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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am
7. August 2003 eingereichten US Provisional Application mit der
Nr. 60/401,514.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft allgemein
einen nichtmetallischen Ansaugkrümmer
und insbesondere einen nichtmetallischen Ansaugkrümmer mit
integriertem Kabelsatz, integrierter Dichtung und integrierter Kraftstoff-Einspritzventilanordnung
sowie Merkmalen zur Minimierung von Kohlenwasserstoffemissionen.
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In der Regel enthält ein Motor mit Kraftstoffeinspritzung
mehrere in einem Ansaugkrümmer
angebrachte Kraftstoff-Einspritzventile. Jedes Kraftstoff-Einspritzventil
steht mit einer Kraftstoffquelle in Strömungsverbindung und wird zur
Dosierung einer gewünschten
Kraftstoffmenge in eine Brennkammer gezielt betätigt. Gewöhnlich werden elektrische Signale
zur Steuerung der Kraftstoff-Einspritzventile durch
einen herkömmlichen
Kabelsatz mit einem an der Steuerung befestigten Hauptverbinder
und mehreren zu einzelnen Kraftstoff-Einspritzventilen geführten Kabeln
weitergeleitet.
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Ein Ansaugkrümmer sorgt für Luftstrom
zur Kombination mit Kraftstoff zur Verbrennung in einer Brennkammer.
Der Ansaugkrümmer
ist in der Regel an einem Zylinderkopf des Motors angebracht. Die Einlassöffnung in
die Brennkammer ist abgedichtet, um eine Leckage von Luft, die den
dosierten Luftstrom behindern könnte,
zu verhindern. Es sind Dichtungen vorgesehen, die ein Eindringen
von Luft in einzelne Durchgänge
verhindern. In der Regel ist eine Dichtung ein getrenntes Bauteil,
das zwischen der Flanschanordnung und dem Ansaugkrümmer angeordnet
ist.
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Eine Kraftstoff-Verteilerleitung
liefert Kraftstoff zu den verschiedenen Kraftstoff-Einspritzventilen,
die sich an jeder Brennkammer befinden. Die Kraftstoff-Verteilerleitung
ist gewöhnlich
aus einem metallischen Material hergestellt, um Permeation von Kraftstoffdämpfen in
die Atmosphäre
zu verhindern. Kraftstoff in der Kraftstoff-Verteilerleitung wird
auf einen Druck gebracht, der über
dem der umliegenden Umgebung liegt, und erzeugt deshalb eine Neigung zur
Emission von Kraftstoffdämpfen
durch Verbindungen und Grenzflächen
mit den Kraftstoff-Einspritzventilen. Dichtungen an diesen Grenzflächen verhindern
weitgehend, dass Kraftstoffdampf in die Atmosphäre entweicht.
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Die Verwendung von nichtmetallischen
Materialien begünstigt
den Einbau von Merkmalen, die derzeit als getrennte Teile installiert
werden. Gegenwärtige
Standards hinsichtlich Permeation von Kraftstoffdämpfen an
die Atmosphäre
haben jedoch die Integration einer Kraftstoff-Verteilerleitung aus
Kunststoff verhindert. Eine nichtmetallische Kraftstoff-Verteilerleitung
kann eine gewisse Kraftstoffpermeation an die Atmosphäre erfahren
und ist deshalb für
einige Kraftfahrzeuganwendungen nicht wünschenswert. Bei solchen Anwendungen
kann eine metallische Kraftstoff-Verteilerleitung
mit dem nichtmetallischen Ansaugkrümmer kombiniert werden.
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Der typische Ansaugkrümmer enthält viele verschiedene
Bauteile, die gegenwärtig
einzeln montiert werden. Es versteht sich, dass es jeder getrennte
Montagevorgang ermöglicht,
dass Inkonsistenzen die Gesamtfunktion des fertiggestellten Ansaugkrümmers beeinträchtigen.
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Demgemäß ist es wünschenswert, eine integrierte
Anordnung zu konzipieren, die mehrere verschiedene Funktionen, wie
zum Beispiel eine Dichtungs-, elektrische und Kraftstoffdosierfunktion,
beinhaltet, um Qualitätsverbesserungen,
Leistungsverbesserungen zusammen mit Kosten- und Montagezeiteinsparungen
zu gewährleisten.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist eine
Kraftstoffansaugkrümmeranordnung,
die eine integrierte Kraftstoff-Einspritzventil-Kabelsatz/-Dichtungsanordnung,
eine Kunststoff-Kraftstoff-Verteilerleitung
und Kraftstoffdampfemissionen minimierende Merkmale enthält.
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Die Kraftstoffansauganordnung enthält ein an
einen Ansaugkrümmer
montiertes Einspritzventilpaket. Das Einspritzventilpaket enthält Hauptrahmenverdrahtung
zur Weiterleitung von elektrischen Signalen an die Kraftstoff-Einspritzventile.
Ein Hauptverbinder ist integral im Einspritzventilpaket ausgebildet
und überträgt elektrische
Energie und Signale zwischen einer Fahrzeugsteuerung und dem Kraftstoff-Einspritzventil.
Das Einspritzventilpaket enthält integrale
Dichtungen zur Abdichtung gegen den Ansaugkrümmer und den Motor und Dichtungen
zur Abdichtung gegen die Kraftstoffquelle. Das Einspritzventilpaket
vereinigt die Dichtungen, elektrischen Leiter und Kraftstoff-Einspritzventile,
die zum Betrieb des Kraftstoff-Ansaugsystems erforderlich sind.
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Der Ansaugkrümmer definiert eine Kraftstoff-Verteilerleitung
zur Zuführung
von Kraftstoff zu den Kraftstoff-Einspritzventilen und mehrere Luftansaugleitungen.
Ein in dem Ansaugkrümmerteil
ausgebildeter Hohlraum teilt sich eine gemeinsame Wand mit der Kraftstoff-Verteilerleitung.
Kraftstoff in der Kraftstoff-Verteilerleitung, der durch die gemeinsame
Wand permeiert, wird in dem Hohlraum eingefangen. Öffnungen
im Hohlraum leiten die Kraftstoffdämpfe zu mindestens einer der
Luftansaugleitungen. Kraftstoffdämpfe
in den Luftansaugleitungen werden in den Motor gesaugt und während der
Verbrennung verbrannt.
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Wenn der Motor nicht in Betrieb ist,
werden nicht verbrannte Kraftstoffdämpfe in den Luftansaugkrümmer und
das Luftansaugsystem abgeführt.
Da das Lufteinlasssystem zur Atmosphäre offen ist, werden die Kraftstoffdämpfe letztendlich
in die Atmosphäre
abgeführt.
Das Lufteinlasssystem dieser Erfindung enthält einen Kraftstoffdampfabsorber,
der geschlossen ist, wenn der Motor nicht in Betrieb ist, um Emission
von Kraftstoffdämpfen
durch das Luftansaugsystem zu verhindern. Nach Beginn des Motorbetriebs
wird der Kraftstoffdampfabsorber geöffnet, um einen ungehinderten
Luftstrom durch das Luftansaugsystem zu gestatten. Der Kraftstoffdampfabsorber
ist im Luftfilterungselement des Luftansaugsystems angeordnet.
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Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine
integrierte Anordnung bereit, die Abdichtungs-, elektrische und
Kraftstoffdosierfunktionen vereint und darüber hinaus Kraftstoffdampfemissionen
in die Atmosphäre
minimiert, um Qualitätsverbesserungen, Leistungsverbesserungen
zusammen mit Gesamtkosten- und Montagezeiteinsparungen zu gewährleisten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung gehen für
Fachleute aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform hervor. Die die ausführliche
Beschreibung begleitenden Zeichnungen können kurz wie folgt beschrieben
werden:
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1 ist
eine schematische Darstellung des Ansaugkrümmersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Einspritzventilpaketanordnung
vor der Montage mit dem Ansaugkrümmer;
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3 ist
eine Teilquerschnittsansicht der im Ansaugkrümmer montierten Einspritzventilpaketanordnung;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht der Einspritzventilpaketanordnung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des in einem Abschnitt der Einspritzventilpaketanordnung angeordneten
Hauptrahmens;
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6 ist
eine Querschnittsansicht der Einspritzventilpaketanordnung;
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7 ist
eine schematische Ansicht des Hauptrahmens der Einspritzventilpaketanordnung;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines anderen gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgeführten
Einspritzventilpakets;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer verkapselten Hauptrahmenanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine Teilschnittansicht der Leitungsverbindung mit der verkapselten
Hauptrahmenanordnung;
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11 ist
eine schematische Ansicht der Kraftstoff-Verteilerleitung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht der Kraftstoff-Verteilerleitung und
einer Luftansaugleitung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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13 ist
eine schematische Ansicht eines Kraftstoffdampfemissionsabsorbers
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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14 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kraftstoffdampfemissionsabsorbers
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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15 ist
eine perspektivische Ansicht von Bauteilen des Kraftstoffdampfemissionsabsorbers.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Auf 1 Bezug
nehmend, enthält
ein Kraftstoffansaugsystem 10 für Fahrzeuge einen Ansaugkrümmer 14,
eine Einspritzventilpaketanordnung 18 und eine Luftfilterungsanordnung 16.
Die Einspritzventilpaketanordnung 18 enthält einen
verkapselten Hauptrahmen 36 (2),
der für
eine elektrische Verbindung mit Kraftstoff-Einspritzventilen 26 sorgt. Der
Ansaugkrümmer 14 definiert
eine Kraftstoff-Verteilerleitung 22 und einen Hohlraum 24.
Von der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 permeierende Kraftstoffdämpfe werden
in dem Hohlraum 24 eingefangen und zu den Luftansaugleitungen 20 zurückgeleitet. Die
Luftfilterungsanordnung 16 enthält einen Filter 28 zur
Absorbierung von von unverbranntem Kraftstoff stammenden Kraftstoffdampfemissionen,
die ausströmen,
wenn der Motor 12 nicht in Betrieb ist. Der Filter 28 wird
durch ein Stellglied 30 zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung betätigt. Der Filter 28 ist
nur geschlossen, wenn der Motor 12 nicht in Betrieb ist,
um das Ausströmen
von Kraftstoffdämpfen
zu verhindern. Nach Beginn des Motorbetriebs öffnet das Stellglied 30 den
Filter 28, um einen unbeschränkten Luftstrom durch den Ansaugkrümmer 14 zu
gestatten.
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Auf 2 Bezug
nehmend, enthält
das Einspritzventilpaket 18 ein Plattensegment 32 und
eine zylindrische Halterung 34 zur Aufnahme des Kraftstoff-Einspritzventils 26.
Die Hauptrahmenanordnung 36 ist im Einspritzventilpaket 18 verkapselt
und enthält
mehrere Leiter 38. Die Hauptrahmenanordnung 36 ist
im Einspritzventilpaket 18 integriert, um die Leiter 38,
die elektrische Energie und Signale an das Kraftstoff-Einspritzventil 26 liefern,
zu verdecken und zu schützen.
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Das Plattensegment 32 definiert
eine Einlassöffnung 40 für ein Luft/Kraftstoff-Gemisch
in eine (nicht gezeigte) Brennkammer des Motors 12. Dichtungen 42 dichten
zwischen dem Ansaugkrümmer 14 und
dem Einspritzventilpaket 18 um die Einlassöffnung 40 herum
ab. Des Weiteren schaffen die Dichtungen 42 eine Abdichtung
zwischen dem Einspritzventilpaket 18 und einer Montagefläche des
Motors 12, wie zum Beispiel einem Zylinderkopf, wie bekannt.
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Auf 3 Bezug
nehmend, wird eine Teilquerschnittsansicht des im Ansaugkrümmer 14 installierten
Einspritzventilpakets 18 gezeigt. In dieser Ansicht wird
auch ein anderes Einspritzventilpaket 18A gezeigt, um darzustellen,
wie die Einspritzventilpakete 18, 18A nach ihrer
Montage im Ansaugkrümmer 14 aussehen.
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Das Einspritzventilpaket 18, 18A enthält einen
Hauptverbinder 44 mit mehreren Verbinderstiften 46.
Der Hauptverbinder 44 ist als eine mit dem Einspritzventilpaket 18 integrale
Kastenkonstruktion dargestellt. Der Hauptverbinder 44 enthält die Verbinderstifte 46,
die einem Verbinder der Fahrzeugsteuerung entsprechen, welche die
Betätigung
des Kraftstoff-Einspritzventils 26 steuert. Die besondere
Konfiguration der Außenfläche des
Hauptverbinders 44 kann dem Fachmann bekannte Verriegelungs-
und Ausrichtungsmerkmale enthalten. Der Hauptverbinder 44 ist
vorzugsweise ein integral ausgebildetes Segment des Einspritzventilpakets 18,
um eine einzige, kompakte Konstruktion bereitzustellen, die das Kraftstoff-Einspritzventil 26 aufnimmt
und in der die erforderliche Verdrahtung zum Antrieb und zur Betätigung des
Kraftstoff-Einspritzventils 26 untergebracht ist. Weiterhin
wird durch Integration der Hauptrahmenanordnung 36 im Einspritzventilpaket 18 ein getrennter
Kabelsatz überflüssig, der
in der Regel einem Kraftstoff-Einspritzventilsystem zugeordnet ist.
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Das Kraftstoff-Einspritzventil 26 ist
ein elektromechanisches Bauteil, das zum Betrieb eine Spule 48 benötigt. Die
Spule 48 ist in einen Halterungszylinder 34 integriert
und mit der Hauptrahmenanordnung 36 verbunden. Die Spule 48 ist
im Halterungszylinder 34 des Einspritzventilpakets 18 verkapselt. Das
Kraftstoff-Einspritzventil 26 ist bezüglich der Position der Spule 48 so
im Halterungszylinder 34 aufgenommen, dass das durch die
Spule 48 erzeugte magnetische Feld das Kraftstoff-Einspritzventil 26 gezielt
dahingehend betätigt,
Kraftstoff durch die Einlassöffnung 40 zu
dosieren. Die Spule 48 ist ein an der Hauptrahmenanordnung 36 befestigtes
und im Einspritzventilpaket 18 vergossenes elektrisches Bauteil.
Durch Vergießen
der Hauptrahmenanordnung 36 und der Spule 48 im
Einspritzventilpaket 18 wird der gesamte elektrische Teil
des Kraftstoff-Einspritzsystems geschützt und integriert, wodurch
elektrische Leiter der rauhen Motorraumumgebung in einem stark verringerten
Maße ausgesetzt
sind. Des Weiteren werden durch Integration der elektrischen Bauteile
(Hauptrahmenanordnung 36 und Spule 48) die Montagezeit
und -kosten reduziert, indem die für herkömmliche Kabelsatzanordnungen
nach dem Stand der Technik erforderlichen Montageschritte nicht
benötigt
werden.
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Der Ansaugkrümmer 14 enthält die Luftleitungen 20 zur
Zuführung
von Luft zur Brennkammer und die Kraftstoff-Verteilerleitung 22 zur Zuführung von
Kraftstoff von einer abgesetzten Kraftstoffquelle zu den Öffnungen 50 für das Kraftstoff-Einspritzventil 26.
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Auf die 4, 5 und 6 Bezug nehmend, enthält das Einspritzventilpaket 18 das
Plattensegment 32, bei dem es sich vorzugsweise um eine
allgemein rechteckige Plattenkonstruktion mit einer Länge, Breite
und einer Dicke handelt. Das Einspritzventilpaket 18 ist
vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das Betriebsbedingungen,
wie sie in einer Motorraumumgebung vorgefunden werden, widerstehen
kann. Das Kunststoffmaterial kann ein beliebiges Material sein,
das den im Motorraum auftretenden Temperaturschwankungen, korrosiven
Fluiden und Spannungen widerstehen kann. Ein mit dem Fachgebiet
der vorliegenden Offenbarung vertrauter Fachmann könnte ein
Material auswählen,
das die speziellen Anwendungsanforderungen erfüllen kann.
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Der Halterungszylinder 34 enthält eine
Dichtung 52. Die Dichtung 52 dichtet in der im
Ansaugkrümmer 14 definierten Öffnung 50 ab,
um eine Kraftstoffleitung zum Kraftstoff-Einspritzventil 26 bereitzustellen.
Die Dichtung 50 ist aus einem biegsamen Material zur Abdichtung
gegen die Innenfläche
der Öffnung 50 hergestellt.
Das für
die Dichtung 52 ausgewählte
besondere Material ist mit Kraftstoff kompatibel. Die Dichtung 52 ist
an das Einspritzventilpaket 18 angeformt. Vorzugsweise
erfolgt das Anformen der Dichtung 52 an das Einspritzventilpaket 18 durch ein
Zweistufenspritzgießverfahren,
im Rahmen der Erfindung kommen jedoch auch andere Spritzgießverfahren
in Betracht. Ein Zweistufenspritzgießverfahren ist in der Technik
bekannt und umfasst Spritzgießen
mit zwei verschiedenen Materialien in einem gemeinsamen Formwerkzeug.
Mit dem Zweistufenspritzgießverfahren wird
die Dichtung 52 an das Einspritzventilpaket 18 angeformt,
wodurch keine anschließenden
Montageschritte erforderlich sind. Obgleich bevorzugt wird, dass
das Anformen der Dichtung 52 durch ein Zweistufenverfahren
erfolgt, kommt im Rahmen der Erfindung auch in Betracht, dass die
Dichtung 52 als ein getrenntes Teil installiert wird. Die
Dichtung 52 kann durch Presspassung im Halterungszylinder 34 angebracht
oder an einem Außendurchmesser
des Halterungszylinders 34 installiert werden.
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Die die Einlassöffnung 40 umgebenden Dichtungen 42 werden
auch als integraler Teil des Einspritzventilpakets 18 geformt.
Die Dichtungen 42 sind auf einer Ober- und einer Unterseite
des, Einspritzventilpakets 18 angeordnet, so dass sie gegen den
Ansaugkrümmer 12 und
eine Fläche
des Motors 12 , an der der Ansaugkrümmer 14 montiert ist,
abdichten. Obgleich die Dichtungen 42 vorzugsweise als
ein integraler Teil des Einspritzventilpakets 18 geformt
werden, kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch in Betracht,
getrennt installierte Dichtungen zu verwenden.
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Auf 7 Bezug
nehmend, wird die Hauptrahmenanordnung 36 schematisch von
dem Einspritzventilpaket 18 getrennt gezeigt. Die Hauptrahmenanordnung 36 enthält Leiter 38,
die elektrische Signale an die Spulen 48 leiten. Die dargestellte Hauptrahmenanordnung 36 enthält getrennte
Leiter 38 für
jede Spule 48, die von einem Verbinderstift 46 ausgehen,
der im Hauptverbinder 44 vergossen und geformt ist. Der
Hauptrahmen 36 ist aus elektrisch leitenden Materialien,
wie zum Beispiel Kupfer oder ein beliebiges anderes bekanntes, elektrisch
leitendes Material, hergestellt. Da der Hauptrahmen 36 mit dem
Einspritzventilpaket 18 verkapselt ist, ist eine Isolierung,
die der rauhem Motorumgebung standhält, nicht erforderlich. Da
die Leiter 38 im Einspritzventilpaket 18 verborgen
sind, müssen
sie weiterhin keine bedeutende Konstruktionsfestigkeit aufweisen, wie
sie für
einzelne Leiter für
einen herkömmlichen, extern
angebrachten Kabelsatz erforderlich wäre, um einem gewünschten
Maß an
Ziehen und Reißen
zu widerstehen. Die Anzahl an Leitern 38 hängt von
den besonderen Anwendungsfaktoren, wie zum Beispiel der Anzahl und
der Art von Kraftstoff-Einspritzventilen 26,
ab. Das durch die Hauptrahmenanordnung 36 bereitgestellte
Schaltungsmuster wird schematisch dargestellt, und ein diese Offenbarung
kennender Fachmann wäre
in der Lage, im Hinblick auf besondere Anwendungsanforderungen eine
Hauptrahmenanordnung 36 bereitzustellen.
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Auf 8 Bezug
nehmend, wird ein anderes Einspritzventilpaket 60 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt; es enthält
ein Plattensegment 61 und eine Halterung 86 zur
Aufnahme des Kraftstoff-Einspritzventils 62.
Das Kraftstoff-Einspritzventil 62 enthält eine Spule 63 und
einen Verbinder 64. Der Verbinder 64 nimmt einen
Verbinder 84 des Einspritzventilpakets 60 in Eingriff.
Die Spule 63 ist durch den Verbinder 84 mit der
Hauptrahmenanordnung 68 im Einspritzventilpaket 60 elektrisch
verbunden. Das Einspritzventilpaket 60 enthält eine
Hauptrahmenanordnung 68 mit mehreren Leitern 70,
die am Verbinder 84 enden. Der Verbinder 84 enthält Verbinderstifte 72,
die mit entsprechenden Aufnahmeverbindern 65 des Verbinders 64 zusammenwirken.
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Das Kraftstoff-Einspritzventil 62 ist
im Halterungsabschnitt 86 des Einspritzventilpakets 60 aufgenommen
und durch Eingriff der Verbinder 64 des Kraftstoff-Einspritzventils 62 mit
dem in der Flanschanordnung 86 ausgebildeten Verbinder 84 elektrisch verbunden.
Die Spule 63 erzeugt das magnetische Feld, das zur Betätigung des
Kraftstoff-Einspritzventils
und zur Dosierung von Kraftstoff in eine Einlassöffnung 78 erforderlich
ist. Eine Dichtung 76 ist um die Einlassöffnung 78 herum
zur Abdichtung zwischen dem Ansaugkrümmer 14 und dem Einspritzventilpaket 60 angeordnet.
Weiterhin ist am Kraftstoff-Einspritzventil 62 eine Dichtung 74 zur
Abdichtung gegen die Kraftstoff liefernde Kraftstoff-Verteilerleitung 22 vorgesehen.
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Die Hauptrahmenanordnung 68 ist
im Einspritzventilpaket 60 vergossen, enthält aber
nicht die zur Erzeugung des magnetischen Feldes zur Betätigung des
Kraftstoff-Einspritzventils 62 erforderliche Spule 63.
Das Kraftstoff-Einspritzventil 62 ist im Halterungsabschnitt 86 aufgenommen
und durch Eingriff zwischen dem Verbinder 64 des Kraftstoff-Einspritzventils 62 mit
dem integral im Einspritzventilpaket 60 ausgebildeten Verbinder 84 elektrisch
verbunden. Der Verbinder 84 enthält Verbinderstifte 72,
die an Leitern 70 der Hauptrahmenanordnung 68 befestigt sind.
Der Kraftstoff-Einspritzventilverbinder 64 enthält Gegen-Stifte 65,
die den Verbinderstiften 72 entsprechen. Die Leiter 70 der
Hauptrahmenanordnung 68 sind mit einem Verbinderstift 82 des
Hauptverbinders 80 elektrisch verbunden. Der Hauptverbinder 80 ist
mit einer im Fahrzeug angeordneten Hauptsteuerung verbunden. Die
Hauptsteuerung löst
in gewünschten
Intervallen die Betätigung
des Kraftstoff-Einspritzventils 62 aus, um in die Brennkammer eintretenden
Kraftstoff zu dosieren.
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Auf 9 Bezug
nehmend, wird eine erfindungsgemäße Flanschanordnung
bei 100 allgemein gezeigt und enthält ein Plattensegment 102 und
einen Hauptverbinder 116. Die Flanschanordnung 100 ist
eine Ausführungsform,
die eine Hauptrahmenanordnung 108 zur Leitung von elektrischen
Signalen an Kraftstoff-Einspritzventile sowie Dichtungen 106 enthält. Die
Hauptrahmenanordnung 108 ist im Plattensegment 102 verkapselt
und enthält
Leiter 110, die eine elektrische Verbindung zwischen Verbinderstiften 118 im
Hauptverbinder 116 und Verbindern 114 bilden.
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Das Plattensegment 102 definiert
mehrere Einlassöffnungen 104 und
ist zwischen einem (nicht gezeigten) Ansaugkrümmer und einem Zylinderkopf einer
Brennkraftmaschine montiert. Die Flanschanordnung 100 sorgt
für Abdichtung
zwischen dem Ansaugkrümmer
und dem Zylinderkopf, indem sie an einer Ober- und einer Unterseite 126, 128 des
Plattensegments 102 integrale Dichtungen 106 enthält. Die Dichtungen 106 sind
vorzugsweise ein geformter Teil der Flanschanordnung 100,
jedoch können
die Dichtungen 106 auch getrennt installierte oder angeordnete
Dichtungen sein, wie sie bekannt sind.
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Die in 9 gezeigte
Platte 102 ist einstöckig
ausgebildet und stellt Einlassöffnungen
und elektrische Verbinder 114 für alle Kraftstoff-Einspritzventile
bereit, die an einen Motor montiert werden sollen. Es versteht sich,
dass die Platte 102 Dichtungen 106 und Verbinder 114 für eine beliebige
Anzahl von Zylindern bereitstellen und auch geteilt sein kann, um
für elektrische
Verbindung und Abdichtung nur für
eine Seite des Motors zu sorgen. Für einen die vorliegende Offenbarung
kennenden Fachmann wären
die möglichen
Modifikationen offensichtlich, die im Rahmen dieser Erfindung in
Betracht kommen, um speziellen Anwendungsanforderungen gerecht zu
werden.
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Die Flanschanordnung 100 enthält die Verbinder 114 zum
Eingriff mit elektrischen Bauteilen, wie zum Beispiel Kraftstoff-Einspritzventilen
oder Sensoren. Die Verbinder 114 umfassen Stiftverbinder 120,
die mit Leitungen 112 verbunden sind. Die Leitungen 112 sind
auf herkömmliche
Weise konfiguriert und enthalten einen in Isolierung eingeschlossenen Leiter.
Die Isolierung ist so vorgesehen, dass sie den besonderen Anwendungsanforderungen
standhalten kann.
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Auf 10 Bezug
nehmend, erstreckt sich die Leitung 112 um eine Strecke
in das Plattensegment 102 und ist an den Leitern 110 der
Hauptrahmenanordnung 108 befestigt. Ein Anschluss 124 sorgt
für Befestigung 122 zwischen
den Hauptrahmenleitern 110. Der Anschluss 124 kann
einer beliebigen dem Fachmann bekannten Art sein und zum Beispiel
einen Quetschanschluss oder einen Schneid-Klemm-Anschluss umfassen.
Der Anschluss 124 und die Leitungsverbindung 122 sind
zusammen mit einem Teil der Leitung 112 in der Platte 102 verkapselt,
um die Verbindung zu schützen.
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Die Flanschanordnung 100 sorgt
für die
elektrische Verbindung verschiedener elektrischer Bauteile ohne
eine hinderliche und freiliegende Kabelsatzanordnung. Darüber hinaus
enthält
die Flanschanordnung 100 externe Verbinder 114,
die für
die elektrische Verbindung zwischen anderen Arten von Bauteilen
für andere
Motorsysteme sorgen, um die Verwendung freiliegender Kabelsätze weiter überflüssig zu
machen.
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Auf die 11 und 12 Bezug
nehmend, definiert der Ansaugkrümmer 14 mehrere
Luftansaugleitungen 20. Die Kraftstoff-Einspritzventile 26 dosieren von
der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 gelieferten Kraftstoff
in die Luftansaugleitungen 20. Der Kraftstoff wird mit
Luft kombiniert, um dem Motor 12 das gewünschte Luft/Kraftstoff-Gemisch
zu liefern. Kraftstoff in der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 steht
unter einem Druck, wodurch eine Neigung von der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 nach
außen
bewirkt wird. Eine geringe Kraftstoffmenge in der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 permeiert
als Dämpfe 130 in
den Hohlraum 24. Öffnungen 132 leiten
die Kraftstoffdämpfe 130 im
Hohlraum 24 zu mindestens einer der Luftansaugleitungen 20.
Die Kraftstoffdämpfe 130 in
den Luftansaugleitungen 20 werden in den Motor 12 gesaugt
und beim Verbrennungsprozess verbrannt. Die Kraftstoffdämpfe 130 im
Hohlraum 24 werden daran gehindert, durch den nichtmetallischen
Ansaugkrümmer 14 und
in die Atmosphäre
zu permeieren. Statt durch den nichtmetallischen Ansaugkrümmer 14 zu permeieren,
werden die Kraftstoffdämpfe 130 in
den Motor 12 gesaugt.
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Der Hohlraum 24 enthält eine
gemeinsame Wand 134 mit der Kraftstoff-Verteilerleitung 22.
Die gemeinsame Wand 134 weist vorzugsweise eine geringere
Dicke 136 auf als die Wände 138,
die den Rest des Hohlraums 24 und der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 bilden.
Die dünnere
Wand 134 stellt einen Weg des geringsten Widerstands für die geringe Menge
Kraftstoffdämpfe 130 bereit,
die von der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 permeiert. Der
verringerte Widerstand gegenüber
der Permeation der Kraftstoffdämpfe 130 sorgt
für einen
gewünschten
Weg, der Permeation von Kraftstoffdämpfen 130 durch die
anderen Wände 138 beschränkt.
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Luftstrom durch die Luftansaugleitungen 16 erzeugt
ein Druckdifferential, das im Hohlraum 24 enthaltene Kraftstoffdämpfe 130 durch
die Lufteinlassleitungen 20 und in den Motor 12 saugt,
statt durch den nichtmetallischen Ansaugkrümmerteil 14 und in
die Atmosphäre
vorzurücken.
Kraftstoff in der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 wird
mit einem größeren Druck
als die Atmosphäre
beaufschlagt; dies ist dazu erforderlich, Kraftstoff durch die Einspritzventile 26 und
in die Brennkammer zu treiben. Der erhöhte Kraftstoffdruck in der
Kraftstoff-Verteilerleitung 22 ist weithin dafür verantwortlich,
dass die Permeation von Kraftstoffdämpfen durch das nichtmetallische Material,
aus dem der Ansaugkrümmer 14 besteht, bewirkt
wird. Der Hohlraum 24 ist über und entlang der gesamten
Länge der
Kraftstoff-Verteilerleitung 22 ausgebildet, um einen Weg
für die
geringe Menge an permeierenden Kraftstoffdämpfen 130 bereitzustellen.
Von einem beliebigen Teil der Kraftstoffanlage, wie zum Beispiel durch
Dichtungen zwischen dem Einspritzventilpaket oder dem Kraftstoff-Einspritzventil,
permeierende Kraftstoffdämpfe
werden im Hohlraum 24 eingefangen und in die Luftansaugleitungen 16 zurückgeführt.
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Die Verbindung des Hohlraums 24 mit
den Luftansaugleitungen 20 erzeugt ein Druckdifferential zwischen
der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 und dem Hohlraum 24.
Das Druckdifferential zwischen dem Hohlraum 24 und der
Kraftstoff-Verteilerleitung 22 stellt den meistgewünschten
Weg für
die geringe emittierte Menge an Kraftstoffdämpfen 130 bereit. Das
Druckdifferential zwischen der Kraftstoff-Verteilerleitung 22 und dem
Hohlraum 24 hindert zusammen mit der dünneren gemeinsamen Wand 134 im Wesentlichen
alle Kraftstoffdämpfe
daran, in die Atmosphäre
emittiert zu werden, indem jegliche Kraftstoffdämpfe 130 in den Motor 12 geleitet
werden.
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Auf 13 Bezug
nehmend, enthält
die Luftfilterungsanordnung 16 einen Kraftstoffdampfabsorber 28 und
ein Stellglied 30. Wenn der Motor 12 nicht läuft, wird
unverbrannter Kraftstoff, insbesondere Kohlenwasserstoffe, vom Motor 12 durch
den Ansaugkrümmer 14 und
durch Kurbelgehäuseentlüftungsventile 142, 144 in
das Kraftstoffansaugsystem 10 abgegeben. Es versteht sich,
dass Kohlenwasserstoffe nach ihrer Abgabe in den Ansaugkrümmer 14 durch
eine Luftansaugleitung 146 in die Atmosphäre abgegeben
werden können.
Der Absorber 28 schließt
sich und verhindert die Abgabe von Kraftstoffdämpfen vom Motor 12 in
die Atmosphäre.
Der Absorber 28 wird zwischen einer geöffneten Stellung, die einen
uneingeschränkten
Luftstrom gestattet, und einer geschlossenen Stellung, die die Abgabe
von Kraftstoffdämpfen
durch den Ansaugkrümmer 14 verhindert,
bewegt.
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Auf die 14 und 15 Bezug
nehmend, enthält
die Luftfilterungsanordnung 16 den Absorber 28. Der
Absorber 28 blockiert als Reaktion auf die Stellung des
Stellglieds 30 gezielt die Luftansaugleitung 146.
Der Absorber 28 enthält
vorzugsweise einen Aktivkohlefilter 150, der zwischen einer
Rückplatte 148 und
einer Vorderplatte 152 angeordnet ist. Die Vorder- sowie
die Rückplatte 142, 148 enthalten
mehrere Öffnungen 156.
Es versteht sich, dass für
einen diese Anmeldung kennenden Fachmann auf der Hand liegen würde, dass
ein beliebiges Kraftstoffdampf-Absorbtionsmittel mit dieser Erfindung
verwendet werden könnte.
Die Vorderplatte 152 enthält eine Betätigungsstange 158,
die über
ein Zwischenglied 154 an dem Stellglied 30 befestigt
ist. Durch eine Linearbewegung des Stellglieds 30 wird
der Absorber zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung bewegt. Ein Fachmann kennt natürlich das
Stellglied 30, zum Beispiel einen Elektromotor oder ein
Unterdruck-Stellglied.
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Im Betrieb steuert eine Fahrzeugsteuerung 160 das
Stellglied. Nach Abstellen des Motors 12 bewegt das Stellglied 30 den
Absorber 28 in eine geschlossene Stellung, um die Luftansaugleitung 146 zu
bedecken. Dann absorbiert der Absorber 28 vom Motor 12 in
den Ansaugkrümmer 14 abgegebene Kraftstoffdämpfe. Kraftstoffdämpfe, in
der Regel Kohlenwasserstoffe, werden vom Motor 12 und von
innerhalb der Ventildeckel in die Luftfilterungsanordnung 16 abgegeben.
Der Absorber 28 verhindert eine Emission durch die Luftansaugleitung 146 in
die Atmosphäre.
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Nach erneutem Starten des Motors 12 bleibt der
Absorber 28 für
eine vorbestimmte Anlaufzeit in der geschlossenen Stellung, um jegliche
abgegebenen Kraftstoffdämpfe
zu spülen.
Das heißt,
der Absorber 28 bleibt so lange schlossen, bis der Motor 12 damit
beginnt, Kraftstoffdämpfe
in die Brennkammer zu saugen.
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Die vorhergehende Beschreibung ist
beispielhaft und nicht lediglich eine faktische Beschreibung. Die
Erfindung ist auf veranschaulichende Weise beschrieben worden, und
es versteht sich, dass die verwendete Terminologie eher beschreibend
als beschränkend
zu verstehen ist. Im Hinblick auf die obigen Lehren sind viele Modifikationen
und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es sind die bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung offenbart worden, für einen Fachmann wäre jedoch
offensichtlich, dass gewisse Modifikationen im Schutzbereich der
Erfindung liegen. Es versteht sich, dass die Erfindung im Schutzbereich
der beigefügten
Ansprüche
auch anders ausgeübt
werden kann, als speziell beschrieben. Deshalb sollten die folgenden Ansprüche genauer
betrachtet werden, um den wahren Schutzbereich und Inhalt der vorliegenden
Erfindung zu bestimmen.