DE1927046A1

DE1927046A1 - Einrichtung zum Abscheiden von Brennstoff aus der aus dem Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine austretenden Luft

Info

Publication number: DE1927046A1
Application number: DE19691927046
Authority: DE
Inventors: Hensler Dipl-Ing Paul
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1969-05-28
Filing date: 1969-05-28
Publication date: 1970-12-10
Also published as: US3727597A; FR2046542A5; GB1275845A

Description

Dr.-lng. h. c. F. PORSCHE KG · 7 STUTTGART-ZUFFENHAUSEN · PORSCHESTRASSE 42

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Einrichtung zum Abscheiden von Brennstoff aus der aus dem Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine austretenden Luft.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abscheiden von Brennstoff aus der aus dem Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine austretenden Luft, insbesondere für durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Kraftfahrzeuge, bei welcher der Brennstofftank und das Gemischbildungssystem, insbesondere die Vergaser-Schwimmerkammer, über Leitungswege an einer gegenüber der Atmosphäre abgeschlossener Kammer angeschlossen sind.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, eine Luftverunreinigung durch aus dem BrennstoffVersorgungssystem der Brennkraftmaschine eines abgestellten Kraftfahrzeuges austretende Brennstoffdämpfe zu unterbinden.

Zu diesem Zweck ist bereits eine zum Einbau in ein Kraftfahrzeug bestimmte Anlage bekannt geworden, (Automotive Industries 15. Sept. I968 Seite 50) bei welcher Brennstofftank und Gemischbildungssystem über Leitungswege.an einen gegenüber der Atmosphäre abgeschlossenen Abscheider angeschlossen sind. Der Abscheider ist durch Prallwände in mehrere Abschnitte unterteilt, die derart hintereinander geschaltet sind, daß eine schrittweise, mechanische Abscheidung der Brennstoffteilchen aus der Luft stattfindet und der in dem letzten Abschnitt gesammelte Brennstoff beim Anlassen der Brennkraftmaschine abgesaugt werden kann. Hierzu ist dieser Abschnitt über eine Saugleitung mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbunden. Die Abscheidung von Brennstoff aus der Luft auf rein mechanischem Weg erfordert einen großvolumigen Abscheider, dessen Volumen um so größer sein muß je wärmer die zu

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verarbeitenden Brennstoffdämpfe sind. Da es aber bei einem Kraftfahrzeug moderner Bauart kaum möglich ist einen ausreichend grossen Abscheider unterzubringen, welcher insbesondere die bei noch heißer Brennkraftmaschine aus dem Gemischbildungssystem anfallenden Brennstoffdämpfe bewältigen könnte, ist bei der bekannten Anlage eine Wärmeisolierung des größeren Teiles des Gemischbildungssystemes und insbesondere der Vergaser-Schwimmerkammer gegenüber dem Motorblock vorgesehen. Um ein Austreten von Brennstoffdämpfen aus dem Luftfilter der Brennkraftmaschine zu verhindern,ist schließlich noch eine steuerbare Klappe zum Verschließen der Ansaugöffnung des Luftfilters beim Abstellen der Brennkraftmaschine erforderlich. Abgesehen von dem beträchtlichen Aufwand für die Wärmeisolierung und den Verschluß des Gemischbildungssystemes bereitet die Unterbringung des Abscheidervolumens und die Verlegung der erforderlichen Leitungen einer solchen Anlage bei einem modernen Kraftfahrzeug erhebliche Schwierigkeiten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Abscheiden Von Brennstoffteilchen aus der aus dem Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug austretenden Luft zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Anlage vermeidet und ohne bauliche Veränderung weder der Brennkraftmaschine noch des Kraftfahrzeuges Insbesondere auch nachträglich installiert werden kann und die ferner ein Höchstmaß an Wartungsfreiheit und Punktionssicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kammer, an velche der Brennstofftank und das Gemischbildungssystem angeschlossen sind, durch das Volumen des Ansaugluftfilters der Brennkraftmaschine gebildet wird, wobei der oder den Lufteinlass- oder sonstigen öffnungen des Ansaugluftfilters ein den Durchtritt von Brennstoffteilchen verhinderndes Filter vorgelagert ist. Das den öffnungen des Ansaugluftfilters vorgelagerte Filter weist eine Beschichtung mit Aktivkohl© auf, welche die Brennstoffteilchen aus der durch das Filter austretenden Luft absorbiert. Hierbei ist gemäß einer besonders bevorzugten Aus- ·

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gestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das den Öffnungen des Ansaugluftfilters vorgelagerte Filter durch einen mit Aktivkohle beschichteten Filtereinsatz des Ansaugluftfilters gebildet wird. Um eine rasche und sichere Beseitigung der im Brennstofftank und im Gemischbildungssystem vorhandenen Brennstoff dämpfe sofort nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine zu erreichen,kann ferner vorgesehen sein, daß der Ansaugluftfilter einen besonderen Absaugstutzen, welcher an die Saugseite eines in die Atmosphäre ausblasenden Gebläses angeschlossen ist, aufweist, wobei vor oder in diesem Absaugstutzen ein mit Aktivkohle beschichtetes Filter angeordnet ist. In besonders vorteilhafter Weise kann hierfür das ohnehin vorhandene Gebläse für die Warm- oder Kaltluftförderung der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges benutzt werden. Derartige Gebläse werden üblicherweise mittels eines Elektromotors angetrieben, der erfindungsgemäß für den Absaugvorgang über einen im Anlasszündschalter vorgesehenen Kontakt mit Strom versorgt wird, wobei ferner ein Zeitschaltelement vorgesehen ist, welches die Stromversorgung für den Gebläsemotor nach einer vorbestimmten Zeitspanne, die für das Absaugen der Brennstoffdämpfe aus dem Brennstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine ausreicht, selbsttätig unterbricht. Zusätzlich zu den vorgenannten Maßnahmen kann noch vorgesehen sein, daß in den Leitungsweg vom Brennstofftank zum Ansaugluftfilter an einer geeigneten Stelle ein Expansionsbehälter eingesetzt ist, welcher der mechanischen Abscheidung von Brennstoffteilchen aus der aus dem Brennstofftank abströmenden Luft dient. Hierdurch wird insbesondere bei einem längere Zeit abgestellten und beispielsweise durch Sonneneinstrahlung erwärmten Kraftfahrzeug eine überlastung des Aktivkohlefilters durch ständig aus dem Brennstofftank austretende Brennstoffdampf e verhindert.

Durch die Ausnutzung des ohnehin vorhandenen Volumens des Ansaugluftfilters der Brennkraftmaschine und die Verwendung von Aktivkohlefilter zur Reinigung der aus diesem Volumen austretenden Luft ist eine Einrichtung geschaffen, die das Austreten von Brennstoffdämpfen aus dem Brennstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges unterbindet und die ohne eine bauliche Veränderung des Kraftfahrzeuges oder Brennkraft-

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maschinej auch nachträglich, in das Fahrzeug eingebaut werden kann. Die Verwendung eines Aktivkohlefilters hat ferner den Vorzug, daß der ebenfalls ohnehin vorhandene Filtereinsatz des Ansaugluftfilters lediglich durch eine Beschichtung mit Aktivkohle an die Erfordernisse der erfindungsgemäßen Einrichtung angepasst werden kann, wobei die Verwendung von Aktivkohle ferner den Vorteil hat, daß sie während des Betriebes der Brennkraftmaschine über die durch das Filter hindurch angesaugte Frischluft stets, regeneriert wird und somit bei jedem Abstellen In vollem Umfang zur Absorbtion der Brennstoff teilchen zur Verfügung steht. Da ferner der Luftfiltereinsatz ohnehin in von der Fahrleistung des Kraftfahrzeuges abhängigen Zeitabständen erneuert werden muß, ist auch eine Erneuerung des Aktivkohlefilters in bestimmten Abständen gewähr- " leistet. Die erfindungsgemäße Einrichtung verlangt daher weder von selten des Benutzers noch von selten des Kundendienstes besondere Aufmerksamkeit, sodaß eine optimale Funktionssicherheit gewährleistet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das den öffnungen des Ansaugluftfilters vorgelagerte Filter aus einem mit einer Abdeckung aus Leinen versehenen Maschengitter als Träger, einer Beschichtung mit Aktivkohle und einem diese überdeckenden Filterpapier besteht. Filtereinsätze, bei denen eine Lage gefalteten Filterpapiers in einem aus Maschengitter bestehenden Korb od.dgl. angeordnet ist, können entweder entlang des inneren Korbumfanges eine Abdeckung aus Leihen aufweisen, wobei dann die Hohlräume zwischen den Falten des Filterpapiers und dem inneren Korbumfang mit Aktivkohle ausgefüllt sind, oder entlang des äußeren Korbumfanges mit einer Abdeckung aus Leinen versehen sein, wobei dann die zwischen dem Filterpapier und dem äußeren Korbumfang eingeschlossenen Hohlräume mit Aktivkohle ausgefüllt sind. Beide Ausbildungen eines Luftfiltereinsatzes besitzen den Vorteil einer einfachen Herstellung und ermöglichen ohne Formabweichung von gebräuchlichen Filtereinsätzen die Unterbringung einer ausreichenden Menge Aktivkohle.

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In der nachfolgenden Beispielsbeschreibung ist die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt die

Fig. 1 ein BrennstoffVersorgungssystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Brennstoffabscheidevorrichtung, Fig. 2 eine Darstellung des allgemeinen Aufbaues eines mit Aktivkohle beschichteten Filters für die erfindungsgemäße Einrichtung, Fig. 5 eine abschnittsweise Darstellung eines mit Aktivkohle beschichteten Filtereinsatzes für einen Ansaugluftfilter, und Fig. 4 eine abschnittsweise Darstellung einer

anderen Gestaltungsform eines mit Aktivkohle beschichteten Filtereinsatzes für einen Ansaugluftfilter.

Aus einem Brennstofftank 1 wird die Schwimmerkammer eines Vergasers 2 über eine Leitung J5 und eine Brennstofförderpumpe 4 mit Brennstoff versorgt. Bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine 5 gelangt der Brennstoff unter gleichzeitiger Vermischung mit der über einen Ansaugluftfilter 6 angesaugten Verbrennungsluft in das Ansaugrohr 7 der Brennkraftmaschine 5, über welches das Brennstoff-Luftgemisch in die Verbrennungsräume der Brennkraftmaschine eingeführt wird. Dabei könnte selbstverständlich anstelle eines Vergasers 2 auch eine Brennstoffeinspritzpumpe üblicher Bauart und Anordnung vorgesehen sein. Der Ansaugluftfilter 6 weist eine Ansaugöffnung 8 auf, der ein Schnorchel 9 vorgeschaltet ist. Innerhalb des Luftfilters 6 ist ein Filtereinsatz 10 angeordnet, der die gesamte Höhe des Ansaugluftfilters 6 überdeckt. Der Filtereinsatz 10 weist eine Beschichtung 11 aus Aktivkohle auf, welche die Brennstoffteilchen aus der

durch den Filtereinsatz 10 hindurchtretenden Luft absorbiert. Außer dem Ansaugrohr 7 eier Brennkraftmaschine 5 ist an das durch

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den Filtereinsatz 10 begrenzte Volumen des Ansaugluftfilters 6 noch ein zum Brennstofftank 1 führender Leitungsweg 12 angeschlossen, sodaß innerhalb des Brennetoffversorgungssystemes bei stillstehender Brennkraftmaschine 5 entstehende oder vorhandene Brennstoffdämpfe nicht in die Atmosphäre austreten können ohne den Filtereinsatz 10 zu passieren, wobei ihnen von der Aktivkohleschicht 11 der Brennstoffanteil entzogen wird, und lediglich brennstofffreie d.h. gereinigte Luft aus dem Ansaugluftfilter 6 austreten kann. Um nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 5 eine rasche Beseitigung der vorhandenen und entstehenden Brennstoffdämpfe zu erreichen,ist der Ansaugluftfilter 6 mit einem besonderen Absaugstutzen 13, der seinerseits mit der Saugseite eines in die Atmosphäre ausblasenden Gebläses 14 verbunden ist, versehen. Die mittels des Gebläses 14 aus dem Brennstöffversorgungssystem abgesaugten Brennstoffdämpfe müssen auf ihrem Weg in die Atmosphäre ebenfalls den mit. Aktivkohle beschichteten Filtereinsatz 10 passieren, wobsi ihnen durch die Aktivkohle 11 der Brennstoffanteil entzogen wird. Das Gebläse 14 wird über einen Elektromotor 15, dessen Stromversorgung ein Kontakt 16 im Anlasszündschalter 17 und ein Zeltschaltelement 18 zugeordnet sind, angetrieben, wobei die Stromversorgung des Elektromotors 15 über den Kontakt 16 im Anlasszündschalter 17 beim Abstellen der Brennkraftmaschine 5 selbsttätig eingeschaltet und über das Zeitschaltelement 18 nach einer vorherbestimmten Zeitspanne selbsttätig wieder unterbrochen wird. Um eine Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse im , Ansaugsystem durch den Absaugstutzen 15 während des Betriebes der Brennkraftmaschine 5 zu verhindern,ist in den Absaugstutzen I^ eine Schließklappe I9 eingeschaltet, welche den Luftdurchgang in Ansaugrichtung zum Ansaugluftfilter 6 verhindert. Um bei längere Zeit abgestellt bleibenden Kraftfahrzeugen eine Überlastung der Aktivkohlebeschlchtung 11 durch ständig aus dem Brennstofftank austretende Brennstoffdämpfe zu vermelden ist in,den Leitungsweg 12 an einer geeigneten Stelle ein Expansionsbehälter 20 eingesetzt, mittels dessen wenigstens ein wesentlicher Teil der aus dem Brennstofftank 1 austretenden Brennstoffdämpfe auf mechanischem Wege abgeschieden wird. .

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Das in Fig. 2 dargestellte, mit Aktivkohle 11 beschichtete Filter besteht aus einem mit Leinen 21 überzogenen Maschengitter 22 als Träger, einer Beschichtung aus Aktivkohle 11 und einem die Aktivkohle Il überdeckenden Filterpapier 23. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die kräftiger strömende Ansaugluft der Brennkraftmaschine 5 zunächst das Filterpapier 25, dann die Aktivkohleschicht 11 und schließlich den Träger aus Leinenabdeckung 21 und Maschengitter 22 durchströmt. Praktische Ausführungsbeispiele für eine derartige Gestaltung eines Filtereinsatzes 10 sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Filtereinsatz 10 ist eine Lage gefalteten Filterpapiers 24 in einem durch ein äußeres Maschengitter 25 und ein inneres Maschengitter 26 gebildeten Ringkorb angeordnet ä und das innere Maschengitter 26 mit einer Leinenabdeckung 27 überzogen. Die Beschichtung 11 mit Aktivkohle wird dadurch gebildet, daß die zwischen den Falten des Filterpapiers 24 und dem inneren Maschengitter 26 bzw. der dieses abdeckenden Leinenabdeckung 27 bestehenden Hohlräume mit Aktivkohle 11 ausgefüllt sind. Bei dieser Ausbildung des Filtereinsatzes 10 treten die Brennstoffdämpfe durch das innere Maschengitter 26 in das Filter ein und werden durch die Aktivkohleschicht 11 von Brennstoff an teilen befreit. Die Ansaugluft der Brennkraftmaschine 5 tritt dagegen durch das äußere Maschengitter 25 ein und durchströmt die Aktivkohleschicht 11 in Pfeilrichtung S, wobei gleichzeitig eine Regenerierung der Aktivkohleschicht stattfindet. Der in Figur 4 dargestellte Filtereinsatz 10 1st ( grundsätzlich gleich aufgebaut wie der in Figur 3 dargestellte, jedoch mit dem'Unterschied, daß mit Rücksicht auf die umgekehrte Strömungsrichtung der Ansaugluft in Pfeilrichtung R die zwischen den Falten des Filterpapiers 24 und dem äußeren, mit der Leinenabdeckung 27 versehenen Maschengitter 25 verbleibenden Hohlräumen mit Aktivkohle 11 ausgefüllt sind.

Aus dem BrennstoffVersorgungssystem entweder vermittels der ihnen innewohnenden Wärmeenergie oder unter der Wirkung des Gebläses 14 in den Ansaugluftfilter 6 aufsteigende Brennstoffdämpfe werden teils auf mechanischem Wege durch die Kammer des Ansaugluftfilters 6 ausgefällt oder aber beim Durchtritt durch den mit Aktivkohle 11 beschichteten Filtereinsatz 10 von Brenn-

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stoffanteilen befreit, wobei die Aktivkohle 11 die Brennstoff» teilchen absorbiert. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 5 wird dann die Aktivkohlebeschichtung 11 von Frischluft durchströmt und unter der Wirkung der Frischluft regeneriert, sodaß im Zeitpunkt des Abstellens der Brennkraftmaschine 5 stets regenerierte Aktivkohle zur erneuten Absorbtion von Brennstoffanteilen zur Verfügung steht.

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Claims

Schutzrechtsansprüche

inrichtung zum Abscheiden von Brennstoff aus der aus dem^Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine austretenden Luft, insbesondere für durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Kraftfahrzeuge, bei welcher der Brennstofftank und das Gemischbildungssystem, insbesondere die Vergaser-Schwimmerkammer, über Leitungswege an eine gegenüber der Atmosphäre abgeschlossene Kammer angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer durch das Volumen des Ansaugluftfilters (6) der Brennkraftmaschine (5) gebildet wird wobei der Lufteinlass- (8) oder sonstigen öffnungen des Ansaugluftfilters (6) ein den Durchtritt von Brennstoffteilchen verhinderndes Filter (H) vorgeschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den öffnungen (8) des Ansaugluftfilters (6) eine Beschichtung (11) aus Aktivkohle zugeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der oder den öffnungen (8) des Ansaugluftfilters (6) vorgelagerte Filter durch einen mit Aktivkohle (11) beschichteten Luftfiltereinsatz (10) gebildet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugluftfilter (6) einen besonderen Absaugstutzen (13) aufweist, welcher an die Saugseite eines in die Atmosphäre ausblasenden Gebläses (14) angeschlossen 1st.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaügstutzen (Ij5) des Ansaugluftfilters (6) mit der Saugseite des Heiz-/Kühlluftgebläses der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges verbunden 1st.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (14) über einen Elektromotor (15) angetrieben

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wird, dessen Stromversorgung ein Kontakt (16) im Anlasszündschalter (17) und ein Zeitschaltelement (18) zugeordnet sind/ derart, daß die Stromversorgung für den Gebläsemotor (15) beim Abschalten des Zündanlassschalters (17) eingeschaltet und nach einer vorbestimmten Zeit durch das Zeitschaltelement (18) ausgeschaltet wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungsweg (12) vom Brennstofftank (1) zum Ansaugluftfilter (6) ein Expansionsbehälter (20) eingesetzt ist.

8. Filtereinsatz für eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 bis 7« dadurch gekennzeichnet, daß auf einem als Maschengitter (22) ausgebildeten Träger eine Leinenabdeckung (21) angeordnet ist und zwischen dieser Leinenabdeckung (21) und einem Filterpapier (23) eine Aktivkohlebeschichtung (11) angeordnet ist.

9. Filtereinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus Maschengitter (25/26) bestehenden Korb eine Einlage gefalteten Filterpapiers (24) und am inneren Korbumfang eine Abdeckung (27) aus Leinen angeordnet und die zwischen der Abdeckung (27) aus Leinen und den Falten des Filterpapiers {24) vorhandenen Hohlräume mit Aktivkohle (11) ausgefüllt sind.

10. Filtereinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus Maschengitter (25, 26) bestehenden Korb eine Einlage gefalteten Filterpapiers (24) und an? äußeren Körbumfang eine Abdeckung- (27) aus Leinen angeordnet und die zwischen der Abdeckung (27) aus Leinen und den Falten des Filterpapiers (24) vorhandenen Hohlräume mit Aktivkohle (11) ausgefüllt sind.

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