DE112014002269T5

DE112014002269T5 - Kraftstoffsystem

Info

Publication number: DE112014002269T5
Application number: DE112014002269.1T
Authority: DE
Inventors: Anders Jonsson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2034-05-17
Also published as: SE537126C2; DE112014002269B4; SE1350661A1; WO2014193292A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor (1). Das System umfasst einen Kraftstofftank (2), eine Kraftstoffleitung (3) zum Fördern von Kraftstoff von dem Kraftstofftank (2) zu dem Motor (1), ein Filtergehäuse (5, 7), welches ein entfernbares Filterelement (5a, 7a) enthält, welches zum Filtern des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung (3) angepasst ist, und eine Rücklaufleitung (11), die sich zwischen einem Einlass (11a₁, 11a₂) in dem Filtergehäuse (5, 7) und einen Auslass (11b) in dem Kraftstofftank (2) erstreckt. Der Rücklaufleitungseinlass (11a₁, 11a₂) ist auf einer höheren Ebene als ein oberer Teil des Kraftstofftanks (2) positioniert. Die Rücklaufleitung (11) ist angepasst, um in dem Filtergehäuse (5, 7) verbleibenden Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (2) zu Zeiten zurückzuführen, zu denen das Filterelement (5a, 7a) entfernt wird. Die Rücklaufleitung (11) umfasst eine Entlüftungsvorrichtung (12), die angepasst ist, um Luft aus der Rücklaufleitung (11) auszuleiten.

Description

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Der an Tankstellen verfügbare Kraftstoff zum Betrieb von Verbrennungsmotoren ist nicht völlig rein, da er im Wesentlichen immer eine kleine Menge an Verunreinigungen in Form von Wasser, Sand, Staub und anderen Arten von Partikeln enthält. Systeme zum Fördern von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor umfassen mindestens einen Kraftstofffilter zum Entfernen von Verunreinigungen von dem Kraftstoff, um Schäden an Komponenten des Kraftstoffsystems zu vermeiden.
Im Falle von Motoren, die mit Hochdruckeinspritzung von Kraftstoff versehen sind, ist es sehr wichtig, eine gute Filtrierung des Kraftstoffs zu erreichen, um beispielsweise eine Hochdruckpumpe und Einspritzeinrichtungen vor Verunreinigungen zu schützen. In der Regel wird der Kraftstoff, bei dem es sich gewöhnlich um Dieselöl handelt, in zwei Stufen gefiltert, bevor er mit hohem Druck in die Verbrennungsräume eines Dieselmotors von einem Speichertank (einer „Common Rail”) eingespritzt wird. Das Filtern des Kraftstoffs umfasst gewöhnlich das Verwenden eines ersten Filtergehäuses mit einem ersten Filterelement, welches stromaufwärts einer Förderpumpe positioniert ist, die Kraftstoff von einem Kraftstofftank ansaugt. Der Zweck des ersten Filterelements besteht darin, grobe Partikel von dem Kraftstoff zu entfernen, sodass sie nicht die Förderpumpe beschädigen. Wasser wird ebenfalls in dem ersten Filtergehäuse von dem Kraftstoff abgeschieden. Ein zweites Filtergehäuse mit einem zweiten Filterelement ist stromabwärts der Förderpumpe vorgesehen, um feinere Partikel von dem Kraftstoff zu entfernen, sodass sie die Hochdruckpumpe und die Einspritzeinrichtungen nicht erreichen und beschädigen.
Filterelemente müssen häufig gewechselt werden, vorzugsweise bei jeder Wartung, da es im Laufe der Zeit für den Kraftstoff immer schwieriger wird, die Filterelemente zu passieren, wenn sie sich fortschreitend absetzen. Durch das Herausheben eines Filters aus einem Filtergehäuse wird eine Öffnung zu einer Rücklaufleitung an einem unteren Teil des Filtergehäuses freigegeben. Der in dem Filtergehäuse verbleibende Kraftstoff wird deshalb über die Rücklaufleitung zu dem Kraftstofftank zurücklaufen.
Dieses Entleeren des Kraftstoffs aus dem Filtergehäuse funktioniert jedoch nicht immer, und in solchen Fällen bleibt immer noch Kraftstoff in dem Filtergehäuse zurück, wenn ein neues Filterelement eingebaut wird. Mindestens ein Teil des in dem Filtergehäuse verbleibenden Kraftstoffs bleibt ungefiltert. Wenn das Entleeren nicht ordnungsgemäß funktioniert, kann der ungefilterte Kraftstoff gut weiter in das Kraftstoffsystem laufen und empfindliche Komponenten beschädigen, die stromabwärts des Filtergehäuses in der Kraftstoffleitung angeordnet sind, wenn der Motor nachfolgend gestartet wird.
Kurzdarstellung der Erfindung
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffsystem vorzuschlagen, bei dem das Risiko, dass ein Filtergehäuse nicht von Kraftstoff entleert wird, wenn ein Filterelement daraus herausgehoben wird, im Wesentlichen beseitigt ist.
Dieser Gegenstand wird mit dem Kraftstoffsystem der in dem Oberbegriff erwähnten Art erreicht, welches durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Durch das Herausheben eines Filters aus einem Filtergehäuse wird eine Einlassöffnung zu einer Rücklaufleitung freigegeben. Da diese Einlassöffnung auf einer höheren Ebene als ein oberer Teil des Kraftstofftanks positioniert ist, läuft in dem Filtergehäuse verbleibender Kraftstoff normalerweise über die Rücklaufleitung zu dem Tank zurück, wenn das Filterelement herausgehoben wird. Es wurde jedoch herausgefunden, dass das Filtergehäuse nicht immer von Kraftstoff entleert wird, wenn das Filterelement herausgehoben wird, und dass der Grund dafür darin besteht, dass sich diese Luft in der Rücklaufleitung ansammelt und den Kraftstoffstrom blockiert. Damit ein Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung erfolgt, muss der Kraftstoff darin in der Lage sein, in den Tank auszulaufen. Eine Voraussetzung dafür besteht darin, dass sich in der Rücklaufleitung in nächster Nähe zu dem Kraftstofftank eine ununterbrochene Kraftstoffsäule befindet, deren oberes Ende auf einer höheren Ebene als der Oberfläche des Kraftstoffs in dem Tank positioniert ist. Wenn sich Luft in der Rücklaufleitung ansammelt, ist dort nicht immer solch eine Kraftstoffsäule vorhanden, insbesondere dann, wenn der Kraftstoffpegel in dem Tank hoch ist. Das Problem wird gemäß der Erfindung durch Bereitstellen einer Entlüftungsvorrichtung in der Rücklaufleitung gelöst. Alle Ansammlungen von Luft, die einen Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung verhindern, können leicht und effektiv durch eine passend positionierte Entlüftungsvorrichtung beseitigt werden.
Dadurch wird es möglich, dass im Wesentlichen immer eine Kraftstoffsäule in der Rücklaufleitung in der Nähe des Tanks vorhanden ist, die in der Lage ist, in der Rücklaufleitung einen Kraftstoffstrom zu veranlassen, der den in dem Filtergehäuse verbleibenden Kraftstoff beseitigt, wenn das Filterelement herausgenommen wird. Das Risiko, dass ungefilterter Kraftstoff weiter in die Kraftstoffleitung läuft und Schäden an empfindlichen Komponenten während eines nachfolgenden Betriebs verursacht, ist somit im Wesentlichen beseitigt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Entlüftungsvorrichtung innerhalb des Kraftstofftanks positioniert. Wenn eine Ansammlung von Luft in der Rücklaufleitung auftritt, ist die Ebene nicht mehr mit der Oberfläche des Kraftstoffs in dem Tank identisch, der den Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung stoppt. Die Ansammlung von Luft, die den Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung verhindert, befindet sich somit innerhalb des Tanks. Um diese Ansammlung von Luft zu beseitigen, muss sich die Entlüftungsvorrichtung innerhalb des Tanks befinden. Alternativ kann eine Entlüftungsvorrichtung in der Rücklaufleitung an einem Punkt stromaufwärts des Tanks vorgesehen sein, wobei in diesem Fall Luft in der Rücklaufleitung vorbeugend beseitigt wird, bevor sie nach unten angesaugt wird und sich in der Rücklaufleitung innerhalb des Tanks ansammelt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Entlüftungsvorrichtung innerhalb des Kraftstofftanks auf einer höheren Ebene als diejenige des Kraftstoffs in dem Tank positioniert, wenn der letztere zu 80% mit Kraftstoff gefüllt ist. Das Blockadeproblem in der Rücklaufleitung wird somit nur dann auftreten, wenn der Tank voll oder im Wesentlichen voll ist. Die Rücklaufleitung weist gewöhnlich eine vertikale Verlängerung nach unten in den Tank auf. Da Luft leichter als Kraftstoff ist, sammelt sich die Luft in einem oberen Teil der vertikalen Ausdehnung der Rücklaufleitung innerhalb des Kraftstofftanks an. Solche Ansammlungen von Luft verursachen Blockaden in der Rücklaufleitung, wenn sie sich auf derselben Ebene wie der Kraftstoff in dem Tank befinden. Blockaden in der Rücklaufleitung treten deshalb im Wesentlichen nur dann auf, wenn der Tank voll oder im Wesentlichen voll ist. Durch diesen Hintergrund ist es für eine Entlüftungsvorrichtung angemessen, an einem Punkt in dem Kraftstofftank so positioniert zu sein, dass Luft in der Rücklaufleitung über oder geradewegs unter dem Kraftstoffpegel freigesetzt werden kann, wenn der Tank voll oder nahezu voll ist.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Konfiguration der Entlüftungsvorrichtung derart, dass sie das Eintreten von Luft in die Rücklaufleitung verhindert. Es gibt viele Gründe, weshalb die Rücklaufleitung keine Luft enthalten sollte. Deshalb ist es wichtig, dass Luft nicht über die Entlüftungsvorrichtung in die Rücklaufleitung angesaugt wird. Die Entlüftungsvorrichtung kann angepasst sein, um Luft aus der Rücklaufleitung freizusetzen, wenn ein zuvor festgelegter Druck in der Rücklaufleitung vorherrscht. Dieser Druck kann ein Überdruck im Verhältnis zu dem Luftdruck innerhalb des Kraftstofftanks sein. Der Luftdruck in dem Kraftstofftank entspricht gewöhnlich dem Umgebungsluftdruck in Fällen, in denen der Tank gewöhnlich einen Deckel mit einem Ventil aufweist, welches fortschreitend Luft in den Tank hineinlässt, wenn der Kraftstoff in dem Tank verbraucht wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Entlüftungsvorrichtung ein Rohr, welches ein erstes Ende, welches mit der Rücklaufleitung verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, welches offen ist. Ein solches Rohr ermöglicht es, einen Entlüftungsdurchgang zwischen einem geeigneten Punkt in der Rücklaufleitung und einem geeigneten Punkt innerhalb des Kraftstofftanks einzurichten. Die Entlüftungsvorrichtung kann ein Rohr umfassen, welches konfiguriert ist, um einen lokalen Mindestabschnitt aufzuweisen, der auf einer niedrigeren Ebene als den Enden des Rohrs angeordnet ist, und angepasst ist, um Kraftstoff zu enthalten. Das Herausheben eines Filterelements aus dem Filtergehäuse hat einen Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung zum Ergebnis. Wenn dieser Strom die Entlüftungsvorrichtung erreicht, tritt eine kleine Menge des Kraftstoffs in das Rohr ein, wobei es in dem lokalen Mindestabschnitt eine Flüssigkeitssperre erzeugt, die das Eintreten von Luft in die Rücklaufleitung verhindert. Wenn der Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung blockiert ist, wird die in der Rücklaufleitung angesammelte Luft durch Kraftstoff stromaufwärts der Luft mit Druck beaufschlagt. Die angesammelte Luft erreicht somit einen Überdruck im Verhältnis zu der Luft in dem Kraftstofftank. Diese Druckdifferenz ermöglicht es, dass in der Rücklaufleitung angesammelte Luft zu der Luft in dem Tank über den lokalen Mindestabschnitt ausgestoßen werden kann, der Kraftstoff enthält.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Entlüftungsvorrichtung ein in dem Rohr positioniertes Rückschlagventil. Dieses Ventil kann ein Ventilelement aufweisen, welches durch eine elastische Kraft gegen einen Ventilsitz gepresst wird. Das Ventilelement kann daher nur in einer Richtung, und gegen die Wirkung der Federkraft geöffnet werden. Das Ventil verhindert somit gleichzeitig, dass Umgebungsluft in dem Kraftstofftank in die Rücklaufleitung eindringt. Rückschlagventile ermöglichen auch, dass Ansammlungen von Luft mit einem Überdruck aus der Rücklaufleitung austreten. Das offene Ende des Rohrs ist vorteilhafterweise auf einer höheren Ebene als dem ersten Rohrende positioniert. Das heißt, dass Luft aus der Rücklaufleitung im Wesentlichen immer über der Oberfläche des Kraftstoffs in dem Tank ausgeleitet werden kann, obwohl es möglich ist, dass in der Rücklaufleitung angesammelte Luft zu einem Punkt gerade unterhalb des Kraftstoffpegels in dem Tank ausgeleitet wird. In der Rücklaufleitung angesammelte Luft kann an einem Punkt darunter aufgenommen werden und an einem Punkt über der Oberfläche des Kraftstoffs in dem Tank freigesetzt werden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Rücklaufleitung einen Auslass auf, der sich auf einer niedrigeren Ebene als die Oberfläche des Kraftstoffs befindet, wenn der Tank 10% mit Kraftstoff gefüllt ist. Um zu verhindern, dass Luft über die Auslassöffnung in die Rücklaufleitung eindringen kann, muss die Öffnung unterhalb der Oberfläche des Kraftstoffs in dem Tank liegen. Deshalb muss die Rücklaufleitung nahe an einer Bodenfläche des Tanks liegen. Das heißt, dass wenn der Tank vollständig gefüllt ist, die Rücklaufleitung eine große Tiefe in dem Tank erreicht, wodurch an dem Auslass der Rücklaufleitung ein relativ großer Druck erzeugt wird, der überwunden werden muss, um den Kraftstoff in die Lage zu versetzen, sich aus der Rücklaufleitung heraus zu bewegen. In dieser Situation besteht ein offensichtliches Risiko, dass alle Ansammlungen von Luft in der Rücklaufleitung den Kraftstoffstrom blockieren könnten.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rücklaufleitung angepasst, um in einem Filtergehäuse mit einem Filterelement verbleibenden Kraftstoff zurückzuführen, welches Kraftstoff in einer Kraftstoffleitung filtert, welches eine Hochdruckpumpe und einen Speichertank aufweist. In Kraftstoffsystemen, in denen Kraftstoff zu sehr hohem Druck in einem Speichertank (einer „Common Rail”) verdichtet wird, ist es extrem wichtig, dass der Kraftstoff keine Wasserpartikel enthält, die empfindliche Komponenten wie z. B. Hochdruckpumpen und Einspritzeinrichtungen beschädigen könnten. Das Filtergehäuse kann ein Filterelement umfassen, welches angepasst ist, während des Betriebs den Kraftstoff grob zu filtern, bevor er die Förderpumpe erreicht, die ihn von dem Tank ansaugt. Kraftstoffeinspritzsysteme der oben erwähnten Art weisen gewöhnlich zwei Kraftstofffilter auf, nämlich einen Grobfilter für den Kraftstoff, bevor er eine Förderpumpe erreicht, und einen Feinfilter, der kleinere Partikel von dem Kraftstoff entfernt, bevor er in einer Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt wird. Da ein Teil des Kraftstoffs in dem Filtergehäuse mit dem Grobfilter vollständig ungefiltert bleibt, ist es extrem wichtig, dass der gesamte Kraftstoff in diesem Filtergehäuse über die Rücklaufleitung beseitigt wird, bevor ein neues Filterelement in das Filtergehäuse eingebaut wird. Die Rücklaufleitung kann vorteilhafterweise Kraftstoff von den beiden Filtergehäusen zurückführen. Wenn die Filterelemente in beiden Filtergehäusen gleichzeitig gewechselt, und durch eine gemeinsame Rücklaufleitung entleert werden, ist es extrem wichtig, dass das Entleeren des Kraftstoffs in der Rücklaufleitung funktioniert, da vollständig ungefilterter Kraftstoff andernfalls an beiden Filtergehäusen vorbeilaufen kann, wenn der Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung blockiert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
ein Kraftstoffsystem mit einer Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
eine erste Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung darstellt und
eine zweite Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung darstellt.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
stellt ein Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor in Form eines schematisch angezeigten Dieselmotors 1 dar. Das Kraftstoffeinspritzsystem und der Dieselmotor sind vorteilhafterweise in einem schweren Fahrzeug eingebaut. Das Kraftstoffsystem ist in diesem Fall ein sogenanntes Common Rail-System und umfasst einen Kraftstofftank 2 mit einer Kraftstoffleitung 3 zum Fördern von Dieselöl von dem Tank zu den Zylindern des Motors. Die Kraftstoffleitung weist einen ersten Abschnitt 3a auf, der Dieselöl von dem Kraftstofftank zu einem ersten Filtergehäuse 5 fördert. Der erste Leitungsabschnitt umfasst eine manuelle Pumpe 4. Eine Förderpumpe 6 ist in der Kraftstoffleitung vorgesehen, um Dieselöl von dem Kraftstofftank 2 zu dem ersten Filtergehäuse 5 über den ersten Leitungsabschnitt 3a anzusaugen. In dem Filtergehäuse 5 wird das Dieselöl durch ein schematisch dargestelltes erstes Filterelement 5a grobgefiltert. Hier wird auch in dem Dieselöl vorhandenes Wasser abgeschieden. Das erste Filtergehäuse weist einen öffnungsfähigen Deckel 5b auf, der geöffnet wird, wenn das Filterelement 5a zu wechseln ist.
Das grobgefilterte Dieselöl erreicht die Förderpumpe 6 über einen zweiten Leitungsabschnitt 3b. Nach dem Grobfiltern ist das Dieselöl genügend frei von Verunreinigungen, um Schäden an der Förderpumpe zu vermeiden. Es passiert danach einen dritten Leitungsabschnitt 3c zu einem zweiten Filtergehäuse 7, in dem es durch ein schematisch dargestelltes zweites Filterelement 7a feingefiltert wird. Das zweite Filtergehäuse weist einen öffnungsfähigen Deckel 7b auf, der geöffnet wird, wenn das Filterelement 7a zu wechseln ist. Das feingefilterte Dieselöl von dem zweiten Filtergehäuse 7 erreicht eine Hochdruckpumpe 8 über einen vierten Leitungsabschnitt 3d. Das Dieselöl ist nun vollkommen frei von Verunreinigungen, welche die Hochdruckpumpe und andere Komponenten des Kraftstoffsystems beschädigen können. Die Hochdruckpumpe ist angepasst, um das Dieselöl so mit Druck zu beaufschlagen, dass es mit hohem Druck in einen Speichertank 9 in Form eines sogenannten Common Rail gefördert wird. Der Hochdruck in dem Speichertank dient als Triebkraft, um zu ermöglichen, dass Dieselöl mit hohem Druck in die jeweiligen Zylinder des Motors durch Einspritzeinrichtungen 10 eingespritzt wird. Eine Rücklaufleitung 11 verläuft von einer Einlassöffnung 11a ₁ des ersten Filtergehäuses 5 zu dem Kraftstofftank 2, um zu ermöglichen, in dem ersten Filtergehäuse verbleibendes Dieselöl während Reparaturarbeiten und beim Wechseln des Filterelements 5a in dem Filtergehäuse 5 zu entleeren. Die Rücklaufleitung weist auch eine Einlassöffnung 11a ₂ auf, die es ermöglicht, in dem zweiten Filtergehäuse 7 verbleibendes Dieselöl während Reparaturarbeiten und beim Wechseln des Filterelements 7a in dem Filtergehäuse 7 zu entleeren. Die Rücklaufleitung ist auch mit einem Leitungsabschnitt 11c zum Rückführen von übriggebliebenem Dieselöl verbunden, welches durch die Einspritzeinrichtungen 10 nicht in den Motor eingespritzt wurde. Die Rücklaufleitung weist eine Ausgangsöffnung 11b auf, die in einem Bodenabschnitt des Kraftstofftanks 2 positioniert ist. Die Rücklaufleitung ist mit einer Entlüftungsvorrichtung 12 an einem Punkt innerhalb des Kraftstofftanks versehen.
Damit sie eine gute Funktion beibehalten, müssen die Filterelemente 5a, 7a relativ häufig gewechselt werden. Wenn sie zu wechseln sind, werden die jeweiligen Deckel 5b, 7b geöffnet, wodurch es möglich wird, die Filterelemente herauszuheben. Wenn sie von den unteren Auflageflächen in den jeweiligen Filtergehäusen 5, 7 angehoben werden, dann werden die Einlassöffnungen 11a ₁, 11a ₂ der Rücklaufleitungen in den jeweiligen Filtergehäusen freigegeben. Da sich diese Einlassöffnungen auf einer höheren Ebene als der Kraftstofftank 2 befinden, läuft in den Filtergehäusen verbleibender Kraftstoff normalerweise über die Rücklaufleitungen in den Tank zurück, wenn die Einlassöffnungen freigegeben werden. Neue Filterelemente 5a, 7a werden in die jeweiligen Filtergehäuse eingesetzt, gefolgt von den Deckeln 5b, 7b, die an ihrer Position eingesetzt werden. Somit ist es relativ einfach, die Filterelemente in den Filtergehäusen zu wechseln. In bestimmten Situationen können sich Ansammlungen von Luft in der Rücklaufleitung 11 bilden. Solche Ansammlungen können den Strom von verbleibendem Dieselöl von den jeweiligen Filtergehäusen blockieren, wenn die Filterelemente herausgehoben werden. Mindestens ein Teil des in den Filtergehäusen verbleibenden Dieselöls bleibt ungefiltert. Wenn ungefiltertes Dieselöl beim Austauschen von Filterelementen nicht von den Filtergehäusen entfernt wird, können sich Partikel und Verunreinigungen in dem Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 3 weiterbewegen, wenn das Fahrzeug nachfolgend gestartet wird, und könnten Schäden an empfindlichen Komponenten wie der Hochdruckpumpe 8 und den Einspritzeinrichtungen 10 verursachen.
Die Auslassöffnung 11b der Rücklaufleitung befindet sich auf einer Ebene h₁ in der Nähe einer Bodenfläche des Kraftstofftanks 2, was bedeutet, dass diese Öffnung im Wesentlichen immer unter der Tankkraftstoffebene h_b liegt. Wenn die Öffnung 11b über der Ebene h_b positioniert wäre, könnten bestimmte Teile der Kraftstoffleitung 3 von Dieselöl entleert werden, wodurch es schwierig werden würde, den Motor zu starten. Wenn der Tank im Wesentlichen voll ist, dann befindet sich die Öffnung 11b relativ weit unter der Tankebene h_b. Durch diese Situation wird ein relativ großer Druck an der Auslassöffnung erzeugt, der gewöhnlich kein Problem darstellt, da die Kraftstoffsäule in der Rücklaufleitung normalerweise groß genug ist, um den Kraftstoff hinaus in den Tank zu drücken. Es ist jedoch möglich, dass sich Luft in der Rücklaufleitung ansammeln kann, mit dem Folgerisiko, dass über der Tankkraftstoffebene keine ununterbrochene Kraftstoffsäule in der Rücklaufleitung nahe der Öffnung 11b vorhanden sein wird. Wenn dies der Fall ist, wird der Kraftstoffstrom in der Rücklaufleitung blockiert, und das in den Filtergehäusen 5, 7 verbleibende Dieselöl wird nicht entleert.
Das Entlüften der Rücklaufleitung 11 wird mittels der Entlüftungsvorrichtung 12 bewirkt, die innerhalb des Kraftstofftanks 2 auf einer Ebene h₂ positioniert ist. Ansammlungen von Luft auf dieser Ebene h₂ in der Rücklaufleitung können somit aus der Rücklaufleitung herausgeleitet werden. Es ist somit immer möglich, dass sich in der Rücklaufleitung eine ununterbrochene Kraftstoffsäule befindet, die in der Lage ist, einen Strom in der Rücklaufleitung zu veranlassen, sodass die Filtergehäuse 5, 7 von Dieselöl entleert werden. Das Risiko, dass ungefiltertes Dieselöl weiter in der Kraftstoffleitung 3 läuft und Schäden an empfindlichen Komponenten verursacht, wenn das Fahrzeug nachfolgend gestartet wird, ist somit beseitigt.
stellt eine Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung 12 dar, die in diesem Fall ein Rohr 12a, dessen erstes Ende 12a ₁ mit der Rücklaufleitung 11 verbunden ist, und ein offenes zweites Ende 12a ₂ umfasst. Das Rohr ist so konfiguriert, dass ein lokaler Mindestabschnitt 12a ₃ vorhanden ist, der auf einer niedrigeren Ebene als den Rohrenden 12a ₁, 12a ₂ positioniert und angepasst ist, um Kraftstoff zu enthalten. Das erste Rohrende 12a ₁ ist auf einer Ebene h₂ positioniert. Das offene Rohrende 12a ₂ ist auf einer höheren Ebene als h₂ positioniert. Wenn das Fahrzeug aufgetankt wird, und der Kraftstofftank 2 auf einen Maximalpegel gefüllt wird, dann ist das Rohr 12 voll mit Kraftstoff. Wenn Dieselöl die Rücklaufleitung 11 passiert, dann tritt eine bestimmte Menge davon in das Rohr 12 ein. Das Rohr 12 wird somit automatisch mit Dieselöl gefüllt. Das Dieselöl, welches eine höhere Dichte als Luft aufweist, sammelt sich in dem Mindestabschnitt 12a ₃ an, und bildet eine Flüssigkeitssperre. Da der Druck in der Rücklaufleistung im Wesentlichen niemals niedriger als Umgebungsdruck ist, verhindert die Flüssigkeitssperre, dass Umgebungsluft in die Rücklaufleitung über die Entlüftungsvorrichtung 12 eintritt. Wenn sich Luft lokal in der Rücklaufleitung ansammelt und den Strom dort hinein blockiert, dann übt das Dieselöl stromaufwärts der Luft in der Rücklaufleitung einen Druck auf die dort vorhandene Luft aus. Die Ansammlung von Luft erfolgt somit mit höherem Druck als die Luft in dem Kraftstofftank, der Umgebungsdruck aufweist. Dieser Druck veranlasst die angesammelte Luft, sich an der Flüssigkeitssperre in dem Mindestabschnitt 12a ₃ vorbei, und aus dem offenen Rohrende 12a ₂ hinauszubewegen. Somit wird die in der Rücklaufleitung angesammelte Luft beseitigt. Das Ergebnis ist in den meisten Situationen eine genügend große Kraftstoffsäule in der Rücklaufleitung, um Dieselöl aus der Rücklaufleitung in den Kraftstofftank zu drücken.
stellt eine alternative Ausführungsform der Entlüftungsvorrichtung 12 dar, die in diesem Fall ein Rohr 12b, dessen erstes Ende 12b ₁ mit der Rücklaufleitung 11 auf einer Ebene h₂ verbunden ist, und ein offenes zweites Ende 12b ₂ umfasst. Das Rohr ist so konfiguriert, dass sich das offene Ende 12b ₂ auf einer höheren Ebene als dem ersten Ende 12b ₁ befindet. Das Rohr enthält ein Rückschlagventil 12c, welches dimensioniert ist, um bei einem zuvor festgelegten Druck in der Rücklaufleitung zu öffnen. Dieses Ventil verhindert das Eintreten von Luft in die Rücklaufleitung über das Rohr 12b, selbst wenn der Druck in dem Kraftstofftank 2 in der Nähe des offenen Endes 12b ₂ größer als in der Rücklaufleitung in der Nähe des ersten Rohrendes 12b ₁ ist.
Die Erfindung ist in keinster Weise auf die Ausführungsformen begrenzt, auf die sich die Zeichnungen beziehen, und kann innerhalb des Umfangs der Ansprüche frei abgeändert werden.

Claims

Kraftstoffsystem für einen Verbrennungsmotor (1), wobei das System einen Kraftstofftank (2), eine Kraftstoffleitung (3) zum Fördern von Kraftstoff von dem Kraftstofftank (2) zu dem Motor (1) umfasst, ein Filtergehäuse (5, 7), welches ein entfernbares Filterelement (5a, 7a) enthält, welches zum Filtern des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung (3) angepasst ist, und eine Rücklaufleitung (11), die einen Einlass (11a ₁, 11a ₂) in dem Filtergehäuse (5, 7) und einen Auslass (11b) in dem Kraftstofftank (2) aufweist, wobei der Einlass (11a ₁, 11a ₂) auf einer höheren Ebene als einem oberen Abschnitt des Kraftstofftanks (2) positioniert ist, wobei die Rücklaufleitung (11) angepasst ist, um in dem Filtergehäuse (5, 7) verbleibenden Kraftstoff zu dem Kraftstofftank (2) zu Zeiten zurückzuführen, zu denen das Filterelement (5a, 7a) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (11) eine Entlüftungsvorrichtung (12) umfasst, die angepasst ist, um Luft aus der Rücklaufleitung (11) auszuleiten.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (12) innerhalb des Kraftstofftanks (2) positioniert ist.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (12) innerhalb des Kraftstofftanks (2) auf einer höheren Ebene (h₂) als dem Kraftstoffpegel (h_b) in dem Kraftstofftank positioniert ist, wenn der letztere zu 80% mit Kraftstoff gefüllt ist.
Kraftstoffsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (12) so konfiguriert ist, dass sie das Eintreten von Luft in die Rücklaufleitung (11) verhindert.
Kraftstoffsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (12) angepasst ist, sich zu öffnen und Luft in der Rücklaufleitung (11) zu Zeiten freizusetzen, wenn ein zuvor festgelegter Druck in der Rücklaufleitung (11) vorherrscht.
Kraftstoffsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung ein Rohr (12a, 12b) umfasst, welches ein erstes Ende (12a ₁, 12b ₁), welches mit der Rücklaufleitung (11) verbunden ist, und ein offenes zweites Ende (12a ₂, 12b ₂) umfasst.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung ein Rohr (12a) umfasst, welches so konfiguriert ist, dass es einen Mindestabschnitt (12a ₃) umfasst, der auf einer niedrigeren Ebene als den Rohrenden (12a ₁, 12a ₂) positioniert ist, und dass der lokale Mindestabschnitt (12a ₃) angepasst ist, um Kraftstoff zu enthalten.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung ein Rückschlagventil (12c) umfasst, welches in dem Rohr (12b) positioniert ist.
Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Rohrende (12a ₂, 12b ₂) auf einer höheren Ebene als dem ersten Rohrende (12a ₁, 12b ₁) angeordnet ist.
Kraftstoffsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (11) einen Auslass (11b) aufweist, der auf einer niedrigeren Ebene (h₁) als der Kraftstoffoberfläche (h_b) positioniert ist, wenn der Kraftstofftank (2) 10% mit Kraftstoff gefüllt ist.
Kraftstoffsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (11) angepasst ist, um in einem Filtergehäuse (5, 7) mit einem Filterelement (5a, 7a) verbleibenden Kraftstoff zurückzuführen, welches Kraftstoff in einer Kraftstoffleitung (3) filtert, welches eine Hochdruckpumpe (8) und einen Speichertank (9) umfasst.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (5) ein Filterelement (5a) enthält, welches angepasst ist, während des Betriebs den Kraftstoff grobzufiltern, bevor er zu einer Förderpumpe (6) in einer Kraftstoffleitung (3) befördert wird, die Kraftstoff von dem Kraftstofftank (2) absaugt.