DE19937722A1 - Ventil zum dosierten Einleiten von verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Ventil zum dosierten Einleiten von verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Ein Ventil zum dosierten Einleiten von aus dem Brennstofftank einer Brennkraftmaschine verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal der Brennkraftmaschine, mit einem zwischen einem Ventilsitzkörper (27) und einem Magnetkern (25) eines Elektromagneten (20) angeordneten Ventilschließglied, das von einem Rückstellmittel in Ventilschließrichtung beaufschlagt und vom Elektromagneten (20) in Ventilöffnungsrichtung betätigbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem parallel zu dem Elektromagneten (20) angeordneten Strömungspfad wenigstens ein weiterer Elektromagnet (30) angeordnet ist, durch den ein weiteres, zwischen einem weiteren Ventilsitzkörper (37) und einem weiteren Magnetkern (35) des weiteren Elektromagneten (30) angeordnetes und von einem weiteren Rückstellmittel in Ventilschließrichtung beaufschlagbares Ventilschließglied in Ventilöffnungsrichtung betätigbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum dosierten Einlei
ten von aus dem Brennstofftank einer Brennkraftmaschine
verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal der
Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Ein derartiges Ventil ist beispielsweise aus der DE 42 44 113 A1
sowie aus der DE 196 11 886 A1 bekannt. Sol
che Ventile weisen lediglich eine Durchflusskennlinie,
welche den Durchfluss durch das Ventil in Abhängigkeit
von dem am Ventil anliegenden Differenzdruck angibt,
auf. Der Durchfluss durch diese Ventile ist insbesonde
re im Saugbereich, wenn ein großer Differenzdruck an
dem Ventil anliegt, in vielen Fällen nicht fein genug
dosierbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Ventil zum dosierten Einleiten von aus dem Brennstoff
tank einer Brennkraftmaschine verflüchtigtem Brennstoff
so weiterzubilden, dass eine feine Dosierung des Rege
neriergasstroms in jedem Betriebszustand, insbesondere
auch bei Brennkraftmaschinen, die nicht ausschließlich
im Saugbetrieb, sondern auch im Turbo- oder Kompressor
betrieb arbeiten, möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Ventil zum dosierten Ein
leiten von aus einem Brennstofftank einer Brennkraftma
schine verflüchtigtem Brennstoff in die Brennkraftma
schine der eingangs beschriebenen Art durch die Merkma
le des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Anordnung eines weiteren Elektromagneten in
einem parallel zu dem Elektromagneten angeordneten
Strömungspfad, durch den ein weiteres, zwischen einem
weiteren Ventilsitzkörper und einem weiteren Magnetkern
angeordnetes und von einem weiteren Rückstellmittel in
Ventilschließrichtung beaufschlagtes Ventilschließglied
in Ventilöffnungsrichtung betätigbar ist, kann abhängig
von der Betätigung der beiden Elektromagneten ein Strö
mungspfad mit unterschiedlichen Durchflusskennlinien
geöffnet werden. Durch dieses als Register-
Tankentlüftungsventil zu bezeichnende Ventil kann in
Folge davon der Regeneriergasstrom einerseits in Be
triebszuständen mit geringen Druckdifferenzen, bei
spielsweise im Turbobetrieb oder im Kompressorbetrieb
einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, andererseits
aber auch in Betriebszuständen mit großen Druckdiffe
renzen, d. h. im Saugbetrieb dieser Brennkraftmaschinen,
fein dosiert werden.
Dabei versteht es sich, dass die durch die beiden Strö
mungspfade des Ventils, d. h. durch die beiden Teilven
tile strömenden Volumenströme einzeln oder auch zusam
men schaltbar sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Ge
genstand der Unteransprüche.
So ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgese
hen, daß der Ventilsitzkörper und der weitere Ventil
sitzkörper, die rein prinzipiell als unterschiedliche
Bauteile ausgebildet sein können, einstückig miteinan
der verbunden sind. Dies erleichtert insbesondere die
Montage und senkt infolge davon die Montagekosten.
Des weiteren ist bei einer vorteilhaften Ausführungs
form vorgesehen, daß der Elektromagnet und der weitere
Elektromagnet je ein Magnetgehäuse oder ein ein Magnet
gehäuse bildendes Bauteil aufweisen, die miteinander
einstückig verbunden sind. Auch diese Ausführungsform
ist hinsichtlich einer einfachen und kostengünstigen
Montage gegenüber einer Ausbildung mit zwei unter
schiedlichen Magnetgehäusen oder zwei unterschiedli
chen, ein Magnetgehäuse bildenden Bauteilen vorteil
haft.
Die Magnetgehäuse oder die das Magnetgehäuse bildenden
Bauteile können beispielsweise als topfförmige Magnet
gehäuse ausgebildet sein. Eine besonders vorteilhafte
Ausführungsform sieht vor, dass die jeweils ein Magnet
gehäuse bildenden Bauteile zwei, über einen Verbin
dungssteg einstückig verbundene U-förmige Bügel sind,
welche Spulenkörper des Elektromagneten und des wenig
stens einen weiteren Elektromagneten aufnehmen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Elektromagnet und
der wenigstens eine weitere Elektromagnet über ein ge
meinsames Steckerelement elektrisch kontaktierbar sind.
Insbesondere hinsichtlich einer technisch besonders
einfach zu realisierenden Variation der Durchflusskenn
linien und um eine Einleitung an unterschiedlichen
Stellen des Ansaugkanals der Brennkraftmaschine zu er
möglichen, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor,
dass ein mit dem Elektromagneten im wesentlichen fluch
tender und ein weiterer, mit dem wenigstens weiteren
Elektromagneten im wesentlichen fluchtender Aus
strömstutzen vorgesehen sind.
Der weitere Ausströmstutzen weist dabei vorzugsweise
die Gestalt einer Lavaldüse auf, durch deren kleinsten
Durchmesser der Durchfluss einer Spülmenge definiert
wird. Bei diesem Teilventil ist der Arbeitshub oder der
Öffnungsquerschnitt größer als der freie Öffnungsquer
schnitt im Ausströmstutzen, so dass auf eine Einstel
lung des Magneten verzichtet werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich
nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines von
der Erfindung Gebrauch machenden Ventils und
Fig. 2 die Durchflusskennlinien des in Fig. 1 darge
stellten Ventils und seiner Teilventile.
Ein Ventil zum dosierten Zumischen von aus dem Brenn
stofftank einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten
Brennkraftmaschine verflüchtigtem Brennstoff zu einem
der Brennkraftmaschine über einen Ansaugkanal oder bei
einer Benzindirekteinspritzung direkt in einen Zylinder
der Brennkraftmaschine zugeführten Brennstoff ist Teil
eines nicht näher dargestellten Brennstoffverdunstungs
rückhaltesystems einer Brennkraftmaschine. Der Aufbau
und die Funktion derartiger Brennstoffverdunstungsrück
haltesysteme ist beispielsweise der "Bosch Technische
Unterrichtung Motormanagement Motronic", 2. Ausgabe,
August 1993, Seiten 48 und 49 entnehmbar. Ein an sich
bekanntes Tankentlüftungsventil und dessen Funktion
geht beispielsweise aus der DE 42 44 113 A1 sowie aus
der DE 196 11 886 A1, auf die vorliegend Bezug genommen
wird, hervor.
Ein Tankentlüftungsventil weist ein zweiteiliges Ven
tilgehäuse 10 mit einem topfförmigen Gehäuseteil 101
und einem diesen abschließenden, kappenförmigen Gehäu
seteil 102 auf. Der topfförmige Gehäuseteil 101 trägt
einen Zuströmstutzen 11 zum Anschließen an einen Ent
lüftungsstutzen des Brennstofftanks und einen diesem
nachgeschalteten, mit Aktivkohle gefüllten Speicher
(nicht dargestellt) für den verflüchtigten Brennstoff.
Der Gehäuseteil 102 trägt einen Abströmstutzen 12 sowie
einen weiteren Abströmstutzen 12a zum Anschließen an
unterschiedliche Stellen des Ansaugrohrs der Brenn
kraftmaschine. So kann beispielsweise der Abströmstut
zen 12 mit dem Luftfilter der Brennkraftmaschine zwi
schen Filtermaterial und Drosselklappe verbunden sein,
wohingegen der Abströmstutzen 12a mit einer Öffnung di
rekt hinter der Drosselklappe der Brennkraftmaschine
verbunden ist.
An dem topfförmigen Gehäuseteil 101 ist ferner ein
Adapterstecker 80 zum Anschließen einer elektrischen
Leitung über Kontaktelemente 81 für einen Elektromagne
ten 20 sowie einen weiteren Elektromagneten 30 vorgese
hen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind der Zuströmstutzen 11
und der Abströmstutzen 12 im wesentlichen fluchtend
miteinander angeordnet, wohingegen der Abströmstutzen
12a in einem weiteren zu diesem Strömungspfad paralle
len Strömungspfad angeordnet ist. Jeder der beiden
Elektromagneten 20, 30 weist einen, ein Magnetgehäuse
bildenden, im wesentlichen U-förmig gebogenen Bügel 24
bzw. 34 auf, die miteinander einstückig über einen Steg
verbunden sind.
Jeder der beiden Elektromagneten 20, 30 weist ferner
einen hohlzylindrischen Magnetkern 25, 35 auf, der die
beiden Bügel 24, 34 durchragt.
Konzentrisch um die beiden Magnetkerne 25, 35 angeord
net sind ferner ebenfalls hohlzylindrisch gewickelte
Erregerspulen 26 bzw. 36, die jeweils auf einem Spulen
träger angeordnet sind, welche die Magnetkerne 25 bzw.
35 umschließen. Die Magnetkerne 25 bzw. 35 können durch
Drehen in den U-förmigen Bügeln 24 bzw. 34 zu Justier
zwecken axial verschoben werden. Der Magnetkern 25
fluchtet im wesentlichen mit dem Zuströmstutzen 11, so
dass der hier einströmende, verflüchtigte Brennstoff
direkt den Magnetkern 25 durchströmt, wohingegen der
Magnetkern 35 des weiteren Elektromagneten 30 in dem
weiteren, zu diesem Strömungspfad parallelen Strömungs
pfad angeordnet ist.
Die beiden, ein Magnetgehäuse bildenden U-förmigen Bü
gel 24 bzw. 34 sind nach aussen so abgewinkelt, dass
sie einen Auflageflansch für jeweils einen, ein Rück
schluss- oder Ringspaltjoch der Elektromagneten 20 bzw.
30 bildenden Ventilsitzkörper 27 bzw. 37 bilden, der
die beiden als Magnetgehäuse wirkenden U-förmigen Bügel
24 bzw. 34 abdeckt.
Die Ventilsitzkörper 27 bzw. 37 sind vorzugsweise ein
stückig ausgebildet, sie weisen jeweils Ventilöffnungen
auf, von beispielsweise an sich bekannter kreissegment
förmiger Gestalt, die mittels jeweils zwischen diesen
und den Magnetkernen 25 bzw. 35 angeordneten Ventil
schließglieder auf sich bekannte Weise verschließbar
sind. Jedes der beiden Ventilschließglieder wird von
jeweils einem durch Stellmittel, beispielsweise einer
Ventilschließfeder (nicht dargestellt) in Ventil
schließrichtung, d. h. in Richtung der Abströmstutzen 12
bzw. 12a beaufschlagt. Die Ventilschließfedern stützen
sich einerseits am Ventilschließglied, andererseits an
einem hülsenförmigen Ende des Magnetkerns auf an sich
bekannte und nicht dargestellte Weise ab.
Die beiden Elektromagneten 20, 30 sind über die
Kontaktelemente separat ansteuerbar. Dabei werden vor
zugsweise die beiden Pluspole der Spulen der beiden
Elektromagneten 20 bzw. 30 auf einen Anschluss zusam
mengelegt, wohingegen die beiden Minuspole getrennt auf
die beiden anderen Anschlüsse gelegt werden. Der elek
trische Kontakt wird erst nach der Montage des Ventils
hergestellt durch den separaten Adapterstecker 80, des
sen Form jeweils entsprechend den kundenspezifischen
Forderungen gestaltet ist.
Der Ventilhub des Ventils für die kleinere Regenerier
gasmenge wird auf an sich bekannte Weise durch Justie
ren des Magnetkerns 25 eingestellt. Der Durchfluss der
großen Spülmenge wird durch den engsten Durchmesser ei
ner als Lavaldüse ausgebildeten Verengung in dem Ab
strömstutzen 12a definiert. Dabei wird der Hub des Ven
tilschließglieds, d. h. der Arbeitshub des entsprechen
den Teilventils und/oder der Öffnungsquerschnitt größer
ausgelegt als der kleinste Durchmesser im Abströmstut
zen 12a. Hierdurch kann auf eine Endjustage dieses
Teilventils verzichtet werden.
Das beschriebene Ventil, welches die Funktion eines
Tankentlüftungsregisterventils erfüllt, wird von einem
(nicht dargestellten) Steuergerät mit zwei Endstufen
angesteuert. Dabei liefert das große Ventil auch bei
sehr geringen Druckdifferenzen, die beispielsweise
durch einen Druckabfall am Luftfilter einer aufgelade
nen Brennkraftmaschine im Turbo- oder Kompressorbetrieb
entstehen, große und hinreichend präzise einstellbare
Spülmengen. Im Saugbereich dieser Brennkraftmaschine
wird dagegen das Ventil mit dem kleineren Durchfluss
aufgesteuert, so dass der Regeneriergasstrom auch bei
dem in diesem Betriebszustand entstehenden großen
Druckabfall fein dosierbar ist. Eine derartig feine Do
sierung ist bei Verwendung an sich bekannter Ventile
aufgrund des hohen Durchflusses ausserordentlich
schwierig.
Die beiden Teilventile können einzeln oder auch zusam
men aufgesteuert werden, wie insbesondere aus Fig. 2,
in welcher der Durchfluss über dem Differenzdruck pe
der beiden Teilventile bei einzelner und gemeinsamer
Aufsteuerung dargestellt ist, hervorgeht. Das obenbe
schriebene Ventil weist auch hinsichtlich seines Be
triebsgeräusches Vorteile gegenüber bekannten Tankent
lüftungsventilen auf, bei denen im Leerlauf das Taktge
räusch wegen des großen Arbeitshubs mit großem Durch
fluss in vielen Fällen als störend empfunden wird. Bei
dem oben beschriebenen Registertankentlüftungsventil
ist das Betriebsgeräusch an dem kleineren Teilventil,
insbesondere auch wegen eines kleinen Arbeitshubs klei
ner und weniger störend.
Claims (7)
1. Ventil zum dosierten Einleiten von aus dem Brenn
stofftank einer Brennkraftmaschine verflüchtigtem
Brennstoff in einen Ansaugkanal der Brennkraftma
schine, mit einem zwischen einem Ventilsitzkörper
(27) und einem Magnetkern (25) eines Elektromagne
ten (20) angeordneten Ventilschließglied, das von
einem Rückstellmittel in Ventilschließrichtung be
aufschlagt und vom Elektromagneten (20) in Venti
löffnungsrichtung betätigbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, dass in einem parallel zu dem Elektroma
gneten (20) angeordneten Strömungspfad wenigstens
ein weiterer Elektromagnet (30) angeordnet ist,
durch den ein weiteres, zwischen einem weiteren
Ventilsitzkörper (37) und einem weiteren Magnet
kern (35) des weiteren Elektromagneten (30) ange
ordnetes und von einem weiteren Rückstellmittel in
Ventilschließrichtung beaufschlagbares Ventil
schließglied in Ventilöffnungsrichtung betätigbar
ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilsitzkörper (27) und der weitere
Ventilsitzkörper (37) einstückig miteinander ver
bunden sind.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Elektromagnet (20) und der wei
tere Elektromagnet (30) ein Magnetgehäuse (24, 34)
oder ein ein Magnetgehäuse bildendes Bauteil auf
weisen, die miteinander einstückig verbunden sind.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweils ein Magnetgehäuse (24, 34) bil
denden Bauteile zwei, über einen Verbindungssteg
einstückig verbundene U-förmige Bügel sind, welche
Spulenkörper des Elektromagneten (20) und des we
nigstens einen weiteren Elektromagneten (30) auf
nehmen.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (20) und
der wenigstens eine weitere Elektromagnet (30)
über ein gemeinsames Steckerelement (80) elek
trisch kontaktierbar sind.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass ein mit dem Elektromagneten
(20) im wesentlichen fluchtender Ausströmstutzen
(12) und wenigstens ein weiterer, mit dem wenig
stens einen weiteren Elektromagneten (30) im we
sentlichen fluchtender weiterer Ausströmstutzen
(12a) vorgesehen sind.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der weitere Ausströmstutzen (12a) die Gestalt
einer Lavaldüse aufweist.
Priority Applications (2)
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- 1999-08-10 DE DE1999137722 patent/DE19937722A1/de not_active Withdrawn
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2000
- 2000-08-04 EP EP00116821A patent/EP1076171A3/de not_active Withdrawn
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