EP0661438A1 - Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor - Google Patents

Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor Download PDF

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EP0661438A1 EP94118949A EP94118949A EP0661438A1 EP 0661438 A1 EP0661438 A1 EP 0661438A1 EP 94118949 A EP94118949 A EP 94118949A EP 94118949 A EP94118949 A EP 94118949A EP 0661438 A1 EP0661438 A1 EP 0661438A1
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    • F02M37/0076—Details of the fuel feeding system related to the fuel tank

Definitions

  • Fuel supply systems of the basic structure described have been generally introduced and proven. They are exposed to considerable mechanical stress and are designed accordingly. They are also exposed to changing thermal loads and set up to absorb the resulting thermal expansions. The introduction of heat into the fuel supply system is accepted. It is disadvantageous and causes environmentally harmful fuel losses and fuel changes which are disadvantageous for the operation of the gasoline engine due to fuel evaporation. The easily evaporating components of the fuel distill off.
  • the invention is based on the technical problem that To reduce fuel losses and fuel changes through fuel evaporation in fuel supply systems for a motor vehicle with a gasoline engine.
  • the overflow valve can additionally be controllable via a starter control device for the gasoline engine and / or via the pressure of the pump when the gasoline engine is started in the open position. If the overflow valve is controlled to the open position by the pressure of the pump when the gasoline engine is started, the pump will be controlled or regulated in such a way that a pressure pulse is generated when the gasoline engine is started up, while the pump is in operation with the gasoline engine running and all operating conditions Injection rail maintains a constant static fuel pressure in the injection rail.
  • the invention takes into account the fact that a plurality of heat sources act on the fuel supply system for a motor vehicle with a gasoline engine, namely the fuel pump with its engine, the injection strip arranged on the engine block, which emits heat to the fuel returning via the return line system, the exhaust system, if it is arranged in the vicinity of the fuel tank, and also the transmission of the motor vehicle, which heats up while driving.
  • heat is introduced by solar radiation and hot engine exhaust air, which act on the supply line system and the return line system as well as on the fuel tank.
  • the invention is based on the knowledge that the disruptive influences of the heat sources described and further by the combination of the specified features can be significantly reduced, so that a disturbing fuel evaporation with the resulting disadvantages no longer occurs.
  • the residence time of the fuel is reduced in such a way that it is not sufficient for disturbing heat input.
  • the fuel tank is expediently insulated.
  • the invention teaches that the components of the fuel tank, flow line system and return line system consist of plastic and consequently have poor heat conduction.
  • These components can have a heat-insulating coating made of heat-insulating plastic, e.g. B. polyurethane.
  • the coating can be integrally connected to the components. That can be done in manufacturing Respects in a simple manner, e.g. B. by overmolding the components with the thermal insulation plastic.
  • the injection rail can also be made of plastic.
  • the fuel supply system shown is intended for a motor vehicle with a gasoline engine which has a fuel injection system and an injection rail.
  • the motor vehicle and its gasoline engine were not drawn.
  • the fuel tank 1 include a fuel tank 1, a pump 2, a flow line system 3 from the fuel tank 1 to the injection bar 4 and a return line system 5 from the injection bar 4 to the fuel tank 1.
  • the fuel tank 1 is provided with a ventilation device 6 and in remaining separated from the free atmosphere.
  • Fuel tank 1, pump 2, flow line system 3 and injection bar 4 form a fuel supply device, the pump 2 is controlled with the gasoline engine running so that the volume flow of fuel supplied to the injection bar is 5 to 40%, preferably 10 to 30%, greater than it corresponds to the fuel consumption.
  • the return line system 5 is connected to the injection bar 4 via an overflow valve 7, which Overflow valve 7 introduces the excess flow into the return line system.
  • the overflow valve is otherwise set up to keep the fuel pressure in the injection bar 4 constant.
  • the fuel tank 1, the flow line system 3, the injection rail 4 and the return line system 5, preferably including the overflow valve 7, can be insulated in an insulating manner, in the exemplary embodiment by a coating 8. However, vacuum insulation or the like could also be used.
  • the overflow valve 7 can be controlled via a starter control device 9 for the gasoline engine and / or via the pressure of the pump 2 when the gasoline engine is started in the open position.
  • the pump 2 has a very high efficiency of over 80%, so that the power loss is low and thus the amount of heat generated by the pump 2 and its drive is small. In the exemplary embodiment, the heat generated by the running pump 2 is decoupled from the fuel tank 1 by suitable measures.
  • the components fuel tank 1, flow line system 3, return line system 5 are expediently made of plastic.
  • the components it is possible to use the components to provide a heat-insulating coating 8 made of heat-insulating plastic, which is integrally connected to the components, as indicated by the exemplary embodiment.

Abstract

Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzleiste (4) aufweist. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Kraftstofftank (1), eine Pumpe (2), ein Vorlaufleitungssystem (3) und ein Rücklaufleitungssystem (5). Kraftstofftank (1), Pumpe (2), Vorlaufleitungssystem (3) und Einspritzleiste (4) bilden eine Kraftstoffzuführeinrichtung, deren Pumpe (2) bei laufendem Ottomotor so gesteuert ist, daß der der Einspritzleiste (4) zugeführte Mengenstrom des Kraftstoffes um 5 bis 40%, vorzugsweise um 10 bis 30%, größer ist, als es dem Kraftstoffverbrauch entspricht. Das Rücklaufleitungssystem (5) ist über ein Überströmventil (7) an die Einspritzleiste (4) angeschlossen, welches Überströmventil (7) den Überschußmengenstrom in das Rücklaufleitungssystem (5) einführt. Der Kraftstofftank (1), das Vorlaufleitungssystem (3), die Einspritzleiste (4) und das Rücklaufleitungssystem (5) können wärmedämmend isoliert (8) sein.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzleiste aufweist, mit Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste und Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum Kraftstofftank, wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist. - Das Merkmal Vorlaufleitungssystem bezeichnet einfache, mehrfache und verzweigte Vorlaufleitungen. Entsprechend versteht sich der Begriff Rücklaufleitungssystem. Im Kraftstofftank kann Atmosphärendruck oder auch ein Überdruck herrschen.
  • Kraftstoff-Versorgungssysteme des beschriebenen grundsätzlichen Aufbaus sind allgemein eingeführt und bewährt. Sie sind erheblichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt und entsprechend ausgelegt. Sie sind auch wechselnden thermischen Beanspruchungen ausgesetzt und zur Aufnahme der daraus resultierenden Wärmedehnungen eingerichtet. Eine Wärmeeinleitung in das Kraftstoff-Versorgungssystem wird in Kauf genommen. Sie ist nachteilig und bewirkt umweltbelastende Kraftstoffverluste sowie für den Betrieb des Ottomotors nachteilige Kraftstoffveränderungen durch Kraftstoffverdampfung. Die leicht verdampfenden Komponenten des Kraftstoffs destillieren sich ab.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Kraftstoffverluste und Kraftstoffveränderungen durch Kraftstoffverdampfungen bei Kraftstoff-Versorgungssystemen für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor zu reduzieren.
  • Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzleiste aufweist, - mit Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste, Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum Kraftstofftank, wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:
    • a) Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem und Einspritzleiste bilden eine Kraftstoffzuführeinrichtung, deren Pumpe bei laufendem Ottomotor so gesteuert ist, daß der der Einspritzleiste zugeführte Mengenstrom des Kraftstoffes um 5 bis 40%, vorzugsweise um 10 bis 30%, größer ist, als es dem Kraftstoffverbrauch entspricht.
    • b) Das Rücklaufleitungssystem ist über ein Überströmventil an die Einspritzleiste angeschlossen, welches Überströmventil den Überschußmengenstrom in das Rücklaufleitungssystem einführt,
    wobei das Überströmventil im übrigen für die Konstanthaltung des Kraftstoffdruckes in der Einspritzleiste eingerichtet ist.
  • Im Rahmen der Erfindung kann das Überströmventil zusätzlich über eine Anlaß-Steuereinrichtung für den Ottomotor und/oder über den Druck der Pumpe bei Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar sein. Wird das Überströmventil über den Druck der Pumpe bei Inbetriebnahme des Ottomotors in die Offenstellung gesteuert, so wird man die Pumpe so steuern oder regeln, daß bei Inbetriebnahme des Ottomotors ein Druckimpuls entsteht, während im übrigen die Pumpe bei dem laufenden Ottomotor und allen Betriebsbedingungen in der Einspritzleiste einen konstanten statischen Kraftstoffdruck in der Einspritzleiste aufrechterhält.
  • Die Erfindung berücksichtigt die Tatsache, daß auf das Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor eine Mehrzahl von Wärmequellen einwirken, nämlich die Kraftstoffpumpe mit ihrem Motor, die am Motorblock angeordnete Einspritzleiste, die Wärme an den über das Rücklaufleitungssystem rücklaufenden Kraftstoff abgibt, die Auspuffanlage, wenn sie in der Nähe des Kraftstofftanks angeordnet ist, und auch das Getriebe des Kraftfahrzeuges, welches sich im Fahrbetrieb erwärmt. Im übrigen erfolgt eine Wärmeeinleitung durch Sonneneinstrahlung und heiße Motorabluft, die auf das Vorlaufleitungssystem und das Rücklaufleitungssystem sowie auf den Kraftstofftank einwirken. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die störenden Einflüsse der beschriebenen Wärmequellen und weiterer durch die Kombination der angegebenen Merkmale erheblich reduziert werden können, und zwar so, daß eine störende Kraftstoffverdunstung mit den daraus resultierenden Nachteilen nicht mehr eintritt. Im Vorlaufleitungssystem, in der Einspritzleiste und im Rücklaufleitungssystem wird die Aufenthaltszeit des Kraftstoffes so reduziert, daß sie für eine störende Wärmeeintragung nicht ausreicht. Der Kraftstofftank ist zweckmäßigerweise wärmedämmend isoliert.
  • Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Stets empfiehlt es sich, mit einer Pumpe zu arbeiten, die einen Wirkungsgrad von über 80 % aufweist und folglich nur in geringem Maße Verlustwärme produziert. Sie kann im Kraftstofftank angeordnet sein. Es empfiehlt sich jedoch, die durch die laufende Pumpe entstehende Wärme von dem Kraftstofftank abzukoppeln. Das kann durch entsprechende Maßnahmen zur Unterbrechung der Wärmeleitung bzw. Maßnahmen zur Wärmedämmung erfolgen, das kann aber auch dadurch geschehen, daß die Pumpe außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Versorgungssystem empfiehlt es sich, weitgehend auch die Wärmeleitung zum Kraftstofftank hin zu unterdrücken. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Bauteile Kraftstofftank, Vorlaufleitungssystem und Rücklauf leitungssystem aus Kunststoff bestehen und folglich eine schlechte Wärmeleitung aufweisen. Diese Bauteile können eine wärmedämmende Beschichtung aus Wärmedämm-Kunststoff, z. B. Polyurethan, aufweisen. Die Beschichtung kann stoffschlüssig mit den Bauteilen verbunden sein. Das läßt sich in fertigungstechnischer Hinsicht auf einfache Weise, z. B. durch Umspritzen der Bauteile mit dem Wärmedämm-Kunststoff, erreichen. Auch die Einspritzleiste kann aus Kunststoff bestehen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Kraftstoff-Versorgungssystem.
  • Das dargestellte Kraftstoff-Versorgungssystem ist für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor bestimmt, der ein Kraftstoffeinspritzsystem und eine Einspritzleiste aufweist. Das Kraftfahrzeug und sein Ottomotor wurden nicht gezeichnet.
  • Zu dem Kraftstoff-Versorgungssystem nach Fig. 1 gehören ein Kraftstofftank 1, eine Pumpe 2, ein Vorlaufleitungssystem 3 vom Kraftstofftank 1 zur Einspritzleiste 4 und ein Rücklaufleitungssystem 5 von der Einspritzleiste 4 zum Kraftstofftank 1. Der Kraftstofftank 1 ist mit einer Entlüftungseinrichtung 6 versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt.
  • Kraftstofftank 1, Pumpe 2, Vorlaufleitungssystem 3 und Einspritzleiste 4 bilden eine Kraftstoffzuführeinrichtung, deren Pumpe 2 bei laufendem Ottomotor so gesteuert ist, daß der der Einspritzleiste zugeführte Mengenstrom des Kraftstoffes um 5 bis 40%, vorzugsweise um 10 bis 30%, größer ist, als es dem Kraftstoffverbrauch entspricht. Das Rücklaufleitungssystem 5 ist über ein Überströmventil 7 an die Einspritzleiste 4 angeschlossen, welches Überströmventil 7 den Überschußmengenstrom in das Rücklaufleitungssystem einführt. Das Überströmventil ist im übrigen für die Konstanthaltung des Kraftstoffdruckes in der Einspritzleiste 4 eingerichtet.
  • Der Kraftstofftank 1, das Vorlaufleitungssystem 3, die Einspritzleiste 4 und das Rücklaufleitungssystem 5, vorzugsweise einschließlich des Überströmventils 7, können wärmedämmend isoliert sein, und zwar im Ausführungsbeispiel durch eine Beschichtung 8. Man könnte aber auch Vakuumisolierungen oder dgl. anwenden. Das Überströmventil 7 kann über eine Anlaß-Steuereinrichtung 9 für den Ottomotor und/oder über den Druck der Pumpe 2 bei Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar sein. Die Pumpe 2 hat einen sehr hohen Wirkungsgrad von über 80%, so daß die Verlustleistung gering ist und damit auch die Wärmemenge gering ist, die von der Pumpe 2 und ihrem Antrieb erzeugt wird. Im Ausführungsbeispiel ist die durch die laufende Pumpe 2 entstehende Wärme durch geeignete Maßnahmen von dem Kraftstofftank 1 abgekoppelt. Dazu könnten entsprechende wärmedämmende Maßnahmen durchgeführt werden, und zwar auch dann, wenn sich die Pumpe 2 mit ihrem Antrieb in dem Kraftstofftank 1 befindet. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 2 mit ihrem Antrieb jedoch außerhalb des Kraftstofftanks 1 angeordnet und folglich ist die durch die laufende Pumpe 2 entstehende Wärme auf diese Weise von dem Kraftstofftank 1 abgekoppelt.
  • Die Bauteile Kraftstofftank 1, Vorlaufleitungssystem 3, Rücklaufleitungssystem 5 bestehen zweckmäßigerweise aus Kunststoff. Hier besteht die Möglichkeit, die Bauteile mit einer wärmedämmenden Beschichtung 8 aus Wärmedämm-Kunststoff zu versehen, die stoffschlüssig mit den Bauteilen verbunden ist, wie es das Ausführungsbeispiel andeutet.

Claims (7)

  1. Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzleiste aufweist, - mit
       Kraftstofftank,
       Pumpe,
       Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste,
       Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum Kraftstofftank,
    wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:
    a) Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem und Einspritzleiste bilden eine Kraftstoffzuführeinrichtung, deren Pumpe bei laufendem Ottomotor so gesteuert ist, daß der der Einspritzleiste zugeführte Mengenstrom des Kraftstoffes um 5 bis 40%, vorzugsweise um 10 bis 30%, größer ist, als es dem Kraftstoffverbrauch entspricht,
    b) das Rücklaufleitungssystem ist über ein Überströmventil an die Einspritzleiste angeschlossen, welches Überströmventil den Überschußmengenstrom in das Rücklaufleitungssystem einführt,
    wobei das Überströmventil im übrigen für die Konstanthaltung des Kraftstoffdruckes in der Einspritzleiste eingerichtet ist.
  2. Kraftstoff-Versorgungssystem nach Anspruch 1, wobei das Überströmventil über eine Anlaß-Steuereinrichtung für den Ottomotor und/oder über den Druck der Pumpe bei Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar ist.
  3. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Pumpe einen Wirkungsgrad von über 80 % und dadurch eine reduzierte Verlustleistung aufweist.
  4. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pumpe in dem Kraftstofftank angeordnet ist.
  5. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pumpe außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist.
  6. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bauteile Kraftstofftank, Vorlaufleitungssystem und Rücklaufleitungssystem aus Kunststoff bestehen.
  7. Kraftstoff-Versorgungssystem nach Anspruch 7, wobei die Bauteile eine wärmedämmende Beschichtung aus Wärmedämm-Kunststoff aufweisen.
EP94118949A 1993-12-28 1994-12-01 Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor Expired - Lifetime EP0661438B1 (de)

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