EP0340745B1 - Vorrichtung zum Zuführen eines Kraftstoff-Zusatzmittels in den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zum Zuführen eines Kraftstoff-Zusatzmittels in den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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EP0340745B1
EP0340745B1 EP89107991A EP89107991A EP0340745B1 EP 0340745 B1 EP0340745 B1 EP 0340745B1 EP 89107991 A EP89107991 A EP 89107991A EP 89107991 A EP89107991 A EP 89107991A EP 0340745 B1 EP0340745 B1 EP 0340745B1
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EP
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fuel tank
valve
fuel
positive displacement
displacement pump
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Fritz Dr. Naumann
Hans-Günther Haldenwanger
Herwig Reim
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Audi AG
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Audi AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture

Definitions

  • the invention relates to a device for feeding a fuel additive into the fuel tank of a motor vehicle, the additive being admixed to the fuel from a reservoir via a pump device.
  • the object of the invention is to provide a simple, inexpensive and functionally reliable device of the generic type, with which a sufficiently precise admixture of the fuel additive can be carried out.
  • a pressure source present in the motor vehicle in particular a vacuum source, can be used as the medium which drives the positive displacement pump.
  • a control valve and the positive displacement pump with the corresponding connecting lines and two check valves are required.
  • the control valve is actuated directly by the closure of the fuel tank in such a way that the fuel additive is automatically added each time the fuel tank is opened.
  • the schematic drawing shows a device with a vacuum operated diaphragm pump and a two-way control valve.
  • the device shown shows a reservoir (10) for the fuel additive to be supplied to the fuel (e.g. G 15).
  • the storage container (10) can be provided, in a manner not shown, with a display device which visually or acoustically indicates whether additives have to be refilled in the storage container (10).
  • the reservoir (10) is connected via a line (12) to a diaphragm pump (14) as a pump device.
  • the diaphragm pump (14) is composed of a housing (16), an elastic diaphragm as a movable pump element (18) and a spring (20) that biases the diaphragm in one direction.
  • the membrane (18) divides the housing (16) into two chambers (22, 24).
  • the line (12) into which a check valve (26) is switched opens into the chamber (22).
  • the check valve (26) is continuous in the direction of the chamber (22), but is blocked in the opposite direction to the storage container.
  • a further line (28) opens into the chamber (22), into which a second, controllable check valve (30) is switched on.
  • the check valve (30) forms, with a housing section (32) and a membrane (34) carrying the movable valve member, a closed chamber (36), into which the spring (38) prestressing the membrane is also inserted.
  • the line (28) serves to supply the additive either directly into the fuel tank, into the filler pipe of the fuel tank or into a fuel return line of the internal combustion engine.
  • the chamber (24) of the diaphragm pump (14) and the chamber (38) of the controllable check valve (30) are each connected to a two-way control valve (44) via a line (40, 42).
  • the control valve (44) is also connected to a vacuum source of the motor vehicle via a line (46) into which a vacuum reservoir (48) is connected.
  • the vacuum source can either be an existing vacuum pump in the motor vehicle (e.g. for a brake booster) or, in the case of a throttle valve-controlled internal combustion engine, the intake manifold downstream of the throttle valve.
  • the control valve (44) has a control slide (50) projecting from its housing (52), which is biased by an internal spring (54) into a switching state in which it controls the chamber (24) via line (40) Diaphragm pump (14) is ventilated (ventilation valve 53) and the line (42) is applied to the chamber (38) of the controllable valve (30) with negative pressure. This negative pressure causes the check valve (34) to be open.
  • This switching state is assumed by the control valve (44) when the closure (here screw cap 56) of the fuel tank inlet connection (58) is removed (for refueling the motor vehicle).
  • control slide (50) When the fuel tank is closed or the screw cap (56) is screwed on, the control slide (50) is moved into the second switching state by the annular collar (56 a), the line (42) and the chamber (38) of the check valve (30) now being vented (Ventilation slot 51) and the chamber (24) of the diaphragm pump (14) via line (40) is subjected to negative pressure.
  • the control valve (44) assumes the other switching state, in which the line (40) is now vented and the line (42) is subjected to a vacuum. This opens the check valve (30) and the diaphragm (18) is opened by the force of the spring (20). the drawing moves down and the additive in the chamber (22) is supplied to the fuel tank in a defined amount or mixed with the fuel.
  • the amount of additive supplied from the chamber (22) when the motor vehicle is being refueled can be defined so that it is just sufficient when the fuel tank is fully refueled (maximum tank capacity) in order to achieve the intended effect in the internal combustion engine. This prevents overdosing from occurring during normal refueling (statistically approx. 2/3 of the maximum tank content). If necessary, it would be possible to provide a locking lever or a locking valve on the control slide of the control valve (44) (or at another suitable location), via which an admixture of additive can be prevented if the tank cap is to be opened without intentional refueling.
  • the fuel filler cap can expediently be provided with an information label which draws attention to the connection between the opening of the fuel filler cap and the associated admixture of the additive.
  • control valve (44) - or the control valve (44) and the vacuum reservoir (48) as a structural unit - can be arranged directly on the fuel tank or on the fuel filler pipe (58). If necessary, even the entire device shown in the drawing can form a single structural unit.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines Kraftstoff-Zusatzmittels in den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges, wobei das Zusatzmittel aus einem Vorratsbehälter über eine Pumpeinrichtung dem Kraftstoff zugemischt wird.
  • In Ländern mit schlechten Kraftstoffquallitäten kann es angezeigt sein, den Kraftstoff ein Zusatzmittel bzw. Additiv beizumengen, um Funktionsstörungen an der Brennkraftmaschine durch unerwünschte Ablagerungen auszuschließen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine herstellungstechnisch einfache, kostengünstige und funktionssichere Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der eine ausreichend genaue Beimengung des Kraftstoff-Zusatzmittels durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 2 bis 7 entnehmbar.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann eine im Kraftfahrzeug vorhandene Druckquelle, insbesondere eine Unterdruckquelle, als Medium verwendet werden, welches die Verdrängerpumpe antreibt. Als wesentliche Teile sind somit lediglich ein Steuerventil und die Verdrängerpumpe mit den entsprechenden Verbindungsleitungen und zwei Rückschlagventilen erforderlich. Das Steuerventil wird in besonders vorteilhafter Weise unmittelbar von dem Verschluß des Kraftstoffbehälters betätigt, derart, daß mit Jedem Öffnen des Kraftstoffbehälters automatisch eine Beimengung des Kraftstoff-Zusatzmittels erfolgt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine Vorrichtung mit einer unterdruckbetätigten Membranpumpe und einem Zweiwege-Steuerventil.
  • Die dargestellte Vorrichtung zeigt einen Vorratsbehälter (10) für das dem Kraftstoff zuzuführende Kraftstoff-Zusatzmittel (z. B. G 15). Der Vorratsbehälter (10) kann in nicht dargestellter Weise mit einer Anzeigeeinrichtung versehen sein, welche optisch oder akustisch anzeigt, ob Zusatzmittel in den Vorratsbehälter (10) nachzufüllen ist.
  • Der Vorratsbehälter (10) ist über eine Leitung (12) mit einer Membranpumpe (14) als Pumpeinrichtung verbunden. Die Membranpumpe (14) setzt sich aus einem Gehäuse (16), einer elastische Membrane als bewegliches Pumpenelement (18) und einer die Membrane in einer Richtung vorspannenden Feder (20) zusammen. Die Membrane (18) unterteilt das Gehäuse (16) in zwei Kammern (22,24).
  • In die Kammer (22) mündet die Leitung (12), in die ein Rückschlagventil (26) eingeschaltet ist. Das Rückschlagventil (26) ist in Richtung zur Kammer (22) durchgängig, in Gegenrichtung zum Vorratsbehälter jedoch gesperrt. Ferner mündet in die Kammer (22) eine weitere Leitung (28), in die ein zweites, ansteuerbares Rückschlagventil (30) eingeschaltet ist.
  • Das Rückschlagventil (30) bildet mit einem Gehäuseabschnitt (32) und einer das bewegliche Ventilglied tragenden Membrane (34) eine abgeschlossene Kammer (36), in die auch die die Membrane vorspannende Feder (38) eingesetzt ist.
  • Die Leitung (28) dient zum Zuführen des Zusatzmittels entweder unmittelbar in den Kraftstoffbehälter, in das Einfüllrohr des Kraftstoffbehälters oder in eine Kraftstoff-Rücklaufleitung der Brennkraftmaschine.
  • Die Kammer (24) der Membranpumpe (14) sowie die Kammer (38) des ansteuerbaren Rückschlagventiles (30) sind über je eine Leitung (40,42) mit einem Zweiwege-Steuerventil (44) verbunden. Ferner ist das Steuerventil (44) über eine Leitung (46), in die ein Unterdruck-Vorratsbehälter (48) eingeschaltet ist, mit einer Unterdruckquelle des Kraftfahrzeuges verbunden. Die Unterdruckquelle kann entweder eine im Kraftfahrzeug vorhandene Unterdruck-Pumpe (z. B. für einen Bremskraftverstärker) oder bei einer Drosselklappen gesteuerten Brennkraf tmaschine das Saugrohr stromab der Drosselklappe sein.
  • Das Steuerventil (44) besitzt einen aus dessen Gehäuse (52) herausragenden Steuerschieber (50), der durch eine innen liegende Feder (54) in einen Schaltzustand vorgespannt ist, in dem er über die Leitung (40) die Kammer (24) .der Membranpumpe (14) belüftet (Belüftungsventil 53) und über die Leitung (42) die Kammer (38) des aufsteuerbaren Ventiles (30) mit Unterdruck beaufschlagt. Diese Unterdruckbeaufschlagung bewirkt, daß das Rückschlagventil (34) geöffnet ist. Diesen Schaltzustand nimmt das Steuerventil (44) ein, wenn der Verschluß (hier Schraubverschlußkappe 56) des Kraftstoffbehälter-Einlaufstutzens (58) abgenommen ist (zum Betanken des Kraftfahrzeuges).
  • Bei geschlossenem Kraftstoffbehälter bzw. aufgeschraubter Schraubverschlußkappe (56) wird der Steuerschieber (50) durch den ringförmigen Kragen (56 a) in den zweiten Schaltzustand bewegt, wobei nunmehr die Leitung (42) und die Kammer (38) des Rückschlagventiles (30) belüftet sind (Belüftungsschlitz 51) und die Kammer (24) der Membranpumpe (14) über die Leitung (40) mit Unterdruck beaufschlagt wird.
  • Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:
    • Bei geschlossenem Kraftstoffbehälter bzw. aufgesetzter Schraubverschlußkappe (56) ist über das Steuerventil (44) die Kammer (24) der Membranpumpe (14) mit Unterdruck beaufschlagt, wodurch die Membrane (18) entgegen der Kraft der Feder (20) auf der Zeichnung nach oben bewegt wird. Durch die dabei stattfindende Volumenvergrößerung in der Kammer (22) wird das Rückschlagventil (26) aufgezogen und Kraftstoff-Zusatzmittel aus dem Vorratsbehälter (10) in die Kammer (22) gefördert. Sollte in dieser Stellung aus irgend einem Grunde die Unterdruckversorgung unterbrochen sein oder aussetzen, so reicht die Kraft der Feder (20) nicht aus, um entgegen der Kraft der Feder (38) das Rückschlagventil (30) zu öffnen und ungewollt Zusatzmittel dem Kraftstoffbehälter zuzuführen.
  • Wird nunmehr die Schraubverschlußkappe (56) zum Befüllen des Kraftstoffbehälters geöffnet, so nimmt das Steuerventil (44) den anderen Schaltzustand ein, bei dem nunmehr die Leitung (40) belüftet und die Leitung (42) mit Unterdruck beaufschlagt wird. Dadurch öffnet das Rückschlagventil (30) und es wird durch die Kraft der Feder (20) die Membrane (18) auf. der Zeichnung nach unten bewegt und das in der Kammer (22) befindliche Zusatzmittel in einer definierten Menge dem Kraftstoffbehälter zugeführt bzw. dem Kraftstoff zugemischt.
  • Die jeweils aus der Kammer (22) beim Betanken des Kraftfahrzeuges zugeführte Menge an Zusatzmittel kann so definiert sein, daß sie beim vollständigen Betanken des Kraftstoffbehälters (maximaler Tankinhalt) gerade noch ausreicht, um die beabsichtigte Wirkung in der Brennkraftmaschine zu erfüllen. Dadurch wird vermieden, daß bei der üblichen Betankung (statistisch ca. jeweils 2/3 des maximalen Tankinhaites) keine Überdosierung erfolgt. Gegebenenfalls wäre es möglich, an dem Steuerschieber des Steuerventiles (44) (oder an einer anderen geeigneten Stelle) ein Sperrhebelchen oder ein Sperrventil vorzusehen, über welches eine Zumischung von Zusatzmittel unterbindbar ist, wenn der Tankverschluß ohne beabsichtigtes Auftanken geöffnet werden soll. Der Tankverschluß kann zweckmäßig mit einem Hinweisschild versehen sein, welches auf den Zusammenhang zwischen dem Öffnen des Tankverschlusses und dem damit verbundenen Zumischen des Zusatzmittels aufmerksam macht.
  • In nicht dargestellter Weise kann das Steuerventil (44) - oder das Steuerventil (44) und der Unterdruck-Vorratsbehälter (48) als Baueinheit - unmittelbar am Kraftstoffbehälter oder am Kraftstoffeinfüllrohr (58) angeordnet sein. Gegebenenfalls kann sogar die gesamte, in der Zeichung dargestellte Vorrichtung eine einzige Baueinheit bilden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Zuführen eines Kraftstoff-Zusatzmittels in den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges, wobei das Zusatzmittel aus einem Vorratsbehälter über eine Pumpeinrichtung dem Kraftstoff zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung eine pneumatisch betätigte Verdrängerpumpe (14) ist, deren bewegliches Pumpenelement (18) über ein Steuerventil (44) entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder (20) druckgesteuert verstellbar ist und dabei das Volumen einer mit dem Vorratsbehälter (10) und dem Kraftstoffbehälter verbundenen Kammer (22) zur Förderung einer definierten Menge verdrängt, wobei zwischen Vorratsbehälter (10) und Kammer (22) sowie zwischen Kammer (22) und Kraftstoffbehälter je ein in Richtung zum Kraftstoffbehälter durchgängiges Rückschlagventil (26,30) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe eine Membranpumpe (14) ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe unterdruckbetätigt ist und daß zwischen dem Steuerventil (44) und der Unterdruckquelle ein Unterdruck-Vorratsbehälter (48) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (44) ein Zweiwege-Ventil ist, welches im einen Schaltzustand die Verdrängerpumpe (14) und im anderen Schaltzustand das als ansteuerbares Ventil ausgebildete Rückschlagventil (30) zwischen Verdrängerpumpe und Kraftstoffbehälter mit der Unterdruckquelle verbindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (44) die jeweils nicht mit Unterdruck beaufschlagte Kammer (24,38) der Verdrängerpumpe (14) bzw. des Rückschlagventiles (30) mit der Atmosphäre verbindet.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (44) von dem Verschluß (56) des Kraftstoffbehälters gesteuert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (44) benachbart dem Einfüllstutzen (58) des Kraftstoffbehälters angeordnet ist und unmittelbar durch den Kraftsoffbehälterverschluß (56) betätigt ist.
EP89107991A 1988-05-06 1989-05-03 Vorrichtung zum Zuführen eines Kraftstoff-Zusatzmittels in den Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges Expired - Lifetime EP0340745B1 (de)

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