DE102006024328A1 - Fuel supply to automotive fuel tank has intermediate reservoir with pump discharge and back flow prevention valve to main tank - Google Patents
Fuel supply to automotive fuel tank has intermediate reservoir with pump discharge and back flow prevention valve to main tank Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs mit einer Eintrittsöffnung für die Zufuhr von Kraftstoff sowie einer Austrittsöffnung für die Abfuhr von Kraftstoff. Solche üblichen Kraftstofftanks sind zusätzlich mit einer Entlüftungseinrichtung versehen, über die u.a. beim Befüllen des Kraftstofftanks die zuvor darin enthaltene Luft abgeführt wird, wobei die im abgeführten Luftstrom enthaltenen Kraftstoffbestandteile in einem sog. Aktivkohlefilter, durch welches der abgeführte Luftstrom hindurchgeführt wird, zwischengespeichert werden, um eine Belastung der Umwelt durch diese unverbrannten Kraftstoffbestandteile zu vermeiden. Im Aktivkohlefilter zwischengespeichert werden ferner auch Kraftstoffdämpfe, die aus der Verdunstung von Kraftstoff im Kraftstofftank des insbesondere unter Umgebungs-Hitze betriebenen, aber auch heiß abgestellten Kraftfahrzeugs resultieren, da als Folge dieser Verdunstung kein nennenswerter Überdruck im Kraftstofftank entstehen darf und somit auch unter diesen Umständen eine Entlüftung des Tanks über das Aktivkohlefilter erfolgen muss.The The invention relates to a closed fuel tank of a motor vehicle with an entrance opening for the Supply of fuel and an outlet for the discharge of fuel. Such usual Fuel tanks are additional with a venting device provided, over the u.a. when filling the fuel tank, the previously contained therein air is removed, the in the discharged Air stream contained fuel components in a so-called. Activated carbon filter, through which the dissipated Air flow passed will be cached to put a strain on the environment to avoid these unburned fuel components. In the activated carbon filter also stored are also fuel vapors, the from the evaporation of fuel in the fuel tank of the particular under ambient heat operated, but also hot parked motor vehicle result, since no significant overpressure in the Fuel tank may arise and thus under these circumstances, a vent the tank over that Activated carbon filter must be made.
Das genannte Aktivkohlefilter muss immer wieder gespült werden, wobei Umgebungsluft hindurchgeführt und zusammen mit den dann vom Aktivkohlefilter wieder abgegebenen Kraftstoffbestandteilen einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs, für deren Versorgung der Kraftstofftank vorgesehen ist, zur Verbrennung zugeführt wird. Diese geschilderte Technik hat sich grundsätzlich bewährt, ist jedoch bspw. bei sog. Hybrid-Kraftfahrzeugen, die alternativ zu einer Brennkraftmaschine auch von einem Elektromotor angetrieben werden können, praktisch nicht identisch umsetzbar, da es hierbei lange Zeitspannen geben kann, während derer die Brennkraftmaschine nicht betrieben wird und somit eine wirkungsvolle bzw. zuverlässige Spülung des Aktivkohlefilters nicht möglich ist.The said activated carbon filter must be rinsed again and again, using ambient air passed and together with the then released by the activated carbon filter again Fuel components of an internal combustion engine of the motor vehicle, for their Supply the fuel tank is provided, is supplied for combustion. This described technique has basically proven, but is, for example, in so-called. Hybrid motor vehicles, alternative to an internal combustion engine can also be driven by an electric motor, practically not identical feasible, as it can give long periods of time during which the internal combustion engine is not operated and thus an effective or reliable flush the activated carbon filter is not possible is.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.A Countermeasure for this To illustrate the problem described is the task of the present Invention.
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Kraftstofftank-System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung des Kraftstofftanks mit einem Zwischenbehälter verbunden ist, in den der letztlich in den Kraftstofftank einzuführende Kraftstoff aus der Umgebung einfüllbar und aus diesem mittels einer Druck-Fördervorrichtung in den ggf. unter Überdruck stehenden Innenraum des Kraftstofftanks förderbar ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution this task is for a fuel tank system according to the preamble of claim 1 thereby characterized in that the inlet opening of the fuel tank with an intermediate container is connected to the fuel ultimately to be introduced into the fuel tank from the environment einfüllbar and from this by means of a pressure-conveying device in the possibly under overpressure standing interior of the fuel tank is eligible. Advantageous and further developments are content of the subclaims.
Erfindungsgemäß wird ein Zustandekommen und Aufrechterhalten von Überdruck gewisser Höhe im geschlossenen Kraftstofftank zugelassen. Dieser Überdruck kann insbesondere mit mehr oder weniger gefülltem Kraftstofftank auftreten, bspw. wenn dieser (insbesondere unter Umgebungseinfluss) erwärmt wird und kein Kraftstoff entnommen wird, wenn das Kraftfahrzeug elektromotorisch betrieben und der elektrische Fzg.-Antriebsmotor aus einem Akkumulator gespeist wird. Die daraus resultierende teilweise Verdunstung des Kraftstoffs im Tank erhöht dessen Innendruck, was nun jedenfalls bis zu einem gewissen Druckwert zugelassen wird, so dass bis dahin keine Entlüftung bzw. Belüftung des Tanks erforderlich ist. Folglich wird dann ein ggf. noch vorhandenes Aktivkohlefilter nicht durchströmt, so dass im Idealfall ein solches sowie eine zugehörige Entlüftungseinrichtung überhaupt nicht mehr erforderlich ist; zumindest jedoch ist damit die Notwendigkeit einer Entlüftung des Kraftstofftanks erheblich reduziert. Vorteilhafterweise reduziert der dann im Kraftstofftank vorliegende Überdruck zusätzlich die Verdunstungsneigung des Kraftstoffs.According to the invention is a Formation and maintenance of overpressure of certain height in the closed Fuel tank approved. This overpressure can in particular with more or less filled Fuel tank occur, for example. When this (especially under Ambient influence) and no fuel is removed when the motor vehicle operated by electric motor and the electric Fzg.-drive motor from a Accumulator is fed. The resulting partial evaporation of the fuel in the tank increases its internal pressure, which is now up to a certain pressure value is allowed, so that until then no ventilation or ventilation of the Tanks is required. Consequently, then any possibly still existing Activated carbon filter does not flow through, so that, ideally, such as well as an associated venting device at all is no longer necessary; but at least that is the necessity a vent the fuel tank significantly reduced. Advantageously reduced then present in the fuel tank pressure additionally the tendency to evaporate of the fuel.
Jedoch ist es dann, wenn im Kraftstofftank Überdruck herrscht, nicht mehr möglich, diesen ebenso einfach zu befüllen bzw. zu betanken wie die üblichen geschlossenen Kraftstofftanks, in denen aufgrund von Zwangsentlüftung kein Überdruck im Tank auftreten kann. Würde nämlich bei Vorliegen von Überdruck im Tank ein üblicher Verschluss eines üblichen Tank-Befüllstutzens geöffnet, so erfolgte ein schlagartiger Druckabbau, verbunden mit der Gefahr, dass Kraftstoff hinausschwappt, insbesondere jedoch mit entsprechender Belastung der Umwelt mit den im Tank angesammelten gasförmigen Kraftstoffbestandteilen. Um dies zu vermeiden, wird nun vorgeschlagen, für ein gewünschtes Befüllen des Kraftstofftanks den Kraftstoff nicht direkt in den Kraftstofftank einzuleiten, sondern in einen diesem zumindest funktional vorgelagerten sog. Zwischenbehälter zu füllen, aus dem dann der Kraftstoff geeignet in den eigentlichen geschlossenen Kraftstofftank geleitet wird. Letzteres muss ggf. gegen den Überdruck im Kraftstofftank erfolgen, so dass hierfür vorzugsweise im Zwischenbehälter selbst eine geeignete sog. Druck-Fördervorrichtung vorgesehen ist, mit Hilfe derer der Kraftstoff aus dem Zwischenbehälter in den Innenraum des geschlossenen Kraftstofftanks überführt wird. Um sicherzustellen, dass grundsätzlich keine Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank in den Zwischenbehälter und aus diesem in die Umgebung gelangen können, kann im wesentlichen nur eine Verbindung zwischen den Volumina des geschlossenen Kraftstofftanks und des sog. Zwischenbehälters bestehen, nämlich diejenige, über die Kraftstoff aus dem Zwischenbehälter in den Kraftstoffbehälter gelangt, wobei ein Rückströmen von flüssigem Kraftstoff oder Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank in den Zwischenbehälter zu unterbinden ist. Vorzugsweise ist somit eine von der genannten Druck-Fördereinrichtung ausgehende Förderleitung mit einem geeigneten Rückschlagventil ausgestattet und mündet in einem stets flüssigen Kraftstoff enthaltenden Bereich des Kraftstofftanks, so vorzugsweise in Bodennähe eines sog. Schwalltopfes, in dem wie üblich eine insbesondere elektromoto risch angetriebene Kraftstoffpumpe vorgesehen ist, die den Kraftstoff aus dem Tank zur den Kraftstoff verbrennenden und als (ein) Fzg.-Antriebsaggregat fungierenden Brennkraftmaschine fördert.However, if there is overpressure in the fuel tank, it is no longer possible to fill or refuel it just as easily as the usual closed fuel tanks in which no overpressure in the tank can occur due to forced ventilation. If, in the presence of overpressure in the tank, a conventional closure of a conventional tank filler neck opened, a sudden pressure reduction occurred, associated with the risk of fuel spilling out, but in particular with a corresponding burden on the environment with the gaseous fuel constituents accumulated in the tank. In order to avoid this, it is now proposed not to introduce the fuel directly into the fuel tank for a desired filling of the fuel tank, but rather to fill it in a so-called interim tank which is at least functionally upstream, from which the fuel is then suitably directed into the actual closed fuel tank , The latter must possibly take place against the overpressure in the fuel tank, so that for this purpose preferably in the intermediate container itself a suitable so-called. Pressure-conveying device is provided by means of which the fuel from the intermediate container is transferred into the interior of the closed fuel tank. In order to ensure that basically no fuel vapors from the fuel tank in the intermediate container and from this can get into the environment, essentially only a connection between the volumes of the closed fuel tank and the so-called. Zwischenbehälters consist, namely the one, via the fuel from the intermediate container enters the fuel tank, wherein a return flow of liquid fuel or fuel vapors from the fuel tank is to be prevented in the intermediate container. Preferably, therefore, is a outgoing from said pressure conveyor conveyor line with a equipped appropriate check valve and opens into an always liquid fuel-containing area of the fuel tank, so preferably near the bottom of a so-called swirl pot in which, as usual, a particular elektromoto-driven fuel pump is provided which burns the fuel from the tank to the fuel and ( a) Fzg.-driven power unit operating internal combustion engine promotes.
Für das Befüllen des Zwischenbehälters kann dieser mit einem bei bisherigen Tanks üblichen Einfüllstutzen versehen sein, so dass der Nutzer des Kraftfahrzeugs praktisch keinen Unterschied zwischen den bisherigen Systemen und einem System nach der vorliegenden Erfindung feststellen muss; das vorgeschlagene System ist somit äußerst nutzer-freundlich. In diesem Sinne wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Druck-Fördereinrichtung in Abhängigkeit vom Füllstand im Zwischenbehälter und/oder einer geeigneten Kennung über die Befüllung oder Befüllabsicht dieses Zwischenbehälters (bspw. mittels eines dem Fachmann bekannten Tankdeckelschalters) selbsttätig in Betrieb genommen wird.For filling the Intermediate container can this with a usual in previous tanks filler neck Be provided so that the user of the motor vehicle virtually no Difference between the previous systems and a system after to determine the present invention; the proposed System is thus extremely user-friendly. In this sense, it is further proposed that the pressure conveyor depending on from the level in the intermediate container and / or a suitable identifier the filling or filling intent this intermediate container (eg. by means of a tank cap switch known to the person skilled in the art) automatically in operation is taken.
Der zusätzliche Aufwand für die im Zwischenbehälter benötigte Druck-Fördereinrichtung kann gering gehalten werden, wenn diese direkt oder indirekt vom Antriebsmotor einer im Kraftstofftank angeordneten Kraftstoffpumpe antreibbar ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Druck-Fördereinrichtung mechanisch von einer mit einem Fluidstrom betriebenen Kraftmaschine oder Strömungsmaschine angetrieben, die mit dem von der im geschlossenen Kraftstofftank angeordneten Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffstrom oder von einem hiervon abgezweigten Teilstrom versorgt wird.Of the additional Effort for in the intermediate container needed Pressure conveyor can be kept low if this directly or indirectly from the drive motor a arranged in the fuel tank fuel pump driven is. In a particularly preferred embodiment, the pressure-conveying device mechanically from a fluid-powered engine or turbomachine powered by the one in the closed fuel tank arranged fuel pump Fuel flow or supplied from a diverted partial flow becomes.
Mit dem vorgeschlagenen System erfolgt vorzugsweise nur eine kurzfristige Zwischenspeicherung einer geringen Menge von Kraftstoff im sog. Zwischenbehälter, weshalb es möglich ist, im Einfüllstutzen dieses Zwischenbehälters ein austauschbares Sieb oder Vorfilter für den aus der Umgebung einzufüllenden Kraftstoff vorzusehen, da ein durch dieses Sieb verursachtes Abschalten einer Tank-Zapfpistole durch entstehenden Gegendruck nicht zu befürchten ist. Im übrigen kann der Zwischenbehälter baulich am oder im geschlossenen Kraftstofftank integriert sein, so bspw. auch in Kombination mit dem bereits genannten Schwalltopf; es kann der Zwischenbehälter jedoch auch ein völlig eigenständiges Bauteil darstellen. Der Zwischenbehälter kann aber auch zusammen mit dem genannten Einfüllstutzen ein gemeinsames Bauteil bilden; bspw. kann der Einfüllstutzen derart gestaltet sein und insbesondere ein solches Volumen besitzen, dass er die Funktion des Zwischenbehälters übernehmen kann.With the proposed system is preferably only a short-term Caching a small amount of fuel in the so-called. Zwischenbehälter, which is why it possible is in the filler neck this intermediate container an exchangeable sieve or pre-filter for the environment to be filled Provide fuel as a shutdown caused by this sieve a tank fuel nozzle is not to be feared by the resulting back pressure. Furthermore can the intermediate tank structurally be integrated on or in the closed fuel tank, so for example. also in combination with the already mentioned swirl pot; it can the intermediate container but also a complete one independent component represent. The intermediate container but can also together with the aforementioned filler neck a common component form; For example, the filler neck be designed and in particular have such a volume, that he can take over the function of the intermediate container.
Die beigefügte Prinzipskizze zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.The attached Schematic diagram shows a preferred embodiment of the present invention Invention. Essential to the invention, all described in detail Be features.
Mit
der Bezugsziffer
Wenn
die Brennkraftmaschine mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank
An
der rechten Außenwand
des Kraftstoffbehälters
Aus
diesem Zwischenbehälter
Angetrieben
wird die Druck-Fördereinrichtung
Wie
vor der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels
ausführlich
dargelegt ist, kann mit dem vorgestellten Kraftstofftank-System
(bzw. mit einem Kraftstofftank mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1) ein Überdruck
bis zu einer gewissen Höhe im
Kraftstofftank
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