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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 eine Ansaugkrümmeranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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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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Aus der
US 6 308 686 B1 ist eine Ansaugkrümmeranordnung bekannt, die einen Plattenteil, der ein Segment zwischen einem Ansaugkrümmer und einem Fahrzeugmotorbauteil definiert, eine in dem Plattenteil verkapselte Hauptrahmenanordnung, welche mehrere elektrische Leiter zur Weiterleitung von elektrischen Signalen zu mindestens einem elektrischen Bauteil umfasst, und einen durch den Plattenteil definierten Hauptverbinderkörper umfasst, der mit der Hauptrahmenanordnung in elektrischer Verbindung steht, wobei der Plattenteil einen Ventilhalterungszylinder umfasst, der eine Öffnung für ein darin aufgenommenes Kraftstoff-Einspritzventil definiert.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Ansaugkrümmeranordnung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch einen erhöhten Integrationsgrad auszeichnet. Gelöst wird dieses Problem durch Anspruch 1; vorteilhaft ausgestaltet wird es durch die Ansprüche 2 bis 12.
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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 eine verkapselte Hauptrahmenanordnung 36 (2), die 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 Segmment 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 einstückig 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 heilt, 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.
