DE1943545A1

DE1943545A1 - Steuerung fuer die Brennstoff-Dampfzufuhr aus dem Brennstoffbehaelter in den Vergaser einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1943545A1
Application number: DE19691943545
Authority: DE
Inventors: Kazimieras Kizlauskas
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-09-03
Filing date: 1969-08-27
Publication date: 1970-03-12
Also published as: US3572659A; GB1265060A

Description

PATENTANWALT' I <J H O b H b

KARL WBSSEL · 8 MÜNCHEN 13

HOHEN9TAUFKNSTHASSE S/¹ · TELEFON (0811)338111

Ktmchen, den *?· Aug.1969

Mein Zeichen: FK-2501

Ford- Werke Aktiengesellschaft

5Köln-Deut ζ Ottoplatz 2

"Steuerung für die Brennstoff-Dampfzufuhr aus dem Brennstoffbehälter in den Vergaser einer Brennkraftmaschine"

Für diese Anmeldung wird die Priorität der Anmeldung Ser. No. 756 781 vom 3. September I968 in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Anspruch genommen.

Kurzbeschreibung:

Die Dämpfe aus dem Treibstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges werden über eine leitung in das Einlassrohr der Brennkraftmaschine geleitet, um verbrannt zu werden. Die Leitung enthält ein Mischventil für Brennstoff und Luft, welches durch den Dampfdruck in den Treibstoffbehälter geöffnet wird, um den Brennstoffdämpfen in sachgemässem Verhältnis Luft beizugeben, so dass das gesamte Brennstoff-Luft-Verhältnis in der Maschine durch die Zufuhr von mehr Brennstoff nicht beeinträchtigt wird. Um

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einen übermässigen Drehzahlanstieg zu vermeiden» ist eine Vakuum-Übersteuerung vorgesehen, um das Ventil zu schliessen.

Hauptbeschreibun

Die Erfindung "bezieht sich ganz allgemein auf eine Einrichtung zur Verwertung des Brennstoffdampfes in der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Mischventil für Brennstoff und Luft bei einer solchen Einrichtung.

Vom Standpunkt der Ratichverminderung aus gesehen, ist es zweckmässig, dass die Brennstoffdämpfe, die aus dem Treibstoffbehälter bei Erhitzungen abgegeben werden, nicht in die freie Atmosphäre ausgestossen werden, sondern in das Einlas.srohr der Maschine geleitet, um alsdann verbrannt zu werden. Erhebliche Änderungen in der Umgebungstemperatur können aber beträchtliche Mengen an Brennstoffdämpfen erzeugen, insbesondere wenn der Brennstoffbehälter voll ist. Eine derartige grosse zusätzliche Menge an Brennstoff würde indessen, sofern sie unmittelbar dem Vergaser oder dem Einlassrohr der Maschine hinzugefügt würde, infolge Fehlens von Zusatzluft nicht sachgemäss verbrennen.

Demgemäss bezieht sich die Erfindung auf ein Ventil, welches in den Leitungen zwischen einem Treibstoffbehälter und dem Einlassrohr der Maschine angeordnet ist, um die den Brennstoffdämpfen, die in das Einlassrohr gedrückt werden, beizumischenden luftmengen sachgemäss zuzumessen. Dadurch bleibt das Gesamtverhältnis Brennstoff-luft für den Vergaser durch den Zusatz von verdampftem Brennstoff aus dem Treibstoffbehälter unbeeinträchtigt.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es daher, ein Mischventil für Brennstoff und luft für eine Verwertungseinrichtung des Brennstoff dampf esv in einem Kraftfahrzeug zu schaffen.

Hieraus ergibt sich die weitere Aufgabe der Erfindung, eine

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Einrichtung zur Verwertung des Brennstoffdampfes mit einem Mischventil für Brennstoff und Luft zu schaffen, welches "beim Erreichen eines bestimmten Druckes des Brennstoffdampfes in eine Stellung gebracht wird,- in der dem.Brennstoffdampf Luft zugesetzt wird, um alsdann die Mischung dem Einlassrohr der Maschine zuzuführen.

Hoch eine sich hieraus ergebende Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil hierfür zu schaffen, welches normalerweise in eine Stellung gedrückt wird, in der die Strömung von Zusatzluft und Brennstoffdampf in das Einlassrohr gesperrt wird und welches, sofern es in die Betriebsstellung gelangt, in eine andere unwirksame Lage gebracht wird, in der es die Strömung von Luft und Brennstoff stets dann sperrt, wenn das Vakuum bei Leerlauf-Drehzahl der Maschine auf eine bestimmte Höhe ansteigt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung, auf der zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Einrichtung zur Verwertung des Brennstoff dampf es in einer Brennkraftmaschine,

Pig. 2 einen vergrösserten Querschnitt durch ein Mischventil für Brennstoff und Luft nach Fig. 1.

In Pig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 angedeutet. Sie besitzt einen Syiinr!erblock mit einem Kurbelgehäuse 12, auf dem das Einlassrohr H schematisch dargestellt ist. Auf dem Einlassrohr sitzt ein üblicher Fallstromvergaser mit einem üblichen Einlass-Hischkanal 16 für Brennstoff und Luft, der eine Venturi-Düse 18 enthält. Die Strömung durch den Kanal 16 wird durch eine schwenkbare Drosselklappe 20 gesteuert. Der Frisch-^ luf-t-Sinlass in den Kanal 16 ist von einem Trocken-Luftfilter abgedeckt.

Der Vergaser besitzt- in diesem Falle ein Schwimmergehäuse bzw.

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einen Brennstoffbehälter 24, der über eine nicht dargestellte Zuführungsleitung eine Brennstoffzufuhr aus dem Treibstoffbehälter 26 des Fahrzeuges in bekannter Weise erhält. Der Treibstoffbehälter besteht aus einem geeigneten Gefass, welches an einen Überlaufbehälter 30 angeschlossen ist. Ein Füllstutzen

32 ist durch eine Kappe 34 verschlossen und besitzt eine Überstrom
laufverbindung 36 mit dem Überlaufbehälter 30.

Bei der dargestellten Einrichtung zur Verwertung des Dampfes können die Brennstoffdämpfe aus dem Brennstoffbehälter 26 an das Einlassrohr 14 der Maschine 10 geführt werden, damit sie hierauf in den Brennkammern der Maschine verbrannt v/erden und dadurch in eine weniger schädliche Form gebracht werden, ehe sie in die Atmosphäre eintreten. Wie bereits beschrieben, werden die Brennstoffdämpfe, um sicherzustellen, dass der Zusatz der Brennstoffdämpfe in dem Einlassrohr aus dem Brennstoffbehälter das Gesamtverhältnis Brennstoff-Luft in dem Vergaser nicht beeinträchtigt, in das Einlassrohr über ein das Brennstoff-Luft-Verhältnis einstellendes Ventil 40 geleitet.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, enthält das Ventil 40 ein Ventilgehäuse 42 mit einer Bohrung 44, in der ein Ventilkörper 46 verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilkörper besitzt Ventilbunde 48, 50 und 52, die durch Halsteile 54 und 56 geringeren Durchmessers verbunden sind und ringförmige Fliesskammern 58 und 60 bilden. Der rechte Teil der VnJetiIbohrung ist im Durchmesser 62 verringert und bildet eine ringförmige Druckkammer 64 für Brennstoffdampf. Ausserdem ist am rechten Teil der Ventilbohrung eine Schulter 66 vorhanden, die einen Anschlag für eine nach rechts gerichtete Bewegung des Ventiles 46 bildet. Das Ventil wird .durch eine Feder 68 gegen den Anschlag gedrückt .

Der Überströmbehälter 30 ist durch eine Leitung 70 (die auch in Fig. 1 eingezeichnet ist) mit der Ventilbohrung 44 verbunden, woselbst er gegen ein v/eiteres Überströmen infolge der Schliessung des Ventiles 4-6, wie dargestellt, gesperrt ist. Eine Zweigleitung 72 ist mit der Kammer 64 so verbunden, dass

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sie auf das rechte Ende des Ventiles einwirkt. Die Ventilbohrung 44 ist ausserdem mit einer Frischluftleitung über eine Leitung 74 verbunden, die mit einem offenen Lufteinlass oder einer Saugkappe 76 versehen ist. Der entgegengesetzte Teil des Ventilgehäuses ist mit zwei Auslassleitungen 77 und 78 versehen, die an einer gemeinsamen Leitung 80 angeschlossen sind. Die Leitungen 77 und 78, die normalerweise bei Sperrung des Ventiles 46 geschlossen sind, wirken mit der Frischluftleitung 74 und der Dampfleitung 70 zusammen, wenn das Ventil 46 sich aus der dargestellten Stellung heraus bewegt. Die beiden Leitungen 74 und 70 enthalten Drosselöffnungen 82 und 84, die so bemessen sind, dass ein sachgemässes Mischverhältnis zwischen Brennstoff und Luft in der Leitung 80 entsteht, wenn das Ventil 46 nach links bewegt wird, um die Leitungen 74 und 77 sowie 70 und 78 miteinander zu verbinden.

Das Ventilgehäuse ist weiterhin mit einer Leitung 86 versehen, die in der Kammer 88 zwischen dem Ende des Bundes 48 des Ventiles und der Ventilbohrung 44 endigt. Die Kammer 88 ist mit ihrem gegenüberliegenden Ende (Fig. 1) mit dem Einlasskanal 16 des Vergasers an einer Stelle unter der Verschlusslage der Drosselklappe 20 verbunden. Das Vakuum des Einlassrohres wirkb auf diese Weise stets auf den Ventilbund 48 zu einem noch zu beschreibenden Zweck.

Der Betrieb der Einrichtung nach der Erfindung erscheint aus der obigen Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung klar. Zusammenfassend indessen ergibt sich, wenn die Maschine 10 nicht läuft, eine Brennstoffverdampfung in dem Behälter 26-, sofern die Temperatur in der Umgebung ansteigt. Dies erzeugt eine Drucksteigerung in dem Behälter 26 und ein Überströmen in den Behälter 30. Bei fortgesetzter Temperatursteigerung wirkt der gesteigerte Druck in dem Überströmbehälter auf die Kammer 64 hinter dem Ventil 46. Befindet sich die Maschine in Ruhe, so besteht kein Vakuum in der Kammer 88, so dass die Kraft der Feder 68 ausreicht, um das Ventil 46 in der dargestellten Stellung au halten, wodurch die Strömung von Brennstoffdampf em oder Luft in. die Leibung 80 gesperrt wird,

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Wird nun die Maschine gestartet, so entsteht ein Vakuum in der Kammer 88 und in der leitung 80. Die Feder 68 ist so bemessen, dass bei niedriger Leerlauf-Drehzahl und niedrigem Vakuum die Feder das Ventil 46 geschlossen hält, bis der Druck des Brennstoffdampfes in der Kammer 64 am anderen Ende des Ventiles 46 etwa 0,035 atü erreicht. Alsdann bewegt jegliche weitere Drucksteigerung das Ventil 46 nach links, so dass sowohl die Brennstoff-Dampfleitung 70 als auch die Luftleitung 74 gegenüber der Leitung 80 geöffnet werden. Die beiden Drosselöffnungen 82 und 84 mischen Luft- und Brennstoffmengen für den Zusatz in das Einlassrohr fachgemäss.

Infolge der Steigerung des im Einlassrohr über die Leitung 80 zugeführten Brennstoffes steigt die Leerlauf-Drehzahl. Dadurch steigt auch das Vakuum im Einlassrohr. Ist der Punkt erreicht, an dem das gesteigerte Vakuum zusammen mit der Kraft des Dampfdruckes in der Kammer 64 ,ausreicht, die Kraft der Feder 68 zu überwinden, so wird das Ventil 46 durch den Druck des Brennstoffdampfes in eine weitere unwirksame Stellung verschoben, und zwar bis gegen den linken Anschlag 90. Hierdurch wird der weitere Strom an Brennstoffdampf und Luft in die Leitung 80 und in das Einlassrohr gesperrt. Demgemäss kann zu dieser Zeit keine v/eitere Steigerung der Maschinendrehzahl auftreten. Ohne zusätzlichen Brennstoff fällt die Le er lauf-Drehzahl.

Das Mischventil sucht eine Gleichgewichtslage zwischen der völlig geöffneten und der geschlossenen Stellung, um die Menge an zusätzlicher Mischung von Brennstoff und Luft zu regulieren, die zugesetzt wird, damit die Zufuhr an Brennstoffdampf und Luft so lange andauert, als die gewünschte maximale Leerlauf-Drehzahl nicht überschritten wird unter der Annahme, dass der Brennstoffdampf der gleiche bleibt. Wird indessen zusätzlicher Brennstoff zugeführt, so nimmt der Dampfdruck in dein Brennstoffbehälter ab, so dass sich unter Umständen das Ventil 46 schliesst, weil der Dampfdruck in dem Behälter unter 0,035 atü ist. Der Behälterdruck steigt nicht regelmUasig genug, um das Ventil 46 selbst gegen den Anschlag 90 zu verschieben.

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Die Erfindung schafft also eine komplett bemessene Verbrennung von verdampftemBrennstoff in der Brennkammer der Maschine, Es werden also keine rohen Brennstoffdämpfe in die Atmosphäre ausgestossen. Ausserdjem aber schafft die Erfindung eine Einrichtung zur Verwertung des Brennstoff dampf es, bei v/elcher das gesamte Brennstoff-Luft-Verhältnis der Haschine durch den Zusatz von verdampftem Brennstoff nicht beeinträchtigt wird.

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Claims

Patentansprüche

Steuerung für die Brennstoff-Dampfzufuhr aus dem Brennstoffbehälter in den Vergaser einer.Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Leitung (70, 80) für Brennstoffdampf aus dem Brennstoffbehälter (26) in das Vakuum im Ansaugrohr (H) einer Brennkraftmaschine (12) eine Einrichtung zum Zuführen von Luft verbunden ist, sowie eine Ventilvorrichtung (40) zur Bemessung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses, wobei die Ventilvorrichtung (40) durch eine Feder (68) in die Sperrstellung für Brennstoffdampf und Luft gedrückt wird und auf das eine Ende des Ventils (40) der Druck des Brennstoffdampfes einwirkt und es beim Übersteigen einer gewissen Höhe in die Offenlage drückt, in der das Vakuum im Ansaugrohr (H) der Maschine mit Luft- und Brennstoffdampf in Verbindung steht.

Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Leitung (66) vorgesehen ist, durch die das Vakuum im Ansaugrohr (H) der Maschine auf das Ventil (40) einwirkt und es über einer bestimmten Vakuumhöhe in Sperrstellung bringt.

Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum an das gegenüberliegende Ende des Ventiles (40) angeschlossen ist und es über einer bestimmten Höhe des Vakuums in eine Übersteuer-Stellung bewegt, in der der Luftstrom und der Dampfstrom durch die Leitung (80) gesperrt sind.

Steuerung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass das-Ventil (40) aus einem Ventilgehäuse (42) mit einem darin verschiebbaren, mit Steuerbunden (4&, 50, 52) versehenen Ventilkcrper (46) besteht, der in mehrere Stellungen verstellbar ist und das Ventilgehäuse (42) einen Lufteinlass (74) und -auslass (77) sowie einen Brennstoff-Dampf-Einlass (?C) und -auslass (78) enthält und der Luft-

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auslass (77) und der Auslass (78) für Brennstoffdampf verbunden sind, dass das Ventil (40) in einer Stellung die Einlasse (70, 74) mit den dazugehörigen Auslassen (78, 77) verbindet und in den anderen Stellungen die Verbindung zwischen Einlassen und Auslassen sperrt und in die Sperrstellung gedrückt wird, und dass der Brennstoffdampf auf das Ventil (40) einwirkt und es oberhalb eines bestimmten Dampfdruckes in die geöffnete Stellung drückt.

5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (40) an das Vakuum im Ansaugkanal (H) der Maschine etwas unterhalb der Drosselklappe (20) des Vergasers angeschlossen ist.

6. Steuerung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasse (74 und 70) für Luft und Brennstoffdampf mit Drosselöffnungen (82, 84) zur Bemessung der Strömungen von Luft und Brennstoffdampf versehen sind.

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-AO -

L e e r s e i t e