WO2002057615A1 - Device and method for preventing fuel vapors from escaping from the intake system of an internal combustion engine - Google Patents

Device and method for preventing fuel vapors from escaping from the intake system of an internal combustion engine Download PDF

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WO2002057615A1
WO2002057615A1 PCT/EP2002/000501 EP0200501W WO02057615A1 WO 2002057615 A1 WO2002057615 A1 WO 2002057615A1 EP 0200501 W EP0200501 W EP 0200501W WO 02057615 A1 WO02057615 A1 WO 02057615A1
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air
intake
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Karl Ernst Hummel
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Filterwerk Mann+Hummel Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an intake system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a method for operating the above. Intake system.
  • the fuel vapor filter is connected to a fuel tank.
  • Activated carbon is contained in the fuel vapor filter, which adsorbs hydrocarbons from fuel vapors. Hydrocarbons escape from the fuel contained in the fuel tank, which via a tank venting device releases the fuel vapor filter or the combustion
  • the fuel vapor filter is connected to an intake manifold via two regeneration lines.
  • the second regeneration line is connected to the clean air side of an air filter, a shut-off valve being arranged in the second regeneration line. This shut-off valve prevents the fuel vapor coming from the fuel tank from escaping into the atmosphere via the air filter.
  • a flushing fan is provided, which is driven by the internal combustion engine with a V-belt and is connected to the fuel vapor filter via a pressure line.
  • the purge air is sucked in by the purge fan and passed through the fuel vapor filter, the purge air being enriched with hydrocarbons. This purge air containing hydrocarbon is over the
  • the first regeneration line seen in the direction of flow, flows into the intake manifold after a throttle valve.
  • An evaluation circuit and a throttle are arranged in the first regeneration line, the evaluation circuit being connected to a lambda probe. According to the operating state of the internal combustion engine, the throttle is opened so that the fuel vapor in
  • the internal combustion engine can be directed. If the throttle in the first regeneration line is open when the internal combustion engine is switched off, the fuel vapor can escape into the atmosphere via the air filter. If the throttle is closed, the air containing fuel vapor escapes into the atmosphere via the flushing fan with a saturated fuel vapor filter.
  • the fuel vapor filter can be saturated when the internal combustion engine is at a standstill for a long time, since hydrocarbons constantly escape from the fuel tank.
  • the flushing fan could be designed in such a way that the air can only flow through the flushing fan in the direction of flushing. However, this would create an overpressure in the fuel vapor filter and in the regeneration lines, which can damage various components.
  • the intake air contained in an intake system expands under the influence of heat e.g. from the internal combustion engine or the environment, and therefore requires a larger volume.
  • hydrocarbons which evaporate in the intake area when the internal combustion engine is at a standstill can be released into the environment via the intake system without being filtered, which is an environmental burden.
  • the object of the invention is to achieve the above. To avoid disadvantages. This object is solved by the features of claim 1.
  • the intake system for an internal combustion engine has an intake line, which has an air inlet on the one hand and an air outlet on the other hand.
  • the air inlet is arranged such that air, which is required for the combustion of fuel in the internal combustion engine, can enter the intake system from the surroundings.
  • the air outlet is correspondingly connected to the internal combustion engine, and further components such as an air filter or an intake air distributor can be arranged in the intake line.
  • a fuel vapor filter In order not to release unfiltered fuel vapors that contain hydrocarbons from fuel-carrying components such as an intake manifold, dripping injection nozzles or an open combustion chamber to the environment, a fuel vapor filter is provided, which, when the internal combustion engine is at a standstill, vapors the fuel which is opposed to the direction of flow of the intake air flow, adsorbed.
  • This fuel vapor filter has a housing which contains a hydrocarbon adsorbing substance.
  • the hydrocarbon adsorbing substance can be activated carbon, for example, which is introduced as bulk material, activated carbon foam or as a dimensionally stable activated carbon body.
  • the fuel vapor filter is sealed to the intake line via a first opening, the cross section of the intake line being sealed off by a means for closing the intake line in such a way that no hydrocarbons can escape unfiltered through the air inlet.
  • the first opening is arranged between the internal combustion engine and the means for closing the intake line.
  • the means for closing the suction line can be formed, for example, by an electrically controlled valve or by a mechanical flap which closes the suction line by means of a rotary movement.
  • Other known components that can be used to interrupt a gas flow can of course also form the means for closing the suction line.
  • the first opening is arranged in the flow direction of the intake air after the means for closing the intake line.
  • the fuel vapors from the intake system can only escape into the environment via a second opening after they have passed through the fuel vapor filter.
  • the second opening is correspondingly connected to the surroundings, wherein the second opening can open directly into the surroundings, or can be connected to the surroundings via an intermediate piece.
  • the hydrocarbons are bound in the fuel vapor filter, so that only hydrocarbon-free air can get into the environment.
  • the fuel vapor filter for hydrocarbons is to be designed in terms of its storage capacity in such a way that the amount of hydrocarbons accumulating in the intake system can be absorbed. This amount is limited because only fuel residues from, for example, an intake manifold or injection nozzles can evaporate in the intake system. As soon as these fuel residues evaporate and are absorbed by the fuel vapor filter, no further hydrocarbon-containing vapors can arise in the intake system.
  • the fuel supply, from which vapors containing hydrocarbons constantly escape, has an independent ventilation system in which the hydrocarbons are adsorbed. When the internal combustion engine is operating, the connection between the intake line and the fuel vapor filter can be interrupted. The means for closing the suction line at least partially releases the cross section.
  • the second opening in the flow direction of the intake air is connected to the intake line before the means for closing the intake line.
  • the air cleaned of hydrocarbons is released to the environment via the intake line.
  • the means for closing the intake line is also provided for closing at least one of the openings of the fuel vapor filter. This always ensures that no excess pressure can build up in the intake system.
  • the control or regulation of the means for closing is simplified, since only one component has to be moved.
  • the means for closing the suction line is a slide, which can be inserted into the suction line in a sealing manner.
  • This slide can e.g. can also only be partially inserted, as a result of which the air resistance of the partially blocked cross-section is increased and the sucked-in air can flow through the fuel vapor filter.
  • a special embodiment of the invention provides that the means for closing the intake line is formed by the fuel vapor filter.
  • the fuel vapor filter closes the cross-section of the intake line in such a way that hydrocarbons are filtered out of the air and the hydrocarbon-free air can escape into the environment. An additional line system can be saved through this design.
  • the fuel vapor filter is desorbed directly in the direction of flow of the intake air.
  • the fuel vapor filter is designed to be pivotable, the fuel vapor filter being connected to the intake line in a first position in such a way that the fuel vapor filter can flow through the air in the intake line during desorption. In a second position, the fuel vapor filter is arranged such that the air is guided exclusively in the intake line. If necessary, for example when the Internal combustion engine or for desorption, the fuel vapor filter can be at least partially pivoted into the intake line, as a result of which the hydrocarbons can be absorbed when fuel is evaporated or the fuel vapor filter can be desorbed from the surroundings when air is drawn in.
  • the fuel vapor filter is integrated in an air filter housing arranged in the intake line.
  • the means for closing the intake line is arranged in the air filter housing, as a result of which the air flow is directed in accordance with the operating state of the internal combustion engine.
  • the air filter housing forms part of the fuel vapor filter, as a result of which the hydrocarbon-adsorbing substance is in contact both with the air filter housing and with the housing of the fuel vapor filter.
  • an area of the air filter housing can be used as an installation space for the fuel vapor filter.
  • a delivery unit is connected correspondingly to the fuel vapor filter, by means of which air containing fuel vapor can be transported from the intake line into the fuel vapor filter.
  • the delivery unit can be delayed and activated at intervals when the internal combustion engine is switched off. After the internal combustion engine has been switched off, hydrocarbon vapors only collect in the intake line after a few minutes. So that they do not remain in the suction line for too long and e.g. Diffuse through the wall of the intake line or various connection points in the intake line, the air is conveyed from the intake system into the fuel vapor filter from time to time. It makes sense here that the conveyor unit is connected to a timer and e.g.
  • the conveyor unit can then e.g. are switched on again at intervals of one or more minutes in order to feed the evaporating fuel residues to the fuel vapor filter. If no new fuel vapors are to be expected, the delivery unit can remain switched off. This can e.g. be the case after 30 minutes.
  • the conveyor unit can e.g. be designed as a suction pump, pressure pump or blower.
  • the suction pump can e.g. be arranged in the region of the second opening which, due to a negative overpressure, sucks air containing hydrocarbons from the intake line through the fuel vapor filter.
  • the pressure pump is connected to the first opening or the suction line, as a result of which the air containing fuel vapor is pressed into the fuel vapor filter.
  • the conveyor unit is connected to a sensor.
  • the sensor records parameters from the environment.
  • the delivery unit is then activated.
  • the sensor can detect the ambient temperature of the intake system. This is advantageous because fuel evaporates faster at higher temperatures than at lower temperatures.
  • the conveyor unit can be switched on earlier or later according to the defined switch-on intervals.
  • the sensor can be designed as a gas concentration sensor, which detects the hydrocarbon concentration contained in the intake system. According to defined threshold values, the delivery unit can then only be switched on when required, ie at a correspondingly high hydrocarbon concentration, as a result of which unnecessary switching intervals are avoided.
  • An advantageous method for operating an intake system of the type described above uses a fuel vapor filter to adsorb hydrocarbons which escape from fuel-carrying components into the intake line when the internal combustion engine is switched off, as a result of which hydrocarbon-free air escapes from the intake system into the environment.
  • the return flow of the expanding air is passed through a fuel vapor filter when the internal combustion engine is switched off, before the air escapes into the environment. This can reduce the pollution of the environment with gaseous hydrocarbons.
  • the return-flowing air is immediately diverted through the fuel vapor filter.
  • the fuel vapor filter is desorbed when the internal combustion engine is operating, in particular when the internal combustion engine is operating at partial load.
  • the length of time for which the fuel vapor filter is desorbed depends on the size and can be controlled, for example, with a timer.
  • Another variant is the use of a specific operating state of the internal combustion engine, in which the fuel vapor filter is desorbed. Whenever the internal combustion engine is in this operating state, the fuel vapor filter is desorbed, regardless of whether or not hydrocarbons are still stored in the hydrocarbon adsorbing substance.
  • Another alternative to controlling the desorption time is to provide a sensor that detects the concentration of hydrocarbons in the purge air.
  • the desorption of the fuel vapor filter is ended.
  • the hydrocarbons flushed out of the fuel vapor filter during desorption are fed to the internal combustion engine, where they are burned.
  • Purge air from an air-carrying component can be used for this purpose, which supply the hydrocarbons to the intake air.
  • This purge air can, provided the second opening voltage is connected to the intake line, be introduced in the filter direction of the fuel vapor filter.
  • the fuel vapor filter is desorbed by the negative overpressure generated between a closed throttle valve and the internal combustion engine.
  • the throttle valve When the throttle valve is closed, a minimal amount of air passes between the throttle valve and the clean air line, as a result of which the hydrocarbons sucked out of the hydrocarbon adsorbing substance are replaced.
  • the fuel vapor filter is desorbed with fresh air against the filter direction of the fuel vapor filter.
  • the negative pressure generated by the internal combustion engine draws fresh air through the fuel vapor filter, as a result of which it is desorbed.
  • Fresh air is to be passed through the fuel vapor filter in accordance with the defined conditions when the fuel vapor filter is to be desorbed.
  • FIG. 1 shows an intake system in a schematic illustration
  • FIG. 2 shows an intake system in a variant
  • FIG. 3 shows an air filter in a schematic representation
  • Figure 4 shows an air filter in a schematic representation
  • Figure 5 shows a section of an intake system
  • FIG. 6 shows a section of an intake system in a variant
  • Figure 7 shows a section of an intake system in a variant.
  • an intake system is shown in a schematic representation.
  • the intake system has an air inlet 10 through which air from the environment can enter an unfiltered air line 11.
  • the raw air line 1 1 is connected to an air filter housing 12.
  • a filter element 13 is arranged in the air filter housing 12 and separates the raw air line 11 from a clean air line 14 in a sealing manner.
  • the clean air line 14 is connected to an intake air distributor 15, the intake air distributor 15 opening into an internal combustion engine 16.
  • a throttle valve 17 is rotatably arranged in the clean air line 14. Depending on the required amount of air, the throttle valve 17 can assume any position in order to supply the internal combustion engine 16 with a lot or little air.
  • a slide valve 18 is arranged near the internal combustion engine 16 on the clean air line 14, the slide valve 18 being arranged at any desired point between the internal combustion engine 16 and the air inlet 10 can.
  • the slide 18 is located outside the flow cross-section of the clean air line 14.
  • the slide 18 is inserted into the clean air line 14 in a sealing manner (shown in broken lines).
  • a fuel vapor filter 19 is connected to the area between the slide 18 and the internal combustion engine 16.
  • the fuel vapor filter 19 has a first opening 20 which is connected via a line section 29 corresponding to the clean air line 14. Furthermore, the fuel vapor filter 19 has a second opening 21, which opens into the environment.
  • a valve (not shown) can be arranged in the line section 29, which separates or connects the fuel vapor filter 19 from the clean air line 14. When the internal combustion engine 16 is switched off, the valve is always open, since otherwise an overpressure can build up in the intake system. When the internal combustion engine 16 is switched on, the fuel vapor filter 19 can be connected to the clean air line 14 for desorption or can be separated from the clean air line 14 in an operating state of the internal combustion engine 16 which is unfavorable for desorption.
  • the slide 18 seals the cross section of the clean air line 14 in a sealing manner.
  • the heat radiated by the internal combustion engine 16 heats the air in the region between the slide 18 and the internal combustion engine 16 and expands it. Since the clean air line 14 is closed, the air flows into the fuel vapor filter 19, where hydrocarbons are filtered out of the air.
  • the hydrocarbons can e.g. from fuel residues that have separated on the intake manifold 15 evaporate. Hydrogen-free air emerges from the fuel vapor filter 19 through the second opening 21 into the environment.
  • the air resistance in the clean air line 14 is increased when the internal combustion engine 16 is switched on. This can e.g. by partially inserting the slide 18 into the clean air line 14. If the air resistance of the clean air line 14 is greater than the air resistance of the fuel vapor filter 19, then the air is drawn in from the surroundings through the fuel vapor filter 19. This fresh air takes in the hydrocarbons when flowing through the fuel vapor filter 19 against the dash-dotted arrow direction and leads them to the internal combustion engine 16, where they are also burned. The fuel vapor filter 19 is thus ready for use again.
  • the operating states of the internal combustion engine 16, such as the partial load operation is used, in which the internal combustion engine 16 does not require full power or a reduced amount of air.
  • FIG. 1 A variant of a suction system is shown schematically in FIG. Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols.
  • This exemplary embodiment has an air inlet 10 and an unfiltered air line 11, which can also be referred to as an intake line, since no filter element according to FIG. 1 is provided. Furthermore, the intake air distributor according to FIG. 1 is also saved.
  • the raw air line 11 is thus connected directly to the internal combustion engine 16.
  • To the A rotary flap 22 is provided for sealing the raw air line 11.
  • This rotary valve 22 can additionally fulfill the function of the throttle valve 17 according to FIG. 1.
  • the first opening 20 and the second opening 21 of the fuel vapor filter 19 are connected to the unfiltered air line 11, the rotary flap 22 being arranged in the region between the two openings 20, 21.
  • the rotary flap 22 seals the cross section of the unfiltered air line 11.
  • the air expands in the area between the internal combustion engine 16 and the rotary flap 22, it must enter the fuel vapor filter 19 through the first opening 20.
  • the air cleaned of hydrocarbons is passed through the second opening 21 back into the unfiltered air line 11, from where it can escape into the environment.
  • FIG. 3 shows an air filter 23 in a schematic representation.
  • the air filter 23 is connected on the one hand to the raw air line 11 and on the other hand to the clean air line 14.
  • the raw air line 11 is separated from the clean air line 14 by the filter element 13, which is sealingly introduced into the filter housing 12.
  • the fuel vapor filter 19 is integrated on the clean side into the filter housing 12, the filter housing 12 forming part of the fuel vapor filter 19.
  • the fuel vapor filter 19 has a housing 24 which is filled with activated carbon 25.
  • the activated carbon 25 is introduced into the housing 24 as bulk material, wherein it is ensured that no activated carbon particles reach the internal combustion engine 16 according to FIG. 1. This can be ensured, for example, by a protective grille (not shown) made of any textile fabric, such as polyamide.
  • the housing 24 is formed by the filter housing 12 and a cover plate 26.
  • a movable flap 27 is arranged on the cover plate 26 and can take up various positions. In the position shown, which is switched when the internal combustion engine 16 (not shown) is switched off, the flap 27 is opened, as a result of which the fuel vapor filter 19 is connected with its first opening 20 to the clean air line 14 and the raw air line 11 is sealingly separated from the clean air line 14. The hydrocarbons which flow back in the direction of the arrow from the clean air line 14 are thus adsorbed by the activated carbon 25.
  • the air filter 23 according to FIG. 3 is shown in FIG. Components corresponding to FIG. 3 are provided with the same reference symbols. In this illustration, the flap 27 is in a different position. The flap 27 is half open.
  • FIG. 5 a section of an intake system is shown schematically. Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols.
  • the fuel vapor filter 19 is arranged outside the clean air line 14 when the internal combustion engine 16 is switched on (according to FIG. 1).
  • the amount of air supplied to the internal combustion engine 16 (according to FIG. 1) can be controlled by the position of the throttle valve 17.
  • the fuel vapor filter 19 is pushed into the clean air line 14 in a sealing manner by means of a translational movement (shown in broken lines).
  • fuel vapors flowing against the intake direction can be adsorbed by the activated carbon 25.
  • Two variants are available for the desorption of the fuel vapor filter 19.
  • the first variant consists of the fuel vapor filter 19 remaining in the clean air line 14 for desorption (shown in dash-dot lines) and fresh air flowing through it when the throttle valve 17 is partially open, thus flushing out the adsorbed hydrocarbons from the activated carbon 25 and feeding them to the internal combustion engine 16 become.
  • the fuel vapor filter 19 can also partially protrude into the clean air line for desorption (not shown).
  • the second variant consists in that the fuel vapor filter 19 is arranged outside the clean air line 14 and the throttle valve 17 ' (shown in dotted lines) closes the clean air line 14.
  • the throttle valve 17 ' shown in dotted lines
  • FIG. 1 A section of an intake system is shown schematically in FIG. This section shows another variant of the intake system. Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols.
  • the fuel vapor filter 19 is designed to be pivotable. When the internal combustion engine (not shown) is switched on, the fuel vapor filter 19 is located outside the clean air line 14. When the internal combustion engine is switched off or shortly thereafter, the fuel vapor filter 19 is rotated into the clean air line 14 by an axis 28 arranged in an edge region screwed. The fuel vapor filter 19 is sealingly introduced into the clean air line 14 in the screwed-in state (dash-dotted lines), as a result of which fuel vapors which flow out against the suction direction are adsorbed.
  • the fuel vapor filter 19 can be located in the clean air line 14 in a sealing manner, where it is desorbed in the suction direction (arrow direction), that is to say counter to the adsorption direction (dash-dotted arrow direction), when the internal combustion engine is switched on. Furthermore, when the internal combustion engine is switched on, the fuel vapor filter 19 can also protrude halfway into the clean air line 14 (shown in dotted lines), as a result of which it is desorbed with fresh air in the intake direction.
  • the throttle valve 17 can be actuated as already described in FIG. 5, whereby the same effects are achieved.
  • FIG 7 a section of an intake system is shown schematically in a variant.
  • three different switching positions of the flap 27 are shown.
  • the fuel vapor filter 19 is arranged in a stationary manner outside the clean air duct 14.
  • the throttle valve 17 controls, as already described, the air supply for the internal combustion engine (not shown) which connects to the intake air distributor 15.
  • the flap 27 can be brought into different positions by means of a rotary movement.
  • the flap 27 In the first flap position, the flap 27 completely clears the cross section of the clean air line 14, as a result of which the air can flow to the intake air distributor in the suction direction (arrow direction). In the second flap position (shown in dash-dotted lines), the flap 27 seals the cross section of the clean air line 14, as a result of which no air can flow to the intake air distributor 15 in the suction direction. The air expanding in the intake air distributor 15 can escape into the environment through the fuel vapor filter 19 against the intake direction (dash-dotted arrow direction).
  • the flap 27 reduces the cross section of the clean air line 14, as a result of which the air resistance in the clean air line 14 is increased.
  • the intake air flows in the intake direction both through the clean air line 14 and through the fuel vapor filter 19, as a result of which it is desorbed.
  • the fuel vapor filter 19 can be desorbed both in the second and in the third flap position.
  • the flap position 27 can be controlled via a switching logic (not shown) in accordance with the required air quantities.

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Abstract

The invention relates to an intake system for an internal combustion engine and to a method for operating said intake system that allow prevention of hydrocarbons from escaping from the intake system to the environment. To this end, the intake system is provided with a fuel vapor filter (19) that adsorbs hydrocarbons. Said fuel vapor filter (19) has a first opening (20) that is linked with a pure air conduit (14), and a second opening (21). The second opening (21) is correspondingly linked with the environment so that no substantial negative pressure can build up in the pure air conduit (14). The pure air conduit (14) can be tightly closed by a slide (18) so that the air expanding under the effect of heat does not escape to the environment before it has flown through the fuel vapor filter (19).

Description

EINRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR VERMEIDUNG DES AUSTRITTS VON KRAFTSTOFFDAMPFEN AUDEVICE AND METHOD FOR PREVENTING THE LEAKAGE OF FUEL VAPORS AU
S EINEM ANSAUGSYSTEM EINER BRENNKRAFTMASCHINES AN INTAKE SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Beschreibungdescription
5 Stand der Technik5 State of the art
Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des o.g. Ansaugsystems.The invention relates to an intake system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a method for operating the above. Intake system.
Es ist aus der DE 39 35 612 eine Einrichtung zur Rückgewinnung von in einem Kraft-From DE 39 35 612 it is a device for the recovery of in a power
10 stoffdampffilter gespeicherte Kraftstoffdämpfe für eine Brennkraftmaschine bekannt. Hierzu ist der Kraftstoffdampffilter mit einem Kraftstofftank verbunden. In dem Kraftstoffdampffilter ist Aktivkohle enthalten, welche Kohlenwasserstoffe aus Kraftstoffdämpfen adsorbiert. Von dem in dem Kraftstofftank enthaltenen Kraftstoff entweichen Kohlenwasserstoffe, welche über eine Tankentlüftung dem Kraftstoffdampffilter bzw. der Brenn-10 fuel vapor stored fuel vapors known for an internal combustion engine. For this purpose, the fuel vapor filter is connected to a fuel tank. Activated carbon is contained in the fuel vapor filter, which adsorbs hydrocarbons from fuel vapors. Hydrocarbons escape from the fuel contained in the fuel tank, which via a tank venting device releases the fuel vapor filter or the combustion
15 kraftmaschine zugeführt werden. Der Kraftstoffdampffilter ist über zwei Regenerationsleitungen mit einem Saugrohr verbunden. Die zweite Regenerationsleitung ist mit der Reinluftseite eines Luftfilters verbunden, wobei ein Absperrventil in der zweiten Regenerationsleitung angeordnet ist. Dieses Absperrventil verhindert, dass der vom Kraftstofftank kommende Kraftstoffdampf über den Luftfilter in die Atmosphäre austritt. Um den15 engine are supplied. The fuel vapor filter is connected to an intake manifold via two regeneration lines. The second regeneration line is connected to the clean air side of an air filter, a shut-off valve being arranged in the second regeneration line. This shut-off valve prevents the fuel vapor coming from the fuel tank from escaping into the atmosphere via the air filter. To the
20 Kraftstoffdampffilter zu regenerieren ist ein Spülgebläse vorgesehen, welches mit einem Keilriemen von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und über eine Druckleitung mit dem Kraftstoffdampffilter verbunden ist. Die Spülluft wird von dem Spülgebläse angesaugt und durch den Kraftstoffdampffilter hindurchgeleitet, wobei die Spülluft mit Kohlenwasserstoffen angereichert wird. Diese kohlenwasserstoffhaltige Spülluft wird über denTo regenerate the fuel vapor filter, a flushing fan is provided, which is driven by the internal combustion engine with a V-belt and is connected to the fuel vapor filter via a pressure line. The purge air is sucked in by the purge fan and passed through the fuel vapor filter, the purge air being enriched with hydrocarbons. This purge air containing hydrocarbon is over the
25 Luftfilter der Brennkraftmaschine zugeführt. Die erste Regenerationsleitung mündet in Strömungsrichtung gesehen nach einer Drosselklappe in das Saugrohr. In der ersten Regenerationsleitung ist eine Auswerteschaltung und eine Drossel angeordnet, wobei die Auswerteschaltung mit einer Lambda-Sonde verbunden ist. Entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird die Drossel geöffnet, so dass der Kraftstoffdampf in25 air filter supplied to the internal combustion engine. The first regeneration line, seen in the direction of flow, flows into the intake manifold after a throttle valve. An evaluation circuit and a throttle are arranged in the first regeneration line, the evaluation circuit being connected to a lambda probe. According to the operating state of the internal combustion engine, the throttle is opened so that the fuel vapor in
30 die Brennkraftmaschine geleitet werden kann. Wenn bei abgestellter Brennkraftmaschine die Drossel in der ersten Regenerationsleitung geöffnet ist, kann der Kraftstoffdampf über den Luftfilter in die Atmosphäre austreten. Ist die Drossel geschlossen, so entweicht die kraftstoffdampfhaltige Luft bei gesättigtem Kraftstoffdampffilter über das Spülgebläse in die Atmosphäre. Die Sättigung des Kraft- stoffdampffilters kann bei längerem Stillstand der Brennkraftmaschine erfolgen, da aus dem Kraftstofftank ständig Kohlenwasserstoffe entweichen. Um zu verhindern, dass die kraftstoffdampfhaltige Luft über das Spülgebläse in die Atmosphäre gelangt, könnte das Spülgebläse derart gestaltet sein, dass die Luft nur in Spülrichtung durch das Spülgebläse strömen kann. Dadurch würde sich jedoch ein Überdruck in dem Kraftstoffdampffilter, sowie in den Regenerationsleitungen aufbauen, was zu einer Beschädigung diverser Bauteile führen kann.30 the internal combustion engine can be directed. If the throttle in the first regeneration line is open when the internal combustion engine is switched off, the fuel vapor can escape into the atmosphere via the air filter. If the throttle is closed, the air containing fuel vapor escapes into the atmosphere via the flushing fan with a saturated fuel vapor filter. The fuel vapor filter can be saturated when the internal combustion engine is at a standstill for a long time, since hydrocarbons constantly escape from the fuel tank. In order to prevent the air containing fuel vapor from reaching the atmosphere via the flushing fan, the flushing fan could be designed in such a way that the air can only flow through the flushing fan in the direction of flushing. However, this would create an overpressure in the fuel vapor filter and in the regeneration lines, which can damage various components.
Die Ansaugluft, welche in einem Ansaugsystem enthalten ist, dehnt sich unter Wärmeeinwirkung z.B. von der Brennkraftmaschine oder der Umgebung, aus und benötigt somit ein größeres Volumen. Daher können bei dieser Ausführung Kohlenwasserstoffe, welche beim Stillstand der Brennkraftmaschine im Ansaugbereich verdampfen ungefiltert über das Ansaugsystem an die Umgebung abgegeben werden,, was eine Umweltbelastung darstellt.The intake air contained in an intake system expands under the influence of heat e.g. from the internal combustion engine or the environment, and therefore requires a larger volume. In this embodiment, therefore, hydrocarbons which evaporate in the intake area when the internal combustion engine is at a standstill can be released into the environment via the intake system without being filtered, which is an environmental burden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die o.g. Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The object of the invention is to achieve the above. To avoid disadvantages. This object is solved by the features of claim 1.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine weist eine Ansaugleitung auf, welche einerseits über einen Lufteinlass und andererseits über einen Luftauslass verfügt. Der Lufteinlass ist derart angeordnet, dass Luft, welche zur Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine benötigt wird, aus der Umgebung in das Ansaugsystem eintreten kann. Der Luftauslass ist korrespondierend mit der Brennkraftmaschine verbunden, wobei in der Ansaugleitung noch weitere Bauteile wie z.B. ein Luftfilter oder ein Ansaugluftverteiler angeordnet sein können. Um aus kraftstoffführenden Bauteilen wie z.B. einem Saugrohr, tropfenden Einspritzdüsen oder einem geöffneten Brennraum, austretende Kraftstoffdämpfe, welche Kohlenwasserstoffe enthalten, nicht ungefiltert an die Umgebung abzugeben, ist ein Kraftstoffdampffilter vorgesehen, welcher beim Stillstand der Brennkraftmaschine die Kraftstoff dämpfe, welche entgegen der Strömungsrichtung der Ansaugluft strömen, adsorbiert. Dieser Kraftstoffdampffilter verfügt über ein Gehäuse, welches einen Kohlenwasserstoff adsorbierenden Stoff enthält. Der Kohlenwasserstoff adsorbierende Stoff kann z.B. Aktivkohle sein welche als Schüttgut, Aktivkohleschaum oder als formbeständiger Aktivkohlekörper eingebracht ist. Bei abgeschalteter Brennkraftmaschine ist der Kraftstoffdampffilter über eine erste Öffnung dichtend mit der Ansaugleitung verbunden, wobei der Querschnitt der Ansaugleitung von einem Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung derart dichtend verschlossen ist, dass keine Kohlenwasserstoffe durch den Lufteinlass ungefiltert austreten können. Die erste Öffnung ist zwischen der Brennkraftmaschine und dem Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung angeordnet. Das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung kann z.B. durch ein elektrisch angesteuertes Ventil oder durch eine mechanische Klappe, welche durch eine rotatorische Bewegung die Ansaugleitung verschließt gebildet werden. Weitere bekannte Bauteile, welche zum Unterbrechen eines Gasstromes dienen können selbstverständlich ebenfalls das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung bilden.The intake system for an internal combustion engine according to the invention has an intake line, which has an air inlet on the one hand and an air outlet on the other hand. The air inlet is arranged such that air, which is required for the combustion of fuel in the internal combustion engine, can enter the intake system from the surroundings. The air outlet is correspondingly connected to the internal combustion engine, and further components such as an air filter or an intake air distributor can be arranged in the intake line. In order not to release unfiltered fuel vapors that contain hydrocarbons from fuel-carrying components such as an intake manifold, dripping injection nozzles or an open combustion chamber to the environment, a fuel vapor filter is provided, which, when the internal combustion engine is at a standstill, vapors the fuel which is opposed to the direction of flow of the intake air flow, adsorbed. This fuel vapor filter has a housing which contains a hydrocarbon adsorbing substance. The hydrocarbon adsorbing substance can be activated carbon, for example, which is introduced as bulk material, activated carbon foam or as a dimensionally stable activated carbon body. When the internal combustion engine is switched off, the fuel vapor filter is sealed to the intake line via a first opening, the cross section of the intake line being sealed off by a means for closing the intake line in such a way that no hydrocarbons can escape unfiltered through the air inlet. The first opening is arranged between the internal combustion engine and the means for closing the intake line. The means for closing the suction line can be formed, for example, by an electrically controlled valve or by a mechanical flap which closes the suction line by means of a rotary movement. Other known components that can be used to interrupt a gas flow can of course also form the means for closing the suction line.
Die erste Öffnung ist in Strömungsrichtung der Ansaugluft gesehen nach dem Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung angeordnet. Somit können Kraftstoffdämpfe, welche nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine aus z.B. einem Saugrohr oder Einspritzdüsen entweichen nicht ungefiltert in die Umgebung gelangen. Die Kraftstoffdämpfe aus dem Ansaugsystem können erst nachdem sie den Kraftstoffdampffilter durchlaufen haben über eine zweite Öffnung in die Umgebung entweichen. Die zweite Öffnung ist korrespondierend mit der Umgebung verbunden, wobei die zweite Öffnung direkt in die Umgebung münden kann, oder über ein Zwischenstück mit der Umgebung verbunden sein kann. In dem Kraftstoffdampffilter werden die Kohlenwasserstoffe gebunden, so dass nur kohlenwasserstofffreie Luft in die Umgebung gelangen kann. Der Kraftstoffdampffilter für Kohlenwasserstoffe ist von seiner Speicherkapazität derart auszulegen, dass die in dem Ansaugsystem anfallende Menge an Kohlenwasserstoffe aufgenommen werden kann. Diese Menge ist begrenzt, da in dem Ansaugsystem nur Kraftstoffreste aus z.B. einem Saugrohr oder Einspritzdüsen verdampfen können. Sobald diese Kraftstoffreste verdampft und von dem Kraftstoffdampffilter aufgenommen sind, können keine weiteren kohlenwasserstoffhaltigen Dämpfe im Ansaugsystem mehr entstehen. Der Kraftstoffvorrat, aus welchem ständig kohlenwasserstoffhaltige Dämpfe entweichen, verfügt über ein eigenständiges Entlüftungssystem in welchem die Kohlenwasserstoffe adsorbiert werden. Bei betriebener Brennkraftmaschine kann die Verbindung zwischen der Ansaugleitung und dem Kraftstoffdampffilter unterbrochen sein. Das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung gibt den Querschnitt zumindest teilweise frei.The first opening is arranged in the flow direction of the intake air after the means for closing the intake line. Fuel vapors which escape after the internal combustion engine has been switched off, for example from an intake manifold or injection nozzles, can therefore not get into the environment unfiltered. The fuel vapors from the intake system can only escape into the environment via a second opening after they have passed through the fuel vapor filter. The second opening is correspondingly connected to the surroundings, wherein the second opening can open directly into the surroundings, or can be connected to the surroundings via an intermediate piece. The hydrocarbons are bound in the fuel vapor filter, so that only hydrocarbon-free air can get into the environment. The fuel vapor filter for hydrocarbons is to be designed in terms of its storage capacity in such a way that the amount of hydrocarbons accumulating in the intake system can be absorbed. This amount is limited because only fuel residues from, for example, an intake manifold or injection nozzles can evaporate in the intake system. As soon as these fuel residues evaporate and are absorbed by the fuel vapor filter, no further hydrocarbon-containing vapors can arise in the intake system. The fuel supply, from which vapors containing hydrocarbons constantly escape, has an independent ventilation system in which the hydrocarbons are adsorbed. When the internal combustion engine is operating, the connection between the intake line and the fuel vapor filter can be interrupted. The means for closing the suction line at least partially releases the cross section.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Öffnung in Strö- mungsrichtung der Ansaugluft vor dem Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung mit der Ansaugleitung verbunden. Dadurch wird die von Kohlenwasserstoffen gereinigte Luft über die Ansaugleitung an die Umwelt abgegeben. Dies hat den Vorteil, dass der Kraftstoffdampffilter beim Desorbieren von der, durch die Ansaugleitung angesaugte Ansaugluft durchströmt wird. Entsprechend der Stellung des Mittels zum Verschließen der An- saugleitung kann der Kraftstoffdampffilter desorbiert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the second opening in the flow direction of the intake air is connected to the intake line before the means for closing the intake line. As a result, the air cleaned of hydrocarbons is released to the environment via the intake line. This has the advantage that when the fuel vapor filter is desorbed, the intake air drawn in through the intake line flows through. The fuel vapor filter can be desorbed in accordance with the position of the means for closing the intake line.
Es ist vorteilhaft, dass das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung ebenfalls zum Verschließen mindestens einer der Öffnungen des Kraftstoffdampffilters vorgesehen ist. Dadurch ist immer gewährleistet, dass sich kein Überdruck in dem Ansaugsystem aufbauen kann. Außerdem wird die Steuerung bzw. Regelung des Mittels zum Verschließen ver- einfacht, da nur ein Bauteil bewegt werden muss.It is advantageous that the means for closing the intake line is also provided for closing at least one of the openings of the fuel vapor filter. This always ensures that no excess pressure can build up in the intake system. In addition, the control or regulation of the means for closing is simplified, since only one component has to be moved.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung ein Schieber, welcher in die Ansaugleitung dichtend eingeschoben werden kann. Dieser Schieber kann z.B. auch nur teilweise eingeschoben werden, wodurch der Luftwiderstand des teilweise abgesperrten Querschnitts erhöht ist und die angesaugte Luft den Kraftstoffdampffilter durchströmen kann.According to a further embodiment of the invention, the means for closing the suction line is a slide, which can be inserted into the suction line in a sealing manner. This slide can e.g. can also only be partially inserted, as a result of which the air resistance of the partially blocked cross-section is increased and the sucked-in air can flow through the fuel vapor filter.
Eine besondere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung durch den Kraftstoffdampffilter gebildet ist. Hierbei verschließt der Kraftstoffdampffilter den Querschnitt der Ansaugleitung derart, dass Kohlenwasserstoffe aus der Luft ausgefiltert werden und die kohlenwasserstofffreie Luft in die Umgebung entweichen kann. Durch diese Ausführung kann ein zusätzliches Leitungssystem eingespart werden. Die Desorption des Kraftstoffdampffilters erfolgt direkt in Strömungsrichtung der Ansaugluft.A special embodiment of the invention provides that the means for closing the intake line is formed by the fuel vapor filter. The fuel vapor filter closes the cross-section of the intake line in such a way that hydrocarbons are filtered out of the air and the hydrocarbon-free air can escape into the environment. An additional line system can be saved through this design. The fuel vapor filter is desorbed directly in the direction of flow of the intake air.
Es ist vorteilhaft, dass der Kraftstoffdampffilter schwenkbar ausgebildet ist, wobei der Kraftstoffdampffilter in einer ersten Stellung derart mit der Ansaugleitung verbunden ist, dass der Kraftstoffdampffilter bei der Desorption von der Luft in der Ansaugleitung durchströmbar ist. In einer zweiten Stellung ist der Kraftstoffdampffilter derart angeordnet, dass die Luft ausschließlich in der Ansaugleitung geführt ist. Bei Bedarf z.B. bei abgeschalteter Brennkraftmaschine oder zur Desorption kann der Kraftstoffdampffilter in die Ansaugleitung zumindest teilweise hineingeschwenkt werden, wodurch beim Verdampfen von Kraftstoff die Kohlewasserstoffe aufgenommen werden können oder beim Ansaugen von Luft aus der Umgebung der Kraftstoffdampffilter desorbiert werden kann.It is advantageous that the fuel vapor filter is designed to be pivotable, the fuel vapor filter being connected to the intake line in a first position in such a way that the fuel vapor filter can flow through the air in the intake line during desorption. In a second position, the fuel vapor filter is arranged such that the air is guided exclusively in the intake line. If necessary, for example when the Internal combustion engine or for desorption, the fuel vapor filter can be at least partially pivoted into the intake line, as a result of which the hydrocarbons can be absorbed when fuel is evaporated or the fuel vapor filter can be desorbed from the surroundings when air is drawn in.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kraftstoffdampffilter in ein, in der Ansaugleitung angeordnetes Luftfiltergehäuse integriert. Hierbei ist in dem Luftfiltergehäuse das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung angeordnet, wodurch die Luftströmung entsprechend des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine geleitet wird. Das Luftfiltergehäuse bildet bei vorteilhaften Ausgestaltungen einen Teil des Kraftstoffdampffilters, wodurch der Kohlenwasserstoff adsorbierende Stoff sowohl mit dem Luftfiltergehäuse als auch mit dem Gehäuse des Kraftstoffdampffilters in Kontakt steht. Hierbei kann eine Fläche des Luftfiltergehäuses als Einbauraum für den Kraftstoffdampffilter genutzt werden.According to an advantageous embodiment, the fuel vapor filter is integrated in an air filter housing arranged in the intake line. In this case, the means for closing the intake line is arranged in the air filter housing, as a result of which the air flow is directed in accordance with the operating state of the internal combustion engine. In advantageous configurations, the air filter housing forms part of the fuel vapor filter, as a result of which the hydrocarbon-adsorbing substance is in contact both with the air filter housing and with the housing of the fuel vapor filter. In this case, an area of the air filter housing can be used as an installation space for the fuel vapor filter.
Es ist vorteilhaft, dass eine Fördereinheit korrespondierend mit dem Kraftstoffdampffilter verbunden ist, mit welcher kraftstoffdampfhaltige Luft aus der Ansaugleitung in den Kraft- stoffdampffilter transportierbar ist. Die Fördereinheit kann bei abgestellter Brennkraftmaschine zeitverzögert und in Intervallen betätigt werden. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine sammeln sich erst nach wenigen Minuten Kohlenwasserstoffdämpfe in der Ansaugleitung. Damit diese nicht zu lange in der Ansaugleitung verbleiben und z.B. durch die Wand der Ansaugleitung oder diverse Verbindungsstellen in der Ansaugleitung hin- durch diffundieren, wird von Zeit zu Zeit die Luft aus dem Ansaugsystem in den Kraftstoffdampffilter befördert. Hierbei ist es sinnvoll, dass die Fördereinheit mit einem Zeitglied verbunden ist und z.B. 4min nachdem die Brennkraftmaschine abgestellt wurde zum ersten Mal für einige Sekunden einschaltet. Anschließend kann die Fördereinheit z.B. in Abständen von einer oder mehreren Minuten wieder eingeschaltet werden, um die ver- dampfenden Kraftstoffreste dem Kraftstoffdampffilter zuzuführen. Wenn keine neu entstehenden Kraftstoffdämpfe mehr zu erwarten sind, kann die Fördereinheit abgeschaltet bleiben. Dies kann z.B. nach 30 Minuten der Fall sein. Die Fördereinheit kann z.B. als Saugpumpe, Druckpumpe oder Gebläse ausgestaltet sein. Die Saugpumpe kann z.B. im Bereich der zweiten Öffnung angeordnet sein, welche durch einen negativen Überdruck kohlenwasserstoffhaltige Luft aus der Ansaugleitung durch den Kraftstoffdampffilter saugt. Die Druckpumpe ist mit der ersten Öffnung bzw. der Ansaugleitung verbunden, wodurch die kraftstoffdampfhaltige Luft in den Kraftstoffdampffilter gedrückt wird.It is advantageous that a delivery unit is connected correspondingly to the fuel vapor filter, by means of which air containing fuel vapor can be transported from the intake line into the fuel vapor filter. The delivery unit can be delayed and activated at intervals when the internal combustion engine is switched off. After the internal combustion engine has been switched off, hydrocarbon vapors only collect in the intake line after a few minutes. So that they do not remain in the suction line for too long and e.g. Diffuse through the wall of the intake line or various connection points in the intake line, the air is conveyed from the intake system into the fuel vapor filter from time to time. It makes sense here that the conveyor unit is connected to a timer and e.g. Turns on for a few seconds for the first time 4 minutes after the internal combustion engine has been switched off. The conveyor unit can then e.g. are switched on again at intervals of one or more minutes in order to feed the evaporating fuel residues to the fuel vapor filter. If no new fuel vapors are to be expected, the delivery unit can remain switched off. This can e.g. be the case after 30 minutes. The conveyor unit can e.g. be designed as a suction pump, pressure pump or blower. The suction pump can e.g. be arranged in the region of the second opening which, due to a negative overpressure, sucks air containing hydrocarbons from the intake line through the fuel vapor filter. The pressure pump is connected to the first opening or the suction line, as a result of which the air containing fuel vapor is pressed into the fuel vapor filter.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Fördereinheit mit einem Sensor verbunden. Der Sensor erfasst Kenngrößen aus der Umgebung. In Abhängigkeit der durch den Sen- sor ermittelten Kenngrößen wird dann die Fördereinheit aktiviert. Der Sensor kann z.B. die Umgebungstemperatur des Ansaugsystems erfassen. Dies ist vorteilhaft, da Kraftstoff bei höheren Temperaturen schneller verdampft, als bei niedrigeren Temperaturen. Somit kann entsprechend der definierten Einschaltintervalle das Einschalten der Fördereinheit früher oder später erfolgen. Weiterhin kann der Sensor als Gaskonzentrationssensor ausgebildet sein, welcher die in der im Ansaugsystem enthaltenen Kohlenwasserstoffkonzentration erfasst. Entsprechend definierter Schwellenwerte kann dann die Fördereinheit nur bei Bedarf, d.h. bei einer entsprechend hohen Kohlenwasserstoffkonzentration eingeschaltet werden, wodurch unnötige Schaltintervalle vermieden werden.In a development of the invention, the conveyor unit is connected to a sensor. The sensor records parameters from the environment. Depending on the The delivery unit is then activated. For example, the sensor can detect the ambient temperature of the intake system. This is advantageous because fuel evaporates faster at higher temperatures than at lower temperatures. Thus, the conveyor unit can be switched on earlier or later according to the defined switch-on intervals. Furthermore, the sensor can be designed as a gas concentration sensor, which detects the hydrocarbon concentration contained in the intake system. According to defined threshold values, the delivery unit can then only be switched on when required, ie at a correspondingly high hydrocarbon concentration, as a result of which unnecessary switching intervals are avoided.
Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben eines Ansaugsystems der oben beschriebenen Art adsorbiert mit einem Kraftstoffdampffilter Kohlenwasserstoffe, welche aus Kraftstoff führenden Bauteilen bei abgeschalteter Brennkraftmaschine in die Ansaugleitung entweichen, wodurch kohlenwasserstofffreie Luft aus dem Ansaugsystem in die Umgebung entweicht. Bei diesem Verfahren wird bei abgeschalteter Brennkraftmaschine der Rück- ström der sich ausdehnenden Luft über einen Kraftstoffdampffilter geleitet, bevor die Luft in die Umgebung entweicht. Dadurch kann die Verschmutzung der Umgebung mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen reduziert werden. Sobald die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, erfolgt umgehend die Umleitung der rückströmenden Luft durch den Kraftstoffdampffilter.An advantageous method for operating an intake system of the type described above uses a fuel vapor filter to adsorb hydrocarbons which escape from fuel-carrying components into the intake line when the internal combustion engine is switched off, as a result of which hydrocarbon-free air escapes from the intake system into the environment. In this method, the return flow of the expanding air is passed through a fuel vapor filter when the internal combustion engine is switched off, before the air escapes into the environment. This can reduce the pollution of the environment with gaseous hydrocarbons. As soon as the internal combustion engine is switched off, the return-flowing air is immediately diverted through the fuel vapor filter.
Bei einem besonderen Verfahren zum Betreiben des Ansaugsystems wird der Kraftstoffdampffilter bei betriebener Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer in Teillast betriebenen Brennkraftmaschine, desorbiert. Die Zeitdauer, wie lange der Kraftstoffdampffilter desorbiert wird, ist abhängig von der Größe und kann z.B. mit einer Zeitschaltuhr gesteuert werden. Eine weitere Variante ist die Verwendung eines bestimmten Betriebszustands der Brennkraftmaschine, bei dem der Kraftstoffdampffilter desorbiert wird. Immer wenn sich die Brennkraftmaschine in diesem Betriebszustand befindet, wird der Kraftstoffdampffilter desorbiert, unabhängig davon, ob noch Kohlenwasserstoffe in dem Kohlenwasserstoff adsorbierenden Stoff gespeichert sind oder nicht. Eine weitere Alternative zur Steuerung der Desorptionszeit besteht darin, einen Sensor vorzusehen, welcher die Kon- zentration von Kohlenwasserstoffen in der Spülluft erfasst. Sobald die Konzentration in der Spülluft einen definierten Schwellenwert unterschreitet, wird die Desorption des Kraft- stoffdampffilters beendet. Die bei der Desorption aus dem Kraftstoffdampffilter herausgespülten Kohlenwasserstoffe werden der Brennkraftmaschine zugeführt, wo sie verbrannt werden. Hierzu kann Spülluft aus einem luftführenden Bauteil genutzt werden, welche die Kohlenwasserstoffe der Ansaugluft zuführen. Diese Spülluft kann, sofern die zweite Öff- nung mit der Ansaugleitung verbunden ist, in Filterrichtung des Kraftstoffdampffilters eingeleitet werden.In a special method for operating the intake system, the fuel vapor filter is desorbed when the internal combustion engine is operating, in particular when the internal combustion engine is operating at partial load. The length of time for which the fuel vapor filter is desorbed depends on the size and can be controlled, for example, with a timer. Another variant is the use of a specific operating state of the internal combustion engine, in which the fuel vapor filter is desorbed. Whenever the internal combustion engine is in this operating state, the fuel vapor filter is desorbed, regardless of whether or not hydrocarbons are still stored in the hydrocarbon adsorbing substance. Another alternative to controlling the desorption time is to provide a sensor that detects the concentration of hydrocarbons in the purge air. As soon as the concentration in the purge air falls below a defined threshold value, the desorption of the fuel vapor filter is ended. The hydrocarbons flushed out of the fuel vapor filter during desorption are fed to the internal combustion engine, where they are burned. Purge air from an air-carrying component can be used for this purpose, which supply the hydrocarbons to the intake air. This purge air can, provided the second opening voltage is connected to the intake line, be introduced in the filter direction of the fuel vapor filter.
Bei einem alternativen Verfahren wird der Kraftstoffdampffilter durch den zwischen einer geschlossenen Drosselklappe und der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Über- druck desorbiert. Bei geschlossener Drosselklappe tritt eine minimale Luftmenge zwischen der Drosselklappe und der Reinluftleitung hindurch, wodurch die aus dem Kohlenwasserstoff adsorbierenden Stoff herausgesaugten Kohlenwasserstoffe ersetzt werden.In an alternative method, the fuel vapor filter is desorbed by the negative overpressure generated between a closed throttle valve and the internal combustion engine. When the throttle valve is closed, a minimal amount of air passes between the throttle valve and the clean air line, as a result of which the hydrocarbons sucked out of the hydrocarbon adsorbing substance are replaced.
Gemäß einem besonderen Verfahren wird der Kraftstoffdampffilter entgegen der Filterrichtung des Kraftstoffdampffilters mit Frischluft desorbiert. Hierbei saugt der von der Brennkraftmaschine erzeugte Unterdruck Frischluft durch den Kraftstoffdampffilter, wodurch dieser desorbiert wird. Entsprechend den definierten Bedingungen, wann der Kraftstoffdampffilter desorbiert werden soll, ist Frischluft durch den Kraftstoffdampffilter zu leiten.According to a special method, the fuel vapor filter is desorbed with fresh air against the filter direction of the fuel vapor filter. Here, the negative pressure generated by the internal combustion engine draws fresh air through the fuel vapor filter, as a result of which it is desorbed. Fresh air is to be passed through the fuel vapor filter in accordance with the defined conditions when the fuel vapor filter is to be desorbed.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen au- ßer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred developments of the invention are evident from the claims and also from the description and the drawing, the individual features being realized individually or in groups in the form of subcombinations in the embodiment of the invention and in other fields be and can represent advantageous and protectable designs for which protection is claimed here.
Zeichnungdrawing
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigtFurther details of the invention are described in the drawing using schematic exemplary embodiments. Here shows
Figur 1 ein Ansaugsystem in schematischer Darstellung,FIG. 1 shows an intake system in a schematic illustration,
Figur 2 ein Ansaugsystem in einer Variante,FIG. 2 shows an intake system in a variant,
Figur 3 einen Luftfilter in schematischer Darstellung,FIG. 3 shows an air filter in a schematic representation,
Figur 4 einen Luftfilter in schematischer DarstellungFigure 4 shows an air filter in a schematic representation
Figur 5 ein Ausschnitt aus einem AnsaugsystemFigure 5 shows a section of an intake system
Figur 6 einen Ausschnitt aus einem Ansaugsystem in einer Variante und Figur 7 einen Ausschnitt aus einem Ansaugsystem in einer Variante.6 shows a section of an intake system in a variant and Figure 7 shows a section of an intake system in a variant.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist ein Ansaugsystem in schematischer Darstellung abgebildet. Das Ansaug- System weist einen Lufteinlass 10 auf, durch welchen Luft aus der Umgebung in eine Rohluftleitung 11 eintreten kann. Die Rohluftleitung 1 1 ist mit einem Luftfiltergehäuse 12 verbunden. In dem Luftfiltergehäuse 12 ist ein Filterelement 13 angeordnet, welches die Rohluftleitung 11 dichtend von einer Reinluftleitung 14 trennt. Die Reinluftleitung 14 ist mit einem Ansaugluftverteiler 15 verbunden, wobei der Ansaugluftverteiler 15 in eine Brennkraftmaschine 16 mündet. Zur Regulierung der in die Brennkraftmaschine 16 geleiteten Luft ist eine Drosselklappe 17 drehbar in der Reinluftleitung 14 angeordnet. Entsprechend der erforderlichen Luftmenge kann die Drosselklappe 17 jede beliebige Stellung einnehmen um so der Brennkraftmaschine 16 viel oder wenig Luft zuzuführen.In Figure 1, an intake system is shown in a schematic representation. The intake system has an air inlet 10 through which air from the environment can enter an unfiltered air line 11. The raw air line 1 1 is connected to an air filter housing 12. A filter element 13 is arranged in the air filter housing 12 and separates the raw air line 11 from a clean air line 14 in a sealing manner. The clean air line 14 is connected to an intake air distributor 15, the intake air distributor 15 opening into an internal combustion engine 16. To regulate the air conducted into the internal combustion engine 16, a throttle valve 17 is rotatably arranged in the clean air line 14. Depending on the required amount of air, the throttle valve 17 can assume any position in order to supply the internal combustion engine 16 with a lot or little air.
Damit durch den Lufteinlass 10 aus dem Ansaugsystem bei abgestellter Brennkraftma- schine 16 keine Kohlenwasserstoffe austreten, ist ein Schieber 18 nahe der Brennkraftmaschine 16 an der Reinluftleitung 14 angeordnet, wobei der Schieber 18 an jeder beliebigen Stelle zwischen der Brennkraftmaschine 16 und dem Lufteinlass 10 angeordnet sein kann. Der Schieber 18 befindet sich bei eingeschalteter Brennkraftmaschine 16 außerhalb des Strömungsquerschnittes der Reinluftleitung 14. Bei abgestellter Brennkraft- maschine 16 ist der Schieber 18 dichtend in die Reinluftleitung 14 eingeschoben (strichpunktiert dargestellt). Um zu verhindern, dass bei abgestellter Brennkraftmaschine 16 ein Überdruck in den Bereich zwischen der Brennkraftmaschine 16 und dem Schieber 18 entsteht, ist ein Kraftstoffdampffilter 19 mit dem Bereich zwischen dem Schieber 18 und der Brennkraftmaschine 16 verbunden. Der Kraftstoffdampffilter 19 verfügt über eine erste Öffnung 20, welche über einen Leitungsabschnitt 29 korrespondierend mit der Reinluftleitung 14 verbunden ist. Weiterhin verfügt der Kraftstoffdampffilter 19 über eine zweite Öffnung 21 , welche in die Umgebung mündet. In dem Leitungsabschnitt 29 kann ein Ventil (nicht dargestellt) angeordnet sein, welches den Kraftstoffdampffilter 19 von der Reinluftleitung 14 trennt oder verbindet. Bei abgestellter Brennkraftmaschine 16 ist das Ventil immer geöffnet, da sich sonst ein Überdruck in dem Ansaugsystem aufbauen kann. Bei eingeschalteter Brennkraftmaschine 16 kann der Kraftstoffdampffilter 19 zur Desorption mit der Reinluftleitung 14 verbunden oder bei einem zur Desorption ungünstigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 16 von der Reinluftleitung 14 getrennt sein. Bei eingeschalteter Brennkraftmaschine 16 wird Luft durch den Lufteinlass 10 in das Ansaugsystem gesaugt. Diese Luft wird durch das Filterelement 13 von Verunreinigungen gereinigt und in die Reinluftleitung 14 geleitet. Von der Reinluftleitung 14 gelangt die Luft in den Ansaugluftverteiler 15, wo sie auf die jeweiligen Zylinder (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 16 verteilt wird. Da der Querschnitt in der Reinluftleitung 14 wesentlich größer ist, als der Querschnitt der ersten Öffnung 20 des Kraftstoffdampffilters 19 wird die Luft durch die Reinluftleitung 14 angesaugt.So that no hydrocarbons emerge from the intake system through the air inlet 10 when the internal combustion engine 16 is switched off, a slide valve 18 is arranged near the internal combustion engine 16 on the clean air line 14, the slide valve 18 being arranged at any desired point between the internal combustion engine 16 and the air inlet 10 can. When the internal combustion engine 16 is switched on, the slide 18 is located outside the flow cross-section of the clean air line 14. When the internal combustion engine 16 is switched off, the slide 18 is inserted into the clean air line 14 in a sealing manner (shown in broken lines). In order to prevent an excess pressure from being generated in the area between the internal combustion engine 16 and the slide 18 when the internal combustion engine 16 is switched off, a fuel vapor filter 19 is connected to the area between the slide 18 and the internal combustion engine 16. The fuel vapor filter 19 has a first opening 20 which is connected via a line section 29 corresponding to the clean air line 14. Furthermore, the fuel vapor filter 19 has a second opening 21, which opens into the environment. A valve (not shown) can be arranged in the line section 29, which separates or connects the fuel vapor filter 19 from the clean air line 14. When the internal combustion engine 16 is switched off, the valve is always open, since otherwise an overpressure can build up in the intake system. When the internal combustion engine 16 is switched on, the fuel vapor filter 19 can be connected to the clean air line 14 for desorption or can be separated from the clean air line 14 in an operating state of the internal combustion engine 16 which is unfavorable for desorption. When the internal combustion engine 16 is switched on, air is drawn into the intake system through the air inlet 10. This air is cleaned of impurities by the filter element 13 and passed into the clean air line 14. The air reaches the intake air distributor 15 from the clean air line 14, where it is distributed to the respective cylinders (not shown) of the internal combustion engine 16. Since the cross section in the clean air line 14 is substantially larger than the cross section of the first opening 20 of the fuel vapor filter 19, the air is sucked in through the clean air line 14.
Bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 16 verschließt der Schieber 18 den Querschnitt der Reinluftleitung 14 dichtend. Durch die von der Brennkraftmaschine 16 abstrahlende Wärme wird die Luft in dem Bereich zwischen dem Schieber 18 und der Brennkraftmaschine 16 erwärmt und dehnt sich aus. Da die Reinluftleitung 14 verschlossen ist, strömt die Luft in den Kraftstoffdampffilter 19, wo Kohlenwasserstoffe aus der Luft ausgefiltert werden. Die Kohlenwasserstoffe können z.B. aus Kraftstoffresten, welche sich an dem Ansaugverteiler 15 abgeschieden haben verdampfen. Aus dem Kraftstoffdampffilter 19 tritt durch die zweite Öffnung 21 kohlenwasserstofffreie Luft in die Umgebung aus.When the internal combustion engine 16 is switched off, the slide 18 seals the cross section of the clean air line 14 in a sealing manner. The heat radiated by the internal combustion engine 16 heats the air in the region between the slide 18 and the internal combustion engine 16 and expands it. Since the clean air line 14 is closed, the air flows into the fuel vapor filter 19, where hydrocarbons are filtered out of the air. The hydrocarbons can e.g. from fuel residues that have separated on the intake manifold 15 evaporate. Hydrogen-free air emerges from the fuel vapor filter 19 through the second opening 21 into the environment.
Zur Regeneration des Kraftstoffdampffilters 19 wird bei eingeschalteter Brennkraftmaschine 16 der Luftwiderstand in der Reinluftleitung 14 erhöht. Dies kann z.B. durch ein teilweises Einschieben des Schiebers 18 in die Reinluftleitung 14 erfolgen. Wenn der Luftwiderstand der Reinluftleitung 14 größer ist, als der Luftwiderstand des Kraftstoff- dampffilters 19, dann wird die Luft durch den Kraftstoffdampffilter 19 aus der Umgebung angesaugt. Diese Frischluft nimmt beim Durchströmen des Kraftstoffdampffilters 19 entgegen der strich-punktierten Pfeilrichtung, die Kohlenwasserstoffe auf und führt sie der Brennkraftmaschine 16 zu, wo sie mitverbrannt werden. Somit ist der Kraftstoffdampffilter 19 wieder einsatzbereit. Zur Regeneration des Kraftstoffdampffilters 19 werden bevorzugt die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 16 wie z.B. der Teillastbetrieb genutzt, bei denen die Brennkraftmaschine 16 keine volle Leistung bzw. eine reduzierte Luftmenge benötigt.For the regeneration of the fuel vapor filter 19, the air resistance in the clean air line 14 is increased when the internal combustion engine 16 is switched on. This can e.g. by partially inserting the slide 18 into the clean air line 14. If the air resistance of the clean air line 14 is greater than the air resistance of the fuel vapor filter 19, then the air is drawn in from the surroundings through the fuel vapor filter 19. This fresh air takes in the hydrocarbons when flowing through the fuel vapor filter 19 against the dash-dotted arrow direction and leads them to the internal combustion engine 16, where they are also burned. The fuel vapor filter 19 is thus ready for use again. For the regeneration of the fuel vapor filter 19, the operating states of the internal combustion engine 16, such as the partial load operation is used, in which the internal combustion engine 16 does not require full power or a reduced amount of air.
In Figur 2 ist ein Ansaugsystem in einer Variante schematisch dargestellt. Der Figur 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dieses Ausfüh- rungsbeispiel verfügt über einen Lufteinlass 10 und eine Rohluftleitung 11 , welche auch als Ansaugleitung bezeichnet werden kann, da kein Filterelement gemäß Figur 1 vorgesehen ist. Des weiteren ist der Ansaugluftverteiler gemäß Figur 1 ebenfalls eingespart. Somit ist die Rohluftleitung 11 direkt mit der Brennkraftmaschine 16 verbunden. Zum dichtenden Verschießen der Rohluftleitung 11 ist eine Drehklappe 22 vorgesehen. Diese Drehklappe 22 kann zusätzlich die Funktion der Drosselklappe 17 gemäß Figur 1 erfüllen.A variant of a suction system is shown schematically in FIG. Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols. This exemplary embodiment has an air inlet 10 and an unfiltered air line 11, which can also be referred to as an intake line, since no filter element according to FIG. 1 is provided. Furthermore, the intake air distributor according to FIG. 1 is also saved. The raw air line 11 is thus connected directly to the internal combustion engine 16. To the A rotary flap 22 is provided for sealing the raw air line 11. This rotary valve 22 can additionally fulfill the function of the throttle valve 17 according to FIG. 1.
Die erste Öffnung 20 und die zweite Öffnung 21 des Kraftstoffdampffiiters 19 ist mit der Rohluftleitung 11 verbunden, wobei die Drehklappe 22 in dem Bereich zwischen den bei- den Öffnungen 20, 21 angeordnet ist.The first opening 20 and the second opening 21 of the fuel vapor filter 19 are connected to the unfiltered air line 11, the rotary flap 22 being arranged in the region between the two openings 20, 21.
Bei eingeschalteter Brennkraftmaschine 16 ist die Drehklappe 22 zumindest teilweise geöffnet, wodurch der Brennkraftmaschine 16 Luft zugeführt werden kann.When the internal combustion engine 16 is switched on, the rotary flap 22 is at least partially opened, as a result of which air can be supplied to the internal combustion engine 16.
Bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 16 verschließt die Drehklappe 22 den Querschnitt der Rohluftleitung 11 dichtend. Dadurch muss die Luft, wenn sie sich in dem Bereich zwi- sehen der Brennkraftmaschine 16 und der Drehklappe 22 ausdehnt, durch die erste Öffnung 20 in den Kraftstoffdampffilter 19 eintreten. Wenn mehr Luft in den Kraftstoffdampffilter 19 nachströmt, wird die von Kohlenwasserstoffen gereinigte Luft durch die zweite Öffnung 21 wieder in die Rohluftleitung 11 geleitet, von wo aus sie in die Umgebung austreten kann.When the internal combustion engine 16 is switched off, the rotary flap 22 seals the cross section of the unfiltered air line 11. As a result, when the air expands in the area between the internal combustion engine 16 and the rotary flap 22, it must enter the fuel vapor filter 19 through the first opening 20. When more air flows into the fuel vapor filter 19, the air cleaned of hydrocarbons is passed through the second opening 21 back into the unfiltered air line 11, from where it can escape into the environment.
Figur 3 zeigt einen Luftfilter 23 in schematischer Darstellung. Der Luftfilter 23 ist einerseits mit der Rohluftleitung 11 und andererseits mit der Reinluftleitung 14 verbunden. Die Rohluftleitung 11 ist durch das Filterelement 13, welches dichtend in das Filtergehäuse 12 eingebracht ist von der Reinluftleitung 14 getrennt. In das Filtergehäuse 12 ist der Kraftstoffdampffilter 19 reinseitig integriert, wobei das Filtergehäuse 12 einen Teil des Kraftstoffdampffiiters 19 bildet. Der Kraftstoffdampffilter 19 weist ein Gehäuse 24 auf, welches mit Aktivkohle 25 gefüllt ist auf. Die Aktivkohle 25 ist als Schüttgut in das Gehäuse 24 eingebracht, wobei sichergestellt ist, dass keine Aktivkohlepartikel zu der Brennkraftmaschine 16 gemäß Figur 1 gelangen. Dies kann z.B. durch ein Schutzgitter (nicht dargestellt) aus einem beliebigen Textilgewebe wie z.B. Polyamid, sichergestellt werden. Das Gehäuse 24 wird durch das Filtergehäuse 12 und eine Abdeckplatte 26 gebildet. An der Abdeckplatte 26 ist eine bewegliche Klappe 27 angeordnet, welche verschiedene Stellungen einnehmen kann. In der dargestellten Stellung, welche bei abgeschalteter Brennkraftmaschine 16 (nicht dargestellt) geschaltet wird, ist die Klappe 27 geöffnet, wodurch der Kraftstoffdampffilter 19 mit seiner ersten Öffnung 20 mit der Reinluftleitung 14 verbunden ist und die Rohluftleitung 11 dichtend von der Reinluftleitung 14 getrennt ist. Somit werden die Kohlenwasserstoffe welche in Pfeilrichtung aus der Reinluftleitung 14 zurückströmen von der Aktivkohle 25 adsorbiert. In Figur 4 ist der Luftfilter 23 gemäß Figur 3 dargestellt. Der Figur 3 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Darstellung befindet sich die Klappe 27 in einer anderen Stellung. Die Klappe 27 ist halb geöffnet. Dadurch erhöht sich der Luftwiderstand für die vom Filterelement 13 kommende Luft beim Eintreten in die Reinluftleitung 14. Bei dieser Stellung der Klappe 27 strömt ein Teil der gefilterten Luft direkt von dem Luftfiltergehäuse 12 in die Reinluftleitung 14, der andere Teil durchströmt den Kraftstoffdampffilter 19, bevor auch dieser Teil in die Reinluftleitung 14 einströmt. Durch diese Stellung der Klappe 27 wird der Kraftstoffdampffilter 19 in Pfeilrichtung mit Frischluft desorbiert, wodurch er wieder eine ausreichende Speicherkapazität für Koh- lenwasserstoffe erhält. Diese Stellung der Klappe 27 wird bei Leerlauf betrieb oder Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 16 (nicht dargestellt) eingestellt, da die Brennkraftmaschine 16 in diesem Zustand einen geringeren Luftbedarf hat und der größere Luftwiderstand sich nicht negativ auf die Leistung der Brennkraftmaschine 16 auswirkt.Figure 3 shows an air filter 23 in a schematic representation. The air filter 23 is connected on the one hand to the raw air line 11 and on the other hand to the clean air line 14. The raw air line 11 is separated from the clean air line 14 by the filter element 13, which is sealingly introduced into the filter housing 12. The fuel vapor filter 19 is integrated on the clean side into the filter housing 12, the filter housing 12 forming part of the fuel vapor filter 19. The fuel vapor filter 19 has a housing 24 which is filled with activated carbon 25. The activated carbon 25 is introduced into the housing 24 as bulk material, wherein it is ensured that no activated carbon particles reach the internal combustion engine 16 according to FIG. 1. This can be ensured, for example, by a protective grille (not shown) made of any textile fabric, such as polyamide. The housing 24 is formed by the filter housing 12 and a cover plate 26. A movable flap 27 is arranged on the cover plate 26 and can take up various positions. In the position shown, which is switched when the internal combustion engine 16 (not shown) is switched off, the flap 27 is opened, as a result of which the fuel vapor filter 19 is connected with its first opening 20 to the clean air line 14 and the raw air line 11 is sealingly separated from the clean air line 14. The hydrocarbons which flow back in the direction of the arrow from the clean air line 14 are thus adsorbed by the activated carbon 25. The air filter 23 according to FIG. 3 is shown in FIG. Components corresponding to FIG. 3 are provided with the same reference symbols. In this illustration, the flap 27 is in a different position. The flap 27 is half open. This increases the air resistance for the air coming from the filter element 13 when entering the clean air line 14. In this position of the flap 27, part of the filtered air flows directly from the air filter housing 12 into the clean air line 14, the other part flows through the fuel vapor filter 19 before this part also flows into the clean air line 14. As a result of this position of the flap 27, the fuel vapor filter 19 is desorbed with fresh air in the direction of the arrow, as a result of which it again obtains a sufficient storage capacity for hydrocarbons. This position of the flap 27 is set at idle operation or overrun operation of the internal combustion engine 16 (not shown), since the internal combustion engine 16 has a lower air requirement in this state and the greater air resistance does not have a negative effect on the performance of the internal combustion engine 16.
In Figur 5 ist ein Ausschnitt aus einem Ansaugsystem schematisch dargestellt. Der Figur 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführung ist der Kraftstoffdampffilter 19 bei eingeschalteter Brennkraftmaschine 16 (gemäß Figur 1) außerhalb der Reinluftleitung 14 angeordnet. Die der Brennkraftmaschine 16 (gemäß Figur 1) zugeführte Luftmenge kann durch die Stellung der Drosselklappe 17 gesteuert werden. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine 16 wird der Kraftstoffdampf- filter 19 durch eine translatorische Bewegung dichtend in die Reinluftleitung 14 hineingeschoben (strichpunktiert dargestellt). Somit können entgegen der Ansaugrichtung strömende Kraftstoffdämpfe von der Aktivkohle 25 adsorbiert werden. Zur Desorption des Kraftstoffdampffiiters 19 stehen zwei Varianten zur Verfügung.In Figure 5, a section of an intake system is shown schematically. Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols. In this embodiment, the fuel vapor filter 19 is arranged outside the clean air line 14 when the internal combustion engine 16 is switched on (according to FIG. 1). The amount of air supplied to the internal combustion engine 16 (according to FIG. 1) can be controlled by the position of the throttle valve 17. When the internal combustion engine 16 is switched off, the fuel vapor filter 19 is pushed into the clean air line 14 in a sealing manner by means of a translational movement (shown in broken lines). Thus, fuel vapors flowing against the intake direction can be adsorbed by the activated carbon 25. Two variants are available for the desorption of the fuel vapor filter 19.
Die erste Variante besteht darin, dass der Kraftstoffdampffilter 19 zur Desorption in der Reinluftleitung 14 verbleibt (strichpunktiert dargestellt) und bei teilweiser geöffneter Drosselklappe 17 von der Frischluft durchströmt wird und somit die adsorbierten Kohlenwas- i serstoffe aus der Aktivkohle 25 ausgespült und der Brennkraftmaschine 16 zugeführt werden. Hierbei kann der Kraftstoffdampffilter 19 zur Desorption auch teilweise in die Reinluftleitung hineinragen (nicht dargestellt).The first variant consists of the fuel vapor filter 19 remaining in the clean air line 14 for desorption (shown in dash-dot lines) and fresh air flowing through it when the throttle valve 17 is partially open, thus flushing out the adsorbed hydrocarbons from the activated carbon 25 and feeding them to the internal combustion engine 16 become. Here, the fuel vapor filter 19 can also partially protrude into the clean air line for desorption (not shown).
Die zweite Variante besteht darin, dass der Kraftstoffdampffilter 19 außerhalb der Reinluftleitung 14 angeordnet ist und die Drosselklappe 17' (punktiert dargestellt) die Reinluftleitung 14 verschließt. Bei eingeschalteter Brennkraftmaschine entsteht dadurch ein negativer Überdruck in dem Bereich zwischen der Brennkraftmaschine und der Drossel- klappe 17', wodurch eine minimale Luftmenge zwischen der Drosselklappe 17' und der Reinluftleitung 14 hindurchtritt. Durch diesen negativen Überdruck werden die adsorbierten Kohlenwasserstoffe aus der Aktivkohle 25 herausgezogen und der Brennkraftmaschine zugeführt.The second variant consists in that the fuel vapor filter 19 is arranged outside the clean air line 14 and the throttle valve 17 ' (shown in dotted lines) closes the clean air line 14. When the internal combustion engine is switched on, this creates a negative overpressure in the area between the internal combustion engine and the throttle flap 17 ' , whereby a minimal amount of air passes between the throttle valve 17 ' and the clean air line 14. As a result of this negative overpressure, the adsorbed hydrocarbons are pulled out of the activated carbon 25 and fed to the internal combustion engine.
In Figur 6 ist ein Ausschnitt aus einem Ansaugsystem schematisch dargestellt. Dieser Ausschnitt zeigt eine weitere Variante des Ansaugsystems. Der Figur 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdampffilter 19 schwenkbar ausgeführt. Wenn die Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eingeschaltet ist, befindet sich der Kraftstoffdampffilter 19 außerhalb der Reinluftleitung 14. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine bzw. kurz danach wird der Kraftstoffdampffilter 19 durch eine rotatorische Bewegung, welche um eine in einem Randbereich angeordnete Achse 28 in die Reinluftleitung 14 hineingedreht. Der Kraftstoffdampffilter 19 ist im eingedrehten Zustand (strich-punktiert dargestellt) dichtend in die Reinluftleitung 14 eingebracht, wodurch Kraftstoffdämpfe, welche entgegen der Ansaug- richtung ausströmen adsorbiert werden. Zur Desorption kann sich der Kraftstoffdampffilter 19 dichtend in der Reinluftleitung 14 befinden, wo er in Ansaugrichtung (Pfeilrichtung), also entgegen der Adsorptionsrichtung (strich-punktierte Pfeilrichtung), bei eingeschalteter Brennkraftmaschine desorpiert wird. Weiterhin kann der Kraftstoffdampffilter 19 bei eingeschalteter Brennkraftmaschine auch halb in die Reinluftleitung 14 hineinragen (punktiert dargestellt), wodurch er in Ansaugrichtung mit Frischluft desorbiert wird. Die Drosselklappe 17 kann wie bereits in Figur 5 beschrieben betätigt werden, wodurch die selben Effekte erzielt werden.A section of an intake system is shown schematically in FIG. This section shows another variant of the intake system. Components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference symbols. In this exemplary embodiment, the fuel vapor filter 19 is designed to be pivotable. When the internal combustion engine (not shown) is switched on, the fuel vapor filter 19 is located outside the clean air line 14. When the internal combustion engine is switched off or shortly thereafter, the fuel vapor filter 19 is rotated into the clean air line 14 by an axis 28 arranged in an edge region screwed. The fuel vapor filter 19 is sealingly introduced into the clean air line 14 in the screwed-in state (dash-dotted lines), as a result of which fuel vapors which flow out against the suction direction are adsorbed. For desorption, the fuel vapor filter 19 can be located in the clean air line 14 in a sealing manner, where it is desorbed in the suction direction (arrow direction), that is to say counter to the adsorption direction (dash-dotted arrow direction), when the internal combustion engine is switched on. Furthermore, when the internal combustion engine is switched on, the fuel vapor filter 19 can also protrude halfway into the clean air line 14 (shown in dotted lines), as a result of which it is desorbed with fresh air in the intake direction. The throttle valve 17 can be actuated as already described in FIG. 5, whereby the same effects are achieved.
In Figur 7 ist ein Ausschnitt aus einem Ansaugsystem in einer Variante schematisch dargestellt. Bei dieser Abbildung sind drei verschiedene Schaltstellungen der Klappe 27 ab- gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdampffilter 19 ortsfest außerhalb der Reinluftleitüng 14 angeordnet. Die Drosselklappe 17 steuert, wie bereits beschrieben, die Luftmengenzufuhr für die Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) welche an den Ansaugluftverteiler 15 anschließt. Die Klappe 27 ist durch eine rotatorische Bewegung in verschiedene Positionen zu bringen.In Figure 7, a section of an intake system is shown schematically in a variant. In this figure, three different switching positions of the flap 27 are shown. In this exemplary embodiment, the fuel vapor filter 19 is arranged in a stationary manner outside the clean air duct 14. The throttle valve 17 controls, as already described, the air supply for the internal combustion engine (not shown) which connects to the intake air distributor 15. The flap 27 can be brought into different positions by means of a rotary movement.
Bei der ersten Klappenstellung gibt die Klappe 27 den Querschnitt der Reinluftleitung 14 vollständig frei, wodurch die Luft in Ansaugrichtung (Pfeilrichtung) zu dem Ansaugluftverteiler strömen kann. Bei der zweiten Klappenstellung (strich-punktiert dargestellt) verschließt die Klappe 27 den Querschnitt der Reinluftleitung 14 dichtend, wodurch keine Luft in Ansaugrichtung zu dem Ansaugluftverteiler 15 strömen kann. Die sich in dem Ansaugluftverteiler 15 ausdehnende Luft kann entgegen der Ansaugrichtung (strich-punktierte Pfeilrichtung) durch den Kraftstoffdampffilter 19 in die Umgebung entweichen.In the first flap position, the flap 27 completely clears the cross section of the clean air line 14, as a result of which the air can flow to the intake air distributor in the suction direction (arrow direction). In the second flap position (shown in dash-dotted lines), the flap 27 seals the cross section of the clean air line 14, as a result of which no air can flow to the intake air distributor 15 in the suction direction. The air expanding in the intake air distributor 15 can escape into the environment through the fuel vapor filter 19 against the intake direction (dash-dotted arrow direction).
Bei der dritten Klappenstellung (punktiert dargestellt) verringert die Klappe 27 den Querschnitt der Reinluftleitung 14, wodurch der Luftwiderstand in der Reinluftleitung 14 erhöht wird. In dieser Stellung strömt die angesaugte Luft in Ansaugrichtung sowohl durch die Reinluftleitung 14, als auch durch den Kraftstoffdampffilter 19, wodurch dieser desorbiert wird.In the third flap position (shown in dotted lines), the flap 27 reduces the cross section of the clean air line 14, as a result of which the air resistance in the clean air line 14 is increased. In this position, the intake air flows in the intake direction both through the clean air line 14 and through the fuel vapor filter 19, as a result of which it is desorbed.
Die Desorption des Kraftstoffdampffiiters 19 kann sowohl in der zweiten, als auch in der dritten Klappenstellung erfolgen. Entsprechend den erforderlichen Luftmengen kann über eine Schaltlogik (nicht dargestellt) die Klappenstellung 27 gesteuert werden. The fuel vapor filter 19 can be desorbed both in the second and in the third flap position. The flap position 27 can be controlled via a switching logic (not shown) in accordance with the required air quantities.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine (16), aufweisend eine Ansaugleitung (11 , 14) mit einem Lufteinlass (10) und einem Luftauslass , sowie einen Kraftstoffdampffilter (19),1. Intake system for an internal combustion engine (16), comprising an intake line (11, 14) with an air inlet (10) and an air outlet, and a fuel vapor filter (19),
- wobei durch den Lufteinlass (10) Luft aus der Umgebung in die Ansaugleitung (11 , 14) ansaugbar ist,- Air can be drawn in from the environment into the suction line (11, 14) through the air inlet (10),
- wobei die Ansaugleitung (11 , 14) über den Luftauslass korrespondierend mit der Brennkraftmaschine (16) verbunden ist,- The suction line (11, 14) is connected to the internal combustion engine (16) via the air outlet,
- wobei der Kraftstoffdampffilter (19) dichtend mit der Ansaugleitung (11 , 14) verbindbar ist,- The fuel vapor filter (19) can be sealingly connected to the intake line (11, 14),
- wobei der Kraftstoffdampffilter (19) über ein Gehäuse (24) verfügt, welches mit einem Kohlenwasserstoff adsorbierenden Stoff (25) gefüllt ist,- The fuel vapor filter (19) has a housing (24) which is filled with a hydrocarbon adsorbing substance (25),
- ein Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung (1 , 14) vorgesehen ist, mit welchem die Ansaugleitung (11 , 14) verschließbar ist,a means for closing the suction line (1, 14) is provided, with which the suction line (11, 14) can be closed,
- der Kraftstoffdampffilter (19) über eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung (21) verfügt, wobei die erste Öffnung (20) in Ansaugströmungsrichtung hinter dem Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung (11 , 14) mit der Ansaugleitung (11 , 14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (21) mit der Umgebung kommunizierend verbunden ist.- The fuel vapor filter (19) has a first opening and a second opening (21), the first opening (20) being connected in the intake flow direction behind the means for closing the intake line (11, 14) to the intake line (11, 14) , characterized in that the second opening (21) communicates with the environment.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (21) in Ansaugströmungsrichtung vor dem Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung (11 , 14) mit der Ansaugleitung (11 , 14) verbunden ist.2. Intake system according to claim 1, characterized in that the second opening (21) in the intake flow direction before the means for closing the intake line (11, 14) is connected to the intake line (11, 14).
3. Ansaugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung (11, 14) ebenfalls zum Verschließen mindestens einer der Öffnungen (20), (21) vorgesehen ist.3. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the means for closing the suction line (11, 14) is also provided for closing at least one of the openings (20), (21).
4. Ansaugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung (11 , 14) ein Schieber ist.4. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the means for closing the suction line (11, 14) is a slide.
5. Ansaugsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verschließen der Ansaugleitung (11 , 14) durch den Kraftstoffdampffilter (19) gebildet ist. 5. Intake system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the means for closing the suction line (11, 14) is formed by the fuel vapor filter (19).
6. Ansaugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdampffilter (19) schwenkbar ausgebildet ist,6. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel vapor filter (19) is designed to be pivotable,
- wobei der Kraftstoffdampffilter (19) in einer ersten Stellung derart mit der Ansaugleitung (11 , 14) verbunden ist, dass der Kraftstoffdampffilter (19) von der Luft in der Ansaugleitung durchströmbar ist und- The fuel vapor filter (19) is connected in a first position to the intake line (11, 14) such that the fuel vapor filter (19) can be flowed through by the air in the intake line and
- wobei der Kraftstoffdampffilter (19) in einer zweiten Stellung derart angeordnet ist, dass die Luft ausschließlich in der Ansaugleitung (11 , 14) geführt ist.- The fuel vapor filter (19) is arranged in a second position such that the air is guided exclusively in the intake line (11, 14).
7. Ansaugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdampffilter (19) in ein, in der Ansaugleitung (11 , 14) angeordnetes Luftfiltergehäuse (12) integriert ist.7. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel vapor filter (19) is integrated in an air filter housing (12) arranged in the intake line (11, 14).
8. Ansaugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinheit korrespondierend mit dem Kraftstoffdampffilter (19) verbunden ist, mit welcher kraftstoffdampfhaltige Luft aus der Ansaugleitung in den Kraftstoffdampffilter (19) transportierbar ist.8. Intake system according to one of the preceding claims, characterized in that a delivery unit is connected correspondingly to the fuel vapor filter (19), with which air containing fuel vapor can be transported from the intake line into the fuel vapor filter (19).
9. Ansaugsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit mit einem Sensor verbunden ist, wobei durch den Sensor Kenngrößen der Umgebung erfassbar sind und die Fördereinheit in Abhängigkeit der durch den Sensor ermittelten Kenngrößen aktivierbar ist.9. Intake system according to claim 8, characterized in that the delivery unit is connected to a sensor, wherein parameters of the environment can be detected by the sensor and the delivery unit can be activated depending on the parameters determined by the sensor.
10. Verfahren zum Betreiben eines Ansaugsystems nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdampffilter (19) Kohlenwasserstoffe, welche aus Kraftstoff führenden Bauteilen bei abgeschalteter Brennkraftmaschine (16) in die Ansaugleitung (11, 14) entweichen, adsorbiert, wodurch kohlenwasserstofffreie Luft aus dem Ansaugsystem in die Umgebung entweicht.10. A method of operating an intake system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel vapor filter (19) adsorbs hydrocarbons, which escape from fuel-carrying components when the internal combustion engine (16) is switched off, into the intake line (11, 14), as a result of which hydrocarbon-free air escapes from the intake system into the environment.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdampffilter (19) bei betriebener Brennkraftmaschine (16), insbesondere bei einer in Teillast betriebenen Brennkraftmaschine (16), mit Spülluft desorbiert wird.11. The method according to claim 8, characterized in that the fuel vapor filter (19) is desorbed with purge air when the internal combustion engine (16) is operated, in particular in an internal combustion engine (16) operated at part load.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdampffilter (19) durch den zwischen einer geschlossenen Drosselklappe (17) und der Brennkraftmaschine (16) erzeugten negativen Überdruck desorbiert wird. 12. The method according to claim 8, characterized in that the fuel vapor filter (19) is desorbed by the negative overpressure generated between a closed throttle valve (17) and the internal combustion engine (16).
3. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffdampffilter (19) entgegen der Filterrichtung mit Frischluft desorbiert wird. 3. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the fuel vapor filter (19) is desorbed against the filter direction with fresh air.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
(nur für interne Zwecke, wird nicht eingereicht) Lufteinlass Rohluftleitung Luftfiltergehäuse Filterelement Reinluftleitung Ansaugluftverteiler Brennkraftmaschine Drosselklappe Schieber Kraftstoffdampffilter erste Öffnung zweite Öffnung Drehklappe Luftfilter Gehäuse Aktivkohle Abdeckplatte Klappe Achse Leitungsabschnitt (only for internal purposes, will not be submitted) Air inlet Raw air line Air filter housing Filter element Clean air line Intake air distributor Internal combustion engine Throttle valve Slider Fuel vapor filter First opening Second opening Rotary flap Air filter Housing Activated carbon Cover plate Flap Axle Line section
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