DE3214874C2 - Kraftstoffanlage mit einem Kraftstoffvorratsbehälter für eine Otto-Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffanlage mit einem Kraftstoffvorratsbehälter für eine Otto-Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, die mit einer Kälteanlage ausgestattet sind. Durch die Erfindung soll vornehmlich eine Kraftstoffeinsparung und Verringerung der Belastung der Umwelt durch Schadstoffe erzielt werden. Hierzu ist im Kraftstoffvorratsbehälter ein durch die Kälteanlage zu betreibender Wärmetauscher zum Kühlhalten des Kraftstoffvorrates angeordnet. Infolge der Kraftstoffkühlung verringert sich die Ausdehnung des Behälterinhalts sowie der Dampfdruck bzw. die Bildung von Dampfblasen im Kraftstoffvorratsbehälter und damit das Verdampfen von Kraftstoff, insbesondere bei hohen Außentemperaturen, entscheidend.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffanlage mit einem Kraftstoffvorratsbehälter für eine Otto-Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, die mit einer einen als Verdampfer dienenden Wärmetauscher enthaltenden Kälteanlage ausgestattet sind, bei der ein Wärmetauscher zum Kühlen von Kraftstoff vorgesehen ist.

Aus der DE-OS 27 56 348 ist eine Kraftstoffanlage der eingangs erläuterten Art bekannt.

Mit Hilfe eines Wärmetauschers ihrer Kälteanlage läßt sich die Temperatur des durch heiße Bereiche des Kraftfahrzeuges geleiteten und dabei erwärmten Kraftstoffes senken.

Es wird dadurch insbesondere bei sommerlichen Außentemperaturen ein Aufheizen des Kraftstoffes über ein kritisches Temperaturniveau vermieden.

Zu diesem Zweck ist der von rückströmendem Kraftstoff durchflossene und zur Kraftstoffkühlung dienende Wärmetauscher in Strömungsrichtung hinter dem Kaitemittelverdampfer vorgesehen und wird wärmeaufnahmeseitig von dem verdampften Kältemittel durchströmt.

Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß die Temperatur im Kraftstoffvorratsbehälter durch nicht verbrauchten, rückfließenden Kraftstoff wesentlich angehoben wird. Es läßt sich durch sie aber im Kraftstoffvorratsbehälter eine Erwärmung des Kraftstoffvorraics bei entsprechend hohen Außentemperaturen nicht in solchem Maße verhindern, daß dadurch der Dampfdruck mit allen sich daraus ergebenden Nachteilen und eine Ausdehnung des Tankinhaltes entscheidend verringert wird.

Aus der US-PS 41 55 337 ist die Anordnung eines Wärmetauschers zum Kühlen von Kraftstoff bekannt, der in eine zum Vergaser der Brennkraftmaschine führende Kraftstoffzuführleitung zwischengeschaltet ist. Demgemäß wird auch bei dieser Konstruktion ein Aufheizen des Kraftstoffvorrates im Tank nicht verhindert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffanlage der eingangs erläuterten Art anzugeben, die sicherstellt, daß auch hohe Außentemperaturen keinen nachteiligen Einfluß auf den sich innerhalb des Kraftstoffvorratsbehälters befindenden Kraftstoff haben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als Verdampfer dienende Wärmetauscher oder der diesem nachgeschaltete Wärmetauscher zum Kühlen von Kraftstoff im Kraftstoffvorratsbchüllcr installiert ist.

Es ist dadurch innerhalb des Kraftstoffvorratsbehalters eine Kühlung des Kraftstoffes möglich, die ein Verdampfen von Kraftstoff in die Atmosphäre wesentlich verringert, was sonst neben einer Belastung der Umwelt durch Schadstoffe auch zu einem Energieverlust führt Es wird also Kraftstoff eingespart. Außerdem ermöglicht der gekühlte Kraftstoff eine Reduzierung der Gemischtemperatur und damit eine Erhöhung der Gemischdichte, woraus sich eine Verbesserung des Fül· lungsgrades bzw. eine Erhöhung der Leistung der Otto-Brcnnkraftmaschine ergibt

Sofern der als Verdampfer dienende Wärmetauscher im Kraftstoffvorratsbehälter installiert wird, dient diele ser ausschließlich zur Kraftstoffkühlung.

Wird jedoch in den Kraftstoffbehälter als Wärmetauscher ein Kühler eingebaut der wärmeaufnahmeseitig von verdampftem Kältemittel der Kälteanlage durchströmt wird, so kann dieser über eine vom Verdampfer is wegführende und den Kraftstoffvorratsbehälter durchsetzende Leitung versorgt werden.

Eine solche Lösung bietet sich insbesondere an, wenn die Kälteanlage im Kraftfahrzeug noch zu anderen Zwecken, beispielsweise zur Klimatisierung eines Fahrerhauses. eingesetzt wird.

Dabei ist es bereits bekannt, den Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffbehälters von Kraftstoffanlagen für Kraftfahrzeuge zu temperieren.

So hat das DE-GM 81 06 382 eine Einrichtung zum Vorwärmen des Dieselkraftstoffes im Kraftstoffbehälter zum Gegenstand. Dabei erfolgt die Wärmeabgabe über c'.n erwärmtes, Kühlwasser führendes Heizrohr, das innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist

Das DE-GM 79 25 973 bezieht sich auf eine Anord-JO nung für ein Betriebssystem eines Dieselmotors mit geschlossenem Kraftstoffkreislauf zum Einführen des Kraflstoffkreislaufcs in den Kraftstoffbehälter.

Diese Anordnung zeichnet sich durch einen innerhalb des Kraftstoffbehälters installierten Wärmetauscher j5 aus, durch den von den Einspritzventilen kommender und entsprechend erhitzter, rückgeführter Kraftstoff hindurchgeleitct und durch Wärmeabgabe an den den Wärmetauscher umspülenden Kraftstoff im Kraftstoffbehälter gekühlt wird. Auch in diesem Falle erfolgt somit eine Erwärmung des Kraftstoff Vorrates im Kraftstoffbehälter.

Diese beiden bekannten Konstruktionen tragen somit zu einer wesentlichen Anhebung der Temperatur im Kraftstoffbehälter mit all den bekannten nachteiligen Folgen, wie Dampfdruckerhöhung, Ausdehnung des Tankinhaltes, Verdunstungsverlusten und damit Belastung der Umwell durch Schadstoffe, mit bei.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffanlage dargestellt.
10 bezeichnet als Ganzes eine Otto-Brennkraftmaschine eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges, die mit Otto-Kraftstoff und äußerer Gemischbildung betrieben wird. Zur Bildung bzw. Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches dient ein über eine Saugleitung 12 an der Otto-Brennkraftmaschine 10 angeschlossener Vergaser 14. Eine von der Otto-Brennkraftmaschine 10 wegführende Auspuffanlage ist als Ganzes mit 16 bezeichnet.

Der Otto-Kraftstoff zum Betrieb der Otto-Brennbo kraftmaschine 10 wird aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 18 einer Kraftstoffanlage 20 des Kraftfahrzeuges be/.ogen, der über eine Kraftstoffversorgungsleitung 22 mit dem Vergaser 14 verbunden ist.

Die Kraftstoffanlage 20 ist so ausgelegt, daß zuminh^r> dest der sich im Kraftstoffvorratsbehälter 18 befindende Kraftstoff nieder temperiert werden kann, um das Verdampfen leicht siedender Kraftstoffbestandteile zu unterdrücken und den Dampfdruck über dem flüssigen

K -aftstoff bzw. die Kraftstoffverdunstung und -ausdehnung bei höheren Außentemperaturen so gering wie möglich zu halten.

Zu diesem Zweck ist im Kraftstoffvorratsbehälter 18 ein durch eine Kälteanlage 24 des betreffenden Kraft- ■> fahrzeuges zu betreibender und von Kraftstoff umgebener Wärmetauscher 26 angeordnet. Beim gezeigter Ausführungsbeispiel bildet der Wärmetauscher 26 selbst einen fuüktionswesentlichen Teil dieser Kälteanlage 24, nämlich deren Verdampfer, mit dessen Hilfe der to Kraftstoff auch bei verhältnismäßig hohen Außentemperaturen vorzugsweise auf einer Temperatur von < 5° C gehalten werden kann. Der einen Verdampfer bildende Wärmetauscher 26 könnte auch zur Kühlung des innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 22 fließenden Kraftstoffes herangezogen werden. Des weiteren könnte hierzu ein externer Kraftstoffkühler eingesetzt werden, der in Reihe zum Wärmetauscher 26 liegen könnte. Hierauf kann gegebenenfalls verzichtet werden, wenn zumindest die Krafistoffversorgungsleitung 22 und vorzugsweise auch der Kraftsioffvorratsbchälter 18 mit iner Wärmeisolierung 28 ausgestattet sind.

Die Kälteanlage 24 kann als Kompressor- oder Absorptionskältemaschine ausgelegt sein, wobei sich eine Absorptionskältemaschine, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch vorgesehen ist, insbesondere deshalb anbietet, weil zu deren Betrieb keine mechanische, sondern thermische Energie aufzuwenden ist, die in Form der in einem Kraftfahrzeug vielfältig zur Verfügung stehenden Abwärmequellen in ausreichendem Maße und m> ohne zusätzlichen Kraftstoffbedarf zur Verfügung steht.

Als Abwärmespender kommen neben der Otto-Brennkraftmaschine 10 selbst auch diverse, an diese angeschlossene Aggregate in Frage, wie beispielsweise der Motorkühler oder die Auspuffanlage 16.

Die Absorptionskältemaschine mit einem zirkulierenden Zweistoffgemisch aus Lösungs- und Kältemittel umfaßt in bekannter Weise die folgenden Aggregate: Einen vorzugsweise durch die Auspuffanlage 16 behcizbaren Austreiber 30, einen über eine Rohrleitung 31 diesem nachgeschalteten und dem einen Verdampfer bildenden Wärmetauscher 26 vorgeschalteten Kondensator 32 mit einem Regelventil 34 zum Entspannen des im Kondensator 32 unter Wärmeabgabe verflüssigten und in einer Rohrleitung 36 austretenden Kältemittels. 4^r> Das im Wärmetauscher 26 unter Entzug von W arme aus dem Kraftstoff wieder verdampfte Kältemittel wird über eine weitere Rohrleitung 38 einem unter niedrigcrem Druck und niedriger Temperatur stehenden Absorber 40 zugeführt, in welchen über eine Rohrleitung 42 ^r>o die noch im Austreiber 30 verbliebene arme Lösung zurückfließt, wo sie durch Absorption das aus dem Wärmetauscher 26 kommende gasförmige Kältemittel ansaugt und verflüssigt. Dabei wird die aus dem Kraftstoff aufgenommene Wärme als Kondensationswärme an Kühlwasser abgeführt.

Eine Pumpe 46 bringt die angereicherte Lösung auf höheren Druck und fördert sie über eine Rohrleitung 48 zum Austreiber 30 zurück.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kraftstoffanlage mit einem Kraftstoffvorratsbehälter für eine Otto-Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, die mit einer e:nen als Verdampfer dienenden Wärmetauscher enthaltenden Kälteanlage ausgestattet sind, bei der ein Wärmetauscher zum Kühlen von Kraftstoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Verdampfer dienende Wärmetauscher (26) oder der diesem nachgeschaltete Wärmetauscher zum Kuhlen von Kraftstoff im Kraftstoffvorratsbehälter (18) installiert ist