DE60304605T2

DE60304605T2 - Kraftstofffilter für dieselmotoren mit common-rail-hochdruckdirekteinspritzung und dergleichen

Info

Publication number: DE60304605T2
Application number: DE60304605T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Girondi
Original assignee: UFI Filters SpA
Current assignee: UFI Filters SpA
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: HRP20050338A2; CA2504033C; US20060163146A1; US7476310B2; ATE323226T1; CN100497926C; CA2504033A1; PL375273A1; SI1567762T2; HRP20050338B1; ITRE20020094A0; PL202320B1; ES2239931T1; RU2345241C2; WO2004051070A1; SI1567762T1; ITRE20020094A1; DE03769474T1; KR20050070089A; MXPA05005299A

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter für Kraftstoff von Fahrzeugen, insbesondere für Dieselmotoren des Common-Rail- oder Hochdruck-Direkteinspritzungs-Typs und dergleichen. Bei diesen Arten von Motoren ist die Kraftstoffzuführrate zu der Motorversorgungspumpe sehr viel größer als diejenige, die von dem Motor für seinen Betrieb erforderlich ist, weil der Kraftstoff nicht nur als Motorzuführfluid sondern auch als das Schmierungsfluid und das Kühlungsfluid für die Zuführpumpe verwendet wird. Derjenige Kraftstoff, der nicht den Zylindern zugeführt wird, erhöht sich in seiner Temperatur, weil er Wärme von der Pumpe wegnimmt und dann zu dem Kraftstofftank des Fahrzeugs zurückgeführt wird.
Es wurde herausgefunden, dass aufgrund der hohen Temperatur, bei welcher die Zuführpumpe betrieben wird, nach einer bestimmten Zeit des Motorbetriebs der in den Kraftfahrzeugtank oder in dem Motorzuführkreis enthaltene Kraftstoff eine hohe Temperatur in der Größenordnung von 100 °C und darüber erreicht.
Es entstand daher das Erfordernis, die Kraftstofftemperatur zu steuern, weil eine zu hohe Kraftstofftemperatur Bauteile des Motorzuführkreises beschädigen könnte. Des weiteren wurde bei diesen Arten von Motoren die Kraftstofftemperatur ein wichtiger Parameter beim Regulieren der Kraftstoffzuführrate zu dem Motor. Das Messen der Kraftstofftemperatur wurde daher im Sinne eines korrekten Motorbetriebs notwendig. Der Wert der gemessenen Temperatur wird der elektronischen Steuereinheit zugeführt, welche die Kraftstoffzufuhr zu der Pumpe und somit zu den Zylindern steuert.
Der Stand der Technik hat dieses Problem, die Kraftstofftemperatur zu steuern, durch Temperaturmesseinrichtungen gelöst, welche entweder innerhalb des Kraftstofftanks oder entlang der Leitungen positioniert sind, durch welche der Kraftstoff zu dem Motor geführt wird.
In beiden Fällen benötigen die verwendeten Vorrichtungen geeignete Befestigungsflansche und elektrische Leitungen zum Verbinden der Vorrichtung mit der elektronischen Steuereinheit des Kraftfahrzeugs. Des weiteren ist es oft schwierig, die Temperaturmesseinrichtungen zu installieren, da derjenige Motorbereich, in dem die Leitungen vorhanden sind, mit vielerlei Bauteilen überhäuft ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik im Umfang einer ein fachen und rationalen Lösung mit niedrigen Kosten zu beseitigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der in den Ansprüchen festgelegten Eigenschaften.
Insbesondere stellt die Erfindung eine Temperaturmesseinrichtung zur Verfügung, welche mit dem unteren Teil des an dem Kraftfahrzeug installierten Kraftstofffilters verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Temperaturmesseinrichtung mit der Einrichtung zum Ermitteln des Vorhandenseins von in der Unterseite des Kraftstofffilters angesammelten Wassers verbunden.
In diesem Zusammenhang ist es bekannt, dass in dem Kraftstoff vorhandenes Wasser dazu tendiert, Oxidationsschäden an den Metallteilen, mit denen es in Kontakt kommt, zu erzeugen, weswegen die neueste Generation von Filtern, insbesondere für Dieselmotorkraftstoff, nicht nur die Unreinheiten, sondern auch das in dem Kraftstoff vorhandene Wasser trennen. Weil Wasser eine relative Dichte höher als der Kraftstoff aufweist, sammelt es sich auf der Unterseite einer in dem unteren Teil des Filters angeordneten Sammelkammer an. Dieses Wasser muss, nachdem es einen maximalen Stand erreicht hat, abgeleitet werden, um zu verhindern, dass es den korrekten Filterbetrieb stört, oder es kann zu dem den Filter verlassenden Kraftstoffstrom zurückgeführt werden.
Das Wasser wird mittels geeigneter Einrichtungen abgeleitet, welche aktiviert werden, wenn ein geeigneter Sensor ermittelt, dass das Wasser in der Sammelkammer seinen Maximalstand erreicht hat.
Die Einrichtung zum Ermitteln des Wasserstands weist einen innerhalb der Sammelkammer angeordneten Schwimmer auf, der eine relative Dichte zwischen der relativen Dichte von Wasser und der relativen Dichte von Kraftstoff aufweist. Der Schwimmer ist auf einer Führungsstange angebracht, wobei im Inneren derselben ein Magnetfeldsensor angeordnet ist, welcher mittels zweier elektrischer Leiter elektrisch mit einer elektronischen Karte verbunden ist.
Das Dokument US 4,500,542 aus dem Stand der Technik zeigt einen Kraftstofffilter mit einem solchen Wasserstandssensor.
Gemäß der Erfindung nimmt die Stange in ihrem Inneren den Temperatursensor auf, welcher die Kraftstofftemperatur misst. Insbesondere ist der Temperatursensor in der Nähe des freien Endes der Stange angeordnet, welche sich in die Wassersammelkammer erstreckt. Um die Wärmeableitung zu erleichtern, ist der Sensor in einem leitenden Kunstharz eingebettet, welches in die Stange eingegossen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend mit der Hilfe der beigefügten Figuren, welche eine nicht einschränkende Ausführungsform derselben mittels eines Beispiels darstellt, detailliert beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung des Filters gemäß der Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Ansicht des unteren Bereichs von 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht des unteren Abschnitts des Filters, auf welcher eine Variante der Erfindung installiert ist.
1 zeigt einen Filter 1 von im wesentlichen bekannter Bauart, welcher ein äußeres Gehäuse 2 mit einem Kraftstoffeinlass 3 und einem Auslass 4 aufweist. Das Gehäuse 2 nimmt in seinem Inneren eine Filtereinrichtung 5 auf, die innerhalb einer oberen Kammer 6 angeordnet ist. Der Kraftstoff tritt durch den Einlass 3 in die Kammer 6 ein und verlässt dieselbe, nachdem er durch die Filtereinrichtung 5 geströmt ist, durch den Auslass 4.
Unterhalb der Kammer 6 und in Verbindung mit derselben ist eine Kammer 7 angeordnet, welche von der vorherigen mittels eines perforierten Bodens 50 abgetrennt ist, welcher auch als ein Halteelement für die Filtereinrichtung 5 dient.
Die Kammer 7 dient dazu, das Wasser zu sammeln, welches sich von dem Kraftstoff abtrennt, und ist aus diesem Grund in ihrem oberen Teil mit Kraftstoff gefüllt, wobei sich das abgetrennte Wasser in dem unteren Teil ansammelt.
Auf dem Boden der Kammer 7 ist ein Wasserpegelsensor 8 angeordnet, welcher einen Schwimmer 9 aufweist, dessen relative Dichte zwischen der relativen Dichte von Wasser und derjenigen von Kraftstoff liegt, und welcher in der Sammelkammer 7 unter dem Einfluss des Pegels des Wassers A angeordnet ist, welches sich auf der Unterseite ansammelt. Der Schwimmer 9 ist entlang einer vertikalen Schwimmerführungsstange 12 verschieblich, welche sich dadurch in die Kammer 7 erstreckt, dass sie durch einen unteren Anschluss 70 geführt ist, der an dem untersten Punkt der Kammer angeordnet und durch die Stange 12 in Zusammenarbeit mit einer Dichtung 122 angeordnet ist.
In dem Inneren der Stange 12 ist ein Magnetfeldsensorelement 13 angeordnet, zum Beispiel der Reed- oder Hall-Bauart, welches aktiviert wird, wenn der Schwimmer in seiner Aufwärtsbewegung, wenn der Pegel des angesammelten Wassers zunimmt, eine Position in Übereinstimmung mit dem Element 13 erreicht.
Das Sensorelement 13 ist mittels zweier Verbindungskabel 130 und 131 mit einer elektronischen Karte 14 verbunden. Die Karte ist mit der Motorsteuereinheit verbunden. Wenn, durch den Effekt des in der Kammer 6 angesammelten Wassers, der Schwimmer 10 den Pegel des Sensors 13 erreicht, wird ein elektrisches Signal er zeugt und mittels der zwei Leitungskabel 130 und 131 wird dieses durch die elektronische Karte 14 sensiert, welche es für die elektronische Motorsteuereinheit zugänglich macht, um den Benutzer mittels einer auf dem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs angeordneten Lampe oder mittels eines anderen Warnsignals zu warnen.
Wenn das Signal des Maximalpegels des Wassers erzeugt wird, aktiviert die Steuerkarte 14 eine Entnahmeeinrichtung für das in der Kammer 7 angesammelte Wasser. Die Wasserentnahmeeinrichtung ist mit dem unteren Ende des Filters 1 verbunden, jedoch nicht dargestellt oder im Detail beschrieben, weil sie von bekannter Bauart ist.
In dem Inneren der Stange 12 ist, in der Nähe ihres freien Endes, auch ein Temperatursensor 15 vorgesehen, welcher in einer Schicht aus leitfähigem Harz 150 eingebettet ist, um die Temperatur des in der Kammer 7 vorhandenen Kraftstoffs zu messen, wobei diese gleich oder zumindest indikativ bezüglich der Temperatur des durch den Filter 1 strömenden Kraftstoffs ist.
Der Sensor 15, zum Beispiel vom NTC-Typ, ist mittels zweier Leiter 16 und 17 mit der elektronischen Karte verbunden. Der durch den Sensor 15 gemessene Temperaturwert wird über die Karte 14 der elektronischen Motorsteuereinheit zugeführt.
3 zeigt eine Variante der Erfindung, in welcher eines der Leiterkabel, welche den Sensor mit der Karte 14 verbinden, auch als das Leiterkabel verwendet wird, welches den Sensor 15 mit der Karte selbst verbindet. Somit ist in diesem Fall eine Vereinfachung des elektrischen Schaltkreises gegeben, welcher die Sensoren mit der Karte verbindet, weil das Kabel 20 als ein gemeinsamer Leiter verwendet wird.

Claims

Kraftstofffilter (1) für Dieselmotoren mit Hochdruck-Direkteinspritzung des Common Rail-Typs und dergleichen, mit einem äußeren Gehäuse (2), welches eine Kraftstoffeinlassleitung (3) und eine Auslassleitung (4) aufweist und in seinem Inneren eine Filtereinrichtung (5) aufnimmt, wobei das Gehäuse (2) eine obere Kammer (6) zum Aufnehmen der Filtereinrichtung, eine untere Kammer (7), welche mit der oberen Kammer (6) in Verbindung steht, um das Wasser, welches die Filtereinrichtung (5) von dem Kraftstoff separiert, zu sammeln, und eine Einrichtung (8) zum Messen des Pegels des in der unteren Kammer (7) gesammelten Wassers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zum Messen des Wasserpegels in der Kammer (7) einen Temperatursensor (15) zum Erzeugen eines elektrischen Signals aufweist, wobei das Signal mittels zwei elektrischen Leitern (16, 17) einer elektronischen Karte (14) zugeführt wird.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pegelsensoreinrichtung einen Schwimmer (9), welcher in der Sammelkammer angeordnet ist und eine relative Dichte aufweist, welche zwischen der relativen Dichte von Wasser und derjenigen des Kraftstoffs liegt, sowie eine Schwimmerführungsstange (12) aufweist, wobei im Inneren derselben ein Magnetfeldsensor (13) angeordnet ist, welcher mittels zweier elektrischer Leiter (16, 17) elektrisch mit der elektronischen Karte (14) verbunden ist, wobei die Temperatursensoreinrichtung (15) in dem Inneren der Stange (12) in der Nähe ihres oberen freien Endes angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der elektrischen Leiter (16, 17), welcher die Temperatursensoreinrichtung mit der Karte verbindet, auch mit dem Magnetfeldsensor (13) verbunden ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (15) von dem NTC-Typ ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (15) in einer Schicht (150) aus leitendem Kunstharz eingebettet ist.