DE2425111A1

DE2425111A1 - Entgasungsvorrichtung fuer kraftstofftanks von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2425111A1
Application number: DE19742425111
Authority: DE
Inventors: Henri Charles Galles
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1973-05-25
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1974-12-12
Also published as: IT1004717B; US3915184A; DE7418027U; GB1472126A

Description

PAT B NTANWALT S BÜRO
•4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR, 97

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER

Regie Nationale des Usines 17· Mai

RENAULT

8 rue Emile Zola

92 Billancourt / Frankreich

und

Automobiles PEUGEOT

75 Avenue de la Grande Armee

Paris l6 / Frankreich

Entgasungsvorrichtung rür Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Entgasungsvorrichtung für Kraft- . st-offtanks von Kraftfahrzeugen mit einem Dämpfeadsorber und zwei Leitungen, die den Kraftstofftank mit einem Expansionsgefäß verbinden, von denen die Flüssigkeit und Gase zuführende Leitung in dem Expansionsgefäß höher als die andere, zur Flüssigkeit srückführung dienende Leitung endet.

Um zu verhindern, daß Kraftstoffdämpfe bei einer Erhöhung der Temperatur im Innern des Kraftstofftanks ins Freie entweichen, wird der Tankstutzen durch einen Deckel hermetisch verschlossen, der mit einer Druckausgleichsvorrichtung in Verbindung steht. Diese wird von einer Leitung, gebildet, die vom Oberteil des Kraftstofftanks ausgeht und zu einem als "Kanister" bezeichneten Gefäß führt, das Aktivkohle enthält, die die von dem aus dem Kraftstofftank entweichenden Gas mitgeführten Kraftstoffdämpfe adsorbiert, so daß das nach der Behandlung ins Freie entweichende Gas keine Schadstoffe mehr enthält. Zwischen dem Kraftstofftank und dem Adsorber muß ein Expansionsgefäß vorgesehen werden, um unter bestimmten Umständen über-

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s.trömenden Kraftstoff aufzufangen und in den Kraftstofftank zurückzuleiten, so daß der Adsorber nicht überflutet wird.

Wenn nämlich die Gasentnahme in einem Oberteil des Kraftstofftanks stattfindet, kann es bei einer Neigung des Tanks vorkommen, daß die Einströmöffnung der Entgasungsleitung unter die Kraftstoffoberfläche getaucht wird und bei einer Temperaturerhöhung des Kraftstoffs auf 30 ⁰C oder mehr eine Kraftstoff menge in der Größenordnung von 5 Liter in das Expansionsgefäß überströmt. Diese Kraftstoffmenge ist bei kleinen Fahrzeugen zu groß, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe diese Kraftstoffmenge verringert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Kraftstofftank mehrere Entgasungsleitungen vorgesehen sind, die von seinen Enden ausgehen und in einen Pendelverteiler münden, der mit der in dem Expansionsgefäß endenden, Flüssigkeit und Gase zuführenden Leitung verbunden ist, und daß die Flüssigkeitsrückführungsleitung über ein Membranventil und zwei Leitungen mit dem Kraftstofftank in Verbindung steht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen werden AusfUhrungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine sehematische Darstellung eines seitlich geneigten Fahrzeugs;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines längs geneigten Fahrzeugs;

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Fig. 3 eine Ansicht eines geneigten Kraftstofftanks und der Entgasungsleitungen;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Entgasungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Aufriß im Schnitt der Vorrichtung von Fig.4;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Verteilers;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Membranventils;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der gesamten Entgasungsvorrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Wiederarisaugvorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Fahrzeug in extremen Positionen dargestellt, unter denen die Vorrichtung arbeiten muß, d.h. bei einer seitlichen Neigung des Fahrzeugs um einen Winkel 5-(Fig. 1), dessen Größe bis zu 8° oder 12$ nach Jeder Seite betragen kann, und einer Längsneigung um einen Winkel β (Fig. 2), dessen Größe bis zu l8° oder 32$ gegenüber der Horizontalen betragen kann. Die Temperatur der Tankfüllung betrage 15 ⁰C und möge sich um 25 ⁰C erhöhen.

In Fig. 3 ist ein Kraftstofftank 1 eines Fahrzeugs dargestellt, der seitlich unter dem gleichen Winkel cL wie das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug geneigt ist, wobei die Temperatur sich um A T erhöht hat. Da der Einfüllstutzen 2 durch einen Deckel 3 hermetisch verschlossen ist, steht das in dem Tank enthal-

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tene Gas daher unter Druck.

Der Kraftstofftank 1 enthält zwei Leitungen 4 und 5, die jeweils an zwei Enden des Tanks enden; die eine Leitung 4 taucht zu einer Gastasche 6 auf, die evakuiert werden soll, während die andere Leitung 5 in die Flüssigkeit eintaucht. Wie ersichtlich, befindet sich bei einer Neigung in entgegengesetztem Sinne das Ende der Leitung 4 in untergetauchtem Zustand, während die Leitung 5 auftaucht; dies erklärt in dem betrachteten Fall die Gegenwart von Kraftstoff, insbesondere Benzin, in der Leitung 4. Bevor die Entgasung der Gastasche 6 stattfinden kann, muß daher die in der Leitung 4 befindliche Flüssigkeit entfernt werden. Wenn man die Höhe der Flüssigkeiten in dem vertikalen Teil der Leitungen 4 und 5 betrachtet, sieht man, daß der in der Gastasche 6 herrschende Druck P durch eine Flüssigkeitssäule H₂ in der Leitung 4 und H₁ in der Leitung 5 ausgeglichen wird. Man erkennt ferner, daa die Höhe der beiden Flüssigkeitssäulen verschieden ist und daß sich diese beiden Höhen um die Höhe h unterscheiden.

In Fig. 4 ist eine Entgasungsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der ein Kraftstofftank 1, dessen Stutzen 2 durch einen Deckel 3 hermetisch verschlossen ist, weist an den vier Ecken in seinem Oberteil vier Entgasungsöffnungen auf, die durch Leitungen 12, 13, 14, I5 mit einem Verteiler 18 verbunden sind, der in der Mitte des Kraftstofftanks 1 angeordnet ist.

Der Verteiler 18 steht durch eine Leitung 22 (Fig. 4 und 5) mit einem Expansionsgefäß 7 in Verbindung, aus dem das Gas durch eine Leitung 8 zu einem Adsorber oder einer ähnlichen Luftreinhaltungsvorrichtung (nicht dargestellt) gelangt. Die

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Leitung 22 mündet im Oberteil des Expansionsgefäßes 7. Am Boden des Expansionsgefäßes 7 ist eine Kraftstoffrückführungsleitung 23 angeschlossen, die über* ein Membranventil 24 sowie Leitungen 25, 26.zu dem Kraftstofftank 1 führt. Außerdem ist der Einfüllstutzen 2 in bekannter Weise mit einer Staurücklaufleitung 1.6 versehen.

Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß, wenn die Leitungen 22 (verlängert durch eine der Leitungen 12, 13, 14 oder 15) und (verlängert durch .die Leitung 26), die den Leitungen 5 und in Fig. 3 entsprechen, in gleicher Höhe, d.h. am Boden des Expansionsgefäßes 7 enden würden, der auf die Oberfläche der Flüssigkeit in der Gastasche 6 wirkende Druck P infolge des Höhenunterschiedes h vorzugsweise Kraftstoff durch die Leitung 22 drücken würde, bevor die Leitung 23 zur Ableitung des Gases entleert wird. Dies macht entweder ein großes Fassungsvermögen des Expansionsgefäßes 7 erforderlich oder führt zur Zerstörung des Adsorbers.

Um diesen Nachteil, zu beseitigen, läßt man die Leitung 22 höher als die Leitung 23 enden, und dieser schon erwähnte Höhenunterschied h wird mit Hilfe der Beziehung

h = 1 χ sin (L

berechnet, in der 1 die Abmessung des Kraftstofftanks 1 zwischen den beiden Ausgängen des höchsten Höhenunterschiedes der Kanäle 12, 13, 14 oder 15 bei einer Neigung des Kraftstoffbehälters 1 um den Winkel cL zur Horizontalen ist.

Um die einwandfreie Arbeitsweise der Vorrichtung in jeder Lage des Fahrzeugs zu gewährleisten, ist ein Verteiler 18 vorgesehen, der mit den von den vier Ecken des Kraftstoff-

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tanks ausgehenden Leitungen 12, 13, l4, 15 verbunden ist.

Es ist zu beachten, daß in jedem Falle der aus dem Expansionsgefäß 7 durch die Leitung 23 in den Kraftstofftank 1 zurückkehrende Kraftstoff eine ausreichende Senkung des Druckes in der Gastasche 6 bewirkt.

Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, enden die Leitungen 12, 13, 14 und 15 in einer Kammer 17 des Verteilers 18, der durch eine Kugelschale l8a, die sich in der Mitte des Kraftstofftanks 1 befindet, und der oberen Wand des Kraftstofftanks 1 begrenzt wird.

Diese Kugelschale l8a bildet den Sitz eines Verschlußorgans, das von einer sphärischen Schale 19 gebildet wird, die den gleichen Krümmungsradius wie die Kugelschale hat. Die sphärische Schale 19 trägt an der Unterseite ein pendel,, das aus einem Stab 20 und einer Masse 21 besteht und eine von der Lage des Fahrzeugs abhängige Stellung einnimmt, wobei es die sphärische Schale 19 mitnimmt.

Die Abmessungen dieser sphärischen Schale werden so gewählt, daß die Eintrittsöffnungen der Leitungen 12 bis 15 in der Kugelschale 18a abgedeckt werden. Bei einer Neigung des Fahr-.zeugs jedoch werden durch die Bewegung des Pendels 20, 21 die Öffnungen derjenigen Leitungen freigelegt, die für die Tätigkeit der Vorrichtung notwendig sind.

Die aus dem Kraftstofftank kommenden Gase und Flüssigkeiten gelangen durch die freigelegten Kanäle 12 bis 15 in die Kugelschale 18a und aus der Kammer 17 des Verteilers durch die Leitung 22 in das Expansionsgefäß 7. Das Gas entweicht durch

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die Leitung 8, die zu einem Adsorber od.gl. führt, während die Flüssigkeit in dem Expansionsgefäß 7 gesammelt oder durch die Leitung 25 in den Kraftstofftank zurückgeführt wird.

Die Leitung 25 ist mit einem Ventil 24 versehen, das ein Zurücksteigen der Flüssigkeit im Falle eines Überdrucks in dem Kraftstofftank verhindert.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat dieses Ventil drei Eingänge 25, 25 und 26, und der Teil, an dem sich die beiden ersten Eingänge befinden, ist von dem anderen Teil durch eine dichte, flexible Wand 27 getrennt, die an Lippen 28 anliegt, die von Verlängerungen der Eingangskanäle 26 gebildet werden.

Wie man sieht, spiegeln sich die Druckverhältnisse in dem Kraftstofftank 1 in dem Ventil 24 wider, so daß die Membran 27" dicht gegen die Lippen 28 gepreßt wird, wenn der Druck in dem Kraftstoffbehälter 1 höher ist als in dem Expansionsgefäß 7. Durch die Leitung 25 kann dann keine Flüssigkeit mehr hindurchfließen.

Wenn der Druck in dem Kraftstofftank 1 durch Abkühlung oder Evakuierung eines Teils des Gases durch den Adsorber ins Freie sinkt, wird dieser Zustand durch die Leitung 25 auf das Ventil übertragen. Der Druck der aus dem Expansionsgefäß 7 durch die Leitung 25 zufließenden Flüssigkeit kann dann die Membran 27 von den Lippen 28 lösen, so daß nun die Flüssigkeit in den Kraftstofftank 1 zurückfließen und das Expansionsgefäß sich entleeren kann.

Bei der oben im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Erfindung befindet sich das Expansionsgefäß 7 oberhalb des Kraft-

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stoffbehälters und" des Einzelstutzens 2. Diese Anordnung beschränkt die Einbaumöglichkeiten des Expansionsgefäßes in der Karosserie eines Fahrzeugs.

Wenn sich das Expansionsgefäß unterhalb der maximalen Füllhöhe des Kraftstofftanks befindet und die von dem Expansionsgefäß ausgehende Kraftstoffrückführungsleitung einen Siphon bildet, kommt es periodisch zu einer Unterbrechung der Heberwirkung und damit zu einer Unterbrechung der Kraftstoffrückführung zu dem Tank.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird eine Vorrichtung zur Wiederingangsetzung der Heberwirkung in der Leitung zwischen Expansionsgefäß und Kraftstofftank vorgesehen, so daß das Expansionsgefäß in beliebiger Lage in der Karosserle des Fahrzeugs eingebaut werden kann.

In Fig. 8 ist ein Kraftstofftank 1 dargestellt, der mit einem Expansionsgefäß 7 durch eine Leitung 29 verbunden ist, die eine Evakuierung des unter Druck stehenden Gases ermöglicht, das sich bei einer Temperaturerhöhung aus bestimmten Kraftstoffen bildet. Eine Leitung 44 verbindet das Expansionsgefäß 7 mit einem Aktivkohle enthaltenden Adsorber.

Die Rückführung des Kraftstoffs aus dem Expansionsgefäß 7 zu dem Kraftstofftank 1 erfolgt durch eine Leitung 30, deren oberer Teil 30a einen Heber bildet. Hinter dem Heberteil 30a der Leitung 30 ist eine Einrichtung 31 zum Wiederingangsetzen der Heberwirkung eingebaut.

Diese Einrichtung 31 zum Wiederingangsetzen der Heberwirkung ist im einzelnen in Fig. 9 dargestellt und besteht aus einer

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Kammer 32, die durch die Leitungen 40 und 30c mit der RUckführungsleitung des Expansionsgefäßes verbunden ist.

Im oberen Teil der Kammer 32 ist in einer mit einem Innengewinde versehenen Öffnung 35 unter Zwischenfügung einer Dichtungsscheibe 34 ein Reduktionskonus 33 eingeschraubt. In einer mit einem Innengewinde versehenen Öffnung 36 des Reduktionskonus 33 ist das mit einem Außengewinde 37 versehene End· der RückfUhrungsleitung 30b der Kraftstoffpumpe eingeschraubt.

Der Reduktionskonus 33 ragt mit seiner verengten Öffnung 38 in einen sich verjüngenden Teil 39 der Kammer 32 hinein, so daß eine venturidüse gebildet wird.

Die Kraftstoffpumpe 41 ist einerseits durch die Leitung 42 mit dem Vergaser durch die Leitung 43 und die Kammer 32 mit dem oberen Teil der Leitung 30 verbunden, während die Kammer 32 ihrerseits durch die Leitung 40, 30a mit dem Expansionsgefäß 7 in Verbindung steht.

Die Kraftstoffpumpe 41, die mit konstanter Förderleistung arbeitet und im Betrieb normalerweise mehr Kraftstoff fördert, als vom Vergaser benötigt wird, hat eine RückfUhrungsleitung, durch die überschüssiger Kraftstoff zu dem Kraftstofftank 1 zurückgeführt wird, und zwar über die Leitungen 30b und 30c sowie über die sohon erwähnte Leitung 43. Durch die Strömung des Kraftstoffs in der Kammer 32 wird ein Unterdruck erzeugt, der sich durch die Leitung 40 fortpflanzt und zu einer Wieder-Ingangsetzung der Tätigkeit des Hebers 30a und der Entleerung des Expansionsgefäßes 7 führt.

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Claims

17.5.1974 Ansprüche

/ 1JEntgasungsvorrichtung für Kraftstofftanks von Kraftfahr- ^-^ zeugen mit einem Dämpfeadsorber und zwei Leitungen, die den Kraftstofftank mit einem ExpansionsgefäS verbinden, von denen die Flüssigkeit und Gase zuführende Leitung in dem Expansionsgefäß höher als die andere, zur Fltissigkeitsrückführung dienende Leitung endet, dadurch gekennzeichnet, daS in dem Kraftstofftank (1) mehrere Entgasungeleitungen (12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, die von seinen Enden ausgehen und in einen pendelverteiler (17, l8) münden, der mit der in dem ExpansionsgefäS (7) endenden, Flüssigkeit und Qase zuführenden Leitung (22) verbunden ist, und daß die FlüssigkeitsrückführungsWitung (23) über ein Membranventil (24) und zwei Leitungen (25, 26) mit den Kraftstofftank (1) in Verbindung steht.

2. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der Verteiler (18) eine Kugelschale (18a) enthält, in der die mit dem Tank (1) in Verbindung stehenden Leitungen (12 bis 15) enden und der den Sitz eines Verschlußorgans bildet, das durch eine sphärische Schale (19) gebildet wird, die ein pendel (20, 21) trägt.

.3. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der das ExpansionsgefäS (7) mit dem Kraftstofftank (1) verbindenden Kraftstoffrückführungsleitung (30) ein Heber (30a) vorgesehen ist, dem eine Einrichtung (31) zur WiederIngangsetzung der Heberwirkung vorgeschaltet ist.

4. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-

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net, daß die Einrichtung (31) zur WiederIngangsetzung der Heberwirkung aus einer Venturidüse (33, 39) besteht, die mit den Enden (40, 3Oc) mit der -zu dem Kraftstofftank (1) führenden Rückführungsleitung (30) verbunden ist' und in die Rückführungsleitung (43, 30b) einer den-Vergaser versorgenden Kraftstoffpumpe (41)-geschaltet ist.

5. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3I) zur Wiederingangsetzung der Heberwirkung aus einer Kammer (32) besteht, deren Unterteil mit einem Ende mit der Kraftstoffrückführungsleitung (30) verbunden ist, seitlich durch eine Leitung (40) mit dem Heber (30a) in der Rückführungsleitung des Expansionsgefäßes (7) in Verbindung steht und in der ein Reduktionskonus (33) eingeschlossen ist, dessen Oberteil mit einer RUckführungsleitung (43) der Kraftstoffpumpe (4l) verbunden ist und der mit seiner verengten öffnung (38) in einen verjüngten Teil (39) der Kammer (32) hineinragt.

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