DE102004057631A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors - Google Patents

Abstract

Bei einer Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors soll bei einer Beaufschlagung mit wasserhaltigem Kraftstoff ein Verstopfen strömungsenger Bereiche dieser Einrichtung, wie sie insbesondere innerhalb der Kraftstoffeinspritzanlage vorliegen, durch Wasserablagerungen wie insbesondere Calciumcarbonat vermieden werden. DOLLAR A Zu diesem Zweck zeichnet sich eine solche Einrichtung dadurch aus, dass durch innerhalb eines von Kraftstoff beaufschlagten Raumes Wasserablagerungen wie Calciumcarbonat (Ca-CO¶3¶) dem Kraftstoff entziehende Ionenaustauschmittel (5) installiert sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors.
• Bei Kraftfahrzeugversorgungseinrichtungen, die mit wasserhaltigem Kraftstoff, insbesondere einem Alkohol-Kraftstoff beaufschlagt sind, kann sich aus dem Wasseranteil insbesondere Calciumcarbonat (CaCO₃) an den von Kraftstoff umströmten Wänden ablagern. Insbesondere funktionsstörend können sich solche Ablagerungen in der Einspritzanlage auswirken, indem sie dort zu einem Verstopfen enger Strömungsquerschnitte führen können. Diese Art von Wasserablagerungen liegen in derart feinen Partikeln vor, dass sie durch übliche Kraftstofffilter nicht ausgefiltert werden können. Nicht ausgefiltert werden können diese Partikeln in üblichen Kraftstofffiltern deshalb nicht, weil diese zur Vermeidung eines unzulässig hohen Druckverlustes nicht mit entsprechend feinporigem Filtermaterial ausgerüstet werden dürfen.
• Hier eine Verbesserung zu schaffen, das heißt Ablagerungen von insbesondere Calciumcarbonat an kraftstoffumströmten Wandbereichen einer Kraftstoffversorgungseinrichtung mit möglichst einfachen Mitteln sicher zu vermeiden, ist das Problem, mit dem sich die Erfindung beschäftigt und das sie durch die Ausbildung einer Kraftstoffversorgungseinrichtung nach den kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 löst.
• Die Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, dass es durch bei beispielsweise der Wasseraufbereitung in bekannter Weise eingesetzte Ionenaustauschmittel möglich ist, Wasserablagerungen wie beispielsweise Calciumcarbonat dem Wasser zu entziehen. Es ist erfindungsgemäß damit lediglich notwendig, diese an sich bekannten Ionenaustauschmittel innerhalb einer Kraftstoffversorgungseinrichtung derart vorzusehen, dass Kraftstoff diese Ionenaustauschmittel umströmt, um auf diese Weise dem Kraftstoff Calciumcarbonat oder dergleichen zu entziehen, das in Wasseranteilen in dem Kraftstoff gelöst vorliegt. Die Ionenaustauschmittel sollten insbesondere in einer an sich bekannten Weise für einen gleichermaßen Kationen- und Anionenaustausch ausgebildet sein. Solches Material ist beispielsweise erhältlich als Produkt der Dow Chemical Company unter deren Handels- bzw. Markenbezeichnung Dowex MB-50. Die Zusammensetzung und Wirkungsweise dieses Ionenaustauschmittels ist beispielsweise beschrieben in einer Information der Dow Chemical Company unter der Bezeichnung Form No. 177-01633-1003. Dieses Ionenaustauschmittel ist lediglich ein Beispiel für ein Ionenaustauschmittel, das erfindungsgemäß wirksam eingesetzt werden kann. Selbstverständlich können auch andere in der Art gleichwirkende Ionenaustauschmittel zur Durchführung der er findungsgemäßen Lehre eingesetzt werden. Grundsätzlich handelt es sich bei diesen Mitteln um eine Art regenerierbares Harz. Auch die Art und Weise wie solche Mittel zuregenerieren sind, ist an sich bekannt und unter anderem in der vorgenannten Information der Dow Chemical Company angegeben. Weitere Angaben zu erfindungsgemäß vorteilhaft einsetzbaren Ionenaustauschmitteln enthält die Information der Dow Chemical Company mit der Bezeichnung Form No. 177-01395-602 QRP.
• Nähere Angaben zu von der Dow Chemical Company erhältlichen technischen Informationen, wie sie vorstehend zitiert sind, lassen sich aus der Internet-Adresse, nämlich http://www.dowex.com entnehmen.
• Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, das Ionenaustauschmittel stromauf eines Filtermaterials innerhalb eines sich in der gattungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung befindlichen Kraftstofffilters vorzusehen. Dabei kann es bereits ausreichen, das Ionenaustauschmittel in der Form eines Ringes von dem das Filtermaterial innerhalb des Filtergehäuses anströmenden Kraftstoff umströmen zu lassen. Wegen des sich während des Betriebes des Fahrzeugmotors allmählich wirkungsmäßig erschöpfenden Ionenaustauschmittels ist eine Anordnung in einem Kraftstofffilter deshalb besonders vorteilhaft, weil ein Kraftstofffilter ohnehin betriebszeitabhängig während der Lebensdauer eines Fahrzeugmotors ausgetauscht wird. Die wirksame Betriebszeit eines erfindungsgemäß eingesetzten Ionenaustauschmittels muss daher bei einem Einsatz in einem Filter lediglich auf die Betriebszeit des Filters abgestimmt werden. Eine Anordnung des Ionenaustauschmittels, das üblicherweise in der Form eines Harzes vorliegt, stromauf eines Filtermaterials innerhalb des Filters stellt zu dem sicher, dass sich möglicherweise aus dem Ionenaustauschmittel lösende Partikel, wenn diese eine für den Motorbetrieb schädliche Größe besitzen, in dem Filtermaterial aus dem Kraftstoff abgetrennt werden.
• Grundsätzlich ist es selbstverständlich möglich, das erfindungsgemäße Ionenaustauschmittel an beliebigen Stellen innerhalb der gattungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung vorzusehen, sofern lediglich sichergestellt ist, dass stromab der Anordnung des Ionenaustauschmittels kein Calciumcarbonat aus in den Kraftstoff enthaltenden Wasser mehr ausfallen kann.
• Wichtig für eine gute Wirksamkeit des Ionenaustauschmittels ist grundsätzlich eine möglichst große Kontaktfläche gegenüber dem durch dieses Mittel zu behandelnden Kraftstoff.
• Ein besonders vorteilhaftes, nachstehend näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
• In dieser zeigt die einzige
• 1 ein Kraftstoff-Leitungsfilter halb im Schnitt, halb in Ansicht.
• Bei dem Kraftstoff-Leitungsfilter ist im Inneren eines mit gegenüberliegend vorgesehenen Zu- und Abflusskanälen 1; 2 ausgebildeten Filtergehäuses 3 ein Ring-Filterelement 4 vorgesehen, das von radial außen nach innen von dem das Filter passierenden Kraftstoff durchströmt wird.
• In einem im Inneren des Filtergehäuses 3 stromauf des Filterelementes 4 gelegen Raum ist ringförmig ein Ionenaustauschmittel 5 in der Form eines an sich im Stand der Technik bekannten Harzes vorgesehen. Der Durchmesser des ringförmig angeordneten Ionenaustauschmittels 5 ist lediglich geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des beispielsweise zylindrisch ausgebildeten Filtergehäuses 1.
• Das in dem Ausführungsbeispiel konkret gezeigte ringförmige Ionenaustauschmittel 5 besitzt in etwa die Form eines Napfes mit einem offenen Zentrum des Bodens. Der Bodenrand dieses Napfes ist über auf dem Umfang verteilte Stege 6 mit Abstand auf einer geschlossenen Endscheibe 7 des Filterelementes 3 angebracht. Der Kraftstoff durchströmt das Leitungsfilter in Richtung der in der Zeichnung eingetragenen Strömungspfeile. Durch eine relativ geringe Strömungsgeschwindigkeit, mit der der Kraftstoff das Leitungsfilter durchströmt, besitzt der Kraftstoff in der Umgebung der Ionenaustauschmittel 5 innerhalb des Filtergehäuses 3 eine relativ lange Verweilzeit. Diese lange Verweilzeit reicht aus, damit die Ionenaustauschmittel 5 in dem vorbeiströmenden, Wasser enthaltenden Kraftstoff vorhandene Stoffe, die in der Form von Calcium carbonat-Partikeln ausfallen können, entziehen und in das Ionenaustauschmittel einbinden können.
• Selbstverständlich können die Ionenaustauschmittel innerhalb des Filtergehäuses 3 in beliebigen anderen Formen als in einer Ringform angeordnet werden. Mögliche Formen sind beispielsweise stern- oder spiral- bzw. wendelförmige Anordnungen auch eine wabenförmige Anordnung mit einer Vielzahl parallel beabstandeter Strömungskanäle ist möglich. Entscheidend ist lediglich, dass Ablagerungen aus in dem Kraftstoff enthaltenem Wasser wie insbesondere Calciumcarbonat durch das eingesetzte Ionenaustauschmittel betriebssicher entfernt werden können.
• Für den Wirkungsgrad eines erfindungsgemäß eingesetzten Ionenaustauschmittels 5 reicht es aus, dass durch dieses eine Funktionsstörung innerhalb der Kraftstoffversorgungseinrichtung durch Wandanlagerungen von Wasserablagerungen, wie insbesondere Calciumcarbonat, sicher vermieden wird. Ist dies sichergestellt, so kommt es nicht darauf an, dass beispielsweise aus Wasseranteilen ausfüllbares Calciumcarbonat praktisch hundertprozentig aus dem Kraftstoff entfernt wird.
• Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (5)

1. Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors, gekennzeichnet durch innerhalb eines von Kraftstoff beaufschlagten Raumes installierte Ionenaustauschmittel (5).
2. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel (5) für einen Kationen- und gleichermaßen Anionenaustausch ausgebildet sind.
3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel (5) zum Entfernen von in Wasseranteilen des Kraftstoffes gelösten Salzen wie Calciumcarbonat (CaCO₃) oder dergleichen geeignet ausgebildet sind.
4. Filter in einer Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kraftstoff ein innerhalb eines Filtergehäuses gelegenes Filterelement durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel (5) innerhalb des Filtergehäuses (3) stromauf des Filterelementes (4) angeordnet sind.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel innerhalb des Filtergehäuses (3) in der Form eines durchströmbaren Ringes angeordnet sind.