DE3140119A1

DE3140119A1 - Verfahren und vorrichtung zur brennstoffbereitstellung fuer einen gemischbildner

Info

Publication number: DE3140119A1
Application number: DE19813140119
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 4044 Kaarst Bockelmann
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Bockelmann Wilfried 4044 Kaarst De
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1983-04-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Brennstoffbereitstellung für
einen Gemischbildner Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brennstoffbereitstellung für einen Gemischbildner einer Brennkraftmaschine, deren in Warmlaufphasen bereitgestellter handelsüblicher Brennstoff in einem Gasblasen-Abscheiderbehälter aufbereitet und dessen Gasblasenanteil in den Ausgangsbehälter zurückgeführt wird und eine Vorrichtung dafür mit einem Brennstoffbehälter und einer Zuführleitung, in deren Zuge eine Brennstoffpumpe und ein Gasblasen-Abscheiderbehälter mit einer Rückführleitung in den Brennstoffbehälter angeordnet ist.
Derartige Vorrichtungen unterliegen einer beträchtlichen Wärmebeaufschlagung, wenn sie in einem Kraftfahrzeug eingesetzt sind, die durch die Wärmeabgabe des Motors, des Getriebes und der Bremsen verursacht wird.
Aus diesem Grund ist beispielsweise im DE-GM 80 19 865 ein als Speicherkammer ausgebildeter Brennstoffabscheider offenbart, der eine Rücklaufleitung als alternative Weiterbildung der Neuerung an die atmosphärische Entlüftungsleitung des Brennstoffbehälters enthält, um die gasförmigen Brennstoffanteile in der Versorgungsanlage abzuführen, die etwa am Ende einer Heißleerlaufphase des Motors oder durch Nachhitze bei abgestelltem Motor und anschließender Inbetriebnahme entstehen können. Diese Gase bilden sich aus den Brennstoffanteilen, die einen niedrigen Siedepunkt haben. Diese sind besonders wichtig für den Kaltstart und Kaltlauf des Motors, da nur sie zur Bildung des Brenngemisches beitragen, wenn die Ansaugkanäle und der Motor kalt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffbereitstellungs-Vorrichtung mit einer Gasblasenabscheidung auszustatten, die die flüchtigen, leichtsiedenden Brennstoffanteile für den Kaltlauf des Motors weiterhin bereitstellt und nach Möglichkeit ein Entweichen in die- Atmosphäre verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren dadurch gelöst, daß der Gasblasenanteil des Brennstoffs in einer Kammer des Ausgangsbehälters aufgefangen, kondensiert und in Kaltphasen des Motorlaufs dem Gemischbildner als leichter siedender als handelsüblicher Brennstoff zugeführt wird und mit der Vorrichtung dadurch, daß die Rückführleitung von einem auf den Füllstand im Gasbl asen-Abscheiderbehäl ter ansprechenden Ventil verschlossen ist, wenn ein vorbestimmter Füllstand überschritten ist und in eine erste Kammer des Brennstoffbehälters einmündet, die mit einer einen Einfüllstutzen aufweisenden zweiten Kammer durch einen geodätisch unter der Rückführeinmündung angeordneten Oberlaufdurchbruch verbunden ist, wobei jede Kammer an der geodätisch tiefstgelegenen Stelle ein auf den Brennstoff-Füllstand der Kammer ansprechendes Ventil aufweist, so daß ein Mindestfüllstand durch Zulauf aus der anderen Kammer und ein Höchstfüllstand durch Ablauf in die andere Kammer nicht unter- oder überschritten wird,und einen Abfluß-Anschluß an ein 3/2-Wegeventil, so daß jeweils eine Kammer mit der Zuführleitung verbunden ist, wobei das 3/2-Wegeventil auf die Betriebs- hzw. Umgebungslufttegperatur oder ggfs. auf eine vorbestimmte Betriebsdauer nach dem Kaltstart anspricht und die erste Kammer mit dem Gemischbildner verbindet, wenn ein Betriebsparameter unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt,und die zweite Kammer mit dem Gemischbildner, wenn ein Betriebsparameter oberhalb des vorbestimmten Werts liegt und eine zweite ungesteuerte Rückführleitung aus dem Gasblasen-Abscheiderbehälter in die zweite Kammer einmündet, die einen wesentlich kleineren Durchlaßquerschnitt aufweist als die gesteuerte Rückführleitung.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: Durch die Kondensierung, Separierung und Bereitstellung der leicht-siedenden Brennstoffanteile bei Kaltlaufphasen des Motors, ist ein sehr guter Kaltlauf, eine verbesserte Leistungsabgabe, ein brennstoffsparender Betrieb und,durch die gute Verbrennung,ein geringster Schadstoffausstoß erreichbar geworden.
Darüber hinaus ist, durch die mit fortschreitender Leerung des Brennstoffbehälters steigende Anreicherung des Brennstoffs mit schwersiedenden Anteilen und dessen Bereitstellung bei Heißstart-und Warmlaufphasen des Motors, eine gute Startwilligkeit und ein stabiler Heißleerlauf möglich geworden, der besonders in Staus, vor Ampeln und Bahnschranken durch Gasbildung der leicht-siedenden Anteile bisher zu Ausfällen führte.
Wenn in Zukunft alkoholische Zusätze, wie Methanol etc., zum Brennstoff Benzin ansteigen, die etwa den sechsfachen Betrag der Verdampfungswärme des Benzins benötigen, ist die durch die Erfindung mögliche Bereitstellung eines Kaltlaufbrennstoffs mit einem niedrigen Siedepunkt als besonders vorteilhaft anzusehen, da erst dadurch auch ein Start- und Kaltlauf bei Temperaturen möglich ist, bei denen er mit Methanol nicht mehr möglich wäre.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Ein Brennstoffbehälter 1 steht mit einer Zuführleitung 2 in Verbindung, die eine Brennstoffpumpe 3 und einen Gasblasen-Abscheiderbehälter 4 mit einer Rückführleitung 5, deren freier Strömungsquerschnitt von einem auf einen bestimmten Füllstand 6 in Verbindung mit einem Schwimmer 7 ansprechendes Ventil 8 kontrolliert wird, aufweist. Die Rückführleitung 5 mündet in eine erste Kammer 9 des Behälters 1 ein, die mit einer zweiten, einen Einfüllstutzen 10 aufweisenden Kammer 11 durch einen unterhalb der Rückführeinmündung 12 angeordneten Oberlaufdurchbruch 13 verbunden ist. Jede der beiden Kammern 9, 11 weist an ihrer tiefsten Stelle auf den Füllstand in der Kammer ansprechende Ventile 14, 15 auf, die beispielsweise durch Schwimmer 16, 17 betätigt werden, so daß bei einem Füllstand-Tiefststand ein Zulauf aus der anderen Kammer stattfindet.
Ein 3/2-Wegeventil 18 verbindet motortemperaturabhängig jeweils nur eine Kammer über Abflußleitungen 19, 20 mit der Zuführleitung 2 und somit über den Gasblasen-Abscheiderbehälter 4 mit dem Gemischbildner 21 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine.
Eine ungesteuerte Rückführleitung 22 mit einem wesentlich geringeren Strömungsquerschnitt als die Rückführleitung 5 kann für einen Rückführfluß bei geschlossener Rückführleitung 5 in die Kammer 11 vorgesehen sein.
Funktionsablauf Der Brennstoffbehälter 1 ist mit handelsüblichem Brennstoff gefüllt, wobei eine Füllung über den Oberlaufdurchbruch 13 hinaus nur bei einer notwendigen Ausnutzung der Füllkapazität, ebenso wie eine Entleerung unter Zulauffüllstand, vermieden werden sollte, da beides zu einer Vermischung der Kammerinhalte führt.
Wird der Motor kalt gestartet, dann hat das 3/2-Wegeventil 18 eine Stellung für den Zulauf von Brennstoff zum Gemischbildner 21 aus -Kammer 9, so daß der Motor mit leichtsiedendem Brennstoff versorgt wird. Nach erfolgtem Warmlauf des Motors wird über ein thermisches Schaltelement die Stellung für den Zulauf aus der Kammer 11 geschaltet, so daß handelsüblicher Brennstoff zum Gemischbildner 21 gefördert wird.
Die während und nach dem Warmbetrieb des Motors in der Zuführleitung 2 auftretenden Gasblasen werden vom Gasblasenabscheider 4 ausgeschieden und bis zum Erreichen eines vorbestimmten, gasblasenfreien Füllstands6 im Gasblasenabscheider 4 in die Kammer 9 zurückgeführt (eventuell über einen nicht dargestellten Wärmetauscher zur Kondensatbildung) und dort gesammelt, wobei ein Höchst- und Niedrigstfüllstand durch Oberlauf bzw. Ventile gesteuert wird, so daß für einen erneuten Kaltstart leichtsiedender Brennstoff für den Motor zur Verfügung steht.

Claims

Patentansprüche 1) erfahren zur Brennstoffbereitstellung für einen Gemischbildner einer Brennkraftmaschine, deren in Warmlaufphasen bereitgestellter handelsüblicher Brennstoff in einem Gasblasen-Abscheiderbehälter aufbereitet und dessen Gasblasenanteil in den Ausgangsbehälter zurückgeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gasblasenanteil des Brennstoffs in einer Kammer (9) des Ausgangsbehälters (1) aufgefangen, kondensiert und in Kaltphasen des Motorlaufs dem Gemischbildner (21) als leichter siedender als handelsübiicher Brennstoff zugeführt wird.
2) Vorrichtung zur Brennstoffbereitstellung für einen Gemischbildner einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffbehälter und einer Zuführleitung, in deren Zuge eine Brennstoffpumpe und ein Gasblasen-Abscheiderbehälter mit einer Rückführleitung in den Brennstoffbehälter angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rückführleitung (5) von einem auf den Füllstand (6) im Gasblasen-Abscheiderbehälter (4) ansprechenden Ventil (8) verschlossen ist, wenn ein vorbestimmter Füllstand (6) überschritten ist und in eine erste Kammer (9) des Brennstoffbehälters (1) einmündet, die mit einer einen Einfüllstutzen (10) aufweisenden zweiten Kammer (11) durch einen geodätisch unter der Rückführeinmündung (12) angeordneten Oberlaufdurchbruch (13) verbunden ist, wobei jede Kammer (9, 11) an der geodätisch tiefstgelegenen Stelle ein auf den Brennstoff-Füllstand der Kammer ansprechendes Ventil (14,15) aufweist, so daß ein Mindestfüllstand durch Zulauf aus der anderen Kammer und ein Höchstfüllstand durch Ablauf in die andere Kammer nicht unter- oder überschritten wird,und einen Abfluß-Anschluß (19,20) an ein 3/2-Wegeventil (18), so daß jeweils eine Kammer (9, 11) mit der Zuführleitung (2) verbunden ist.
3) Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das 3/2-Wegeventil (18) auf die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine anspricht und die erste Kammer (9) mit dem Gemischbildner (21) verbindet, wenn die Temperatur unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt, und die zweite Kammer (li) mit dem Gemischbildner (21), wenn die Temperatur oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt.
4) Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine zweite ungesteuerte Rückführleitung (22) aus dem Gasblasen-Abscheiderbehälter (4) in die zweite Kammer (11) einmündet, die einen wesentlich kleineren Durchlaßquerschnitt aufweist als die gesteuerte Rückführleitung (5).
5) Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (18) auf die Umgebungslufttemperatur anspricht.
6) Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das 3/2-Wegeventil (18) von einer vorbestimmten Betriebsdauer der Brennkraftmaschine nach dem Starten abhängig die Verbindung der ersten Kammer (9) mit dem Gemischbildner (21) unterbricht und die zweite Kammer (11) mit dem Gemischbildner (21) verbindet.
7) Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das 3/2-Wegeventil kombiniert von der Betriebstemperatur, von der Umgebungslufttemperatur und einer bestimmten Betriebsdauer nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine abhängig parallel bzw. von Reihe geschaltet ist.