EP2547894A1 - Kraftstoff-zufuhrsystem - Google Patents

Kraftstoff-zufuhrsystem

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Publication number
EP2547894A1
EP2547894A1 EP10796275A EP10796275A EP2547894A1 EP 2547894 A1 EP2547894 A1 EP 2547894A1 EP 10796275 A EP10796275 A EP 10796275A EP 10796275 A EP10796275 A EP 10796275A EP 2547894 A1 EP2547894 A1 EP 2547894A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
water
line
filter
fuel supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10796275A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Ortlepp
Christian Grunenberg
Emmanuel Routier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP2547894A1 publication Critical patent/EP2547894A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36—Arrangements for supply of additional fuel
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/24—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means
    • F02M37/26—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means with water detection means
    • F02M37/28—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means with water detection means with means activated by the presence of water, e.g. alarms or means for automatic drainage
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    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/32—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • DE 195 45 133 A1 discloses a fuel filter with a fuel inlet for the unpurified fuel and a fuel outlet for the purified fuel.
  • a water separator is further integrated, the water outlet is coupled to the fuel drain.
  • the discharge pipe of the water separator is coupled to the fuel pipe connected to the fuel pipe, that sets the desired fuel-water ratio over defined throttle points of a mixer unit.
  • the mixer unit with its throttle points can preferably be designed as a Venturi nozzle.
  • the present invention has for its object to provide an improved fuel supply system with fuel filter.
  • the fuel supply system should allow an environmentally sound and process-reliable removal of water from the fuel filter.
  • the fuel supply system includes a fuel supply line for conveying fuel from a fuel tank via a fuel pump to a fuel injection device of an internal combustion engine; a fuel filter disposed in the fuel supply line and having a water separator; and a fuel / water discharge device coupled to the fuel filter for discharging the water collected in the water separator of the fuel filter into an exhaust line of the internal combustion engine.
  • the fuel / water delivery device is connected via a main line to an anhydrous area of the fuel filter and via a branch line to a water storage area of the fuel filter.
  • a mixing device is arranged in the main line and opens the branch line into the venturi nozzle device such that a fuel flow of the main line can entrain water from the water line.
  • the fuel / water discharge device for discharging the water collected in the fuel filter into the exhaust line of the internal combustion engine is connected to the fuel filter via two lines.
  • a main line is connected to an anhydrous area of the fuel filter and a branch line is connected to a water storage area of the fuel filter.
  • a mixing device is arranged in the main line, wherein the branch line opens into the mixing device such that a fuel flow of the main line can entrain water from the water line, if water is present and the branch line is open.
  • the separated in the fuel filter water is injected via the branch line and the fuel / water discharge device in the exhaust line of the internal combustion engine.
  • the fuel components present in the water are thus burned in the exhaust aftertreatment system of the internal combustion engine, so that it can be ensured that no unburned fuel is discharged into the environment.
  • the mixing device is designed with at least one throttle point, nozzle and / or Venturi nozzle.
  • the mixing device is designed as a Venturi nozzle or a Venturi nozzle device.
  • a valve device for selectively opening or closing the branch line is provided in the branch line.
  • this optionally provided valve device it is possible, for example for flushing processes or regeneration processes, to set the possible maximum water concentration in the fuel flow fed to the fuel / water delivery device to 0%.
  • This valve device of the branch line is preferably arranged in or on a housing of the fuel filter. In this way, a compact design of the fuel supply system can be achieved.
  • a metering device is provided between the mixing device and the fuel / water delivery device.
  • This metering device is connected to the mixing device preferably via a short line piece, so that the metering device can be flushed very quickly if necessary - possibly with the aid of a shut-off valve in the water supply line to the mixing device.
  • a water level sensor for detecting a water level in the
  • this water level sensor with the valve device of the branch line forms a structural unit.
  • This assembly is also preferably disposed in or on a housing of the fuel filter in order to achieve a compact design of the fuel supply system can.
  • the mixing device (venturi) nozzle) is arranged in its position above the water level in the fuel filter.
  • a fuel injection device 10 of an internal combustion engine (not shown) is supplied with fuel via a fuel supply line 12.
  • the internal combustion engine is, for example, a diesel engine without the fuel supply system according to the invention being restricted to this application.
  • a fuel filter 16 is arranged with a water separator 17 in a conventional manner.
  • the fuel is conveyed by means of a fuel pump 14 upstream of the fuel filter 16 and / or a fuel pump 15 downstream of the fuel filter 16 to the fuel injection device 10 of the internal combustion engine.
  • a water level sensor 18 is provided, which is preferably installed in or on the housing of the fuel filter 16. The concept according to the invention for automatically discharging the water collected in the fuel filter 16 or in its water separator 17 will now be described in more detail.
  • the water collected in the fuel filter 16 is discharged into the exhaust line 34 of the internal combustion engine so that the unburned fuel contained in the water passes through the exhaust aftertreatment system of the internal combustion engine and is burned.
  • a branch 20 is connected to the water storage area of the fuel filter 16, i. generally a low point on the fuel filter.
  • a main line 22 is connected to a higher, anhydrous point of the fuel filter 16, so that only fuel, in particular only purified fuel is conveyed through this main line 22.
  • the main line 22 and the branch line 20 both open into a Venturi nozzle mixing device 24. This is done in such a way that the flowing through the Venturi nozzle mixing device 24 fuel flow of the main line 22 entrains the water in the branch line 20.
  • main line 22 and Venturi nozzle ischvoriques 24 so a largely constant maximum Wasserzumischungshack can be adjusted to the fuel flow.
  • a maximum mixing of water with values of less than 100% can be set.
  • a metering device 28 is provided downstream of the venturi nozzle mixer 24, for adjusting the amount of fuel / water supplied to the fuel / water dispenser 32.
  • the Venturi nozzle mixing device 24 is connected to the metering device 28 via a shortest possible line piece 26 and the metering device 28 is connected to the fuel / water discharge device 32 via another line piece 30.
  • the water flow into the Venturi nozzle mixing device 24 can be selectively released or interrupted. Therefore, a fuel / water mixture with a fixed maximum water content or pure fuel flows selectively through the metering device 28.
  • the metering device 28 can therefore be rinsed very quickly with pure fuel if necessary and it can at any time to a pure force Substance metering be switched into the exhaust line 34 of the internal combustion engine.
  • the flushing of the metering device 28 may be necessary, for example, in the event of an unexpected engine stop, so that no water remains in the metering device, which increases
  • the injection of pure fuel into the exhaust line 34 of the internal combustion engine is desired, for example, during regeneration processes of the exhaust aftertreatment system.
  • the shut-off valve 36 of the branch line 20 forms, for example, with the water level sensor 18 of the fuel filter 16 is a structural unit. This unit is installed on or in the housing of the fuel filter 16 in order to achieve the most compact possible design.
  • venturi nozzle mixer 24 The location of the venturi nozzle mixer 24 is selected above the water level in the fuel filter 16. During metering pauses, i. with locked metering device 28 and at the same time open or in another embodiment not obstructed shut-off valve 36 can continue to flow via the main line 22 fuel and replace the back in the branch line 20 to the water 17, until the water level in the branch line 20 is equal to that in the water 17 is. This is in the front part of the branch line 20 fuel without Wasserzumischung on, which allows (despite active admixture) short doses of pure fuel.

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Abstract

Ein Kraftstoff-Zufuhrsystem umfasst eine Kraftstoff-Versorgungsleitung (12) zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffpumpe (14, 15) zu einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) einer Brennkraftmaschine; einen Kraftstofffilter (16), der in der Kraftstoff-Versorgungsleitung (12) angeordnet ist und einen Wasserabscheider (17) aufweist; und eine mit dem Kraftstofffilter (16) gekoppelte Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung (32) zum Abführen des in dem Wasserabscheider (17) des Kraftstofffilters (16) gesammelten Wassers in einen Abgasstrang (36) der Brennkraftmaschine. Die Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung (32) ist über eine Hauptleitung (22) mit einem wasserfreien Bereich des Kraftstofffilters (16) und über eine Zweigleitung (20) mit einem Wasserspeicherbereich des Kraftstofffilters (16) verbunden. Außerdem ist in der Hauptleitung (22) eine Mischvorrichtung (24) angeordnet und mündet die Zweigleitung (20) derart in die Mischvorrichtung (24), dass ein Kraftstoffstrom der Hauptleitung (22) Wasser aus der Wasserleitung (20) mitreißen kann.

Description

Kraftstoff-Zufuhrsystem
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Zufuhrsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Einsatz von Kraftstofffiltern mit Wasserabscheider in der Kraftstoff-Versorgungsleitung zur Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der Brennkraftmaschine ist seit langem bekannt. Dabei muss das Wasser regelmäßig aus dem Kraftstofffilter bzw. dem Wasserabscheider entleert werden. Problematisch ist hierbei, dass das im Kraftstofffilter abgeschiedene Wasser im Allgemeinen mit Kraftstoff verunreinigt ist. Da kein unverbrannter Kraftstoff in die Umgebung abgelassen werden darf, müssen zum Beispiel aufwändige und kostspielige Wasserfilter- bzw. -aufbereitungssysteme eingesetzt werden.
Die DE 195 45 133 A1 offenbart einen Kraftstofffilter mit einem Kraftstoffzulauf für den ungereinigten Kraftstoff und einem Kraftstoffablauf für den gereinigten Kraftstoff. In den Kraftstofffilter ist ferner ein Wasserabscheider integriert, dessen Wasserabführung mit dem Kraftstoffablauf gekoppelt ist. Um dem abgeschiedenen Wasserstrom wieder einen definierten Anteil Kraftstoff beizumischen, ist das Abführrohr des Wasserabscheiders derart mit dem mit dem Kraftstoffablauf verbundenen Kraftstoffrohr gekoppelt, dass sich über definierte Drosselstellen einer Mischer-Einheit das gewünschte Kraftstoff-Wasser- Verhältnis einstellt. Zugunsten eines bei gleichwertiger Mischfunktion insgesamt geringeren Druckgefälles können die Mischer-Einheit mit ihren Drosselstellen vorzugsweise als Venturidüse ausgeführt werden.
Weiter ist es zum Beispiel aus der DE 10 2006 027 201 A1 bekannt, das im Kraftstofffilter abgeschiedene Wasser - einschließlich des darin enthaltenen Kraftstoffes - über eine Einspritzdüse in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine einzuspritzen. Das Einspritzen des Wassers in den Abgasstrang kann zu thermischen Problemen bei der Abgasnachbehandlung führen, da die Wasserkonzentration im Bereich von 0 bis 100% sehr stark und unvorhersagbar schwanken kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kraftstoff- Zufuhrsystem mit Kraftstofffilter zu schaffen. Insbesondere soll das Kraftstoff-Zufuhrsystem ein umweltgerechtes und prozesssicheres Abführen des Wassers aus dem Kraftstofffilter ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoff-Zufuhrsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das Kraftstoff-Zufuhrsystem umfasst eine Kraftstoff-Versorgungsleitung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffpumpe zu einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine; einen Kraftstofffilter, der in der Kraftstoff- Versorgungsleitung angeordnet ist und einen Wasserabscheider aufweist; und eine mit dem Kraftstofffilter gekoppelte Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung zum Abführen des in dem Wasserabscheider des Kraftstofffilters gesammelten Wassers in einen Abgasstrang der Brennkraftmaschine. Dabei ist die Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung über eine Hauptleitung mit einem wasserfreien Bereich des Kraftstofffilters und über eine Zweigleitung mit einem Wasserspeicherbereich des Kraftstofffilters verbunden. Ferner ist in der Hauptleitung eine Mischvorrichtung angeordnet und mündet die Zweigleitung derart in die Venturi-Düsenvorrichtung, dass ein Kraftstoffstrom der Hauptleitung Wasser aus der Wasserleitung mitreißen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Zufuhrsystem ist die Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung zum Abführen des in dem Kraftstofffilter gesammelten Wassers in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine über zwei Leitungen mit dem Kraftstofffilter verbunden. Eine Hauptleitung ist an einen wasserfreien Bereich des Kraftstofffilters angeschlossen und eine Zweigleitung ist an einen Wasserspeicherbereich des Kraftstofffilters angeschlossen. Außerdem ist in der Hauptleitung eine Mischvorrichtung angeordnet, wobei die Zweigleitung derart in die Mischvorrichtung mündet, dass ein Kraftstoffstrom der Hauptleitung Wasser aus der Wasserleitung mitreißen kann, sofern Wasser vorhanden und die Zweigleitung geöffnet ist.
Das in dem Kraftstofffilter abgeschiedene Wasser wird über die Zweigleitung und die Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die in dem Wasser vorhandenen Kraftstoffanteile werden auf diese Weise in dem Abgasnachbehandlungssystem der Brennkraftmaschine verbrannt, sodass gewährleistet werden kann, dass kein unverbrannter Kraftstoff in die Umgebung abgelassen wird. Durch die Maßnahmen, die Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtungen über zwei Leitungen mit dem Kraftstofffilter zu verbinden, wobei die Hauptleitung Kraftstoff fördert und die Zweigleitung Wasser fördert, und das Wasser über eine Mischvorrichtung dem
Kraftstoffstrom beizumengen, kann zudem erreicht werden, dass der Kraftstoff/Wasser- Abgabevorrichtung und damit dem Abgasstrang ein Kraftstoffstrom mit einer allenfalls noch zwischen 0% und einem definierten Wert kleiner 100% schwankenden Wasserkonzentration zugeführt wird, wodurch die eingangs erwähnten Regelungsprobleme und thermischen Probleme im Abgasstrang bei den herkömmlichen Systemen vermieden bzw. in erforderlichem Maß verringert werden.
Vorzugsweise ist die Mischvorrichtung mit wenigstens einer Drosselstelle, Düse und/oder Venturi-Düse ausgeführt. Besonders bevorzugt ist die Mischvorrichtung dabei als eine Venturi-Düse bzw. eine Venturi-Düsenvorrichtung ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Zweigleitung eine Ventilvorrichtung zum wahlweisen Öffnen oder Schließen der Zweigleitung vorgesehen. Durch diese optional vorgesehene Ventilvorrichtung besteht die Möglichkeit, zum Beispiel für Spülvorgänge oder Regenerationsprozesse die mögliche maximale Wasserkonzentration in dem der Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung zugeleiteten Kraftstoffstrom auf 0% zu setzen.
Diese Ventilvorrichtung der Zweigleitung ist vorzugsweise in oder an einem Gehäuse des Kraftstofffilters angeordnet. Auf diese Weise kann eine kompakte Bauform des Kraftstoff- Zufuhrsystems erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Mischvorrichtung und der Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung eine Dosiervorrichtung vorgesehen.
Diese Dosiervorrichtung ist mit der Mischvorrichtung vorzugsweise über ein kurzes Leitungsstück verbunden, sodass die Dosiervorrichtung bei Bedarf - ggf. unter Zuhilfenahme eines Absperrventils in der Wasserzuleitung zur Mischvorrichtung - sehr schnell gespült werden kann.
Ferner kann ein Wasserstandssensor zum Erfassen eines Wasserstandes in dem
Wasserabscheider des Kraftstofffilters vorgesehen sein. Mittels eines solchen Wasserstandssensors kann sichergestellt werden, dass die in dem Kraftstofffilter gesammelte Wassermenge eine vorgegebene Obergrenze nicht überschreitet. Des Weiteren kann das Auftreten von Wasser in der Dosiervorrichtung durch diese Maßnahme wesentlich besser vorhergesagt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung bildet dieser Wasserstandssensor mit der Ventilvorrichtung der Zweigleitung eine Baueinheit. Diese Baueinheit ist zudem vorzugsweise in oder an einem Gehäuse des Kraftstofffilters angeordnet, um eine kompakte Bauform des Kraftstoff-Zufuhrsystems erzielen zu können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Mischvorrichtung ((Venturi-)Düse) in ihrer Lage oberhalb des Wasserpegels im Kraftstofffilter angeordnet. Hierdurch kann der Effekt genutzt werden, dass während der Einspritzpausen (d.h. während Pausenzeiten der Dosiervorrichtung) durch die höhere Dichte des Wassers im Vergleich zum Kraftstoff das Wasser in den Kraftstofffilter bzw. in dessen Wasserabscheider zurücklaufen kann und somit bei einer nachfolgenden nur sehr kurzen Spüldosierung diese Dosierung anfangs mit dem ohne Wasserbeimischung anliegenden Kraftstoff erfolgt.
Obige sowie weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Kraftstoff- Zufuhrsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) wird über eine Kraftstoff-Versorgungsleitung 12 Kraftstoff zugeführt. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich zum Beispiel um einen Dieselmotor, ohne dass das erfindungsgemäße Kraftstoff-Zufuhrsystem auf diese Anwendung beschränkt sein soll.
In der Kraftstoff-Versorgungsleitung 12 ist in an sich bekannter Weise ein Kraftstofffilter 16 mit einem Wasserabscheider 17 angeordnet. Der Kraftstoff wird mittels einer Kraftstoffpumpe 14 stromauf des Kraftstofffilters 16 und/oder einer Kraftstoffpumpe 15 stromab des Kraftstofffilters 16 zur Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 der Brennkraftmaschine gefördert.
Zum Erfassen der in dem Kraftstofffilter 16 gesammelten Wassermenge ist ein Wasserstandssensor 18 vorgesehen, der bevorzugt in oder an dem Gehäuse des Kraftstofffilters 16 eingebaut ist. Es wird nun das erfindungsgemäße Konzept zum automatischen Abführen des in dem Kraftstofffilter 16 bzw. in dessen Wasserabscheider 17 gesammelten Wassers näher beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das in dem Kraftstofffilter 16 gesammelte Wasser in den Abgasstrang 34 der Brennkraftmaschine abgeführt bzw. eingespritzt, sodass der in dem Wasser enthaltene unverbrannte Kraftstoff das Abgasnachbehandlungssystem der Brennkraftmaschine durchläuft und dabei verbrannt wird.
Zu diesem Zweck ist eine Zweigleitung 20 mit dem Wasserspeicherbereich des Kraftstofffilters 16, d.h. im Allgemeinen einem tiefen Punkt am Kraftstofffilter, verbunden. Außerdem ist eine Hauptleitung 22 an einen höheren, wasserfreien Punkt des Kraftstofffilters 16 angeschlossen, sodass durch diese Hauptleitung 22 nur Kraftstoff, insbesondere nur gereinigter Kraftstoff gefördert wird.
Die Hauptleitung 22 und die Zweigleitung 20 münden beide in eine Venturi-Düsen- Mischvorrichtung 24. Dies geschieht in einer solchen Weise, dass der durch die Venturi- Düsen-Mischvorrichtung 24 strömende Kraftstoffstrom der Hauptleitung 22 das Wasser in der Zweigleitung 20 mitreißt. Je nach Auslegung der Querschnittsverhältnisse von Zweigleitung 20, Hauptleitung 22 und Venturi-Düsen- ischvorrichtung 24 kann so ein weitgehend konstantes maximales Wasserzumischungsverhältnis zum Kraftstoffstrom eingestellt werden. Insbesondere kann durch die (Venturi-Düsen-)Mischvorrichtung 24 eine maximale Wasserzumischung mit Werten von weniger als 100% eingestellt werden.
Stromab der Venturi-Düsen-Mischvorrichtung 24 ist eine Dosiervorrichtung 28 vorgesehen, um die der Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung 32 zugeführte Kraftstoff/ Wasser-Menge einzustellen. Die Venturi-Düsen-Mischvorrichtung 24 ist dabei mit der Dosiervorrichtung 28 über ein möglichst kurzes Leitungsstück 26 verbunden und die Dosiervorrichtung 28 ist mit der Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung 32 über ein weiteres Leitungsstück 30 verbunden.
Mit Hilfe eines in der Zweigleitung 20 angeordneten (elektromagnetischen) Absperrventils 36 kann der Wasserzustrom in die Venturi-Düsen-Mischvorrichtung 24 wahlweise freigegeben oder unterbrochen werden. Durch die Dosiervorrichtung 28 strömt deshalb wahlweise ein Kraftstoff/Wasser-Gemisch mit einem fest eingestellten maximalen Wasseranteil oder reiner Kraftstoff. Die Dosiervorrichtung 28 kann daher bei Bedarf sehr schnell mit reinem Kraftstoff gespült werden und es kann jederzeit auf eine reine Kraft- Stoffdosierung in den Abgasstrang 34 der Brennkraftmaschine umgeschaltet werden. Das Spülen der Dosiervorrichtung 28 kann zum Beispiel bei einem unerwarteten Motorstopp notwendig sein, damit kein Wasser in der Dosiervorrichtung verbleibt, welches zu
Oxidations- oder Vereisungsschäden führen könnte. Das Einspritzen reinen Kraftstoffes in den Abgasstrang 34 der Brennkraftmaschine ist beispielsweise bei Regenerationsprozessen des Abgasnachbehandlungssystems erwünscht.
Das Absperrventil 36 der Zweigleitung 20 bildet zum Beispiel mit dem Wasserstandssensor 18 des Kraftstofffilters 16 eine Baueinheit. Diese Baueinheit ist an oder in dem Gehäuse des Kraftstofffilters 16 eingebaut, um eine möglichst kompakte Bauform zu erzielen.
Die Lage der Venturi-Düsen-Mischvorrichtung 24 ist oberhalb des Wasserspiegels im Kraftstofffilter 16 gewählt. Während der Dosierpausen, d.h. bei gesperrter Dosiervorrichtung 28 und gleichzeitig geöffnetem oder in einer anderen Ausführungsvariante gar nicht verbautem Absperrventil 36 kann über die Hauptleitung 22 weiter Kraftstoff nachfließen und das in der Zweigleitung 20 zum Wasserabscheider 17 zurückfließende Wasser ersetzen, bis der Wasserpegel in der Zweigleitung 20 gleich dem im Wasserabscheider 17 ist. Dadurch steht im vorderen Teil der Zweigleitung 20 Kraftstoff ohne Wasserzumischung an, der (trotz aktiver Zumischung) kurze Dosierungen mit reinem Kraftstoff ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoff-Zufuhrsystem, mit
einer Kraftstoff-Versorgungsleitung (12) zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffpumpe (14, 15) zu einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) einer Brennkraftmaschine;
einem Kraftstofffilter (16), der in der Kraftstoff-Versorgungsleitung (12) angeordnet ist und einen Wasserabscheider (17) aufweist; und
einer mit dem Kraftstofffilter (16) gekoppelten Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung (32) zum Abführen des in dem Wasserabscheider (17) des Kraftstofffilters (16) gesammelten Wassers in einen Abgasstrang (36) der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung (32) über eine Hauptleitung (22) mit einem wasserfreien Bereich des Kraftstofffilters (16) und über eine Zweigleitung (20) mit einem Wasserspeicherbereich des Kraftstofffilters (16) verbunden ist; und in der Hauptleitung (22) eine Mischvorrichtung (24) angeordnet ist und die Zweigleitung (20) derart in die Mischvorrichtung (24) mündet, dass ein Kraftstoffstrom der Hauptleitung (22) Wasser aus der Wasserleitung (20) mitreißen kann.
2. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischvorrichtung (24) mit wenigstens einer Drosselstelle, Düse und/oder Venturi-Düse ausgeführt ist.
3. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Zweigleitung (20) eine Ventilvorrichtung (34) zum wahlweisen öffnen oder Schließen der Zweigleitung (20) vorgesehen ist.
4. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilvorrichtung (34) der Zweigleitung (20) in oder an einem Gehäuse des Kraftstofffilters (18) angeordnet ist.
5. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Mischvorrichtung (24) und der Kraftstoff/Wasser-Abgabevorrichtung (32) eine Dosiervorrichtung (28) vorgesehen ist.
6. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dosiervorrichtung (28) mit der Mischvorrichtung (24) über ein kurzes Leitungsstück (26) verbunden ist.
7. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Wasserstandssensor (18) zum Erfassen eines Wasserstandes in dem Wasserabscheider (17) des Kraftstofffilters (16) vorgesehen ist.
8. Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilvorrichtung (34) der Zweigleitung (20) und der Wasserstandssensor (18) eine Baueinheit bilden.
9. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Baueinheit aus Ventilvorrichtung (34) und Wasserstandssensor (18) in oder an einem Gehäuse des Kraftstofffilters (18) angeordnet ist.
10. Kraftstoff-Zufuhrsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischvorrichtung (24) oberhalb eines Wasserpegels im Kraftstofffilter (16) angeordnet ist.
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