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Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit einem mit dem Kraftstoffbehälter verbundenen Aktivkohlefilter, mit einer Entlüftungsleitung des Aktivkohlefilters mit der Umgebung und mit einer zwischen dem Aktivkohlefilter und einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angeordneten Regenerierleitung.
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Solche Entlüftungseinrichtungen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Der Aktivkohlefilter der bekannten Entlüftungseinrichtung hat meist einen kastenförmigen, mit Aktivkohle gefüllten Behälter von 0,5 bis 2 Liter Volumen. Bei Stillstand des Kraftfahrzeuges wird mit Kraftstoffdämpfen beladene Luft aus dem Kraftstoffbehälter durch den Aktivkohlefilter von den Kraftstoffdämpfen gereinigt und über die Entlüftungsleitung in die Umgebung geleitet. Der Aktivkohlefilter ist über die Regenerierleitung mit einem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbunden, so dass im Betrieb der Brennkraftmaschine Luft aus der Umgebung durch den Aktivkohlefilter geleitet wird. Hierfür wird ein Ventil in der Regenerierleitung geöffnet. Die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft entfernt aus der Aktivkohle den abgeschiedenen Kraftstoff und führt ihn der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zu.
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Nachteilig bei der bekannten Entlüftungseinrichtung ist, dass der Aktivkohlefilter ein sehr sperriges Bauteil ist, welches aufwändig in dem Kraftfahrzeug montiert werden muss. Weiterhin führt der aus der Aktivkohle beim Regenerieren entfernte Kraftstoff zu einer Störung der Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs. Die Störung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs unterliegt zudem starken Schwankungen, da die Entfernung des Kraftstoffs aus der Aktivkohle ebenfalls stark schwankt. Diese Schwankungen führen zu einer schwierig abzuregelnden Störgröße für den Betrieb der Brennkraftmaschine. Daher ist die Regeneration stark abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, was dazu führt, dass insbesondere bei Kurzstrecken des Kraftfahrzeuges die Regenerierung des Aktivkohlefilters nur sehr stark eingeschränkt möglich ist.
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Die Druckschrift
US 5 377 644 A zeigt einen Behälter zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen. Der Behälter ist zur Abgabe von Kraftstoffdämpfen über ein Dosierungsventil mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine verbunden. Das Dosierungsventil wird von einer Steuereinheit gesteuert, so dass die Kraftstoffdämpfe in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine dem Ansaugtrakt zugeführt werden können.
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Die Druckschrift
DE 101 50 062 A1 zeigt eine Filtereinrichtung mit Aktivkohle, wobei die Aktivkohle abschnittweise in einem rohrförmigen Schrumpfschlauch eingeschrumpft ist.
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Die Druckschrift
DE 102 36 387 A1 zeigt ein Tankentlüftungsventil mit baulich integrierten Rückschlagventilen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Entlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie besonders einfach im Kraftfahrzeug zu montieren ist und Schwankungen der Kraftstoffbeladung bei der Entfernung von Kraftstoff aus dem Aktivkohlefilter besonders gering gehalten werden.
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Dieses Problem wird durch die Entlüftungseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Durch diese Gestaltung ist die Aktivkohle des Aktivkohlefilters in dem ohnehin für die Belüftung des Kraftstoffbehälters notwendigen Leitungsabschnitt angeordnet. Daher wird die Montage eines zusätzlichen Bauteils des Aktivkohlefilters vermieden. Die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung weist damit eine besonders geringe Anzahl an Bauteilen auf und lässt sich daher kostengünstig montieren. Weiterhin lässt sich durch die Anordnung des Aktivkohlefilters in der Verbindung zwischen der Regenerierleitung und der Entlüftungsleitung sicherstellen, dass bei der Belüftung des Kraftstoffbehälters im Stillstand der Brennkraftmaschine der der Entlüftungsleitung nahe Bereich des Aktivkohlefilters stärker mit Kraftstoff gesättigt wird als der der Regenerierleitung nahe Bereich des Aktivkohlefilters. Beim Regenerieren gelangt aus der Umgebung angesaugte frische Luft zunächst auf den besonders stark gesättigten Bereich des Aktivkohlefilters. Der der Regenerierleitung nahe Bereich des Aktivkohlefilters vermag die Schwankungen der Kraftstoffbeladung der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft über die Zeit zu vergleichmäßigen.
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Der Aktivkohlefilter gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn der Leitungsabschnitt schlauchförmig oder rohrförmig gestaltet ist.
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Zur weiteren Verringerung der Schwankungen des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffgehalts der Luft trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der mit Aktivkohle gefüllte Leitungsabschnitt den Abstand der Brennkraftmaschine von dem Kraftstoffbehälter überbrückt. Hierdurch lässt sich der mit Aktivkohle gefüllte Leitungsabschnitt mit einer besonders großen Länge versehen.
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Zur weiteren Verringerung der Schwankungen des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffgehalts der Luft trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der mit Aktivkohle gefüllte Leitungsabschnitt eine Länge von zumindest 2 Metern hat.
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Ein Druckverlust durch den mit Aktivkohle gefüllten Leitungsabschnitt lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach ausgleichen durch ein Gebläse zum Absaugen von Gasen aus dem Leitungsabschnitt oder zum Einblasen von Luft aus der Umgebung in den Leitungsabschnitt. Vorzugsweise ist das Gebläse in der Regenerierleitung zwischen der Brennkraftmaschine und dem mit Aktivkohle gefüllten Leitungsabschnitt angeordnet und saugt Gase aus dem Leitungsabschnitt ab.
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Die Steuerung der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung bei der Belüftung des Kraftstoffbehälters und der Regeneration des Aktivkohlefilters erfordert einen besonders geringen Aufwand, wenn in der Regenerierleitung ein bei Überdruck eine Verbindung mit der Umgebung öffnendes Entlüftungsventil angeordnet ist.
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Ein Nachströmen von Luft aus der Umgebung in den mit Aktivkohle gefüllten Leitungsabschnitt beim Regenerieren des Aktivkohlefilters lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach ermöglichen, wenn die Entlüftungsleitung zwischen einem Abzweig des mit Aktivkohle gefüllten Leitungsabschnitts und einem in die Umgebung mündenden Ende ein Absperrventil hat. Das Absperrventil ist während des Betriebs der Brennkraftmaschine geöffnet und ermöglicht daher eine Regenerierung der Aktivkohle beim Betrieb der Brennkraftmaschine und ein Eindringen von Luft in den Kraftstoffbehälter beim Verbrauch von Kraftstoff. Bei Stillstand der Brennkraftmaschine ist das Absperrventil geschlossen, so dass Ausgasungen von Kraftstoff im Kraftstoffbehälter durch den mit Aktivkohle gefüllten Leitungsabschnitt gereinigt in die Regenerierleitung und von dort aus durch das Ventil in die Umgebung gelangen können.
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Ein Austreten von Kraftstoffdämpfen aus der Brennkraftmaschine bei deren Stillstand lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn in der Regenerierleitung zwischen dem Abzweig des mit Aktivkohle gefüllten Leitungsabschnitts und der Brennkraftmaschine ein Regenerierventil angeordnet ist. Dieses Regenerierventil schließt die Verbindung des Aktivkohlefilters zu der Brennkraftmaschine, wenn kein Regenerieren stattfindet.
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Zur Vereinfachung der Steuerung der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung trägt es bei, wenn das Regenerierventil und/oder das Entlüftungsventil als Rückschlagventil ausgebildet sind/ist.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 schematisch eine erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter mit einer Brennkraftmaschine,
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2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II durch einen Aktivkohlefilter der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung aus 1.
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1 zeigt schematisch eine Entlüftungseinrichtung 1 für einen Kraftstoffbehälter 2 eines Kraftfahrzeuges und eine Brennkraftmaschine 3. Die Entlüftungseinrichtung 1 weist einen Aktivkohlefilter 4 auf. Der Aktivkohlefilter 4 ist als Leitungsabschnitt 5 zwischen einer mit der Brennkraftmaschine 3 verbundenen Regenerierleitung 6 und einer mit dem Kraftstoffbehälter 2 verbundenen Entlüftungsleitung 7 ausgebildet und überbrückt die Entfernung zwischen dem Kraftstoffbehälter 2 und der Brennkraftmaschine 3. Eine solche Entfernung beträgt bei heutigen Kraftfahrzeugen beispielsweise drei Meter. Der Leitungsabschnitt 5 ist schlauchförmig oder rohrförmig gestaltet und mit in 2 dargestellter Aktivkohle 8 gefüllt. Die Entlüftungsleitung 7 des Kraftstoffbehälters 2 hat einen Abzweig 9 des Leitungsabschnittes 5 des Aktivkohlefilters 4 und ein Absperrventil 10. Die Regenerierleitung 6 ist mit einem nicht dargestellten Ansaugkanal der Brennkraftmaschine 3 verbunden und hat ein Gebläse 11, welches Gase aus dem Aktivkohlefilter 4 in Richtung der Brennkraftmaschine 3 fördert. Zwischen dem Gebläse 11 und einem Abzweig 12 des Leitungsabschnittes 5 des Aktivkohlefilters 4 ist ein Regenerierventil 13 angeordnet. Ein den Abzweig 12 des Leitungsabschnitts 5 des Aktivkohlefilters 4 an der Regenerierleitung 6 mit der Umgebung verbindendes Entlüftungsventil 14 ist als Rückschlagventil ausgebildet.
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Bei Stillstand der Brennkraftmaschine 3 sind das Absperrventil 10 und das Regenerierventil 13 geschlossen. Damit werden Gase aus dem Kraftstoffbehälter 2 über den Aktivkohlefilter 4 gereinigt und können über das Entlüftungsventil 14 in die Umgebung entweichen. Zum Regenerieren des Aktivkohlefilters 4 werden das Absperrventil 10 und das Regenerierventil 13 geöffnet. Dabei gelangt Luft aus der Umgebung über das Absperrventil 10 in den Aktivkohlefilter 4 und das Regenerierventil 13 in den Ansaugkanal der Brennkraftmaschine 3. Das Gebläse 11 trägt zur Förderung der Luft beim Regenerieren des Aktivkohlefilters 4 bei, um den Strömungswiderstand des Aktivkohlefilters 4 zu überwinden. Beim Durchströmen des Aktivkohlefilters 4 entfernt die angesaugte Luft aus der Umgebung Kraftstoff aus dem Aktivkohlefilter 4 und führt diesen der Brennkraftmaschine 3 zur Verbrennung zu. Wesentlich hierbei ist, dass der Aktivkohlefilter 4 sowohl beim Entweichen der Gase aus dem Kraftstoffbehälter 2 als auch beim Regenerieren in derselben Richtung durchströmt wird. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen der Gase und der Luft mit Pfeilen gekennzeichnet.
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2 zeigt in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II durch den Aktivkohlefilter 4 aus 1, dass der Aktivkohlefilter 4 schlauchförmig oder rohrförmig gestaltet und mit Aktivkohle 8 gefüllt ist. Der Leitungsabschnitt 5 des Aktivkohlefilters 4 weist einen Durchmesser von ungefähr 2 cm auf.