich stromabwärts des Verdichters wird als Druckrohr 24 bezeichnet. An einer Abzweigung 26 stromabwärts des Abgasturboladers 20 zweigt ein Teilstrom T von dem Druckrohr 24 ab, wobei der Teilstrom T über eine Fluidleitung 96 in einen Einströmkanal 28 eines weiteren fluidführenden Bauteils 16 in Form eines Venturielements 92 führt. In dem Venturielement ist eine Venturidüse 30 eingesetzt oder ausgebildet. Ein Ausströmkanal 32 des Venturielements 92 führt zurück in die Ansaughutze 18. Das Venturielement 92 ist hier fluidal und unmittelbar mit der Ansaughutze 18 verbunden.The area downstream of the compressor is referred to as the
Alternativ kann das fluidführende Bauteil 16, welches die Venturidüse 30 umgibt oder bereitstellt, auch einstückig mit der Ansaughutze 18 ausgebildet sein.Alternatively, the fluid-carrying
Über den Ausströmkanal 32 und die Ansaughutze 18 wird Ansaugluft aus der Venturidüse 30 bzw. dem Venturielement 92 stromaufwärts des Abgasturboladers 20 in die Ansaugstrecke 12 geleitet.Intake air from the
Wie in
Aus dem Brennraum 14 geführtes Abgas strömt über den Abgasturbolader 20 in Richtung einer Abgasanlage (nicht dargestellt).Exhaust gas conducted from the
Die Brennkraftmaschine 10 umfasst auch einen Kraftstofftank 36, welcher über eine Tankentlüftungsleitung 38 entlüftet wird. Ein erster Abzweig 38a der Tankentlüftungsleitung 38 führt zu einer Mündungsstelle 40 in die Venturidüse 30. Dieser Abzweig fördert insbesondere im Turbobetrieb der Brennkraftmaschine 10 Fluid über die Tankentlüftungsleitung 38 und die Venturidüse 30 in die Ansaugstrecke 12. Unmittelbar vor der Mündungsstelle 40 ist ein Rückschlagventil 68 angeordnet, das dazu dient, eine Fluidströmung in Richtung Venturielement 92 zuzulassen und eine Rückströmung in die entgegengesetzte Richtung zu verhindern.The
Ein zweiter Abzweig 38b der Tankentlüftungsleitung 38 führt in den Bereich stromabwärts der Drosselklappe 22. Dieser Abzweig 38b fördert insbesondere im Saugbetrieb der Brennkraftmaschine 10 Fluid über die Tankentlüftungsleitung 38 stromabwärts der Drosselklappe 22 in das Saugrohr 88. In dem Abzweig 38b ist ein weiteres Rückschlagventil 40 angeordnet.A
In der gezeigten Ausführungsform ist unmittelbar im Bereich der Drosselklappe 22 im Saugrohr 88 ein Druck-/Temperatursensor 86 angeordnet. Ein solcher Sensor 86 kann alternativ zu der dargestellten Position auch an einer beliebigen anderen Stelle im Saugrohr 88 angeordnet sein, d.h. zwischen der Drosselklappe 22 und dem Brennraum 14.In the embodiment shown, a pressure/
In dem Pfad der Tankentlüftungsleitung 38 sind ferner ein erster Druck- und Temperatursensor 44, ein Kraftstofftankisolierventil (FTIV) 72, ein Aktivkohlebehälter 42, ein Diagnosemodul Tankleckage (DMTL) 74, ein Druck-/Temperatursensor 76 und ein Tankentlüftungsventil (TEV) 78 angeordnet. Das Tankentlüftungsventil (TEV) 78 kann wie in
Wie in
Ein von der Tankentlüftungsleitung 38 (vgl.
In der Darstellung gemäß
Der Detektionsraum 46 weist vorliegend eine Einströmöffnung 50 auf, über welche der Detektionsraum 46 fluidal mit der Tankentlüftungsleitung 38, insbesondere mit dem Abzweig 38b der Tankentlüftungsleitung 38, verbunden ist. Daher herrscht in diesem Detektionsraum 46 der gleiche Unterdruck wie in der Tankentlüftungsleitung 38. Die Abdichtung des Detektionsraums 46 gegenüber der Tankentlüftungsleitung 38 und gegenüber dem Ausströmkanal 32 erfolgt vorliegend über O-Ringe 52. Alternativ kann auch die Abdichtung gegenüber dem Einströmkanal 28 in gleicher Art und Weise erfolgen (nicht dargestellt), sofern eine solche Abdichtung konstruktiv notwendig und/oder sinnvoll ist.In the present case, the
Wie in
In Zusammenhang mit dem Diagramm in
Eine Beschädigung der Venturidüse 30 stromabwärts der Mündungsstelle 40, die nur einen geringen Druckanstieg in dem Detektionsraum 46 bewirkt (vgl. gestrichelte Linie 60 in
Wird hingegen der Abschnitt stromabwärts der Mündungsstelle 40 und zusätzlich das fluidführende Bauteil 16 im Bereich des Detektionsraumes 46 beschädigt, so kommt es zu einem signifikanten Druckanstieg gemäß der strichpunktierten Linie 62 in
Unmittelbar mit dem Venturielement 92 verbunden sind als Anbauelement 82 ein gerader Saugstutzen 94a und die in Verbindung mit
Weitere Einzelheiten des Venturielements 92 und des Saugstutzens 94a werden nachfolgend in Verbindung mit den
Wie in der Schnittdarstellung von
An dem Venturielement 92 sind ein Einströmkanal 28, ein Anschlussstutzen 64 für den Saugstutzen 94a, 94b sowie die daran zu befestigende Tankentlüftungsleitung 38 (vgl. gestrichelte Andeutung in den
Die Venturidüse 30 ist von dem Venturielement 92 derart umgeben, dass um einen Abschnitt des Ausströmkanals 32 und um einen Abschnitt des Anschlussstutzens 64 für die Tankentlüftungsleitung 38 ein Detektionsraum 46 gebildet ist. Dieser Detektionsraum 46 ist im Bereich des Ausströmkanals 32 und des Anschlussstutzens 64 gegenüber der Umgebung mittels geeigneter Dichtelemente, hier mit O-Ringen 52, abgedichtet.
Als Einströmöffnung 50 in den Detektionsraum 46 ist in der in den
Wie in den
Vorzugsweise wird eine Zuordnungstabelle, ein Motorkennfeld oder ein anderes geeignetes Vergleichsmittel eingesetzt, um auf der Grundlage eines bestimmten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine einen erwarteten Unterdruck im Detektionsraum mit einem von mindestens einem der Druck-/Temperatursensoren 76, 86 gemessenen Unterdruck zu vergleichen und so feststellen zu können, wenn das Venturielement 92 nicht korrekt montiert ist, sich gelöst hat und in irgendeiner Art und Weise derart beschädigt wurde, dass durch die Tankentlüftungsleitung 38 zu dem Venturielement 92 geförderte Gase in die Umwelt entweichen könnten.An allocation table, an engine characteristic map or another suitable means of comparison is preferably used in order to be able to compare an expected negative pressure in the detection chamber with a negative pressure measured by at least one of the pressure/
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments. The invention can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the person skilled in the art.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Brennkraftmaschineinternal combustion engine
- 1212
- Ansaugstreckesuction line
- 1414
- Brennraumcombustion chamber
- 1616
- fluidführendes Bauteilfluid-carrying component
- 1818
- Ansaughutzeintake scoop
- 2020
- Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
- 2222
- Drosselklappethrottle
- 2424
- Druckrohrpressure pipe
- 2626
- Abzweigungjunction
- 2828
- Einströmkanalinflow channel
- 3030
- Venturidüseventuri nozzle
- 3232
- Ausströmkanaloutflow channel
- 3434
- Drucksensorpressure sensor
- 3636
- Kraftstofftankfuel tank
- 3838
- Tankentlüftungsleitungtank vent line
- 38a38a
- erster Abzweig der Tankentlüftungsleitungfirst branch of the tank ventilation line
- 38b38b
- zweiter Abzweig der Tankentlüftungsleitungsecond branch of the tank ventilation line
- 4040
- Mündungsstelleestuary
- 4242
- Aktivkohlebehälteractivated carbon canister
- 4444
- Druck- und TemperatursensorPressure and temperature sensor
- 4646
- Detektionsraumdetection room
- 4848
- Ausströmabschnittoutflow section
- 5050
- Einströmöffnunginflow opening
- 5252
- O-Ringo ring
- 5454
- Linieline
- 5656
- Linieline
- 5858
- Linieline
- 6060
- Linieline
- 6262
- Linieline
- 6464
- Anschlussstutzenconnecting piece
- 6666
- Grundkörperbody
- 6868
- Rückschlagventilcheck valve
- 7070
- Rückschlagventilcheck valve
- 7272
- Kraftstofftankisolierventilfuel tank isolation valve
- 7474
- Diagnosemodul TankleckageDiagnostic module tank leakage
- 7676
- Druck-/Temperatursensorpressure/temperature sensor
- 7878
- Tankentlüftungsventiltank vent valve
- 8080
- Zuströmabschnittinflow section
- 8282
- Anbauelementadd-on element
- 8484
- Abzweigkanalbranch channel
- 8686
- Druck-/Temperatursensorpressure/temperature sensor
- 8888
- Saugrohrintake manifold
- 90a90a
- Teilelement der Ansaughutzepart of the intake manifold
- 90b90b
- Teilelement der Ansaughutzepart of the intake manifold
- 9292
- Venturielementventuri element
- 94a94a
- Saugstutzen geradeSuction nozzle straight
- 94b94b
- Saugstutzen gewinkeltAngled suction port
- 9696
- Fluidleitungfluid line
- 9898
- Eintrittsöffnungentry opening
- 100100
- Kappecap
- 102a102a
- Zuleitungsabschnittlead section
- 102b102b
- Zuleitungsabschnittlead section
- 104104
- Membranmembrane
Claims (10)
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Also Published As
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CN113006979A (en) | 2021-06-22 |
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