DE3217162A1

DE3217162A1 - Einrichtung zur entfernung von wasser aus dem kraftstoffsystem einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3217162A1
Application number: DE19823217162
Authority: DE
Inventors: Paulus Dipl Ing Heidemeyer; Klaus-Juergen Dipl Ing Lemke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1982-05-07
Publication date: 1983-11-10
Also published as: BR8302393A

Description

Einrichtung zur Entfernung von Wasser aus dem traft-
stoffsystem einer Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entfernung von Wasser aus dem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Wasserentfernungseinrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 4 157 082 bekannt. Dort wird der tiefste Punkt einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vorgeschalteten Kraftstoffilters, an dessen Boden sich bevorzugt das von dem Kraftstoff mitgeführte Wasser absetzt, mittels einer Wasserabführungsleitung mit einer Stelle der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine verbunden, an der ein den Wassertransport zumindest gelegentlich bewerkstelligender Unterdruck herrscht. Bei dieser Anordnung ist also eine S andig geöffnete Verbindungsleitung zwischen dem Boden des Kraftatofffilters und der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine vorhanden, durch die unabhängig von dem sich in dem Kraftstoffilter bildenden Wasserpegel ständig zumindest dann ein Flüssigkeitstransport stattfindet, wenn an der Mündungs s te Ile der Wasserabführungsleitun in die Ansaugleitung sich ein ausreichend hoher Unterdruck einstellt. Da diese Leitung so ausgebildet sein muß, daß auch die größte anfallende Wassermenge ausreichend schnell aus dem Filter abgeführt werden kann, wird es zwangsläufig bei geringer anfallender Wassermenge dazu kommen, daß auch Kraftstoff über diese Leitung in die Brennräume der Brennkraffmaschine gelangt. Da diese Kraftstoffmenge zusätzlich zu der in dem Kraftstoffzuführungssystem zugemessenen, dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßten Kraftstoffmenge zugeführt wird, ergibt sich ein unnötiger Eraftstoffmehrverbrauch und zudem in vielen Fällen eine Verschlechterung der Abgaswerte.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine Wasserentfernungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile vermeidet und die bei Sicherstellung einer wirkungsvollen Wasserabscheidung aus dem Kraftstoff den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine verbessert.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also die Ableitung des in dem Wassersammelbehälter anfallenden Wassers mittels einer Absperrvorrichtung in Abhängig¢eit: von der Höhe des Wasserpegels gesteuert und zwar so, daß nur bei Überschreitung eines vorgegebenen Wasserstandes die Wasserabführungsleitung geöffnet wird. Bei Unterschreitung dieses Wasserpegels schließt dagegen die Absperrvorrichtung die WasserabfUhrungsleitung. Auf diese Weise kann zum einen durch einen ausreichend großen Leitungsquerschnitt der Wasserabführungsleitung sichergestellt werden, daß innerhalb der durch Auslegungsdaten der Brennkraftmasohine gegebenen zulässigen Grenzen auch große, in dem Sammelbehälter sich niederschlagende Wassermengen schnell und sicher abgeführt werden, während auf der anderen Seite verhindert wird, daß mit dem Wasser auch Kraftstoff unter Umgehung der Kraftstoffzufthreinrichtung der Brennkraftmaschine zuge führt wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Kennzeichen der Unteranspr(iche.
Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung in teils schematischer Darstellungsweise gezeigt und werden im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 die erfindungsgemäße Einrichtung zur Entfernung von Wasser aus einem einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgeschalteten Kraftstofffilter, Figur 2 eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung in vergrößertem Maßstab und Figur 3 eine Ausführung einer elektromagnetisch betätigbaren Absperrvorrichtung.
In der Zeichnung sind jeweils für gleiche oder vergleichbare Bauteile die gleichen, gegebenenfalls mit einem oder zwei Strichen versehenen Bezugszeichen verwendet worden. Dabei stellt 1 ein beispielsweise in einer mit Dieselkraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine vor der Einspritzpumpe angeordnetes Kraftstoffilter dar, in dessen Deckel 7 Eintrittsöffnungen 2 zum Eintritt des von der Eraftstoffförderpumpe aus dem Kraftstofftank angesaugten Dieselkraftstoffes vorgesehen sind. Der Kraftstoff tritt dann durch eine in dem zarlindrischen Gehäuse 16 angeordnete ringförmige Filterpatrone 3 nach aRten in einen über dem Boden 17 des Filters angeordneten Sammelraum 4 w2 von dort durch eine zentrale Rohrleitung 5 nach oben zu dem Eraftstoffaustritt 6 entsprechend den in der Zeichnung eingetragenen Pfeilen zu strömen.
Bei dieser-Durchströmung des Filters 1 setzt sich das von dem Eraftstoff mitgeführte Wasser am Boden des Filters in dem Sammelraum 4 ab, da Wasser bekanntlich ein höheres spezifisches Gewicht als Dieselöl aufweist.
Zur Abführung des sich in dem Sammelraum 4 absetzenden Wassers ist an dem Boden 17 des Filters 1 ein Anschlußstutzen 8 vorgesehen, auf dem eine Schlauchleitung 9 aufgezogen ist, die das Wasser zu einer Stelle der mit 10 insgesamt bezeichneten Ansaugleitung der Brennkraftmaschine führt, die geodätisch tiefer liegt oder an der ein Unterdruck herrscht, so daß das Wasser durch Schwerkraft oder Unterdruck, d.h. also zusätzliche Hilfsmittel abgeführt werden kann. Das Wasser wird dann von der durch die Ansaugleitung 10 strömenden Frischluft mitgerissen und zusammen mit dieser in die Arbeitsräume der Brennkraftmaschine geführt.
Damit nun aber nicht ständig eine Verbindung zwischen der Ans auf leitung 10 der Brennkraftmaschine und dem Sammelraum 4 des Filters 1 vorhanden ist, über die bei Absinken des in dem Sammelraum 4 sich ausbildenden Wasserspiegels 15 auch Kraftstoff unter Umgehung der hier nicht weiter gezeigten, beispielsweise durch eine Verteilereinspritzpumpe gebildeten Kraftstoffzuführeinrichtung direkt den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt würde, ist gemäß der Erfindung eine in der Figur 1 der Zeichnung insgesamt mit 11 bezeichnete Absperrvorrichtung vorgesehen, die aus einem kugelförmigen, die Auslaßöffnung des Anschlußstutzens 8 verschließenden Verschlußkörper 12 besteht, der zugleich als von dem Wasserspiegel 15 getragener Schwimmer ausgebildet ist. Dieser Verschlußkörper 12 ist darüberhinaus über einen Anlenkhebel 13 an einem Lagerbock 14 angelenkt, und zwar so, daß er beim Absinken des Wasserspiegels 15 wieder genau die Abfluß^ öffnung des Anschlußstutzens 8 verschließt.
Beim Betrieb des mit dieser Wasserentfernungseinrichtung ausgestatteten Fahrzeugs wird also die Entfernung des sich in dem Sammelraum 4 des Filters 1 absetzenden Wassere selbsttätig gesteuert, indem beim Ansteigen des Wasserspiegels 15 über einen vorgegebenen Wert der als Schwimmer ausgebildete Verschlußkörper 12 angehoben wird, so daß das Wasser über den Anschlußstutzen 8 und die Sc.hlauchleitung 9 zu der Ansaugleitung 10 abfließen kann. Infolge des Abfließens des Wassers kann der Wasserspiegel 15 wieder unter den vorgegebenen Pegelstand sinken, wodurch der Verschlußkörper 12 wieder die Abflußöffnung verschließt.
Da bei dieser Ausbildung die Waaserabführungsleitung genügend groß im Durchmesser ausgebildet werden kann, wird zum einen dafür gesorgt, daß das sich in dem Filter absetzende Wasser genügend schnell und sicher abgeführt wird. Auf der anderen Seite wird durch die erfindungsgemäße Absperrvorrichtung 11 sichergestellt, daß mit dem Wasser nicht zusätzlich auch Kraftstoff unter Umgehung der Kraftstoffzuführeinrichtung in die Brennräume der Brennkraftmaschine gelangen kann, so daß die sich dadurch ergebenden Nachteile im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch und die Abgaswerte der Brennkraftmaschine vermieden werden.
In der Figur 2 ist eine Variante der Absperrvorrichtung mit 11' bezeichnet. Dabei sind der Verschlußkörper und der Schwimmerkörper jeweils getrennte Bauteile, die Jedoch starr miteinander verbunden sind. So ist mit 19 ein konischer Ventilkegel angedeutet, der auf einem entsprechenden konischen Ventilsitz 18 des Anschlußstutzens 8 zur dichtenden Anlage kommt, während mit 20 ein mit diesem verbundener Schwimmerkörper bezeichnet ist, der hinsichtlich seines Volumens und seines Gewichtes 8o abgestimmt ist, daß er von dem sich am Boden des Sammelraums 4 bildenden Wasserspiegel 15 bei Überschreiten eines vorgegebenen Pegelstandes zur Öffnung des Abschlußstutzens 8 angehoben wird. Mit 21 ist noch eine in dem Anschlußstutzen 8 gehaltene Führung angedeutet, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper mit konkaven Längsausnehnungen 22 zur Ermöglichung des Wasserdurchtritts gebildet ist. 23 schließlich stellt einen Abdeckbügel zur Begrenzung des Schwimmeranst.egs dar.
In der Figur 3 schließlich ist eine elektromagnetisch betätigte Absperrvorrichtung 11" dargestellt, bei der der mit dem Ventilsitz 18 des Abschlußstutzens 8 zusammenarbeitende konische Ventilkegel 19 nicht durch einen Schwimmer, sondern mittels eines Elektromagneten 26 betätigt wird. Dabei wirkt die in dem Anschlußstutzen 8 angeordnete Führung 21 des Ventilkegels 19 als Anker des Elektromagneten 26, der in einem von einer Sromquelle 27, beispielsweise der Bordnetzbatterie eines von der Brennkraftmaschine angetriebenes Fahrz*g», gespeisten Stromkreis 30 eingeschaltet ist. In diesem Stromkreis 30 ist außerdem ein fest an der Gehäusewand 16 des Kraftstoffilters 1 in einer bestimmten Höhe angeordneter Sensor 28 eingeschaltet, der dann, wenn der Wasserspiegel 15 ihn erreicht bzw. überschreitet, den Stromkreis zur Beaufschlagung des Elektromagneten 26 schließt. In dem Stromkreis 30 kann weiterhin noch ein Zeitglied 29 eingeschaltet sein, das den Stromkreis nach dem Ansprechen des Sensors 28 für eine vorgegebene Zeit zur Abführung einer definierten Wassermenge geschlossen hält.
Mit 24 ist ein an dem konischen Ventilkegel 19 befestigter Federteller bezeichnet, der von einer Feder 25 in Schließrichtung belastet wird, die sich mit ihrem anderen Ende an dem Abdeckbügel 23 abstützt. Es ergibt sich also, daß die Absperrvorrichtung 11" von der Feder 25 so lange geschlossen gehalten wird, bis der Wasserspiegel 15 den Sensor 28 erreicht bzw. überschreitet. Erst wenn dies geschehen ist, wird der Elektromagnet 26 zur Öffnung der.Absperrvorrichtung 11" beaufschlagt, wobei dieser den als Anker wirkenden FUhrungskörper 21 des Ventilkegels 19 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 25 anhebt, so daß das am Boden des Sammelraums 4 angesammelte Wasser über den Anschlußstutzen 8 und die Schlauchleitung 9 abfließen kann.
Für den Fall, daß der in der Ansaugleitung 10 der Brennkraftmaschine herrschende Unterdruck oder die Schwerkraft nicht ausreicht, um das in dem Kraftstoffilter 1 angesammelte Wasser abzusaugen, könnte in der Schlauchleitung 9 noch eine Pumpe angeordnet seini die dann zweckmäßigerweise zusammen mit der Öffnung der Absperrvorrichtung 11 eingeschaltet und mit dem Schließen derselben abgeschaltet wird.
Dabei kann die Wasserableitung mittels einer mit der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung nicht nur, wie in der Zeichnung dargestellt, am Boden des Eraftstoffilters, sondern an allen geeigneten Stellen des Kraftstoffsystems, an denen sich mitgeführtes Wasser sammeln kann, erfolgen.
Leerseite

Claims

A N S P R Ü C H E Einrichtung zur Entfernung von Wasser aus dem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Wasserabführungsleitung, die an einem niedrigsten, als Wassersammelbehälter ausgebildeten Punkt des Kraftstoffleitungssystems vor einer deX Kraftstoff der Brennkraftmaschine zuführenden Krafts toffzuftihre inne :t mg angeschlossen und mit einer zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine führenden Ansaugleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserabführungsleitung (9) eine selbsttätig in Abhängigkeit von dem in dem Sammelbehälter (4) sich einstellenden Wasserpegel (15) betätigbare Absperrvorrichtung (11, 1 11')aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung (11, 11') durch eine von einem von dem Wasserpegel (15) getragenen Schwimmer (12, 20) betätigte Ventilvorrichtung (12; 18, 19) gebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung durch eine elektromagnetische Ventilvorrichtung (11') gebildet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekeenzeichnet, daß die Absperrvorrichtung (ii") in Abhängigkeit von den Signalen eines den Wasserpegel (15) in dem Sammelbehälter (4) erfassenden Signalgeber (28) betätigbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber ein in dem Sammelbehälter (4) in Höhe des maximal zulässigen Wasserpegels fest angeordneter Geber (28) vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5 mit einer in der Wasserabführungsleitung angeordneten, zuschaltbaren Pumpvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung zugleich mit der Öffnungsbetätigung der Absperrvorrichtung zuschaltbar ist.