SE512575C2 - Ventilationssystem för bränsletankar - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 512 575 2 i GB 2 286 182) nællan kanistern och fri luft för att ersätta de gaser som av motorn sugs ur kanistern, så att i stort sett ingen gas tas från tanken och i huvudsak inget flöde från eller undertryck i tanken skapas.

Vid användning av fordon med system av detta slag inträffar det att bränsleångor på grund av tryckvariationer beroende på t. ex. ett sjunkande omgivande atmosfärtryck eller en minskande yttre temperatur pressas upp i ledningen och i kansistern, särskilt vid körsträckor som innehåller väsentliga nivåskillnader. Eftersom ledningen mellan tanken och kanistern är dimensionerad att tillåta stora flöden, kan det uppstå en snabb förflyttning av relativt stora mängder av i vissa fall med bränsleångor mättad luft, och därvid kommer bränsle i stället för att absorberas av innehållet i och/eller i kanistern. Detta ger upphov till driftsstör- ningar, i värsta fall så allvarliga att motorn stannar, på kanistern att kondenseras i ledningen grund av felaktig bränsle/luftblandning (för fet).

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN= Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla en förbättrad anordning för bränsletankar, vid vilken de ovannämnda problemen löses. Detta ändamål uppnås medelst ett ventilationssystem, vars särdrag framgår av efter- följande patentkrav 1.

Uppfinningen utgör ett ventilationssysten1i vilket ingår en givaranordning för att detektera och avge en tanknings- signal vid tankning. Vidare är systemet inrättat så att förbindelsevägen mellan tanken och kanistern valbart medelst ventilorgan i beroende av givaranordningen är omställbar i. åtminstone två tillstånd, ett första, ett tankningsflöde tillåtande tillstånd för att medge full gasgenomströmning vid befintlig tankningssignal, och ett andra, ett relativt tankningsflödet mindre flöde tillåtande 10 15 20 25 30 35 512 575 3 tillstånd för att medge i jämförelse med det helt öppna tillståndet strypt gasgenomströmning vid ej föreliggande tankningssignal.

Med hjälp av ett system enligt uppfinningen, minskas risken att vid drift av motorn för denna störande mängder bränsle kondenseras i eller vid kanistern, samtidigt som tankningsegenskaperna hos systemet behålles oförändrade.' Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen kännetecknas denna av att i förbindelsevägen ingår en första ledning, som sträcker sig mellan tanken och kanistern och som är dimensionerad för att evakuera de vid tankningen av bränsle utträngande ångorna, en i denna ledning anordnad första ventil, som är omställbar mellan ett fullt öppet och ett helt stängt läge, en andra ledning, som sträcker sig mellan tanken och ett ställe på den första ledningen beläget nedströms den första ventilen, mot kanistern, och av en i den andra ledningen anordnad andra ventil, som innehåller åtminstone en strypning, tillåtande ett väsentligt mindre flöde än den första ventilen i öppet läge, varvid den första ventilen är inrättad att inta öppet läge endast vid tankningssignal, motsvarande det första tillståndet, och annars stängt läge, varvid ett strypt flöde kan passera den andra ledningen 13, det andra tillståndet. I ett sådant system kan den andra ledningens dimensioner väljas efter ett mindre flöde än den första ledningens och den kan också dimensioneras så att med avseende på längd och sträckning att eventuell önskvärd kondensation kan äga rum i ledningen nedströms den andra ventilen, mot tanken, på tryggt avstånd från kanistern.

För att ytterligare förbättra systemet kan enligt uppfinningen för att förbättra kondenseringen den andra ledningen innefatta en anordning för kondensering av passerande bränsleångor, varvid ledningen lämpligen är 10 15 20 25 30 35 512 575 4 inrättad att leda i densamma kondenserad vätska till tanken. Anordningen för kondensering kan då lämpligen utgöras av en kylare, kyld av omgivande luft.

För att systemet skall fungera ingår i systemet en givaranordning som avger en signal som indikerar tankning.

Lämpligt är då enligt uppfinningen att givaranordningen är inrättad att känna av om tanklocket är påsatt och att vid icke påsatt tanklock avge tankningssignal.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i. det nedanstående att förklaras i anslutning till ett par utföringsexempel, schematiskt visade på bifogade ritning, varå: figur 1 visar ett system enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen och figur 2 visar ett system enligt en alternativ utföringsform.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER= Som framgår av figur 1 ingår i ett ventilationssystenx enligt uppfinningen en bränsletank 1 med ett påfyllningsrör för bränsle 2. Vid påfyllningsrörets 2 yttre ände finns ett tanklock 3 som i påsatt läge är anordnat att samverka med en givarenhet 4. När tanklocket är avtaget indikerar givar- enheten detta, och detta tolkas av en elektronikenhet 5 via en ledning 5a som "tankningstillstånd", ett begrepp som kommer att förklaras närmare nedan. Givarenheten kan företrädesvis vara av det slag som beskrives i patent- ansökan PCT/SE98/01001 (eller SE 9703047). Dessa inkluderas härmed genom referens. Vid påfyllningsrörets i tanken mynnande ände finns på känt sätt en klappa 6 rörligt anordnad för att förhindra att bränsle av hastiga tryckförändringar slungas upp i påfyllningsröret. fl 10 15 20 25 30 35 512 575 5 Intill bränsletankens l övre del finns ett ventilhus 7 anordnat. Ventilhuset 7 innehåller en flottörventil av känt slag (ej närmare visad) som är anordnad att stängas av stigande bränsle när tanken inte bör fyllas mera, dvs "full" tank har uppnåtts. Från ventilhuset 7 löper en första ledning 8 till ena änden av en kanister 9, som innehåller ett absorbtionsmedel, vanligen aktivt kol, som absorberar bränsleångorna i den på grund av tankningen via ledningen 8 ur tanken 1 strömmande blandningen av luft och bränsleångor för att undvika utsläpp i den fria atmosfären.

Kanistern 9 är vid sin andra ände ansluten till en ledning 10, som på känt sätt är ansluten till insugssystemet hos en icke visad motor, antingen direkt eller via en ventil för styrd tömning av kanistern på absorberade ångor. Kanistern är vidare på känt sätt ansluten till ytterligare en ledning ll som normalt via en (icke visad) ventil mynnar i det fria.

I ledningen 8 finns en huvudventil 12, inrättad att styras via (den dubbla) ledningen 12a av elektronikenheten 5.

Ventilen 12, som lämpligen är av solenoidstyrd typ, har två lägen, ett öppet och ett stängt. Företrädesvis är ventilen i denna tillämpning stängd i icke aktiverat läge och öppen i aktiverat. Vid indikation från givarenheten 4 om att tankningstillstånd föreligger, är elektronikenheten således inrättad att hålla ventilen 12 i dess öppna läge genom att aktivera dess solenoid. När bränsle från ett (icke visat) pumpmunstycke strömmar in i tanken 1, minskar den fria volymen i tanken, trycket ökar och bränsleeångor strömmar via ledningen 8 till kanistern 9, där ångorna absorberas. Eftersom moderna bensinpumpar är försedda med anordningar som känner av' mottrycket i tanken för att automatiskt kunna stänga av bränsletillförseln,V måste ledningen 8 och kanistern 9 vara dimensionerade så att de kan "svälja" ett så pass stort gasflöde att trycket i Mm I) Hw- \| HI! W!! HH 10 15 20 25 30 35 512 575 6 tanken 1 hålls nere och automatiken inte stänger av pumpen förrän tanken är full, dvs då ventilhusets 7 flottörventil stänger och mottrycket snabbt stiger.

När tanklocket 3 åter sätts på påfyllningsröret 2, försvinner indikationen om tankningstillstånd, och.ventilen 12 stänger, eftersom aktiveringen av dess solenoid upphör.

För att ändå möjliggöra nödvändig gastransport till och från tanken 1 i beroende av tryckvariationer i densamma, finns en andra ledning l3a, b anordnad mellan tanken 1 och den första ledningen 8, varvid den andra ledningen 13 är ansluten till den första ledningen 8 vid det parti 8a av den senare som sträcker sig mellan ventilen 12 och kanistern 9, dvs vid tankning nedströms ventilen 12. I serie i ledningen 13 och med varandra finns vidare anordnad en kylare 14, en i och för sig känd och därför icke närmare visad, s. k. rolloverventil 15 och en strypventil 16, vars genomsläppsförmåga bestämmer flödet genom den andra ledningen l3a,b. Vid stängd huvudventil 12 kan alltså bränsleångor strömma via ledningen 13a till kylaren 14, via den normalt öppna rolloverventilen 15 och strypventilen 16 samt ledningen 13b och den första ledningen 8 till kanistern och vice versa, men flödet begränsas av strypventilen 16 och kan inte alls uppnå samma omfattning som flödet i ledningen 8 vid tankning. Strypventilen 16 är således dimensionerad så att det flöde av gas till kanistern som kan uppstå vid maximal tänkbar tryckskillnad mellan trycket i tankens 1 inre och det i kanistern härskande trycket, även vid mättad gasblandning, kan absorberas i kanistern.

För att säkerställa att inget kondenserat bränsle når kanistern, fins i ledningen l3a, b kylaren 14. Denna kan lämpligen vara en ihålig kropp av extruderad aluminium eller annat material næd god värmeledningsförmåga, försedd med inre kanaler och yttre kylflänsar och vara kyld av 10 15 20 25 30 35 512 575 förbiströmmande luft, t. ex. fartvinden. När bränsleångor strömmar upp i kylaren via ledningen l3a kommer de att på grund av kylarens relativt sett lägre temperatur kondenseras i kylaren 14, varvid trycket i densamma och därmed tanken 1 sjunker och strömningen vidare mot kanistern begränsas. Det kondenserade bränslet kan via kylarens 14 botten nå ledningen l3a och rinna åter till tanken 1. Lämpligen är kylarens andra utgång anordnad vid en i vertikalled högre position än utloppet till ledningen l3a för att förhindra kondensat att rinna ut via den andra utgången.

För att inte oönskat tryck skall uppstå ovanför eventuellt i påfyllningsrörets 2 befintligt bränsle vid rörets parti närmast tanklocket 3, när bränslenivån i tanken 1 ligger över påfyllningsrörets 2 nedre ände i tanken 1, finns ett tryckutjämningsrör 17 anordnat mellan kylarens 14 inre och påfyllningsröret 2 intill tanklocket 3 befintliga parti.

I fig. 2 visas en alternativ, något enklare utföringsform av uppfinningen. I figuren har de komponenter som beskrivits i fig. l och som är ekvivalenta samma hänvisningsbeteckning. Systemet fungerar i stort sett som systemet enligt fig. 1. Kanistern och dess anslutningar liksom tryckutjämningsröret har för enkelhetens skull utelämnats, eftersom dessa arrangemang är analoga. I det i fig. 2 visade systemet är rolloverventilen 15 anordnad direkt vid tanken, och i ledningen 13 är strypventilen 16 anordnad för sig. Strypventilen 16 har här samma funktion som i systemet enligt fig. 1, nämligen att tillåta tryckutjämning och flöde mellan tanken 1 och kanistern, men att förhindra att kanistern översköljs med bränsleângor och kanske t.o.m. kondenserat bränsle, vilket, särskilt vid ovannämnda driftsfall med körning i bergstrakter, skulle ha varit i riskzonen om inte ventilen 12 spärrat den första ledningen 8. Härvid fungerar också ledningen 13 som en 10 15 20 25 30 35 512 575 8 enkel kylare och kondensor, varvid det kondenserade bränslet via rolloverventilen 15 rinner tillbaka till tanken.

Ventilationssystemet enligt uppfinningen är särskilt lämpligt att använda integrerat i system av den i USA använda och föreskrivna ORVR-typen ("on-board refuelling recovery system"). I dessa system finns normalt en givare som indikerar trycket i tanken vid de täthetstester som detta diagnossystem utför. Typen av bränsle har i detta sammanhang ingen betydelse, även om bensin är mer flyktigt än t.ex. dieselolja, varför problemen givetvis är större med bensin.

Uppfinningen är inte begränsad till de på ritningen visade och i beskrivningan föredragna exemplen, utan flera utföringsformer är tänkbara inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan ventilen 16 vara ställbar med två olika strypningsgrader med möjlighet till större flöde vid riktning på flödet från kanistern mot tanken än åt motsatta hållet. Ventilens strypningsgrad kan härvid väljas med hjälp av 5. och för sig känd elektronik, lämpligen ingående i enheten 5, och till denna kopplade tryckgivare, ev. ingående i ett ORVR-system, anordnade att känna tryckförhållandena vid kanistern resp. tanken.

Rolloverventilen 15 kan vara integrerad i samma hus som strypventilen 16, och båda eller den ena av dessa kan vara integrerade i kylarens 14 hus. Givarenheten för att känna av om tanklocket är på eller av kan också vara av annan än här beskriven typ, tex med direkta kontakter vid locket, men det är givetvis viktigt att här komma ihåg att gnistrisken på grund av strömkretsslutningar här måste helt elimineras.

Vid en mycket enkel variant av uppfinningen är huvudventilen 12 är av en typ med åtminstone ett helt öppet ¿| 512 575 9 läge och dessutom ett delöppet läge, varvid ventilen bringas i det helt öppna läget vid tankning och annars i sitt delöppna, strypta läge. Även om ett överflöde till kanistern på detta sätt kan förhindras, blir dock kondenseringseffekten betydligt bättre med ett system enligt den föredragna varianten enligt fig. 1.

Slutligen gäller att kylaren alternativt kan utgöras av en aktiv kylanordning, t.ex. av typen Peltier-kylare.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 512 575 10 PATENTKRAV: l. Ventilationssystem för bränsletank (1), vilket system innefattar åtminstone en kanister (9) med absorberingsmedel för bränsleångor och en mellan bränsletanken (1) och kanistern (9) sig sträckande för passage av gaser samt en detektera och avge en förbindelseväg (8, 13) givaranordning (4) för att tankningssignal vid tankning, varvid förbindelsevägen (8, 13) valbart medelst givaranordningen (4) är tillstånd, ett tillstånd för att medge full befintlig tankningssignal, och ett andra, ett tankningsflödet mindre flöde tillåtande tillstånd för att obefintlig ventilorgan (12) i beroende av åtminstone två tillåtande gasgenomströmning vid omställbar i första, ett tankningsflöde relativt gasgenomströmning vid medge strypt samt varvid systemet innefattar en i tankningssignal, förbindelsevägen (8, 13) ingående första ledning (8) som är dimensionerad för att evakuera de vid tankningen av bränsle utträngande ångorna, en i nämnda första ledning (8) anordnad första ventil (12) som är omställbar mellan ett fullt öppet och ett helt stängt läge, samt en andra ledning (13) som sträcker sig nællan tanken (1) och ett ställe på den första ledningen (8) beläget nedströms den första ventilen (12), mot kanistern (9), k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v , att nämnda system vidare innefattar en i. den andra ledningen (13) anordnad andra strypning, ventil innehåller åtminstone en tillåtande flöde ventilen (12) i öppet läge, varvid den första ventilen (12) (16), som ett väsentligt mindre än den första är inrättad att inta öppet läge endast vid tankningssignal, motsvarande det första tillståndet, och annars stängt läge, varvid ett strypt flöde kan passera den andra ledningen J* 10 15 20 25 30 512 575 ll (13), motsvarande det andra tillståndet, samt varvid den andra ledningen (13) dessutom innefattar en anordning för kondensering av passerande bränsleångor och att ledningen är inrättad att leda i. densamma kondenserad vätska till tanken (1).

2. System enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att anordningen för kondensering består av en kylare (14).

3. System enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att det innefattar ett tryckutjämningsrör (17) som är anordnat mellan kylarens (14) inre och ett pàfyllningsrör (2) anslutet till nämnda tank (1).

4. System enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v , att kylarens (14) utgång som mynnar i nämnda första ledning (8) är anordnad vid en i vertikalled högre position än kylarens (14) förbindelse _(13a) med nämnda tank (1).

5. System enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t d ä 17 a v , att givaranordningen (4) är inrättad att känna av om ett till tanken hörande tanklock (3) är påsatt och att vid icke påsatt tanklock avge tankningssignal.

6. System enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v, att nämnda andra ledning (13) är inrättad med en roll-over-ventil (15) anordnad uppströms nämnda andra ventil (16), sett i riktning från tanken (1) till kanistern (9). ))|)) E) )|ï )I))| ')|) )))|)) (li) I) )))) ))). )) ))) HN) )|| Hï I) W