DE60133444T2

DE60133444T2 - Doppelwandiger Brennstoffverteiler

Info

Publication number: DE60133444T2
Application number: DE60133444T
Authority: DE
Inventors: Ki-Ho Windsor Lee
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: US6499466B2; US20020046735A1; EP1201909A3; EP1201909A2; DE60133444D1; EP1201909B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Brennstoffverteilung, welches die Emission von Brennstoffdämpfen in die Umgebung beschränkt.
Gegenwärtige Brennstoffverteilersystem stellen der Brennkammer eines Fahrzeugs Brennstoff über eine Brennstoffschiene bereit, die Brennstoff vom Brennstofftank zu Brennstoffeinspritzern oberhalb der Kammern kanalisiert. Während viele Brennstoffschienen aus Metall konstruiert sind, haben die Hersteller in jüngerer Zeit mit der Verwendung von Brennstoffschienen aus Kunststoff begonnen, um die Einspritzer mit Brennstoff zu versorgen. Brennstoffschienen aus Kunststoff sind leichter und lassen sich mit anderen Kunststoffbauteilen, die mit dem Fahrzeugmotor verbunden sind, einfacher recyclen. Brennstoffschienen aus Kunststoff sind jedoch porös und ermöglichen daher, dass Dämpfe oder Dampf von dem flüssigen Brennstoff in die Umwelt freigegeben werden. Höhere Emissionsstandards machen die Emission von Dämpfen durch die Schiene zu einem Grund für Bedenken für Hersteller, die Kunststoffbrennstoffschienen verwenden.
Hersteller haben versucht, diese Umweltbedenken durch den Einsatz verschiedener Beschichtungen anzugehen, um zu verhindern, dass Dämpfe in die Umgebung freigesetzt werden. Meist war der Einsatz dieser Beschichtungen jedoch ineffektiv oder extrem teuer.
Daher besteht ein Bedarf an einem Brennstoffverteilersystem, das das Ausströmen von Dämpfen in die Umgebung beschränkt, während es Herstellern immer noch ermöglicht, Brennstoffverteilersysteme aus Kunststoff einzusetzen.
In der US-Patentschrift US 5,076,242 wird eine einstückige Brennstoffleitung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug beschrieben, wobei diese Brennstoffleitung Folgendes um fasst: einen innersten Schlauch, der eine Hochdruckleitung definiert und einen ersten Durchlass zum Verteilen von Brennstoff von einem Speichertank zu einem Motorzylinder des Kraftfahrzeugs aufweist; einen Zwischenschlauch, der eine Niedrigdruckleitung definiert und von dem innersten Schlauch in koaxialer Beziehung radial beabstandet ist, so dass ein zweiter Durchlass dazwischen zum Rückführen des unbenutzten Teils des Brennstoffs zurück zum Speichertank gebildet wird; und einen äußeren Schlauch, der eine Dampfrückgewinnungsleitung definiert und von dem Zwischenschlauch in koaxialer Beziehung radial beabstandet ist, so dass dazwischen ein dritter Durchlass zum Rückführen von dampfförmigem und verdampftem Brennstoff zurück in den Speichertang gebildet wird.
In der US-Patentschrift US 5,803,050 A wird ein Induktionssystem für einen Zweitaktmotor mit einer integrierten Brennstoffleitung gezeigt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung umfasst ein Brennstoffverteilersystem, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Im Wesentlichen leitet das Brennstoffverteilersystem einen Brennstoff durch die Brennstoffleitung. Etwaiger Dampf, der eine Wand der Brennstoffleitung durchdringt, wird in eine Gasleitung geleitet. Statt das Entweichen des Dampfes an die Umgebung zu gestatten, wird durch die Erfindung der Dampf zu dem Fahrzeugmotor rezirkuliert oder anderweitig verarbeitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden Fachleuten aus der folgenden Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich. Die Zeichnungen, die die ausführliche Beschreibung begleiten, können kurz wie folgt beschrieben werden:
1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, enthaltend eine Brennstoffleitung, eine Gasleitung und einen Brennstoffeinspritzer.
2 veranschaulicht eine Querschnittansicht der Gasleitung und der Brennstoffleitung aus 1.
3 veranschaulicht eine Draufsicht der Brennstoffleitung und der Gasleitung aus 1 und 2.
4 veranschaulicht eine alternative Ansicht der Ausführungsform aus 3.
5 veranschaulicht eine alternative Ansicht der Ausführungsform aus 3.
6 veranschaulicht eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Brennstoffleitung und der Gasleitung.
7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Erfindung umfasst ein Bennstoffverteilersystem, welches ermöglicht, dass etwaiger Brennstoffdampf in einer Brennstoffleitung, der eine Kunststoffwand durchdringt, in eine Gasleitung geleitet wird. Der Brennstoff in der Brennstoffleitung wird weiter zu den Brennstoffeinspritzern geleitet, während der durchgedrungene Dampf anderweitig verarbeitet wird. Die Erfindung verhindert dadurch, dass solche Dämpfe in die Umgebung freigesetzt werden.
1 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung 10, umfassend einen Kunststoffinnenwand 22, eine Gasleitung 26 und mindestens einen Brennstoffeinspritzer 30. Wie in
2 zu sehen, bewegt sich von dem Brennstofftank 12 kommender Brennstoff durch die Brennstoffleitung 14 und schließlich zu dem Brennstoffeinspritzer 30 und die anderen Brennstoffeinspritzer des Motors 50 wie bekannt. Die Gasleitung 26 umgibt die Brennstoffleitung 14. Sowohl Gasleitung 26 als auch Brennstoffleitung 14 können aus Kunststoff gefertigt sein.
Die Brennstoffleitung 14 trägt Brennstoff in einer flüssigen Form 38 und einer gasförmigen Form 42. Die Innenwand 22 kann das Entweichen von einigem Brennstoffdampf 42 von der Brennstoffleitung 14 zulassen. Die Gasleitung 26 kann einen geringeren Druck aufweisen als die Brennstoffleitung 14.
Wie in 1 und 2 gezeigt, kann sich der Brennstoffdampf 42 durch die Gasleitung 26 in den Gasbehälter 54 bewegen, wie einem Kanister oder einem Speichervolumen, und entlang der Richtung von Pfeil A in den Lufteinlassverteiler 46. Außerdem kann eine Entleerungssteuervorrichtung 34, wie ein Kurbelkastenbelüftungssystem, den Gasdampf in der Gasleitung 26 und dem Gasbehälter 56 zu einem annehmbaren Ziel entleeren. Beispielsweise kann der Lufteinlassverteiler 46 den Dampf 42 von dem Gastank 54 gleichmäßig zu den Lufteinlassöffnungen des Lufteinlassverteilers 46 verteilen. Die Luft und der durch die Gasleitung 26 kanalisierte Brennstoffdampf werden dann durch den Lufteinlassverteiler 46 in die Brennkammer des Zylinders kanalisiert. Somit führt ein Lufteinlassverteiler 46 nicht nur Luft in die Brennkammer, wie bekannt, sondern auch Dampf 42 von der Gasleitung 26. Luft und Dampf 42 werden kombiniert und verbrennen zusammen mit flüssigem 38 Brennstoff. Der Dampf 42 wird somit von dem Motor 50 verbraucht, statt an die Umgebung freigesetzt zu werden. Der Gastank 54 stellt die gleichmäßige Verteilung von Dampf durch den Lufteinlassverteiler 46 sicher, so dass eine Konzentration von Dampf 42 in einem bestimmten Zylinder vermieden wird. Das Speichervolumen bestehender Lufteinlasssysteme kann mit gering fügigen Änderungen an den Verbindungen, die von einem Durchschnittsfachmann vorgenommen werden, eingesetzt werden.
3 veranschaulicht eine Draufsicht einer Brennstoffleitung 14 und einer Gasleitung 26. Es wird eine Innendurchmesserwand der Gasleitung 26 gezeigt, die auch als die Wand 22 der Brennstoffleitung 14 fungiert. Die Außendurchmesserwand 28 wird ebenfalls gezeigt. Die Brennstoffleitung benutzt eine Wand 22 gemeinsam mit der Gasleitung 26 und wird vorzugsweise von der Gasleitung 26 umgeben.
4 zeigt einen Querschnitt der Brennstoffleitung 14 und der Gasleitung 26. Wie veranschaulicht, umgibt die Gasleitung 26 die Brennstoffleitung 14, wobei die Wand 22 gemeinsam benutzt wird. Der Brennstoffeinspritzer 30 wird in Verbindung mit der Brennstoffleitung 14 gezeigt.
5 veranschaulicht einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung, enthaltend eine Brennstoffleitung 60 und eine Gasleitung 64. Wie in dieser Ausführungsform gezeigt, umgibt die Gasleitung 64 die Brennstoffleitung 60 nicht vollkommen. Die Gasleitung hat zwar eine Außendurchmesserwand 58, diese Wand kann aber außerdem einstückig mit der Innenwand 62 gebildet sein, welche ihrerseits zur Bildung der Brennstoffleitung 60 dient. Es ist zu sehen, dass der Brennstoffeinspritzer 66 wie bekannt Brennstoff als Spray 70 in eine (nicht gezeigte) Brennstoffkammer leitet.
6 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Gasleitung 78 noch weniger von der Innenwand 82 als bei anderen Ausführungsformen benutzt. Hier weist die Brennstoffleitung 74 eine Wand 82 auf, die über einen Teil der Leitung 78 auch als eine Innendurchmesserwand der Gasleitung 78 fungiert. Die Gasleitung 78 weist auch eine Außendurchmesserwand 86 auf. Es wird auch der Brennstoffeinspritzer 90 mit dem Brennstoffspray 94 gezeigt. Die Querschnittfläche der Brennstoffleitung und der Gasleitung kann durch das Herstellungsverfahren und die erforderliche Brennstoffmenge, die dem Motor zugeführt wird, wie bekannt bestimmt werden.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hier verwendet die Gasleitung 100 nur einen Teil der gasdurchlässigen Wand 106. Die Wand 110 dient dazu, Dampf 42 zu seiner schließlichen Beseitigung zu leiten. Die gasdurchlässige Wand 106 richtet sowohl Dampf 42 als auch flüssigen 38 Brennstoff zu dem Brennstoffeinspritzer 30. Ein Teil des Dampfes 42 kann in die Umgebung entweichen. Das Sicherstellen eines Drucks in der Gasleitung 100, der geringer als der Umgebungsdruck ist, durch die Entleerungssteuervorrichtung 34 oder eine andere verfügbare Vorrichtung wird jedoch bewirken, dass der Dampf 42 mehr zu der Gasleitung 100 als zur Umgebung gezogen wird. Diese besondere Ausführungsform stellt eine beschränkte Wiedergewinnung von Dampf 42 bereit, kann aber leichter zu formen sein.
Die obige Beschreibung vielmehr beispielhaft als einschränkend. Angesichts der obigen Lehren sind viele Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung möglich, solange sie in den Schutzumfang fallen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Brennstoffverteilersystem (10), umfassend: eine Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104) mit einer Brennstoffwand (22); eine Gasleitung (26; 64; 78; 100), die die Brennstoffwand (22; 62; 82; 106) mindestens teilweise umgibt; mindestens einen Brennstoffinjektor (30; 66; 90), der mit der Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104) verbunden ist, wobei die Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104) einen Brennstoff sowohl in einem flüssigen (38) als auch in einem gasförmigen (42) Zustand durchleitet und gegenüber dem Brennstoffdampf (42) durchlässig ist; wobei der Brennstoffdampf (42) durch die Brennstoffwand (22; 62; 82; 106) diffundiert und in der Gasleitung (26; 64; 78; 100) aufgefangen wird; und wobei die Gasleitung (26; 66; 78; 100) mit einem Lufteinlassverteiler (46) verbunden ist.
Brennstoffverteilersystem nach Anspruch 1, wobei die Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104) und die Gasleitung (26; 64; 78; 100) die Brennstoffwand (22; 62; 82; 106) gemeinsam benutzen.
Brennstoffverteilersystem nach Anspruch 2, wobei die Gasleitung (14; 60; 74; 104) eine Innendurchmesserwand (27) und eine Außendurchmesserwand (28; 58; 86; 110) aufweist, wobei die Brennstoffwand (22; 62; 82; 106) die Innendurchmesserwand (27) mindestens teilweise umfasst.
Brennstoffverteilersystem nach einem der Anspruche 1 bis 3, enthaltend eine Entleerungssteuervorrichtung (34), die mit der Gasleitung (26; 64; 78; 100) verbunden ist, um Gas durch die Gasleitung (26; 64; 78; 100) zu bewegen.
Brennstoffverteilersystem nach Anspruch 4, wobei die Entleerungssteuervorrichtung (34) ein Be- und/oder Entlüftungssystem eines Kurbelgehäuses umfasst.
Brennstoffverteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, enthaltend einen Gastank (54), der mit der Gasleitung (26; 64; 78; 100) zum Sammeln von Gas verbunden ist.
Brennstoffverteilersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druck in der Gasleitung (26; 64; 78; 100) geringer als der Umgebungsdruck ist.
Brennstoffverteilersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasleitung (26; 64; 78; 100) aus Kunststoff gebildet ist.
Brennstoffverteilersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durchlässige Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104) aus Kunststoff gebildet ist.
Brennstoffverteilersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brennstoffdampf (42) in der Gasleitung (26; 64; 78; 100) entlang derselben allgemeinen Richtung geleitet wird wie der Brennstoff (38) in flüssigem Zustand in der Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104).
Brennstoffverteilersystem nach Anspruch 10, wobei der Brennstoffdampf (42) in der Gasleitung (26; 64; 78; 100) und der Brennstoff (38) in flüssigem Zustand in der Brennstoffleitung (14; 60; 74; 104) zum Verbrauch zu einem Motor (50) geleitet werden.
Brennstoffverteilersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasleitung (26; 64; 78; 100) die Brennstoffwand (22; 62; 82; 106) stromaufwärts von dem Einlassverteiler (46) mindestens teilweise umgibt.