DE4408647B4

DE4408647B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung

Info

Publication number: DE4408647B4
Application number: DE4408647A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Picker; Hans-Udo Fischer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2014-03-16
Also published as: DE4408647A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung nach Art eines Aktivkohlefilters für Kraftstoffdämpfe, bei dem die Anordnung mit dem zu adsorbierenden strömungsfähigen Medium in einem Strömungsweg beaufschlagt und der Durchbruchszeitpunkt ermittelt wird, wobei die Beaufschlagung einer strömungsabwärtigen Zone (22) der Anordnung (21) mit dem zu adsorbierenden Medium meßtechnisch erfaßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich die Bestimmung der Arbeitskapazität eines Aktivkohlefilters, wie er zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstoffsystem einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine verwendet wird, so ist bekannt, die Arbeitskapazität aus der Differenz der Massen des ungefüllten Filters und des mit Kraftstoffdämpfen gefüllten Filters zu ermitteln. Zu diesem Zweck wird zunächst mittels einer Waage das Gewicht des ungefüllten Aktivkohlefilters einschließlich Behälter ermittelt, dann über eine Leitung der Filter mit Kraftstoffdämpfen oder bestimmten Kohlenwasserstoffen bis zum Austreten von Dämpfen aus seiner Strömungsrückseite (Durchbruch) beaufschlagt, und dann das Gewicht des nunmehr gefüllten Filters erneut mittels der Waage bestimmt. Die so ermittelte Massendifferenz stellt ein Maß für die Arbeitskapazität des Filters dar.
Wie aus dieser Beschreibung folgt, ist eine eindeutige Beurteilung der Arbeitskapazität nur dann möglich, wenn der Durchbruch exakt erfaßt wird. Da dieser jedoch in Abhängigkeit von den Eigenschaften des jeweiligen Filtermaterials nicht immer sehr schnell und damit markant auftritt, sondern auch ein sich über einen längeren Zeitraum erstreckender diffuser Durchbruch vorkommen kann, versagt das beschriebene Verfahren in bestimmten Fällen.

In der JP 04-164236 A wird ein Verfahren zur Bestimmung der Adsorptionskapazität einer Adsorberanordnung beschrieben, bei dem die Anordnung mit dem zu adsorbierenden strömungsfähigen Medium in einem Rohr solange beaufschlagt wird, bis der Sättigungsdampfdruck des Adsorbens erreicht ist. Wobei aus dem Massenvergleich der Wägung vor und nach dem Adsorptionsvorgang die Menge des adsorbierten Mediums ermittelt wird.

Aus der DE 41 20 279 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Adsorptionszustandes einer Adsorberanordnung nach Art eines Aktivkohlefilters für Kraftstoffdämpfe bekannt, wobei die Anordnung mit dem zu adsorbierenden strömungsfähigen Medium in einem Strömungsweg beaufschlagt wird und wobei die Adsorptionsmenge der Kraftstoffdämpfe über eine Veränderung der Temperatur des Gases bestimmt wird, indem die Temperatur mit einem im Adsorptionsmittel eingebetteten Temperatursensor erfasst wird. Der bei geschlossenem Ventil strömungsabwärtig angeordnete Temperatursensor wird verwendet, wenn dieses Ventil offen ist, wobei er dann bezüglich des Adsorberanordnung strömungsaufwärtig gelegen ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, das bzw. die den Durchbruch mit guter Genauigkeit zu erfassen gestattet und demgemäß die Möglichkeit einer ebenfalls hinreichend genauen Bestimmung der Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren gemäß dem Hauptanspruch; vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens beschreiben die Ansprüche 2 und 3, während Gegenstand der Ansprüche 4 und 5 Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind.

Die Erfindung geht also von der Bestimmung der Massen der leeren und der mit dem zur adsorbierenden Medium gefüllten Adsorberanordnung ab und sieht stattdessen die meßtechnische Erfassung des Zeitpunkts der Beaufschlagung einer strömungsabwärtigen Zone der Adsorberanordnung vor. Dies kann, wie in den Unteransprüchen zum Ausdruck kommt, entweder durch Erfassung einer für die Beaufschlagung dieser Filterzone signifikanten Temperaturänderung (Kondensationswärme) in dieser mittels eines Temperatursensors erfolgen; eine andere Möglichkeit besteht darin, laufend die Menge des Mediums, die rückseitig aus der Anordnung ausgetreten ist, nach Auffangen in einem Behälter zu wägen und das Erreichen einer vorgegebenen Masse als Indiz für das Vorliegen des Durchbruchs weiterzuverarbeiten.

Zwei Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
Betrachtet man zunächst 1, so liegt ein Aktivkohlebehälter 1 im Strömungsweg 2 von Kraftstoffdämpfen oder zumindest einem definierten Kohlenwasserstoff. Dem Aktivkohlebehälter 1 strömungsmäßig nachgeschaltet ist der Behälter 3, der zum Auffangen der aus der Rückseite des Aktivkohlefilters ausgetretenen Menge des das Filter beaufschlagenden Mediums dient. Das Leergewicht des Behälters 3 ist bekannt. Er befindet sich auf der Waage 4, die laufend das Behältergewicht ermittelt, dessen Zeitverlauf indiesem Ausführungsbeispiel mittels des Schreibers 5 festgehalten wird. Tritt eine signifikante Gewichtserhöhung auf oder erreicht das Behältergewicht einen vorgegebenen Wert, so wird dies als Kriterium für das Vorliegen des Durchbruchs angesehen.
Während in dem anhand 1 erläuterten Ausführungsbeispiel also das Vorliegen einer bestimmten Menge von Kraftstoffdämpfen oder einem Kohlenwasserstoff in Strömungsrichtung hinter dem Prüfling (Aktivkohlefilter) meßtechnisch erfaßt wird, sieht die Vorrichtung nach 2 als entsprechendes Kriterium den Zeitpunkt vor, in dem das den Strömungsweg 20 durchsetzende, den Aktivkohlefilter 21 beaufschlagende Medium eine strömungsabwärtige Zone 22 desselben erreicht und dort eine signifikante Temperaturänderung, hervorruft. Diese wird mittels des Temperatursensors 23 erfaßt, und der zeitliche Verlauf der Ausgangssignale desselben wird wiederum mittels eines Schreibers 24 festgehalten. Dadurch kann eine für den Durchbruch bzw. das Erreichen dieser Zone 22 des Prüflings signifikante Temperaturänderung festgestellt und als Maß für die Arbeitskapazität des Prüfling ausgewertet werden.
Mit der Erfindung sind demgemäß ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. Vorrichtungen zu seiner Durchführung geschaffen, das bzw. die bei sehr geringem Aufwand mit relativ großer Genauigkeit reproduzierbare Aussagen über die Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung zu gewinnen gestatten.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Arbeitskapazität einer Adsorberanordnung nach Art eines Aktivkohlefilters für Kraftstoffdämpfe, bei dem die Anordnung mit dem zu adsorbierenden strömungsfähigen Medium in einem Strömungsweg beaufschlagt und der Durchbruchszeitpunkt ermittelt wird, wobei die Beaufschlagung einer strömungsabwärtigen Zone (22) der Anordnung (21) mit dem zu adsorbierenden Medium meßtechnisch erfaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit ihrer Beaufschlagung verbundene Temperaturänderung dieser Zone (22) als Indiz für den Durchbruch meßtechnisch erfaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dieser Zone austretende Menge des zu adsorbierenden Mediums laufend erfaßt und das Erreichen eines vorgegebenen Mengenwertes als Indiz für den Durchbruch ausgewertet wird.
Strömungseinrichtung für ein strömungsfähiges Medium, in die eine Adsorberanordnung aufnehmbar ist, und eine Einrichtung zur messtechnischen Erfassung einer Temperaturänderung, die in der Strömungseinrichtung stromabwärts der Adsorberanordnung angeordnet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, wobei in der strömungsabwärtigen Zone (22) der Anordnung (21) zumindest ein Temperaturfühler (23) vorgesehen ist.
Strömungseinrichtung für ein strömungsfähiges Medium, in die eine Adsorberanordnung aufnehmbar ist, und eine Einrichtung zur laufenden Erfassung der Menge von adsobierendem Medium, die in der Strömungseinrichtung stromabwärts der Adsorberanordnung angeordnet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, wobei im Strömungsweg (2) hinter der Anordnung (1) ein Auffangbehälter (3) für das zu adsorbierende Medium mittels einer Waage (4) gelagert ist.