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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Kraftstoffanlagen für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Die Kraftstoffanlage weist einen einfach auch als Tank bezeichneten Kraftstofftank auf, in welchem ein flüssiger Kraftstoff, insbesondere ein Ottokraftstoff, zum Betreiben einer vorzugsweise als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs aufnehmbar ist. Die Kraftstoffanlage weißt außerdem einen Betriebsentlüftungspfad auf, über welchen über einen, insbesondere befeuerten, Betrieb des Verbrennungskraftmaschine der Tank zu entlüften ist. Hierunter ist zu verstehen, dass ein beispielsweise Gas und/oder flüchtige Kraftstoffbestandteile umfassendes Fluid über den Betriebsentlüftungspfad aus dem Tank abgeführt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffanlage der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Kraftstoffanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist erfindungsgemäß in dem Betriebsentlüftungspfad ein federbelastetes Ventilelement angeordnet. Unter dem Merkmal, dass das Ventilelement federbelastet ist, ist zu verstehen, dass dem Ventilelement ein insbesondere mechanisches Federelement zugeordnet ist, mittels welchem eine Federkraft bereitstellbar oder bereitgestellt ist, die zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das Ventilelement wirkt und einer insbesondere translatorischen Bewegung des Ventilelements entgegengerichtet ist beziehungsweise entgegenwirkt. Beispielsweise ist das Ventilelement entgegen der durch das Federelement bereitgestellten oder bereitstellbaren Federkraft aus einer den Betriebsentlüftungspfad versperrenden Schließstellung in eine den Betriebsentlüftungspfad freigebende Offenstellung bewegbar, in welcher das Ventilelement den Betriebsentlüftungspfad für eine den Betriebsentlüftungspfad durchströmende und von dem Tank wegströmende und beispielsweise hin zu einem Aktivkohlefilter strömende Fluidströmung, welche beispielsweise ein Gas und/oder flüchtige Kraftstoffbestandteile umfasst und insbesondere aus dem auch als Kraftstofftank bezeichneten Tank stammt, freigibt. Das Ventilelement fungiert somit als Druckhalteventil (DHV), welches beispielsweise bei einem auch als Betankung bezeichneten Betanken des Tanks eine Betriebsentlüftung verhindert, das heißt den Betriebsentlüftungspfad versperrt oder aber im Vergleich zu dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gedrosselt freigibt. Unter dem gedrosselten Freigeben des Betriebsentlüftungspfads ist insbesondere zu verstehen, dass das Ventilelement während des, insbesondere befeuerten, Betriebs der Verbrennungskraftmaschine einen ersten Strömungsquerschnitt des Betriebsentlüftungspfads freigibt, sodass die Fluidströmung den ersten Strömungsquerschnitt durchströmen kann. Während der Betankung verschließt beispielsweise das Ventilelement den Betriebsentlüftungspfad, wodurch die Betriebsentlüftung während der Betankung verhindert ist, oder während der Betankung gibt das Ventilelement einen gegenüber 0 größeren, jedoch gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt geringeren, zweiten Strömungsquerschnitt frei, durch welchen das Fluid während der Betankung hindurchströmen kann. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffanlage auf besonders kosten-, bauraum- und gewichtsgünstige Weise sowohl eine vorteilhafte Betriebsentlüftung als auch eine besonders vorteilhafte Betankung und/oder Betankungsentlüftung des Tanks darstellbar. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde:
- Für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren, entstehen bei der Betankung, beim Betrieb und beim Abstellen Kraftstoffgase in dem auch als Kraftstoffbehälter bezeichneten Tank, wobei es üblicherweise vorgesehen ist, dass während der Betankung die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Die Kraftstoffgase sollten aus dem Kraftstoffbehälter abgeführt, zwischengespeichert und der auch als Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine zur Verbrennung zugeführt werden. Üblicherweise sind ein Betankungsentlüftungspfad und ein Betriebsentlüftungspfad vorgesehen. Über den Betriebsentlüftungspfad wird der Kraftstofftank während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine entlüftet, insbesondere während der Betankungsentlüftungspfad verschlossen ist. Über den Betankungsentlüftungspfad kann der auch als Kraftstofftank bezeichnete Tank während der Betankung entlüftet werden, insbesondere während der Betriebsentlüftungspfad verschlossen beziehungsweise versperrt ist. Zwischen dem Betankungsentlüftungspfad und dem Betriebsentlüftungspfad und somit zwischen den beiden Zuständen Betanken und Betrieb wird üblicherweise umgeschaltet.
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Bei einem konventionellen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor erfolgt das Abschalten der Betriebsentlüftung vor und/oder während des Betankungsvorgangs mittels eines mechanischen Ventils, welches durch Einstecken eines Zapfventils beziehungsweise einer Zapfpistole in den Einfüllrohrkopf betätigt wird. Dies setzt jedoch ausreichend Bauraum am Einfüllstutzenkopf des jeweiligen, einzuhaltenden Fahrzeugbauraums voraus. Bei Hybridfahrzeugen oder Kraftstoffanlagen erfolgt die Umschaltung zwischen Betriebsentlüftung und Betankungsentlüftung durch ein elektrisch angesteuertes Umschaltventil, welches durch Betätigung eines Tankwunschschalters in der Fahrertür entsprechend geschaltet wird. Nachteile sind jeweils ein großer Bauraumbedarf, aufwendige Leitungsverlegungen und Leitungsanschlüsse sowie elektrische Verkabelungen sowie zugehöriger Vorhalt von Softwarefunktionen zur Ansteuerung.
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Demgegenüber sieht die Erfindung das kleine und somit bauraumgünstige, federbelastet, insbesondere druckfederbelastete, einfach auch als Ventil bezeichnete Ventilelement in dem Betriebsentlüftungspfad vor, wobei das Ventilelement beispielsweise während der Betankung eine Belüftung des Kraftstoffbehälters über wenigstens ein oder mehrere Betriebsentlüftungsventile ein- oder angedrosselt und für die Betankungsentlüftung einen hinreichend hohen Volumenstrom sicherstellt. Durch die Integration des als Druckhalteventil fungierenden oder als Druckhalteventil ausgebildeten Ventilelements in dem Betriebsentlüftungspfad kann zum einen ein mechanisches Umschaltventil entfallen beziehungsweise ein Einsatz eines elektrischen Umschaltventils inklusive weiterer Peripheriebauteilen vermieden werden. Zum anderen kann durch die kleine Bauart das Druckhalteventil besonders variabel in einem zur Verfügung stehenden und engen Fahrzeugbauraum bezüglich Verbauort eingesetzt beziehungsweise positioniert werden. Dies stellt im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine erhebliche Vereinfachung eines Entlüftungssystems dar, wodurch Bauraumbedarf, Gewicht und Kosten eingespart werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kraftstoffanlage für ein Kraftfahrzeug; und
- 2 eine schematische Seitenansicht einer Ventileinrichtung, welche ein federbelastetes Ventilelement aufweist.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine auch als Tankanlage bezeichnete Kraftstoffanlage 10 für ein beispielsweise als konventionelles Fahrzeug oder aber als Hybridfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, in seinem vollständig hergestellten Zustand die Kraftstoffanlage 10 aufweist. Außerdem weist das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Hierzu wird die Verbrennungskraftmaschine in einem befeuerten Betrieb betrieben, in welchem in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen. Um die Verbrennungskraftmaschine in dem befeuerten Betrieb zu betreiben, wird die Verbrennungskraftmaschine mit einem flüssigen Kraftstoff versorgt. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein Gemisch verbrannt, welches den flüssigen Kraftstoff und Luft umfasst. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine ein Ottomotor, sodass es sich bei dem flüssigen Kraftstoff um einen Ottokraftstoff, mithin um Benzin handelt. Die Kraftstoffanlage 10 weist einen auch als Kraftstofftank oder Kraftstoffbehälter bezeichneten Tank 12 auf, in welchem der flüssige Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in dem befeuerten Betrieb aufnehmbar oder aufgenommen ist. In 1 ist mit 14 ein Pegel des Kraftstoffs bezeichnet, welcher den Pegel 14 dann einnimmt, wenn 100 Prozent eines Nennvolumens des Kraftstoffs in dem Tank 12 aufgenommen sind, das heißt wenn der in dem Tank 12 aufgenommene Kraftstoff ein vorgegebenes oder vorgebbares Nennvolumen zu 100 Prozent in dem Tank 12 einnimmt.
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Die Kraftstoffanlage 10 umfasst außerdem eine Betankungsleitung 16, über welche der flüssige Kraftstoff in den Tank 12 einleitbar ist. Die Betankungsleitung 16 weist einen einfach auch als Stutzen bezeichneten Einfüllstutzen 18 auf, in welchen ein auch als Zapfpistole bezeichnetes Zapfventil insbesondere an einer Tankstelle einsteckbar ist. Das Zapfventil kann den flüssigen Kraftstoff bereitstellen, derart, dass der flüssige Kraftstoff aus dem Zapfventil ausströmt. Ist dabei das Zapfventil in den Einfüllstutzen 18 eingesteckt, so strömt der flüssige Kraftstoff aus dem Zapfventil aus und in die Betankungsleitung 16 ein. Mittels der Betankungsleitung 16 wird der in die Betankungsleitung 16 eingeströmte Kraftstoff zudem und in den Tank 12 geleitet. Die Kraftstoffanlage 10 weist dabei einen Betriebsentlüftungspfad 20 auf, über welchen beziehungsweise mittels welchem während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine der Tank 12 zu entlüften ist. Hierzu weist der Betriebsentlüftungspfad 20 wenigstens einen Entlüftungskanal auf, welcher beispielsweise durch eine Entlüftungsleitung gebildet beziehungsweise begrenzt ist. Mittels der Betriebsentlüftungspfads 20 wird während es Betriebs der Verbrennungskraftmaschine eine so genannte Betriebsentlüftung durchgeführt, während welcher beispielsweise ein Fluid, welches flüchtige Kraftstoffbestandteile aus dem Tank 12 umfasst, durch den Betriebsentlüftungspfad 20 hindurchströmt und dabei von dem Tank 12 wegströmt und beispielsweise zu einem Aktivkohlefilter hinströmt. Dies bedeutet, dass das Fluid eine Fluidströmung bildet, die während der Betriebsentlüftung aus dem Tank 12 ausströmt, den Betriebsentlüftungspfad 20 durchströmt und dabei von dem Tank 12 wegströmt.
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Um nun eine sowohl besonders vorteilhafte Betriebsentlüftung als auch eine besonders vorteilhafte Betankung des Tanks 12 realisieren zu können, ist in dem Betriebsentlüftungspfad 20 eine Ventileinrichtung 22 angeordnet.
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Die Ventileinrichtung 22 ist in 2 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Die einfach auch als Ventil bezeichnete und als Druckhalteventil (DHV) fungierende oder ausgebildete Ventileinrichtung 22 umfasst ein Ventilelement 24 und ein insbesondere mechanisches Federelement 26 sowie beispielsweise ein Ventilgehäuse 28, an welchem das Ventilelement 24 und das Federelement 26 aufgenommen sind. Wie in 2 durch einen Pfeil 30 veranschaulicht ist, ist das Ventilelement 24 relativ zu dem in 28 und translatorisch aus einer Schließstellung in die wenigstens eine Offenstellung bewegbar. Dabei ist das Ventilelement 28 federbelastet. Das bedeutet, dass durch Bewegen des Ventilelements 24 aus der Schließstellung in die Offenstellung das Federelement 26 eine Federkraft bereitstellt, die zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das Ventilelement 24 wirkt und der Bewegung des Ventilelements 24 aus der Schließstellung in die Offenstellung entgegenwirkt, das heißt entgegengerichtet ist. In der Schließstellung versperrt das Ventilelement 24 den Betriebsentlüftungspfad 20 fluidisch. In der Offenstellung jedoch gibt das Ventilelement 24 den PB 20 frei, insbesondere für eine den Betriebsentlüftungspfad 20 durchströmende und von dem Tank 12 wegströmende Fluidströmung und ganz insbesondere während der Betankung des Tanks 12. Unter der Betankung des Tanks 12 ist zu verstehen, dass der flüssige Kraftstoff über die Betankungsleitung 16 in den Tank 12 eingefüllt wird.
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Es ist denkbar, dass die Ventileinrichtung 22 und somit das Ventilelement 24 den Betriebsentlüftungspfad 20 während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine freigeben und somit eine Betriebsentlüftung gewährleisten. Dabei ist es denkbar, dass die Ventileinrichtung 22 und somit das Ventilelement 24 bei beziehungsweise während der Betankung versperren und somit eine Betriebsentlüftung während der Betankung verhindern, oder bei beziehungsweise während der Betankung geben die Ventileinrichtung 22 und somit das Ventilelement 24 den Betriebsentlüftungspfad 20 gegenüber der Betriebsentlüftung, das heißt gegenüber dem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gedrosselt frei, sodass für eine Betankungsentlüftung ein ausreichend hoher Volumenstrom sichergestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftstoffanlage
- 12
- Tank
- 14
- Pegel
- 16
- Betankungsleitung
- 18
- Einfüllstutzen
- 20
- Betriebsentlüftungspfad
- 22
- Ventileinrichtung
- 24
- Ventilelement
- 26
- Federelement
- 28
- Ventilgehäuse
- 30
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015012656 A1 [0003]
- DE 102007002188 A1 [0003]
