DE10236387A1

DE10236387A1 - Vorrichtung zum dosierten Zumischen von verflüchtigtem Kraftstoff in ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10236387A1
Application number: DE10236387A
Authority: DE
Inventors: Erwin Krimmer; Wolfgang Schulz; Achim Meisiek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-02-19
Also published as: FR2843423A1; US20040025851A1; ITMI20031581A1

Abstract

Beim dosierten Zumischen von verflüchtigtem Kraftstoff in ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine mit einem Lader gibt es das Problem der in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebszustände unterschiedlichen Drücke innerhalb des Ansaugrohres. Dieses Problem ist bei bekannten Vorrichtungen derart gelöst, daß Rückschlagventile baulich getrennt dem Tankentlüftungsventil in Strömungsrichtung nachgeschaltet werden. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Rückschlagventile (39, 40) baulich in einem Tankentlüftungsventil (5) zu integrieren, um den Montageaufwand und den Raumbedarf deutlich zu verringern.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE 40 23 044 A1 ist ein Tankentlüftungsventil bekannt, in dem für die Verwendung in sog. Ladermotoren ausgangsseitig ein Rückschlagventil integriert ist. Da im Turbobetrieb nicht der notwendige Unterdruck in einem Ansaugrohr herrscht, um für eine Regenerierung eines Aktivkohlefilters eine Strömung von einem Aktivkohlefilter in Richtung des Ansaugrohrs zu erzeugen, sondern ein vergleichsweise hoher Überdruck, wird im Tankentlüftungsventil ausgangsseitig ein Rückschlagventil eingesetzt, das im Turbobetrieb schließt und so eine Rückströmung von dem Ansaugrohr in Richtung Aktivkohlefilter verhindert. Eine Regenerierung des Aktivkohlefilters im Turbobetrieb ist somit nicht möglich. Dies ist besonders nachteilig, da bei heutigen Ladermotoren der Turbobetrieb mehr als 80% der Betriebsdauer ausmacht.

Aus der DE 43 11 316 C1 ist eine Vorrichtung bestehend aus einem Tankentlüftungsventil und einem separaten mit zwei Rückschlagventilen ausgestatteten Ventilgehäuse bekannt, das diesen Nachteil behebt. Das separate Ventilgehäuse besitzt einen Eingangskanal und zwei Ausgangskanäle, wobei der eine Ausgangskanal mit der Saugseite des Laders und der andere Ausgangskanal mit der Druckseite des Laders stromabwärts einer Drosselklappe verbunden ist. In jedem Ausgangskanal ist ein Rückschlagventil vorgesehen, so daß der eine Ausgangskanal nur in Richtung Saugseite des Laders und der andere Ausgangskanal nur in Richtung Druckseite des Laders durchströmt werden kann. Im Turbobetrieb herrscht stromabwärts des Laders in dem Ansaugrohr ein Überdruck, so daß das mit der Druckseite verbundene Rückschlagventil schließt, während das mit der Saugseite des Laders verbundene Rückschlagventil öffnet und der aus einem Kraftstofftank verflüchtigte Kraftstoff dort der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Auf diese Weise kann der Aktivkohlefilter im Turbobetrieb regeneriert werden. Diese Lösung der baulichen Trennung von dem Magnetventil und dem Ventilgehäuse mit zwei Rückschlagventilen hat jedoch den Nachteil, daß die Herstellungskosten insgesamt und der Montageaufwand vergleichsweise hoch sind und außerdem zusätzliche Leitungen und viel Bauraum benötigt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise kostengünstig eine Vereinfachung erzielt wird, indem das Tankentlüftungsventil und die zwei Rückschlagventile in oder mit einem Gehäuse integriert werden und dadurch Verbindungsleitungen von dem Tankentlüftungsventil zu dem separaten Ventilgehäuse mit den Rückschlagventilen entfallen können, was eine erhebliche Montagevereinfachung und eine deutliche Kostenersparnis zur Folge hat.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Vorteilhaft ist es, das erste Gehäuseteil topfförmig auszubilden, um einen Ventilkörper und einen Aktor räumlich gut anordnen zu können.

Außerdem vorteilhaft ist es, das zweite Gehäuseteil aus Gründen der Platzersparnis deckelförmig auszubilden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an den beiden Ausgangsanschlüssen auf der dem Tankentlüftungsventil zugewandten Seite je ein Rückschlagventil angeordnet ist, da dies das Zusammensetzen des Tankentlüftungsventils erheblich vereinfacht.

Auch vorteilhaft ist es, wenn der eine Ausgangsanschluß steckbar für das Einstecken in eine zylindrische Öffnung des Ansaugrohrs ausgeführt ist, da auf diese Weise die Montage des Tankentlüftungsventils an der Brennkraftmaschine außerordentlich vereinfacht wird und beispielsweise eine Schlauchverbindung überflüssig wird.

Darüber hinaus vorteilhaft ist es, in den beiden Ausgangskanälen ein Strömungselement, beispielsweise eine Lavaldüse, vorzusehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt vereinfacht eine Vorrichtung zur Tankentlüftung für eine Brennkraftmaschine mit Lader, 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt vereinfacht eine Vorrichtung zur Entlüftung eines Kraftstofftanks 1. Ein Entlüftungskanal 2 des Kraftstofftanks 1 ist an einen mit beispielsweise Aktivkohle gefüllten Speicher 3 angeschlossen, der den aus dem Kraftstofftank 1 verflüchtigten Kraftstoff vorübergehend aufnimmt. Bevor die Aufnahmekapazität des Speichers 3 erschöpft ist, wird in einer Regenerationsphase ein Stellventil 62 eines sich in einer Abströmleitung 6 befindlichen Tankentlüftungsventils 5 geöffnet, so daß durch einen Unterdruck in einem Ansaugrohr 7 Luft aus der Umgebung über eine am Speicher 3 vorgesehne Belüftungsöffnung 4 angesaugt wird und durch den Speicher 3 strömt. Die Aktivkohle gibt dabei den aufgenommenen Kraftstoff an die Luft ab. Das dabei gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch wird auch als Tankentlüftungsgemisch oder Regeneriergas bezeichnet. Das Regeneriergas gelangt in der Regenerationsphase über das Tankentlüftungsventil 5 in das Ansaugrohr 7 einer Brennkraftmaschine 8 mit einem Lader 9. Dabei wird das Regeneriergas abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 8 entweder bei Laderbetrieb über einen ersten Abströmleitungsabschnitt 6.1 auf einer Saugseite 10 des Laders 9 oder bei den Betriebsarten mit stillstehendem Lader 5 über einen zweiten Abströmleitungsabschnitt 6.2 auf einer Druckseite 11 des Laders 9 stromabwärts einer Drosselklappe 57 der Ansaugluft im Ansaugrohr 7 zugemischt. Ein Steuergerät 13 steuert über eine Öffnungszeit des Stellventils 62 die Menge des zugemischten Regeneriergases. Dabei kann das Stellventil 62 durch abwechselndes Öffnen und Schließen taktend angesteuert werden.
Nach dem Ende der Regenerationsphase ist die Aufnahmekapazität des Speichers 3 wiederhergestellt, und der Speicher 3 kann wieder Kraftstoff aufnehmen. In dem Tankentlüftungsventil 5 ist neben dem Stellventil 62 ein erstes Rückschlagventil 39 und ein zweites Rückschlagventil 40 angeordnet. Das erste Rückschlagventil 39 schließt bei Laderbetrieb und verhindert damit ein Rückströmen der Ansaugluft aus dem Ansaugrohr 7 in den Speicher 3. Das zweite Rückschlagventil 40 öffnet bei Laderbetrieb und ermöglicht auf diese Weise, daß auch bei Laderbetrieb eine Regenerationsphase erfolgen kann. Außerhalb des Laderbetriebs ist das erste Rückschlagventil 39 geöffnet und das zweite Rückschlagventil 40 geschlossen.
2 zeigt das Tankentlüftungsventil 5 im Längsschnitt. Das Tankentlüftungsventil 5 besteht beispielsweise aus einem zweiteiligen Gehäuse 12 mit einem ersten Gehäuseteil 14, das beispielsweise topfförmig ausgebildet ist, und mit einem zweiten Gehäuseteil 15, das beispielsweise deckelförmig ausgebildet ist. Das erste Gehäuseteil 14 hat einen Eingangsanschluß 16 zum Anschließen über die Abströmleitung 6 an den mit beispielsweise Aktivkohle gefüllten Speicher 3 für den verflüchtigten Kraftstoff. Der Eingangsanschluß 16 hat im Bereich eines Bodens 20 des topfförmigen ersten Gehäuseteils 14 eine Öffnung 17 in einen Innenraum 19.
Der erste Gehäuseteil 14 weist beispielsweise an seinem Umfang einen einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 14 verbundenen Stecker 21 auf, der elektrische Anschlusselemente 22 zum Anschluss an äußere Steckkontakte aufweist.
In dem Innenraum 19 des topfförmigen ersten Gehäuseteils 14 ist das von einem Aktor betätigte Stellventil 62 mit einem Ventilglied 29 und einem Dichtsitz 49 angeordnet. Der Aktor ist beispielsweise ein Elektromagnet 23. Der Elektromagnet 23 weist ein beispielsweise topfförmiges Magnetgehäuse 25 mit einem den Topfboden durchdringenden, zu einer Ventilachse 18 koaxialen, zylindrischen Magnetkern 26 und mit einer zylindrischen Erregerspule 27 auf, die auf einem Spulenträger 24 sitzt, der im Magnetgehäuse 25 den Magnetkern 26 umschließt. Auf der dem zweiten Gehäuseteil 15 zugewandten Seite des Magnetkerns 26 ist das entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder 28 verstellbare Ventilglied 29 vorgesehen, das von dem Elektromagneten 23 angezogen wird, eine Ankerplatte ist und an dem an dem zweiten Gehäuseteil 15 direkt oder indirekt angeordneten Dichtsitz 49 zur Anlage kommt. An der ein Ventilglied bildenden Ankerplatte 29 ist weiterhin ein Dichtungs- und Dämpfungsglied 30 angeordnet. Das Dichtungs- und Dämpfungsglied 30 ist an der Ankerplatte 29 und am Magnetkern 26 angeordnet und verbindet diese als elastisches Element miteinander.
Das zweite Gehäuseteil 15 ist beispielsweise in einer Ausnehmung 38 des ersten Gehäuseteils 14 zentriert angeordnet und mit diesem verbunden. In Strömungsrichtung gesehen schließt sich an die Ankerplatte 29 stromabwärts des Dichtsitzes 49 ein im zweiten Gehäuseteil 15 ausgebildeter Kanal 31 an. Der Kanal 31 verzweigt sich in einen ersten Kanal 32 und einen zweiten Kanal 33, wobei der erste Kanal 32 beispielsweise in einer ersten Ausnehmung 34 und der zweite Kanal 33 in einer zweiten Ausnehmung 35 des zweiten Gehäuseteils 15 endet. In der ersten Ausnehmung 34 ist teilweise ein erster Ausgangsanschluß 36 mit einem ersten Ausgangskanal 59 angeordnet und in der zweiten Ausnehmung 35 teilweise ein zweiter Ausgangsanschluß 37 mit einem zweiten Ausgangskanal 60. Der erste Ausgangskanal 59 ist mit dem ersten Kanal 32 verbunden, der zweite Ausgangskanal 60 ist mit dem zweiten Kanal 33 verbunden. Beide Ausgangsanschlüsse 36, 3-7 sind mit dem zweiten Gehäuseteil 15 beispielsweise verschweißt oder verklebt oder verschraubt. In dem ersten Ausgangskanal 59 ist auf der dem zweiten Gehäuseteil 15 zugewandten Seite ein erstes Rückschlagventil 39 bestehend aus einem ersten Ventilkörper 41, einem ersten Ventilsitz 42 und einer ersten Rückstellfeder 43 angeordnet. In dem zweiten Ausgangskanal 60 ist ein zweites Rückschlagventil 40 auf der dem zweiten Gehäuseteil 15 zugewandten Seite bestehend aus einem zweiten Ventilkörper 53, einem zweiten Ventilsitz 54 und einer zweiten Rückstellfeder 55 angeordnet. Dabei sind die Ventilsitze 42 und 54 am zweiten Gehäuseteil 15 ausgebildet. Die Rückschlagventile 39 und 40 schließen beide entgegen einer Strömungsrichtung vom Stellventil 62 zu den Ausgangsanschlüssen 36, 37.
Zusätzlich weist der erste Ausgangskanal 59 ein Strömungselement 48 auf, beispielsweise eine Lavaldüse. Das Strömungselement 48 ist aber nicht auf eine Lavaldüse beschränkt und kann auch als Blende oder Drossel ausgebildet werden. Das Strömungselement 48 ist so ausgebildet, dass die Fläche seines engsten Strömungsquerschnitts kleiner ist als die Fläche des Öffnungsquerschnitts des Dichtsitzes 49. Auch in dem zweiten Ausgangskanal 60 kann das Strömungselement 48, beispielsweise eine Lavaldüse, angeordnet sein.
Am äußeren Umfang des ersten Ausgangsanschlusses 36 ist ein zylindrischer Abschnitt 45 angeordnet, in dem sich eine Nut 51 zur Aufnahme eines Dichtrings 52 befindet. Für die Montage an der Brennkraftmaschine 8 braucht der erste Ausgangsanschluss 36 des Tankentlüftungsventils 5 nur in eine Öffnung des Ansaugrohrs 7 stromabwärts des Laders 9 gesteckt zu werden. Eine Fase 46 erleichtert diesen Montageschritt.
1 zeigt, daß das Tankentlüftungsventil 5 über die Abströmleitung 6.2 mit dem Ansaugrohr 7 stromabwärts des Laders 9 verbunden ist. Die Abströmleitung 6.2 kann dabei eine Leitung, beispielsweise ein Schlauch sein, die den ersten Ausgangsanschluß 36 mit dem Ansaugrohr 7 stromabwärts der Drosselklappe 57 verbindet. Ist das Tankentlüftungsventil 5 stattdessen mit dem ersten Ausgangsanschluß 36 in eine Öffnung des Ansaugrohrs 7 gesteckt, dann ist der erste Ausgangskanal 59 gleichzeitig auch die Abströmleitung 6.2.
Der zweite Ausgangsanschluß 37 wird mittels einer Abströmleitung 6.1 mit dem Ansaugrohr 7 stromaufwärts des Laders 9 verbunden. Die Abströmleitung 6.1 kann beispielsweise eine Schlauchverbindung sein.
Ab einem durch die Kraft der ersten Rückstellfeder 43 vorbestimmten Unterdruck in dem Ansaugrohr 7 stromabwärts der Drosselklappe 57 öffnet das erste Rückschlagventil 39 des ersten Ausgangsanschlusses 36 entgegen der Kraft der ersten Rückstellfeder 43. Der Unterdruck in dem Ansaugrohr 7 stromabwärts der Drosselklappe 57 ist ausreichend groß zum Öffnen des ersten Rückschlagventils 39 in den Betriebsarten der Brennkraftmaschine 8, in denen der Lader 9 stillsteht. Da bei geöffnetem ersten Rückschlagventil 39 der Druck im zweiten Kanal 33 kleiner ist als stromabwärts des zweiten Rückschlagventils 40 im zweiten Ausgangskanal 60, schließt das zweite Rückschlagventil 40 nahezu gleichzeitig mit dem Öffnen des ersten Rückschlagventils 39.
Im Laderbetrieb herrscht in dem Ansaugrohr 7 auf der Druckseite 11 des Laders 9 stromabwärts der Drosselklappe 57 ein Überdruck, so daß das erste Rückschlagventil 39 schließt. Der Unterdruck in dem Ansaugrohr 7 auf der Saugseite 10 des Laders 9 öffnet nahezu gleichzeitig das zweite Rückschlagventil 40.
Das Gehäuse 12 und die Ausgangsanschlüsse 36 und 37 sind beispielsweise aus Kunststoff hergestellt.

Claims

Vorrichtung zum dosierten Zumischen von aus einem Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine verflüchtigtem Kraftstoff in ein Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, mit einem durch einen Aktor betätigbaren Ventil mit einem Dichtsitz, einem Gehäuse und wenigstens zwei parallel geschalteten Rückschlagventilen stromabwärts des Dichtsitzes, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Rückschlagventile (39, 40) an dem Ventil (5) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) wenigstens aus einem ersten Gehäuseteil (14) und . einem zweiten Gehäuseteil (15) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (14) topfförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (14) einen Eingangsanschluss (16) und einen Stecker (21) für einen elektrischen Anschluss aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuseteil (15) deckelförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten-Gehäuseteil (15) ein erster Ausgangsanschluß (36) und ein zweiter Ausgangsanschluß (37) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Ausgangsanschluß (36) und an dem zweiten Ausgangsanschluß (37) auf der dem zweiten Gehäuseteil (15) zugewandten Seite je ein Rückschlagventil (36, 37) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgangsanschluß (36) als steckbare Verbindung für die Montage in einer zylindrischen Öffnung des Ansaugrohrs (7) ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgangsanschluß (36) einen ersten Ausgangskanal (59) und der zweite Ausgangsanschluß (37) einen zweiten Ausgangskanal (60) hat und in mindestens einem der beiden Ausgangskanäle (59, 60) ein Strömungselement (48) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungselement (48) beispielsweise eine Lavaldüse ist.