EP1752652A1 - Kraftstoff-Einspritzsystem - Google Patents

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EP1752652A1
EP1752652A1 EP06014945A EP06014945A EP1752652A1 EP 1752652 A1 EP1752652 A1 EP 1752652A1 EP 06014945 A EP06014945 A EP 06014945A EP 06014945 A EP06014945 A EP 06014945A EP 1752652 A1 EP1752652 A1 EP 1752652A1
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EP
European Patent Office
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fuel
injection system
separator
polar
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06014945A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Giacomo G. Sciortino
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Delphi Technologies Inc
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
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Filing date
Publication date
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Application filed by Delphi Technologies Inc filed Critical Delphi Technologies Inc
Priority to EP06014945A priority Critical patent/EP1752652A1/de
Priority to JP2008525481A priority patent/JP2009504963A/ja
Priority to PCT/EP2006/007898 priority patent/WO2007017276A1/de
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    • F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/003—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge
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    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Definitions

  • the invention has for its object to provide a fuel injection system, which helps to ensure optimum function of the injector permanently.
  • the sensor allows monitoring of the function of the molecular separator and the efficiency of the separation process and, in the event of insufficient reduction in the amount of polar constituent, may cause appropriate action to protect the injector, such as repeated filtering of the fuel or disconnection of the injector from the fuel supply , As a result, damage to the injector by the polar component of the fuel can be effectively prevented.
  • the damage of the piezoelectric actuator is attributed to a permeation of water molecules through the encapsulation material with which the piezoelectric actuator is encapsulated. It is believed that water penetrated into the piezoelectric actuator acts as an electrolyte and initiates silver migration which forms a contact phase between two electrodes of the piezoelectric actuator, thereby resulting in failure of the piezoelectric actuator.
  • the water concentration in diesel available in Western Europe is about 200 ppm.
  • a fluoropolymer such as PVDF, PTFE, ETFE or FEP, having encapsulant about 0.833 g ⁇ mm / (m 2 ⁇ d) is, and thus is much larger than the permeation of diesel fuel, which is at the same temperature only 0.014 g ⁇ mm / (m 2 ⁇ d).
  • the bypass mechanism may be configured to continuously re-introduce a partial flow of the fuel that has flowed through the molecular separator into the molecular separator to thereby achieve continuous multiple filtration of at least a portion of the fuel and thus further reduce the amount of the polar constituent.
  • the reduction of the amount of the polar fuel component may be due to a chemical and / or physical absorption of molecules of the polar constituent or may be through a selective membrane.
  • the pressurized by the high pressure pump 24 fuel is stored in a pressure accumulator tube 26 and passes from there into the individual injectors 10th
  • the molecule separator can be chosen to be all polar Filtering out constituents from the fuel, or using a separator arrangement comprising a plurality of individual separator elements, each of which filters out one of the harmful constituents from the fuel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzsystem mit einem Einspritzventil (10), einer in einer Kraftstoffleitung stromaufwärts von dem Ventil (10) angeordneten Kraftstoffpumpe (24) und einem in der Kraftstoffleitung (12) stromaufwärts von der Pumpe (14) und insbesondere zwischen der Pumpe (24) und einem Kraftstofftank (14) angeordneten Molekülseparator (10), durch welchen vor dem Einleiten des Kraftstoffs in die Pumpe (24) die Menge eines polaren Bestandteils des Kraftstoffs selektiv zu einem unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs reduzierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzsystem mit einem Einspritzventil, einer in einer Kraftstoffleitung stromaufwärts von dem Ventil angeordneten Kraftstoffpumpe und einem in der Kraftstoffleitung stromaufwärts von der Pumpe und insbesondere zwischen der Pumpe und einem Kraftstofftank angeordneten Molekülseparator, durch welchen vor dem Einleiten des Kraftstoffs in die Pumpe die Menge eines polaren Bestandteils des Kraftstoffs selektiv zu einem unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs reduzierbar ist.
  • Ein derartiges Kraftstoff-Einspritzsystem ist grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der US-A-5 149 433 und der EP-A-0 311 162 .
  • Ein Kraftstoff-Einspritzsystem der eingangs genannten Art wird zum Beispiel im Kraftfahrzeugbereich bei Common-Rail-Dieselmotoren eingesetzt. Typischerweise handelt es sich bei der Kraftstoffpumpe eines Common-Rail-Dieseleinspritzsystems um eine Hochdruckpumpe, die den Druck des Dieselkraftstoffs in einem den Motorzylindern vorgelagerten Druckspeicherrohr auf 2000 bar oder mehr erhöht. Mit Hilfe von den Motorzylindern zugeordneten Einspritzventilen wird die Zufuhr des unter Druck stehenden Kraftstoffs in den jeweiligen Motorzylinder gesteuert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoff-Einspritzsystem zu schaffen, welches dazu beiträgt, eine optimale Funktion des Einspritzventils dauerhaft sicherzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Kraftstoff-Einspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass ein Sensor zur Messung der Menge des polaren Bestandteils des Kraftstoffs stromabwärts von dem Molekülseparator angeordnet ist. Der Sensor kann beispielsweise zwischen dem Molekülseparator und der Pumpe angeordnet sein.
  • Der Sensor ermöglicht eine Überwachung der Funktion des Molekülseparators und der Effizienz des Separationsprozesses und kann im Falle einer nicht ausreichenden Reduzierung der Menge des polaren Bestandteils eine geeignete Maßnahme zum Schutz des Einspritzventils veranlassen, beispielsweise eine wiederholte Filterung des Kraftstoffs oder eine Trennung des Einspritzventils von der Kraftstoffzufuhr. Hierdurch kann eine Beschädigung des Einspritzventils durch den polaren Bestandteil des Kraftstoffs wirksam verhindert werden.
  • Bevorzugt ist der Sensor kontinuierlich aktiv, sobald der Kraftstoff zu strömen beginnt, mit anderen Worten also unter normalen Betriebsbedingungen des Einspritzsystems, in Kaltstartsituationen sowie unter solchen Bedingungen, bei denen sich die Menge eines polaren Kraftstoffbestandteils aus umwelttechnischen Gründen erhöht hat bzw. erhöhen kann, wie z.B. nach langen Standzeiten des Fahrzeugs oder bei übermäßiger Luftfeuchtigkeit.
  • Der Sensor kann ein einzelnes Messelement aufweisen oder mindestens zwei gleichartige Messelemente umfassen. Beispielsweise können mehrere zueinander beabstandete Messelemente stromabwärts von dem Molekülseparator angeordnet sein, um die Menge des polaren Bestandteils über einen längeren Strömungsweg des Kraftstoffs hinweg zu überwachen. Dadurch werden die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit des Messergebnisses erhöht.
  • Alternativ oder zusätzlich können mindestens zwei unterschiedliche Messelemente stromabwärts von dem Molekülseparator angeordnet sein. Beispielsweise kann wenigstens ein erstes Messelement zur Überwachung der Menge eines ersten polaren Bestandteils, z.B. des Wassergehalts, und wenigstens ein zweites Messelement zur Überwachung der Menge eines zweiten polaren Bestandteils, z.B. des Methanolgehalts, vorgesehen sein. Die gleichzeitige Überwachung unterschiedlicher polarer Bestandteile des Kraftstoffs ermöglicht eine gezielte Anpassung des Separationsprozesses an den jeweils verwendeten Kraftstoff und somit eine noch wirksamere Reduzierung von das Einspritzventil schädigenden Kraftstoffbestandteilen.
  • Das erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzsystem eignet sich besonders gut für eine Verwendung mit einem piezoelektrischen Einspritzventil, insbesondere mit einem piezoelektrischen Einspritzventil, bei dem ein piezoelektrischer Aktor zur Betätigung des Einspritzventils im Kraftstoffströmungsweg angeordnet und zumindest bei geöffnetem Ventil dem Kraftstoff unmittelbar ausgesetzt ist.
  • Es hat sich nämlich herausgestellt, dass sich eine erhöhte Menge eines polaren Bestandteils des Kraftstoffs, beispielsweise ein erhöhter Molekülanteil von ungelöstem Wasser und/oder ein erhöhter Alkoholmolekülanteil, nachteilig auf die Lebensdauer des piezoelektrischen Aktors auswirkt.
  • Insbesondere haben Versuche ergeben, dass die Lebensdauer eines in einer Wasserumgebung getesteten piezoelektrischen Aktors weniger als 100 Stunden beträgt. Ferner wurde ein nahezu unmittelbares Versagen des piezoelektrischen Aktors beobachtet, wenn der Aktor mit Wasser versetztem Dieselkraftstoff ausgesetzt wurde.
  • Die Beschädigung des piezoelektrischen Aktors wird auf eine Permeation von Wassermolekülen durch das Verkapselungsmaterial zurückgeführt, mit welchem der piezoelektrische Aktor verkapselt ist. Man nimmt an, dass in den piezoelektrischen Aktor eingedrungenes Wasser als Elektrolyt wirkt und eine Silbermigration in Gang setzt, welche eine Kontaktphase zwischen zwei Elektroden des piezoelektrischen Aktors bildet und dadurch zu einem Versagen des piezoelektrischen Aktors führt.
  • Typischerweise beträgt die Wasserkonzentration in in Westeuropa erhältlichem Dieselkraftstoff etwa 200 ppm. Versuche, die bei einer Temperatur von 40°C durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass die Permeation von Wasserdampf, welcher mit in einer vergleichbaren Konzentration in Heliumgas vorliegt, durch das üblicherweise verwendete, ein Fluorpolymer, wie z.B. PVDF, PTFE, ETFE oder FEP, aufweisende Verkapselungsmaterial etwa 0,833 g·mm/(m2·d) beträgt und damit wesentlich größer als die Permeation von Dieselkraftstoff ist, welche bei der gleichen Temperatur lediglich 0,014 g·mm/(m2·d) beträgt.
  • Weitere Permeationsexperimente mit fluorierten Verkapselungsmaterialen haben ergeben, dass die Permeation von Dieselkraftstoff selbst nach einer Versuchdauer von einem Monat bei einer Temperatur von 80°C unterhalb der Nachweisgrenze bleibt, wohingegen die Permeation von Wasser bei der gleichen Temperatur bis auf 7,53 g·mm/(m2·d) ansteigen kann.
  • Dies belegt die unterschiedlichen Barriereneigenschaften von hydrophobischen Substanzen, wie beispielsweise Dieselkraftstoff, verglichen mit polaren Substanzen, wie z.B. Wasser oder Alkohol.
  • Während ein größerer Teil der Forschungsaktivitäten auf die Entwicklung von wasserundurchlässigen Verkapselungsmaterialien für piezoelektrische Aktoren gerichtet ist, verfolgt die Erfindung einen davon gänzlich verschiedenen Ansatz, nämlich die Reduzierung des Gehalts eines polaren Bestandteils des Kraftstoffs, z.B. des Molekülanteils von ungelöstem Wasser und/oder des Alkoholmolekülanteils, mittels eines Molekülseparators vor dem Eintritt des Kraftstoffs in das piezoelektrische Einspritzventil.
  • Der Molekülseparator separiert die ungelösten Wassermoleküle bzw. die Alkoholmoleküle von dem unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs und scheidet diese ab. Das Wasser bzw. der Alkohol wird also gewissermaßen aus dem Kraftstoff herausgefiltert.
  • Wie bereits erwähnt wurde, ist die Senkung des Wasseranteils insbesondere bei in Westeuropa erhältlichem Dieselkraftstoff von Bedeutung. Dagegen ist es beispielsweise in südamerikanischen Ländern üblich, Dieselkraftstoff zur Senkung des Kraftstoffpreises mit Methanol zu versetzen.
  • Je nach Einsatzbereich des Einspritzsystems ist es durch eine entsprechende Ausgestaltung des Molekülseparators erfindungsgemäß möglich, den Molekülanteil von ungelöstem Wasser und/oder den Alkoholmolekülanteil soweit zu reduzieren, dass der piezoelektrische Aktor des Piezo-Injektors bei Kontakt mit dem Kraftstoff nicht beschädigt wird.
  • Durch die Anordnung des Molekülseparators stromaufwärts von der Pumpe findet die Reduzierung der Menge des polaren Bestandteils des Kraftstoffs bei einem vergleichsweise niedrigen Kraftstoffdruck statt, wodurch sich auch bei einer vergleichsweise einfachen Separatorkonstruktion ein ausreichend effizienter Filterungsprozess erreichen lässt.
  • Auf diese Weise lässt sich die Menge des polaren Kraftstoffbestandteils so weit reduzieren, dass der piezoelektrische Aktor auch bei längerem Kontakt mit dem Kraftstoff keinen Schaden nimmt. Im Ergebnis ist somit eine Haltbarkeit des piezoelektrischen Einspritzventils und folglich des Kraftstoff-Einspritzsystems insgesamt erreichbar, welche die in der Praxis gestellten Anforderungen erfüllt.
  • Obwohl die Reduzierung des Molekülanteils von ungelöstem Wasser und/oder des Alkoholmolekülanteils in Kraftstoff voranstehend vor allem anhand ihrer vorteilhaften Auswirkung auf ein piezoelektrisches Einspritzventil erläutert wurde, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf Kraftstoff-Einspritzsysteme mit piezoelektrischen Einspritzventilen beschränkt ist. So ist es denkbar, dass sich die erfindungsgemäße Reduzierung des Molekülanteils von ungelöstem Wasser und/oder des Alkoholmolekülanteils in Kraftstoff sowie deren Überwachung durch den Sensor auch auf die Funktion anderer Einspritzventile, insbesondere nichtpiezoelektrischer Einspritzventile, positiv auswirkt. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass die voranstehenden, sich auf Dieselkraftstoff beziehenden Ausführungen in ähnlicher Weise auch für Benzinkraftstoff gelten.
  • Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Einspritzsystems ist der Molekülseparator so ausgebildet, dass er den Anteil des polaren Bestandteils des Kraftstoffs und insbesondere den Molekülanteil von ungelöstem Wasser und/oder den Alkoholmolekülanteil auf unter 20 ppm reduziert. Versuche haben ergeben, dass sich ein derart niedriger Wassergehalt in Dieselkraftstoff nicht negativ auf die Funktionsfähigkeit eines piezoelektrischen Aktors auswirkt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Einspritzsystems ist ein Umleitungsmechanismus vorgesehen, um bereits einmal durch den Molekülseparator geströmten Kraftstoff erneut durch den Molekülseparator zu leiten.
  • Der Umleitungsmechanismus kann so ausgebildet sein, dass kontinuierlich ein Teilstrom des durch den Molekülseparator geströmten Kraftstoffs erneut in den Molekülseparator eingeleitet wird, um dadurch eine kontinuierliche Mehrfachfilterung zumindest eines Teils des Kraftstoffs und somit eine noch weitere Reduzierung der Menge des polaren Bestandteils zu erreichen.
  • Alternativ kann der Umleitungsmechanismus so ausgebildet sein, dass bereits einmal durch den Molekülseparator geströmter Kraftstoff nur dann erneut durch den Molekülseparator geleitet wird, wenn die durch einen stromabwärts von dem Molekülseparator angeordneten Sensor gemessene Menge des polaren Kraftstoffbestandteils einen vorbestimmten Schwellwert, von z.B. 20 ppm, überschreitet. Eine mehrfache Filterung des Kraftstoffs wird mit anderen Worten lediglich so lange durchgeführt, bis die Menge des überwachten polaren Bestandteils den vorbestimmten Schwellwert wieder unterschreitet.
  • Um eine sensorgesteuerte Umleitung des bereits einmal gefilterten Kraftstoffs zu erreichen, kann der Umleitungsmechanismus ein mit dem Sensor gekoppeltes Umschaltventil umfassen, welches stromabwärts von dem Sensor angeordnet ist und durch welches durch den Molekülseparator geströmter Kraftstoff in eine den Molekülseparator überbrückende Bypassleitung umleitbar ist.
  • Zur noch weiteren Erhöhung der Effizienz des Separationsprozesses kann der Molekülseparator ein mehrstufiger Separator sein oder mehrere hintereinander geschaltete identische Separatorelemente umfassen.
  • Ferner kann der Molekülseparator ein vollautomatisches System zur Abscheidung von Wasser und/ oder Alkohol umfassen, welches vorzugsweise eine, z.B. über ein 24V-Bordnetz des Kraftfahrzeugs versorgte, Heizung aufweist, durch die ein Einfrieren des abgeschiedenen Wassers bei niedrigen Außentemperaturen verhindert werden kann. Das System kann beispielsweise mehrere nacheinander geschaltete Separatoren umfassen, die in einem Kaskadenmodus arbeiten.
  • Grundsätzlich kann die Reduzierung der Menge des polaren Kraftstoffbestandteils auf einer chemischen und/oder physikalischen Absorption von Molekülen des polaren Bestandteils beruhen oder durch eine selektive Membran erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Molekülseparator ein poröses Medium auf, welches den polaren Bestandteil, nicht aber den unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs absorbiert. Das poröse Medium kann beispielsweise ein Silikatschichtsystem umfassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Molekülseparator eine, z.B. planare oder röhrenförmige, selektive Membran auf. Die Membran kann ein Membranenpaar bestehend aus einer Kationen- und einer Anionenaustauschmembran umfassen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems, welches für den westeuropäischen Markt ausgelegt ist.
  • Bei dem in der Figur dargestellten Einspritzsystem handelt es sich um ein Common-Rail-System zur Einspritzung von Dieselkraftstoff in einen Kraftfahrzeug-Dieselmotor. Der Dieselmotor des gezeigten Ausführungsbeispiels weist vier Zylinder auf, die Anzahl der Zylinder kann aber auch anders gewählt sein.
  • Jedem Zylinder ist ein Einspritzventil 10 zugeordnet, welches die Zufuhr von Kraftstoff in den Zylinder steuert. Bei den Einspritzventilen 10 handelt es sich um piezoelektrische Einspritzventile, so genannte Piezo-Injektoren, die mittels eines piezoelektrischen Aktors geöffnet bzw. geschlossen werden, welcher im Strömungsweg des Kraftstoffs angeordnet und somit dem Kraftstoff direkt ausgesetzt ist.
  • Über eine Kraftstoffleitung 12 wird den Einspritzventilen 10 Dieselkraftstoff aus einem Kraftstofftank 14 zugeführt. Der Kraftstofftank 14 ist mit in Westeuropa erhältlichem Dieselkraftstoff befüllt, welcher einen vergleichsweise hohen Wassergehalt von typischerweise etwa 200 ppm aufweist.
  • Da die piezoelektrischen Aktoren dem Kraftstoff direkt ausgesetzt sind, können im Kraftstoff enthaltene ungelöste Wassermoleküle eine Verkapselung der piezoelektrischen Aktoren durchdringen und die Aktoren beschädigen. Zum Schutz der piezoelektrischen Aktoren vor Wasser ist in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen stromabwärts von dem Tank ein Wassermolekülseparator 16 in der Kraftstoffleitung 12 angeordnet, durch welchen der Molekülanteil von ungelöstem Wasser im Kraftstoff auf unter 20 ppm reduzierbar ist. Ein derart niedriger Wassergehalt ist für die piezoelektrischen Einspritzventile 10 unschädlich.
  • Durch den Wassermolekülseparator 16 werden die ungelösten Wassermoleküle von dem unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs separiert und gewissermaßen aus dem Kraftstoff herausgefiltert. Die Reduzierung des Wassergehalts kann beispielsweise auf einer chemischen und/oder physikalischen Absorption von Wassermolekülen beruhen oder mittels einer selektiven Membran erfolgen.
  • Stromabwärts von dem Wassermolekülseparator 16 ist ein Sensor 18 angeordnet, welcher den Wassergehalt des durch den Separator 16 geströmten Kraftstoffs überwacht. Überschreitet der durch den Sensor 18 detektierte Wassergehalt des gefilterten Kraftstoffs einen vorbestimmten Schwellwert, z.B. von 20 ppm, so aktiviert der Sensor ein stromabwärts von dem Sensor 18 in der Kraftstoffleitung 12 angeordnetes Umschaltventil 20, um den Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 12 in eine Bypassleitung 22 umzuleiten.
  • Die Bypassleitung 22 ist an ihrem einen Ende mit dem Umschaltventil 20 und an ihrem anderen Ende stromaufwärts von dem Molekülseparator 16 mit der Kraftstoffleitung 12 verbunden, und zwar in einem zwischen dem Molekülseparator 16 und dem Kraftstofftank 14 gelegenen Abschnitt der Kraftstoffleitung 12.
  • Gefilterter Kraftstoff mit einem den vorbestimmten Schwellwert überschreitenden Wassergehalt wird also über die Bypassleitung 22 zurückgeführt und erneut durch den Molekülseparator 16 geleitet. Der Wasserseparationsprozess wird so oft wiederholt, bis der aus dem Molekülseparator 16 austretende Kraftstoff einen Wassergehalt aufweist, der den vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  • Durch den Molekülseparator 16 gefilterter Kraftstoff, dessen Wassergehalt in einem zulässigen Bereich liegt, passiert das Umschaltventil 20 und wird durch die Kraftstoffleitung 12 einer Hochdruckpumpe 24 zugeführt, durch welche der Druck des Kraftstoffs auf 2000 bar oder mehr erhöht wird.
  • Der durch die Hochdruckpumpe 24 unter Druck gesetzte Kraftstoff wird in einem Druckspeicherrohr 26 zwischengespeichert und gelangt von dort aus in die einzelnen Einspritzventile 10.
  • Wie bereits erwähnt wurde, ist das Einspritzsystem gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel für den westeuropäischen Markt und somit zur Verwendung von Dieselkraftstoff mit einem erhöhten Wassergehalt vorgesehen. Im Gegensatz dazu ist in Südamerika erhältlichem Dieselkraftstoff typischerweise Methanol beigemischt. Ähnlich wie ein erhöhter Wassergehalt beeinträchtigt auch ein erhöhter Methanolgehalt des Kraftstoffs die Funktion der piezoelektrischen Aktoren und somit der Einspritzventile 10. Entsprechend ist für den südamerikanischen Markt die Anordnung eines den Methanolmolekülanteil reduzierenden Molekülseparators zwischen dem Kraftstofftank und der Hochdruckpumpe vorgesehen.
  • Weist der zu verwendende Kraftstoff mehrere unterschiedliche polare Bestandteile in solchen Mengen auf, die für piezoelektrische Aktoren schädlich sind, so kann der Molekülseparator so gewählt sein, dass er alle polaren Bestandteile aus dem Kraftstoff herausfiltert, oder es wird eine Separatoranordnung aus mehreren einzelnen Separatorelementen verwendet, die jeweils einen der schädlichen Bestandteile aus dem Kraftstoff herausfiltern.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Einspritzventil
    12
    Kraftstoffleitung
    14
    Kraftstofftank
    16
    Molekülseparator
    18
    Sensor
    20
    Umschaltventil
    22
    Bypassleitung
    24
    Hochdruckpumpe
    26
    Druckspeicherrohr

Claims (14)

  1. Kraftstoff-Einspritzsystem mit einem Einspritzventil (10), einer in einer Kraftstoffleitung (12) stromaufwärts von dem Ventil (10) angeordneten Kraftstoffpumpe (24) und einem in der Kraftstoffleitung (12) stromaufwärts von der Pumpe (24) und insbesondere zwischen der Pumpe (24) und einem Kraftstofftank (14) angeordneten Molekülseparator (16), durch welchen vor dem Einleiten des Kraftstoffs in die Pumpe (24) die Menge eines polaren Bestandteils des Kraftstoffs, insbesondere der Molekülanteil von ungelöstem Wasser und/oder der Alkoholmolekülanteil, selektiv zu einem unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs reduzierbar ist,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass ein Sensor (18) zur Messung der Menge des polaren Kraftstoffbestandteils stromabwärts von dem Molekülseparator (16) angeordnet ist.
  2. Einspritzsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Sensor (18) zwischen dem Molekülseparator (16) und der Pumpe (24) angeordnet ist.
  3. Einspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Molekülseparator (16) so ausgebildet ist, dass er den Anteil des polaren Kraftstoffbestandteils auf unter 20 ppm reduziert.
  4. Einspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass ein Umleitungsmechanismus (18, 20, 22) vorgesehen ist, um bereits einmal durch den Molekülseparator geströmten Kraftstoff erneut durch den Molekülseparator (16) zu leiten.
  5. Einspritzsystem nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Umleitungsmechanismus ein mit dem Sensor (18) gekoppeltes Umschaltventil (20) umfasst, welches stromabwärts von dem Sensor (18) angeordnet ist und durch welches bereits einmal durch den Molekülseparator geströmter Kraftstoff in eine den Molekülseparator (16) überbrückende Bypassleitung (22) umleitbar ist.
  6. Einspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Molekülseparator (16) ein mehrstufiger Molekülseparator ist oder mehrere hintereinander geschaltete separate Separatorelemente umfasst.
  7. Einspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Reduzierung der Menge des polaren Kraftstoffbestandteils auf einer chemischen und/oder physikalischen Absorption von Molekülen des polaren Kraftstoffbestandteils beruht oder durch eine selektive Membran erfolgt.
  8. Einspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Molekülseparator (16) ein poröses Medium aufweist, welches den polaren Kraftstoffbestandteil, z.B. Wasser und/oder Alkohol, nicht aber den unpolaren Bestandteil des Kraftstoffs absorbiert.
  9. Einspritzsystem nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass das poröse Medium ein Silikatschichtsystem umfasst.
  10. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Molekülseparator (16) eine, z.B. planare oder röhrenförmige, selektive Membran aufweist.
  11. Einspritzsystem nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Membran ein Membranenpaar bestehend aus einer Kationen- und einer Anionenaustauschmembran umfasst.
  12. Einspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Sensor (18) mindestens zwei gleichartige Messelemente umfasst.
  13. Einspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Sensor (18) mindestens zwei unterschiedliche Messelemente umfasst.
  14. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Sensor (18) ein einzelnes Messelement aufweist.
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