DE19937722A1 - Ventil zum dosierten Einleiten von verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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

Stand der Technik

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnung

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.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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.