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Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Austauschen eines Filterelements in einem Kraftstoffsystem gemäß der Oberbegriffe der entsprechenden anhängenden unabhängigen Ansprüche. Die Erfindung betrifft außerdem einen Verbrennungsmotor und ein Kraftfahrzeug gemäß den abhängigen Patentansprüchen.
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Ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Dieselmotor oder ein Ottomotor, ist mit einem Kraftstoffsystem ausgestattet, um Kraftstoff von einem oder mehreren Kraftstofftanks zum Einspritzsystem des Verbrennungsmotors zu transportieren. Das Kraftstoffsystem weist eine oder mehrere Kraftstoffpumpen auf, die mechanisch von dem Verbrennungsmotor angetrieben werden können oder von einem Elektromotor angetrieben werden können. Die Kraftstoffpumpen schaffen einen Kraftstoffstrom und Druck für den Transport des Kraftstoffes zum Einspritzsystem, das den Kraftstoff dem Brennraum des Verbrennungsmotors zuführt.
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Das Kraftstoffsystem weist auch einen Kraftstofffilter zum Filtern des Kraftstoffs auf, bevor dieser das Einspritzsystem erreicht. Der Verbrennungsmotor und sein Einspritzsystem sind empfindlich gegenüber Verunreinigungen und können beeinträchtigt werden, wenn der Kraftstoff übermäßig verunreinigt ist. Verunreinigungen kann Feststoffe, Gase oder Flüssigkeiten bedeuten. Selbst wenn der Kraftstoff nur eine kleine Menge von Verunreinigungen aufweist, kann dies dazu führen, dass der Verbrennungsmotor nicht von dem Kraftstoff angetrieben werden kann. Kraftstoffsysteme weisen aus diesem Grund einen Kraftstofffilter auf, der sowohl Partikel herausfiltert als auch in dem Kraftstoff vorhandenes Wasser trennt. Der Kraftstofffilter kann ein sogenannter Einsatzkraftstofffilter sein, der ein in einem Filtergehäuse angeordnetes austauschbares Filterelement aufweist. Wenn der Kraftstofffilter verstopft oder betriebsunfähig ist, muss das Filterelement ausgetauscht werden. Dabei verbleibt möglicherweise aufgrund eines ungeeigneten Rückflusses zum Kraftstofftank verunreinigter Kraftstoff im Kraftstofffilter. Der ungeeignete Rückfluss kann durch den Höhenunterschied zwischen dem Kraftstofffilter und dem Kraftstofftank bedingt sein, wenn dieser nicht ausreicht, um den Kraftstofffilter mittels Schwerkraft effektiv zu leeren. Wenn verunreinigter Kraftstoff am Kraftstofffilter verbleibt, besteht ein Risiko, dass die saubere Seite des in dem Filtergehäuse angeordneten neuen Filterelements in Kontakt mit dem verunreinigten Kraftstoff gelangt und ungefilterter Kraftstoff weiter in die Kraftstoffrohre hinein zum Motor geführt werden kann.
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Dies kann dazu führen, dass das Einspritzsystem des Kraftstoffsystems oder das Nachbehandlungssystem des Verbrennungsmotors beeinträchtigt werden. Ein Kraftstoffsystem, in dem beim Austausch des Filters kein Kraftstoff im Kraftstofffilter ist, würde das Risiko der Beeinträchtigung des Einspritzsystems minimieren und somit das Risiko von Betriebsstörungen verringern.
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Gemäß dem Stand der Technik kann eine Kraftstoffpumpe, die die Richtung ändern kann, um die Richtung der Strömung in einem Kraftstoffsystem zu ändern, angeordnet sein, die den Kraftstofffilter somit reinigt.
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Dokument
US 6 619 303 B2 zeigt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, das eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstofffilter aufweist, angeordnet in einem Kraftstofftank. Die Hauptaufgabe der Kraftstoffpumpe besteht darin, Kraftstoff durch den Kraftstofffilter zu pumpen, der Verunreinigungen im Kraftstoff herausfiltert. Wenn der Kraftstofffilter gereinigt werden muss, wird die Richtung der Kraftstoffpumpe geändert, so dass sich die Richtung der Strömung durch den Kraftstofffilter ändert. Kraftstoff wird dann von dem Kraftstofftank über ein zweites Kraftstoffrohr von der anderen Richtung durch den Kraftstofffilter gepumpt. Auf diese Weise werden Verunreinigungen in dem Kraftstofffilter zur Kraftstoffpumpe und weiter zu einem Sammelbehälter transportiert. Dokument
US 6 619 303 B2 zeigt somit ein Verfahren zur Reinigung eines Kraftstofffilters unter Verwendung einer reversiblen Kraftstoffpu m pe.
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Der Stand der Technik schafft auch die Anordnung von reversiblen Kraftstoffpumpen, um die Richtung der Strömung in einem Kraftstoffsystem zu Sicherheitszwecken zu ändern und das Einspritzsystem somit von Kraftstoff zu leeren.
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Dokument
US 4 726 335 A zeigt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, das zwei elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpen aufweist, die dem Einspritzsystem des Kraftstoffsystems Kraftstoff zu führen. Die Kraftstoffpumpen werden unter Berücksichtigung der Kraftstoffanforderungen des Verbrennungsmotors gesteuert. Wenn eine Risikosituation auftritt, ändert sich die Richtung der Kraftstoffpumpen, so dass sie den Kraftstoff in dem Einspritzsystem heraus saugen und der Verbrennungsmotor somit anhält.
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Druckschrift US 2010 / 0 031 930 A1 beschreibt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, welches einen Kraftstofftank und eine Kraftstoffpumpe aufweist. Die Kraftstoffpumpe kann in einem ersten und einem zweiten Zustand betrieben werden. In dem ersten Zustand pumpt die Kraftstoffpumpe Kraftstoff von dem Kraftstofftank zu dem Verbrennungsmotor. In dem zweiten Zustand pumpt die Kraftstoffpumpe Kraftstoff von dem Kraftstofftank zu einem mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Regenerationssystem.
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Druckschrift
JP 4 220 352 B2 beschreibt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen ersten und einen zweiten Kraftstofftank. Jedem der ersten und zweiten Kraftstofftanks ist eine Förderpumpe zugeordnet.
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Trotz der Lösungen des Standes der Technik auf diesem Gebiet besteht der Bedarf, ein Kraftstoffsystem weiterzuentwickeln, das das Risiko von Komplikationen und Betriebsstörungen in Verbindung mit Filteraustausch verringert.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Vorsehung eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor, das das Risiko von durch Verunreinigungen im Kraftstoff bedingten Betriebsstörungen verringert.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, in Verbindung mit dem Austausch des Kraftstofffilters zu verhindern, dass ungefilterter Kraftstoff weiter in die nach dem Filter angeordneten Kraftstoffrohre geleitet wird.
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Eine weitere Aufgabe besteht in der Vorsehung eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor, das beim Austausch eines Filters das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff im Kraftstofffilter verbleibt.
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Eine weitere Aufgabe besteht in der Vorsehung eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor, das verhindert, dass die Person, die den Filter austauscht, in direkten Kontakt mit dem Kraftstoff gelangt.
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Eine weitere Aufgabe besteht in der Vorsehung eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor, das die umweltmäßigen Auswirkungen des Filteraustauschs verringert.
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Eine weitere Aufgabe besteht in der Vorsehung eines Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor, das den Austauschvorgang des Filters vereinfacht.
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Eine weitere Aufgabe ist die Vorsehung eines Kraftstoffsystems, das einfach und platzsparend ist.
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Diese Aufgaben werden mit dem Kraftstoffsystem vom eingangs spezifizierten Typ, das durch die in dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 spezifizierten Merkmale gekennzeichnet ist, erreicht. Entsprechende Aufgaben werden auch mit einem Verfahren zum Austauschen eines Filterelements in einem Kraftstoffsystem gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 11 erreicht. Entsprechende Aufgaben werden auch mit einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 9 und einem Fahrzeug mit solch einem Kraftstoffsystem gemäß Anspruch 10 erreicht.
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Durch das Anordnen mindestens einer reversiblen Kraftstoffpumpe in einem Niederdruckkreislauf in dem Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor wird ein Kraftstoffsystem erreicht, das das Risiko von Komplikationen und Betriebsstörungen in Verbindung mit dem Filteraustausch verringert. Vorzugsweise weisen die Kraftstofffilter austauschbare Filterelemente auf, die innerhalb von Filtergehäusen angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Hauptzuführpumpe eine reversible Niederdruckpumpe. Wenn das Filterelement in dem Hauptkraftstofffilter, der stromabwärts der Hauptzuführpumpe angeordnet ist, ausgetauscht werden muss, verbleibt möglicherweise verunreinigter ungefilterter Kraftstoff im Hauptkraftstofffilter. Wenn das alte Filterelement von dem Hauptkraftstofffilter entfernt wird, fließt der verunreinigte Kraftstoff möglicherweise zu der Seite des Kraftstofffilters, die gefilterten Kraftstoff enthält. Wenn dann ein neues Filterelement in dem Hauptkraftstofffilter angeordnet wird, besteht das Risiko, dass die saubere Seite des neuen Filterelements in Kontakt mit dem verunreinigten Kraftstoff gelangt. Dies kann dazu führen, dass verunreinigter Kraftstoff das Einspritzsystem des Kraftstoffsystems erreicht, das dadurch beeinträchtigt werden kann, wodurch das Risiko von Betriebsstörungen aufgrund von verunreinigtem Kraftstoff steigt. Durch Ändern der Richtung der Hauptzuführpumpe vor dem Anordnen eines neuen Filterelements in dem Hauptkraftstofffilter wird der in dem Hauptkraftstofffilter vorhandene Kraftstoff mittels der Hauptzuführpumpe herausgesaugt und dann dem ersten Kraftstofftank zugeführt. Auf diese Weise wird ein Kraftstoffsystem vorgesehen, das das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff im Kraftstofffilter verbleibt, und somit das Risiko von durch Verunreinigungen in dem Kraftstoff bedingten Betriebsstörungen verringert.
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Geeigneterweise ist ein Rückflussrohr zwischen dem Hauptkraftstofffilter und dem zweiten Kraftstoffrohr angeordnet. Ferner ist ein erstes Rückschlagventil im Rückflussrohr angeordnet und ein zweites Rückschlagventil im zweiten Kraftstoffrohr angeordnet, stromabwärts der Verbindung zu dem Rückflussrohr und stromaufwärts des Hauptkraftstofffilters. Wenn das Filterelement in dem Hauptkraftstofffilter ausgetauscht werden muss, wird die Richtung der Hauptzuführpumpe geändert und bewirken das erste und das zweite Rückschlagventil, dass der im Hauptkraftstofffilter verbleibende Kraftstoff mittels der Hauptzuführpumpe herausgesaugt wird und über das Rückflussrohr zum zweiten Kraftstoffrohr und weiter zum ersten Kraftstofftank geführt wird. Auf diese Weise wird der Hauptkraftstofffilter im Wesentlichen geleert, wenn das neue Filterelement im Hauptkraftstofffilter angeordnet wird, und wird das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff in Kontakt mit der sauberen Seite des neuen Filterelements gelangt. Auf diese Weise wird auch das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff das Einspritzsystem beeinträchtigt.
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Vorzugsweise ist die Transferpumpe eine reversible Niederdruckpumpe. Die Hauptaufgabe der Transferpumpe ist die Zufuhr von Kraftstoff zum ersten Kraftstofftank, was dadurch geschieht, dass die Transferpumpe Kraftstoff von dem zweiten Kraftstofftank durch den Vorfilter und über das erste Kraftstoffrohr weiter an den ersten Kraftstofftank führt. Der Kraftstoff, der die von dem Elektromotor gesteuerte Hauptzuführpumpe erreicht, wird somit vorgefiltert, was dazu führt, dass die Hauptzuführpumpe vorteilhaft vor Verunreinigungen geschützt wird, wodurch das Risiko von Betriebsstörungen in der Hauptzuführpumpe verringert wird. Wenn das Filterelement in dem Vorfilter, der stromabwärts der Transferpumpe angeordnet ist, ausgetauscht werden muss, verbleibt möglicherweise verunreinigter Kraftstoff in dem Vorfilter. Wenn das alte Filterelement aus dem Vorfilter entfernt wird, kann der verunreinigte Kraftstoff möglicherweise zu der Seite des Vorfilters fließen, die gefilterten Kraftstoff enthält. Wenn dann ein neues Filterelement in dem Vorfilter angeordnet wird, besteht das Risiko, dass die saubere Seite des neuen Filterelements in Kontakt mit dem verunreinigten Kraftstoff gelangt. Dies kann dazu führen, dass verunreinigter Kraftstoff die Hauptzuführpumpe erreicht. Durch Ändern der Richtung der Transferpumpe vor der Anordnung eines neuen Filterelements in dem Vorfilter wird der in dem Vorfilter verbleibende Kraftstoff mittels der Transferpumpe herausgesaugt und zu dem zweiten Kraftstofftank weitergeleitet. Auf diese Weise wird ein Kraftstoffsystem vorgesehen, das das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff in Verbindung mit einem Filteraustausch die Hauptzuführpumpe erreicht, und somit das Risiko von durch Verunreinigungen in dem Kraftstoff bedingten Betriebsstörungen verringert.
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Geeigneterweise ist die Hauptzuführpumpe durch Ändern der Drehrichtung des mit der Hauptkraftstoffpumpe verbundenen Elektromotors reversibel. Geeigneterweise ist die Transferpumpe auch durch Ändern der Drehrichtung des mit der Transferpumpe verbundenen Elektromotors reversibel.
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Durch das Leeren des Kraftstoffs aus dem Vorfilter und/oder dem Hauptkraftstofffilter in Verbindung mit einem Filteraustausch, bevor ein neues Filterelement in dem Kraftstofffilter angeordnet wird, wird ein Kraftstoffsystem vorgesehen, das verhindert, dass die Person, die den Filter austauscht, in direkten Kontakt mit dem Kraftstoff gelangt, was unter gesundheitlichen Aspekten unvorteilhaft wäre. Wenn kein Kraftstoff in dem Kraftstofffilter verbleibt, ist der Austausch von Filtern leichter, es gibt weniger Verschüttung und Verunreinigung, wodurch ein Kraftstoffsystem vorgesehen wird, das Filteraustauschvorgänge erleichtert und die umweltmäßigen Auswirkungen von Filteraustauschvorgängen verringert. Der Kraftstoff wird vorzugsweise aus dem Kraftstofffilter geleert, bevor das alte Filterelement aus dem Filtergehäuse entfernt wird. Alternativ wird das alte Filterelement vor dem Entleeren des Kraftstofffilters entfernt.
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Der Vorfilter weist vorzugsweise ein feinmaschiges Wassertrennfilterelement auf.
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Geeigneterweise ist ein Ventil stromabwärts der Transferpumpe und stromabwärts des Vorfilters angeordnet. Das Ventil hat einen mit der Transferpumpe verbundenen Einlass, einen mit dem ersten Kraftstoffrohr verbundenen ersten Auslass und einen mit dem zweiten Kraftstoffrohr verbundenen zweiten Auslass, so dass die Transferpumpe mit dem ersten Kraftstoffrohr verbunden ist, wenn das Ventil in einer ersten Position angeordnet ist, und die Transferpumpe mit dem zweiten Kraftstoffrohr verbunden ist, wenn das Ventil in einer zweiten Position angeordnet ist. Auf diese Weise kann der erste Kraftstofftank umgangen werden und kann die Transferpumpe Kraftstoff vom zweiten Kraftstofftank in das zweite Kraftstoffrohr, stromabwärts des ersten Kraftstofftanks und der Hauptzuführpumpe, und weiter zu dem Verbrennungsmotor führen.
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Alternativ ist das Ventil in seiner zweiten Position angeordnet, wenn das Filterelement des Hauptkraftstofffilters ausgetauscht werden muss. Auf diese Weise ist die Transferpumpe mit dem zweiten Kraftstoffrohr verbunden und kann die Transferpumpe somit den in dem Hauptkraftstofffilter verbleibenden Kraftstoff heraussaugen und ihn zu dem zweiten Kraftstofftank weiterleiten. Auf diese Weise wird eine Verunreinigung des Kraftstoffs in dem ersten Kraftstofftank mit verunreinigtem Kraftstoff verhindert, was bedeutet, dass die Hauptzuführpumpe von Verunreinigungen geschützt wird. Es ist auch möglich, den Vorfilter in dieser Ausführungsform mit einem Umgehungsrohr zu umgehen, so dass die Transferpumpe den verunreinigten Kraftstoff auf dem Weg zu dem zweiten Kraftstofftank nicht durch den Vorfilter heraussaugt.
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Vorzugsweise sind die Hauptzuführpumpe, die Transferpumpe und das Ventil über einen CAN-Bus mit einer Steuervorrichtung verbunden. Dadurch wird ein kompaktes Kraftstoffsystem erreicht, das leicht gesteuert werden kann und somit eine korrekte Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor schafft.
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Geeigneterweise ist der erste Kraftstofftank dafür ausgelegt, ein geringeres Volumen zu halten als der zweite Kraftstofftank. Vorzugsweise hält der erste Kraftstofftank 20-50 Liter und der zweite Kraftstofftank 300-1000 Liter. Dadurch wird ein platzsparendes Kraftstoffsystem erreicht.
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Durch Anordnen der Hauptzuführpumpe in dem ersten Kraftstofftank wird die Hauptzuführpumpe vor der Umgebung geschützt und wird eine natürliche Kühlung des Kraftstoffs in dem ersten Kraftstofftank erreicht. Alternativ sind die Transferpumpe, der Vorfilter und das Ventil auch im ersten Kraftstofftank angeordnet. Wenn die Hauptzuführpumpe, die Transferpumpe, der Vorfilter und das Ventil im ersten Kraftstofftank angeordnet sind, wird ein platzsparendes Kraftstoffsystem erreicht.
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Andere Vorteile der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung dargelegt.
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Figurenliste
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Nachstehend werden als Beispiele bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In denen zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs, das ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist,
- 2 ein Kopplungsdiagramm für ein Kraftstoffsystem gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 3 ein Kopplungsdiagramm für ein Kraftstoffsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Austausch eines Filterelements in einem Kraftstoffsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen gemäß der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, ein Fahrzeug, das ein Kraftstoffsystem 4 für einen Verbrennungsmotor 2 aufweist. Der Verbrennungsmotor 2 ist mit einem Getriebegehäuse 6 verbunden, das weiter über ein Getriebe mit den Antriebsrädern 8 des Fahrzeugs verbunden ist. Das Fahrzeug weist auch ein Fahrwerk 10 auf.
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2 zeigt ein Kopplungsdiagramm für ein Kraftstoffsystem 4 in einem Verbrennungsmotor 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Kraftstoffsystem 4 ist von dem Typ, der auch als Common Rail bekannt ist, und weist mehrere Bauteile auf, von denen ein Hauptkraftstofffilter 12, eine Hochdruckpumpe 14, ein Akkumulator in der Form eines so genannten Common Rail 16 und ein schematisch in der Form einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gezeigtes Einspritzsystem 18 in dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet sind. Alternativ kann das Kraftstoffsystem durch eine andere Form von Einspritzsystem, beispielsweise ein Piezo- oder ein Einheits-Einspritzsystem ersetzt werden. Das Kraftstoffsystem 4 weist auch einen ersten Kraftstofftank 20, einen zweiten Kraftstofftank 22, einen dritten Kraftstofftank 24, eine Hauptzuführpumpe 26, eine Transferpumpe 28, einen Vorfilter 30 und ein Ventil 32 auf. Diese Bauteile können an dem Fahrwerk 10 des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Hauptkraftstofffilter 12 ist stromabwärts der Hauptzuführpumpe 26 und stromaufwärts der Hochdruckpumpe 14 in dem Kraftstoffsystem 4 angeordnet. Die Hauptkraftstoffpumpe 26 ist eine Niederdruckpumpe, die der Hochdruckpumpe 14 Kraftstoff mit einem niedrigen Druck zuführt.
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Ferner weist das Kraftstoffsystem 4 ein Rückflussrohr 13 auf, durch das überschüssiger Kraftstoff von dem Einspritzsystem 18, dem Common Rail 16, der Hochdruckpumpe 14 und dem Hauptkraftstofffilter 12 zu dem ersten Kraftstofftank 20 zurückfließt. Der erste Hauptkraftstofffilter 12 weist ein Filterelement 15 auf und der Vorfilter 30 weist ein Filterelement 31 auf. Der Hauptkraftstofffilter 12 weist in diesem Beispiel auch ein Filtergehäuse auf, in dem das Filterelement 15 untergebracht ist, wobei das Filtergehäuse mit Verbindungen für die Rohre ausgelegt ist, die den Kraftstoff zu dem und von dem Filter führen.
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Der erste Kraftstofftank 20 ist dafür ausgelegt, ein geringeres Volumen als der zweite Kraftstofftank 22 und auch ein geringeres Volumen als der dritte Kraftstofftank 24 zu halten. Der zweite Kraftstofftank 22 und der dritte Kraftstofftank 24 halten im Wesentlichen das gleiche Volumen und haben eine selbstregulierende Strömung zwischeneinander über ein zwischen dem unteren Teil des zweiten Kraftstofftanks 22 und dem dritten Kraftstofftank 24 angeordnetes Verbindungsrohr 34. Die Transferpumpe 28 ist gemäß 2 zwischen dem ersten Kraftstofftank 20 und dem zweiten Kraftstofftank 22 angeordnet. Die Transferpumpe 28 ist reversibel, wird von einem ersten Elektromotor M1 angetrieben und hat die Hauptaufgabe, Kraftstoff von dem zweiten Kraftstofftank 22 über ein erstes Kraftstoffrohr 36 dem ersten Kraftstofftank 20 zuzuführen. Zwischen dem ersten Kraftstofftank 20 und dem zweiten Kraftstofftank 22 ist ein Überflussrohr 38 angeordnet, so dass Kraftstoff über den ersten Kraftstofftank 20 zu dem zweiten Kraftstofftank 22 transportiert werden kann, wenn der erste Kraftstofftank 20 überfüllt ist. Die Hauptzuführpumpe 26 ist in dem ersten Kraftstofftank 20 angeordnet und wird somit vor der Umgebung geschützt und von dem Kraftstoff gekühlt. Die Hauptzuführpumpe 26 ist reversibel, wird von einem zweiten Elektromotor M2 angetrieben und hat die Hauptaufgabe, den Kraftstoff von dem ersten Kraftstofftank 20 über ein zweites Kraftstoffrohr 40 durch den Hauptkraftstofffilter 12 und weiter zur Hochdruckpumpe 14 zu führen. Der Kraftstoff wird dann mit hohem Druck des Common Rail 16 und weiter dem Einspritzsystem 18 zugeführt. Die Hauptzuführpumpe 26 und die Transferpumpe 28 werden über einen CAN-Bus 44 von einer Steuervorrichtung 42 gesteuert.
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Der Vorfilter 30 ist stromabwärts der Transferpumpe 28 angeordnet und das im Vorfilter 30 angeordnete Filterelement 31 ist vorzugsweise feinmaschig. Die Transferpumpe 28 saugt Kraftstoff aus dem zweiten Kraftstofftank 22, beaufschlagt den Kraftstoff mit Druck und führt ihn dann durch den Vorfilter 30 über das erste Kraftstoffrohr 36 weiter zu dem ersten Kraftstofftank 20. Die Hauptzuführpumpe 26, die in dem ersten Kraftstofftank 20 angeordnet ist, wird dadurch vor Verunreinigungen geschützt.
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Wenn das Filterelement 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 ausgetauscht werden muss, wird es aus dem Filtergehäuse entfernt. Wenn der Kraftstoff, der nicht durch den Filter passiert ist, nicht zuvor vollständig daraus abgelassen wurde, verbleibt möglicherweise verunreinigter Kraftstoff im Filtergehäuse in dem Hauptkraftstofffilter 12. Wenn das alte Filterelement 15 aus dem Hauptkraftstofffilter 12 entfernt wird, fließt möglicherweise ungefilterter Kraftstoff zu der Seite des Hauptkraftstofffilters 12, die für gefilterten Kraftstoff vorgesehen ist. Wenn das neue Filterelement 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 angeordnet ist, besteht das Risiko, dass die saubere Seite des neuen Filterelements 15 in Kontakt mit dem verunreinigten (ungefilterten) Kraftstoff gelangt. Dies kann dazu führen, dass verunreinigter Kraftstoff das Einspritzsystem 18 des Kraftstoffsystems erreicht, das dadurch beeinträchtigt werden kann, und wodurch das Risiko von Betriebsstörungen aufgrund von verunreinigtem Kraftstoff zunimmt. Durch Ändern der Richtung der Hauptzuführpumpe 26 vor der Anordnung eines neuen Filterelements 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 wird der in dem Hauptkraftstofffilter 12 vorhandene Kraftstoff mittels der Hauptzuführpumpe 26 herausgesaugt und weiter zu dem ersten Kraftstofftank 20 geführt. Geeigneterweise wird der Kraftstoff bereits aus dem Hauptkraftstofffilter 12 herausgesaugt, bevor das Filterelement 15 demontiert wird, dies kann jedoch auch geschehen, nachdem das Filterelement 15 demontiert wurde. Auf diese Weise wird der Hauptkraftstofffilter 12 (das Filtergehäuse) im Wesentlichen geleert, wenn das neue Filterelement 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 angeordnet wird, und wird das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff in Kontakt mit der sauberen Seite des neuen Filterelements 15 gelangt. Auf diese Weise wird auch das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff das Einspritzsystem 18 beeinträchtigt.
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Die vorstehende Beschreibung bezüglich des Hauptkraftstofffilters 12 gilt auf ähnliche Weise auch für den Vorfilter 30. Falls das Filterelement 31 in dem Vorfilter 30 ausgetauscht werden muss, verbleibt möglicherweise verunreinigter Kraftstoff in dem Vorfilter 30. Wenn das alte Filterelement 31 aus dem Vorfilter 30 entfernt wird, strömt möglicherweise verunreinigter (ungefilterter) Kraftstoff zu der Seite des Vorfilters 30, die für gefilterten Kraftstoff vorgesehen ist. Wenn dann ein neues Filterelement 31 in dem Vorfilter 30 angeordnet wird, besteht das Risiko, dass die saubere Seite des neuen Filterelements 31 in Kontakt mit dem verunreinigten Kraftstoff gelangt. Dies kann dazu führen, dass verunreinigter Kraftstoff zu dem ersten Kraftstofftank 20 transportiert wird, was dazu führen kann, dass die Hauptzuführpumpe 26 von Verunreinigungen beeinträchtigt wird. Durch Ändern der Richtung der Transferpumpe 28 vor der Anordnung eines neuen Filterelements 31 in dem Vorfilter 30 wird der in dem Vorfilter 30 verbleibende Kraftstoff mittels der Transferpumpe 28 herausgesaugt und zu dem zweiten Kraftstofftank 22 geführt. Auf diese Weise wird der Vorfilter 30 im Wesentlichen geleert, wenn das neue Filterelement 31 in dem Vorfilter 30 angeordnet wird, und wird das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff in Kontakt mit der sauberen Seite des neuen Filterelements 31 gelangt. Auf diese Weise wird das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff Betriebsstörungen in der Hauptzuführpumpe 26 bewirkt.
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Das Ventil 32 ist stromabwärts des Vorfilters 30 angeordnet und weist einen mit der Transferpumpe 28 verbundenen Einlass, einen mit dem Kraftstoffrohr 36 verbundenen ersten Auslass und einen mit dem zweiten Kraftstoffrohr 40 verbundenen zweiten Auslass auf. Das Ventil 32 ist mit dem CAN-Bus 44 verbunden und wird an einer Anfangsposition derart gesteuert, dass die Transferpumpe 28 mit dem ersten Auslass verbunden ist und somit mit dem ersten Kraftstoffrohr 36 verbunden ist. In einer zweiten Position wird das Ventil 32 derart gesteuert, dass die Transferpumpe 28 mit dem zweiten Auslass verbunden ist und somit mit dem zweiten Kraftstoffrohr 40 verbunden ist. Auf diese Weise kann der erste Kraftstofftank 20 umgangen werden und kann die Transferpumpe 28 Kraftstoff von dem zweiten Kraftstofftank 22 zu dem zweiten Kraftstoffrohr 40, stromabwärts des ersten Kraftstofftanks 20 und der Hauptzuführpumpe 26, und weiter zu dem Verbrennungsmotor 2 führen.
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In dem ersten Kraftstofftank 20 ist ein erster Füllstandsensor 46 angeordnet, um den Kraftstofffüllstand in dem ersten Kraftstofftank 20 zu identifizieren. Ein zweiter Füllstandsensor 48 ist in dem zweiten Kraftstofftank 22 angeordnet, um den Kraftstofffüllstand in dem zweiten Kraftstofftank 22 zu identifizieren. Der erste Füllstandsensor 46 und der zweite Füllstandsensor 48 sind mit dem CAN-Bus 44 und der Steuervorrichtung 42 verbunden, die die Transferpumpe 28 und die Hauptzuführpumpe 26 steuert.
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3 zeigt ein Kopplungsdiagramm für ein Kraftstoffsystem 4 gemäß einer zweiten Ausführungsform, das der ersten Ausführungsform großteils entspricht. Zusätzlich zu der Beschreibung mit Bezugnahme auf 2 ist ein Rückflussrohr 41 zwischen dem Hauptkraftstofffilter 12 und dem zweiten Kraftstoffrohr 40 angeordnet. Ferner ist ein erstes Rückschlagventil 43 in dem Rückflussrohr 41 angeordnet, wobei das erste Rückschlagventil 43 bewirkt, dass Kraftstoff und Wasser durch das Rückflussrohr 41 von dem Hauptkraftstofffilter 12 zu dem zweiten Kraftstoffrohr 40 nur in eine Richtung fließen können. In dem zweiten Kraftstoffrohr 40, stromabwärts der Verbindung mit dem Rückflussrohr 41 und stromaufwärts des Hauptkraftstofffilters 12, ist ein zweites Rückschlagventil 45 angeordnet. Wenn das Filterelement 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 ausgetauscht werden muss, wird die Richtung der Hauptzuführpumpe 26 geändert, bevor ein neues Filterelement 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 angeordnet wird. Das erste und das zweite Rückschlagventil 43, 45 bewirken, dass der in dem Hauptkraftstofffilter 12 verbleibende Kraftstoff mittels der Hauptzuführpumpe 26 herausgesaugt wird und über das Rückflussrohr 41 zu dem zweiten Kraftstoffrohr 40 und weiter zu dem ersten Kraftstofftank 20 geführt wird. Auf diese Weise wird der Hauptkraftstofffilter 12 im Wesentlichen geleert, wenn das neue Filterelement 15 in dem Hauptkraftstofffilter 12 angeordnet wird, und wird das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff in Kontakt mit der sauberen Seite des neuen Filterelements 15 gelangt. Auf diese Weise wird auch das Risiko verringert, dass verunreinigter Kraftstoff das Einspritzsystem 18 beeinträchtigt.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Austauschen des Filterelements in dem Kraftstoffsystem 4. Das Verfahren beinhaltet den Schritt (a) des Änderns der Drehrichtung mindestens einer Kraftstoffpumpe 26, 28, so dass der Kraftstoff aus mindestens einem Kraftstofffilter 12, 30 stromabwärts der Kraftstoffpumpe 26, 28 geleert wird. Ferner beinhaltet das Verfahren den Schritt (b) zum Demontieren (Entfernen) eines in dem Kraftstofffilter 12, 30 angeordneten Filterelements 15, 31 und den Schritt (c) des Einfügens (Anordnens) eines neuen Filterelements 15, 31 in dem Kraftstofffilter 12, 30. Auf diese Weise wird das Risiko verringert, dass die saubere Seite des neuen Filterelements 15, 31 in Kontakt mit verunreinigtem Kraftstoff gerät, wodurch das Risiko von durch verunreinigten Kraftstoff bewirkten Betriebsstörungen verringert wird. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Kraftstofffilter der Hauptkraftstofffilter 12 und ist die Kraftstoffpumpe die Hauptzuführpumpe 26. Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens ist der Kraftstofffilter der Vorfilter 30 und ist die Kraftstoffpumpe die Transferpumpe 28.
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Geeigneterweise wird der Schritt (a) vor dem Schritt (b) ausgeführt, es ist jedoch auch möglich, den Schritt (b) vor dem Schritt (a) auszuführen. Somit wird das Filterelement 15, 31 zuerst von dem Kraftstofffilter 12, 30 entfernt, woraufhin der Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter 12, 30 durch Ändern der Drehrichtung mindestens einer der Kraftstoffpumpen 26, 28 geleert wird. In einer anderen alternativen Ausführungsform ist es möglich, den Schritt (a), um den größten Teil des Kraftstoffs in dem Filter abzulassen, und dann den Schritt (b), wenn ein Filterelement 15, 31 entfernt wird, und dann vor der Ausführung von Schritt (c) einen weiteren Schritt (a), um den Kraftstoff, der möglicherweise in dem Filter verbleibt, abzulassen, auszuführen.
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Gemäß der Ausführungsform wird die Drehrichtung der Kraftstoffpumpe 26, 28 vorzugsweise dadurch geändert, dass die Drehrichtung des mit der Kraftstoffpumpe 26, 28 verbundenen Elektromotors M1, M2 geändert wird.
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Die vorstehend spezifizierten Bauteile und Merkmale können innerhalb des Rahmens der Erfindung zwischen unterschiedlichen spezifizierten Ausführungsformen kombiniert werden.
