EP1283348A2 - Kraftstofffraktioniereinrichtung - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M1/16—Other means for enriching fuel-air mixture during starting; Priming cups; using different fuels for starting and normal operation
- F02M1/165—Vaporizing light fractions from the fuel and condensing them for use during starting
Definitions
- the invention relates to a fuel fractionating device for separating a low-boiling fuel fraction a liquid fuel of an internal combustion engine according to the in the preamble of claim 1 specified features.
- Such a fuel fractionating device is known from DE 199 27 177 C1 known.
- This fuel fractionator has an exposed one connected to the fuel tank Line system with a pump, a heat exchanger, a Separator and a memory on, the pump from a Gas collection chamber in the fuel tank via a suction line Air-fuel fraction mixture sucks and over a the heat exchanger having leading pressure line to the separator.
- the fuel fractionator requires a considerable amount Space.
- the invention is based on the object, a fuel fractionator of the type mentioned in the introduction, that it requires a much smaller footprint and also in the working mode a reduced noise behavior shows.
- annular Gap between the housing and the pump and the pump drive created the opportunity in the housing more To accommodate functional elements, such as air manifold, fuel rail and heat exchangers.
- a fuel fractionating device 1 consists essentially from a pump 2 and one formed by an electric motor Pump drive 3, a separator 4 and a memory 5 for low boiling fuel.
- the four functional elements have cylindrical shape, are arranged coaxially to each other and Together with a pump 2 and the electric motor. 3 by far surrounding and sleeve-like housing 6th a structural unit.
- the housing 6 results with the outer separator 4 and memory 5 an elongated slim design.
- the housing 6 In the upper end area the housing 6 is a mounting flange 7, about the the unit to a fuel tank 8 in this is mounted vertically protruding.
- This fuel tank 8 corresponds to the usual fuel tank of an internal combustion engine.
- annular gap 9 formed in the lower separator close to the housing 6 an annular fuel rail 10 and a staggered are provided for this lying air distributor 11.
- the electric motor 3 is directly surrounded by the fuel rail 10, while the air distributor 11 rests on the housing 6 on the inside.
- Fuel rail 10 and air manifold 11 are small Openings for the separate supply of fuel and air Provided. It form small bubbles, which together with the fuel at a arranged in the space 9 heat exchanger 12 flow past and on the surface of the heat exchanger Warm up 12. The fuel-air mixture continues to flow past cooling fins 13, which protrude from the air pump 2. The fuel-air mixture is further heated. in this connection The air bubbles accumulate with low-boiling fuel components on.
- the housing 6 has at its sleeve part 6a openings 15, the above the maximum fuel level in the fuel tank 9 are arranged at the same height to liquid residual fuel to be able to drain to the outside.
- the mixture flows through a line connection 20 the heat exchanger 12 and is thereby cooled, wherein the fuel vapor condenses.
- the air is transported the condensate via a line 21 into the separator 4 for the separation of air and condensate.
- the air comes out of the Separator 4 in a separator connecting the air distributor Line 22, which contains a pressure valve 23. The air happens this pressure valve 23, relaxes to ambient pressure and then returns to the air manifold 11 in the space 9th
- a compensation line 24 connects the upper part of the intermediate space 9 with the vapor space 25 in the fuel tank 8. This is ensured that the air pump 2 at the beginning of Fractionation even with completely filled fuel tank 8 does not suck in liquid fuel.
- the amount of transported to the fuel fractionator Fuel is preferred by the fuel return of the Main fuel supply of the vehicle diverted and can regulated depending on the temperature of the fuel return become.
- the air-fuel mixture additionally from above the heat exchanger 12 an electric heater 26 are heated, which on the housing. 6 is fixed and protrudes into the intermediate space 9.
- the low boiling fuel fraction will start and Warming the internal combustion engine supplied.
- the required Injection pressure can in the form of a pressure pad by the Air pump 2 are generated or by means of an additional Fuel pump.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffraktioniereinrichtung zum Abtrennen einer niedrig siedenden Kraftstofffraktion aus einem flüssigen Kraftstoff einer Brennkraftmaschine, mit einem den flüssigen Kraftstoff enthaltenden Kraftstoffbehälter sowie mit einem eine abgesaugte Kraftstofffraktion-Mischung zuführbaren Abscheider und einem die Kraftstofffraktion zuführbaren Speicher, ferner mit einer Kraftstoffdampf und Luft absaugenden Pumpe mit einem Pumpenantrieb, wobei die Pumpe und der Pumpenantrieb in einem Gehäuse fest eingesetzt und gemeinsam mit dem Abscheider und dem Speicher eine Baueinheit bildend in dem Kraftstoffbehälter herausnehmbar untergebracht sind. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffraktioniereinrichtung
zum Abtrennen einer niedrig siedenden Kraftstofffraktion aus
einem flüssigen Kraftstoff einer Brennkraftmaschine gemäß den
im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Eine derartige Kraftstofffraktioniereinrichtung ist aus der DE
199 27 177 C1 bekannt. Diese Kraftstofffraktioniereinrichtung
weist ein mit dem Kraftstoffbehälter verbundenes freiliegendes
Leitungssystem mit einer Pumpe, einem Wärmetauscher, einem
Abscheider und einem Speicher auf, wobei die Pumpe aus einem
Gassammelraum im Kraftstoffbehälter über eine Saugleitung ein
Luft-Kraftstofffraktion-Gemisch absaugt und über eine den Wärmetauscher
aufweisenden Druckleitung dem Abscheider zuführt.
Die Kraftstofffraktioniereinrichtung erfordert einen nicht unerheblichen
Bauraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstofffraktioniereinrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden,
daß sie einen wesentlich geringeren Platzbedarf benötigt
und darüber hinaus im Arbeitsmodus ein reduziertes Geräuschverhalten
zeigt.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Kraftstofffraktioniereinrichtung
der eingangs Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale erreicht.
Durch die Zusammenfassung der Funktionselemente zu einer Baueinheit,
die in den Kraftstoffbehälter integriert ist, ist
nicht nur das Volumen der Kraftstofffraktioniereinrichtung erheblich
reduziert, sondern auch der Bauaufwand. Ferner läßt
sich im Falle einer Funktionsstörung der Baueinheit diese ohne
großen Aufwand aus dem Kraftstoffbehälter ausbauen. Dadurch,
daß die Pumpe und der Pumpenantrieb in einem gemeinsamen Gehäuse,
also gekapselt untergebracht sind, ergibt sich eine gedämpfte
Geräuschentwicklung.
In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen
der Erfindung angegeben.
So ist durch die erfindungsgemäße Ausführung eines ringförmigen
Zwischenraumes zwischen dem Gehäuse und der Pumpe und dem Pumpenantrieb
die Möglichkeit geschaffen, in dem Gehäuse weitere
Funktionselemente unterzubringen, wie Luftverteiler, Kraftstoffverteiler
und Wärmetauscher.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
Eine Kraftstofffraktioniereinrichtung 1 besteht im wesentlichen
aus einer Pumpe 2 und einem durch einen Elektromotor gebildeten
Pumpenantrieb 3, einem Abscheider 4 und einem Speicher 5 für
niedrig siedenden Kraftstoff. Die vier Funktionselemente haben
zylindrische Gestalt, sind koaxial zueinander angeordnet und
bilden gemeinsam mit einem die Pumpe 2 und den Elektromotor 3
mit Abstand umgebenden und hülsenartig ausgebildeten Gehäuse 6
eine Baueinheit.
Während die als Luftpumpe ausgebildete obenliegende Pumpe 2 und
der darunter angeordnete Elektromotor 3 in dem Gehäuse 6 gelagert
sind, ragen der mit dem Elektromotor fest verbundene Abscheider
4 und der Speicher 5 aus dem Gehäuse 6 heraus. Das Gehäuse
6 ergibt mit dem außenliegenden Abscheider 4 und Speicher
5 eine langgestreckte schlanke Bauausführung. Im oberen Endbereich
des Gehäuses 6 befindet sich ein Befestigungsflansch 7,
über den die Baueinheit an einem Kraftstoffbehälter 8 in diesen
senkrecht hineinragend befestigt ist. Dieser Kraftstoffbehälter
8 entspricht dem üblichen Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine.
Zwischen dem Gehäuse 6 einerseits und dem Elektromotor 3 und
Luftpumpe 2 andererseits ist ein ringförmiger Zwischenraum 9
gebildet, in dem im unteren abscheidernahen Bereich des Gehäuses
6 ein ringförmiger Kraftstoffverteiler 10 und ein versetzt
zu diesem liegender Luftverteiler 11 vorgesehen sind. Der Elektromotor
3 wird von dem Kraftstoffverteiler 10 direkt umgeben,
während der Luftverteiler 11 am Gehäuse 6 innenwandig anliegt.
Kraftstoffverteiler 10 und Luftverteiler 11 sind mit kleinen
Öffnungen für die getrennte Zuführung von Kraftstoff und Luft
versehen. Es bilden sich kleine Luftblasen, die zusammen mit
dem Kraftstoff an einem im Zwischenraum 9 angeordneten Wärmetauscher
12 vorbeiströmen und sich an der Oberfläche des Wärmetauschers
12 erwärmen. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch strömt weiter
an Kühlrippen 13 vorbei, die von der Luftpumpe 2 abragen.
Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird dabei weiter erwärmt. Hierbei
reichern sich die Luftblasen mit niedrig siedenden Kraftstoffbestandteilen
an.
Das Gehäuse 6 weist an seinem Hülsenteil 6a Öffnungen 15 auf,
die oberhalb des maximalen Kraftstofffüllstandes im Kraftstoffbehälter
9 höhengleich angeordnet sind, um flüssigen Restkraftstoff
nach außen abfließen lassen zu können.
Im oberen Bereich des Zwischenraumes 8 werden Kraftstoffdampf
und Luft von der Luftpumpe 2 abgesaugt und komprimiert. Ein
Tropfenabscheider 16, der durch umlaufende Rippen 17 im Zwischenraum
9 gebildet ist, die einerseits an einem oberhalb der
Luftpumpe 2 liegenden und einen Hohlraum 18 aufweisenden zylindrischen
Abschlußteil 19 und andererseits an dem Gehäuse 6
innenwandig angebracht sind, und zwar in Abtropfrichtung wechselseitig.
Durch diese Labyrinthabscheidung werden die noch im
Luftstrom befindlichen Restkraftstofftropfen zurückgehalten.
Nach der Luftpumpe 2 durchströmt das Gemisch über eine Leitungsverbindung
20 den Wärmetauscher 12 und wird dabei abgekühlt,
wobei der Kraftstoffdampf kondensiert. Die Luft transportiert
das Kondensat über eine Leitung 21 in den Abscheider
4 zur Trennung von Luft und Kondensat. Die Luft tritt aus dem
Abscheider 4 in eine den Abscheider mit dem Luftverteiler verbindende
Leitung 22, die ein Druckventil 23 enthält. Die Luft
passiert dieses Druckventil 23, entspannt sich auf Umgebungsdruck
und gelangt dann wieder in den Luftverteiler 11 im Zwischenraum
9.
Eine Ausgleichsleitung 24 verbindet den oberen Teil des Zwischenraumes
9 mit dem Dampfraum 25 im Kraftstoffbehälter 8. Dadurch
ist sichergestellt, daß die Luftpumpe 2 zu Beginn der
Fraktionierung auch bei vollständig gefülltem Kraftstoffbehälter
8 keinen flüssigen Kraftstoff ansaugt.
Mit 27 ist noch ein mit dem Kraftstoffbehälter 8 zusammenwirkender
Aktivkohlebehälter bezeichnet.
Die Menge des zur Kraftstofffraktioniereinrichtung transportierten
Kraftstoffes wird bevorzugt vom Kraftstoffrücklauf der
Hauptkraftstoffversorgung des Fahrzeuges abgezweigt und kann
abhängig von der Temperatur des Kraftstoffrücklaufs geregelt
werden.
Darüber hinaus kann der Kompressionsdruck der Luftpumpe 2 in
Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur über das Druckventil
23 geregelt werden.
Bei extrem niedrigen Kraftstofftemperaturen kann das Luft-Kraftstoffgemisch
oberhalb des Wärmetauschers 12 zusätzlich von
einem elektrischen Zuheizer 26 erwärmt werden, der am Gehäuse 6
befestigt ist und in den Zwischenraum 9 hineinragt.
Die niedrig siedende Kraftstofffraktion wird zum Start und
Warmlauf der Brennkraftmaschine zugeführt. Der dazu erforderliche
Einspritzdruck kann in Form eines Druckpolsters durch die
Luftpumpe 2 erzeugt werden oder mittels einer zusätzlichen
Kraftstoffpumpe.
Claims (8)
- Kraftstofffraktioniereinrichtung zum Abtrennen einer niedrig siedenden Kraftstofffraktion aus einem flüssigen Kraftstoff einer Brennkraftmaschine, mit einem den flüssigen Kraftstoff enthaltenden Kraftstoffbehälter sowie mit einem eine abgesaugte Kraftstofffraktion-Mischung zuführbaren Abscheider und einem die Kraftstofffraktion zuführbaren Speicher, ferner mit einer Kraftstoffdampf und Luft absaugenden Pumpe mit einem Pumpenantrieb,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) und der Pumpenantrieb (3) in einem Gehäuse (6) fest eingesetzt und gemeinsam mit dem Abscheider (4) und dem Speicher (5) eine Baueinheit bildend in dem Kraftstoffbehälter (8) herausnehmbar untergebracht sind. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) und zumindest die koaxial zueinander liegende Pumpe (2) sowie der Pumpenantrieb (3) zylindrische Form aufweisen, wobei das Gehäuse (6) die Pumpe (2) und den darunter liegenden Pumpenantrieb (3) unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes (9) umgibt. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (9) in seinem unten liegenden abscheidernahen Bereich einen ringförmigen Kraftstoffverteiler (10) und einen versetzt zu diesem liegenden ringförmigen Luftverteiler (11) mit jeweils kleinen Öffnungen aufweist. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
durch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (2) umfangsseitig mit in den Zwischenraum (9) hineinragenden Kühlrippen (13) versehen ist und daß in diesem Zwischenraum (9) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Pumpenantrieb (3) ein Wärmetauscher (12) angeordnet ist. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum (9) eine durch Rippen (17)gebildete Labyrinthabscheidung (16) zwischen der Pumpe (2)und dem oben liegenden abscheiderabgewandten Bereich des Gehäuses (6) vorgesehen ist. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) als Umlaufrippen in Abtropfrichtung gesehen wechselweise innenwandig an dem Gehäuse (6) und an einem über der Pumpe (2) liegenden Abschlußteil (19) außenwandig angebracht sind. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) mit oberhalb des maximalen Kraftstofffüllstandes im Kraftstoffbehälter (8) liegenden höhengleichen Öffnungen (15) versehen ist. - Kraftstofffraktioniereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) an seinem dem Abscheider (4) abgewandten Ende einen Befestigungsflansch (7) aufweist, über den das Gehäuse (6) mit dem Abscheider (4) und dem Speicher (5) an dem Kraftstoffbehälter (8) in diesen senkrecht hineinragend befestigt ist.
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