DE3805581C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kühlsystem, das in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Kühlsystem, das mittels eines Unterdrucks betrieben wird, der in einem Luftansaugteil einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs erzeugt wird.

Heutzutage sind einige Personenkraftfahrzeuge mit einer Kühl­ wanne bzw. einer Kühlbox zum Kühlen von irgendwelchem Gut, wie Obst, Saftdosen, feuchte Tücher o.dgl. ausgerüstet. Übli­ cherweise sind die Kühlwannen bzw. Kühlboxen, die bisher vor­ geschlagen wurden, derart ausgelegt, daß sie mittels einer Kraftfahrzeugklimaanlage betrieben werden, mit der das Kraft­ fahrzeug ausgerüstet ist.

Eine Form eines Kühlsystems für derartige übliche Kühlboxen ist in der japanischen Erstveröffentlichung Nr. 59-48 220 be­ schrieben, das, wie in Fig. 5 der beiliegenden Zeichnung ge­ zeigt ist, in einer Bypaß-Schaltung "C" eines bekannten Fahr­ gastraum-Kühlsystems "A" angeordnet ist. Das Fahrgastraum- Kühlsystem "A" weist im allgemeinen einen Kompressor 10, der durch die Brennkraftmaschine des Fahrzeuges zum Komprimieren eines Kühlmittels angetrieben wird, einen Verflüssiger 12 zum Kondensieren und somit Verflüssigen des Kühlmittels von dem Kompressor 10, ein Expansionsventil 14, das öffnet, wenn der Druck in der Kühlmittelleitung stromauf des Expansions­ ventils 14 einen vorbestimmten Wert erreicht, und einen Ver­ dampfer 16 zum Verdampfen des Kühlmittels von dem Expansions­ ventil 14 aufweist. Das Kühlmittel von dem Verdampfer 16 wird zum Kompressor 10 zur Rezirkulation des Kühlmittels im System "A" zurückgeleitet. Infolge des am Verdampfer 16 auf­ tretenden Wärmeaustausches wird die in den Fahrgastraum ge­ blasene Luft gekühlt. Obgleich in der Zeichnung nicht darge­ stellt ist, ist üblicherweise eine Heizeinheit in der Nähe des Verdampfers 16 vorgesehen, um ein Klimaanlagensystem zu er­ halten.

Das Kühlsystem für die Kühlbox "B" weist ein Hilfsexpansions­ ventil 18 auf, dem ein Teil des Kühlmittels von dem Verflüssi­ ger 12 zugeleitet wird, und einen Hilfsverdampfer 20 zum Ver­ dampfen des Kühlmittels von dem Expansionsmittel 18. Das von dem Verdampfer 20 abgegebene Kühlmittel wird zum Kompressor 10 zurückgeleitet. Die Kühlbox "B" ist derart eingerichtet, daß darin der Hilfsverdampfer 20 aufgenommen ist, so daß während des Stroms des Kühlmittels in der Bypaß-Schaltung "C" das In­ nere der Kühlbox "B" gekühlt wird.

Infolge der Eigeneinheit dieser Konstruktion jedoch kann das Kühlsystem der Kühlbox "B" der vorstehend beschriebenen Art nicht betrieben werden, wenn das Fahrgastraum-Kühlsystem "A" sich im Aus-Zustand befindet. Dies bedeutet, daß das Kühlbox- Kühlsystem nur dann arbeitsbereit ist, wenn das Fahrgastraum- Kühlsystem sich im Ein-Zustand befindet. Dies ist äußerst unzweckmäßig, wenn man eine Nutzung der Kühlbox "B" im Winter bedenkt. In Wirklichkeit ist es im Winter nicht notwendig, das Fahrgastraum-Kühlsystem "A" zu betreiben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches unabhängig von einem Fahrgastraum- Kühlsystem (Klimaanlage) arbeitet, und welches auf konstruktiv einfache Weise verwirklicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ferner soll nach der Erfindung ein Kühlsystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, das mittels eines Unterdrucks betrieben wird, der in dem Luftansaugteil einer Brennkraftmaschine erzeugt wird, die im Fahrzeug eingebaut ist.

Ferner soll ein Kühlsystem für eine Kühlbox zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, das eine einfache Auslegung hat.

Auch soll nach der Erfindung ein Kühlsystem bereitgestellt werden, durch das die unerwünschten Dampfsperren- und Perkolationserscheinungen einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs unterdrückt werden.

Weiterhin soll nach der Erfindung ein Kühlsystem bereitgestellt werden, durch das der Austritt des Brennstoff- bzw. Kraftstoffdampfes von dem Brennstoff- bzw. Kraftstofftank über einen Behälter effektiv unterdrückt wird.

Nach der Erfindung wird ein Kühlsystem zur Verwendung in Ver­ bindung mit einer Brennkraftmaschine angegeben, die mit einem verdampfungsfähigen Brennstoff bzw. Kraftstoff betrieben wird, der von einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffzufuhrleitung zugeführt wird. Das Kühlsystem weist ein Rohr auf, das sich von dem Kraftstofftank zu einem bestimmten Teil eines Luftansaugteils der Brennkraftmaschine erstreckt, an dem ein beträchtlicher Unterdruck während des Arbeitens der Brennkraft­ maschine erzeugt wird; ein Expansionsventil ist mit einem Teil des Rohrs verbunden, wobei das Expansionsventil das Rohr öffnet, wenn ein Druck im Rohr stromab des Ventiles auf ein gewisses Maß reduziert ist; eine Verdampfereinrichtung ist mit dem Rohr an einer Stelle stromab des Expansionsventils verbun­ den; und eine Einrichtung zum Begrenzen eines geschlossenen Raumes um die Verdampfereinrichtung ist vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung, die ein Kühl­ system für eine Kühlbox darstellt, die in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist,

Fig. 2 eine Ausschnittsansicht einer Ausführungsvariante des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung einer zweiten bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfin­ dung, die ein Kühlsystem für eine Kraftstoffzufuhr­ leitung einer Brennkraftmaschine darstellt,

Fig. 4 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung einer dritten bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung, die ein Kühlsystem darstellt, das in Ver­ bindung mit einer Dampfübertragungsleitung zu einem Behälter vorgesehen ist, und

Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines üblichen Kühlbox-Kühlsystems, das mittels eines Fahr­ gastraum-Kühlsystems betrieben wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung ist eine erste be­ vorzugte Ausbildungsform nach der Erfindung gezeigt, die ein Kühlsystem für eine Kühlwanne bzw. eine Kühlbox darstellt, die an einem Kraftfahrzeug angebracht ist.

Das Kühlsystem nach der Erfindung ist mittels eines Unter­ drucks betreibbar, der an einem Luftansaugteil einer Brenn­ kraftmaschine "E" erzeugt wird. Zur Erzeugung eines beträcht­ lichen Unterdrucks hat die Brennkraftmaschine "E" an einem Luftansaugkanal 22 derselben einen Venturi-Heizabschnitt 24. Eine Kraftstoffzufuhrleitung 28 erstreckt sich von einem Kraftstofftank 30 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 32 (von denen nur eines gezeigt ist). Eine Kraftstoffpumpe 33 ist fest mit dem Einlaß der Kraftstoffzufuhrleitung 28 an einer Stelle im Kraftstofftank 30 verbunden. Eine Kraftstoffrück­ laufleitung 34 erstreckt sich von einem stromabwärtigen Teil der Kraftstoffzufuhrleitung 28 über ein Druckregelventil 36 und führt zu dem Kraftstofftank 30. Die Kraftstoffeinspritz­ ventile 32 ragen in eine Sammelleitung 38 mit tangentialem Zulauf unmittelbar stromauf der Einlaßventile 40 (in der Zeichnung ist nur eines gezeigt). Mit den Bezugszeichen 42 und 44 sind Zündkerzen und Auslaßventile jeweils bezeichnet. Mit 45 ist eine Drosselklappe bezeichnet, die die den Brenn­ kammern 26 der Brennkraftmaschine "E" zugeführte Luftmenge steuert.

Während des Arbeitens der Brennkraftmaschine "E" wird Luft in eine Brennkammer 26 über den Luftansaugkanal 22 eingelei­ tet. Während des Strömens der Luft durch den Ansaugkanal 22 wird die Strömungsgeschwindigkeit desselben am Venturi-Heiz­ abschnitt 24 erhöht, und der Luftdruck fällt ab.

In das Innere des Venturi-Heizabschnittes 24 ragt ein Ende 46a eines Rohrs 46, das sich in den Kraftstofftank 30 über einen Verdampfer 48 und ein Expansionsventil 50 erstreckt. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, ist das andere Ende des Rohrs 48 tief in den Kraftstofftank 30 eingetaucht. Der Verdampfer 48 ist in einer Kühlbox B untergebracht, die in einem Fahrgast­ raum des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Expansionsventil 50 arbeitet so, daß die Leitung 46 schnell geöffnet wird, wenn der Unterdruck in der Leitung 46 stromab des Ventils 50 während des Arbeitens der Brennkraftmaschine "E" einen vorbestimmten Wert erreicht. Beim Öffnen des Expansionsven­ tils 50 wird daher Kraftstoff vom Kraftstofftank 30 in den Verdampfer 48 eingespritzt, in dem der Kraftstoff schnell verdampft wird. Während dieses Vorganges absorbiert der Kraft­ stoff Wärme von der Umgebung, um hierdurch das Innere der Kühlbox "B" zu kühlen. Auch ist noch zu erwähnen, daß aller Kraftstoff (insbesondere Kraftstoffdampf), der in den Venturi-Halsabschnitt 24 über das Rohr 46 angesaugt wird, durch die Ansaugluft weiterbefördert und in den Brennkammern 26 der Brennkraftmaschine "E" verbrannt wird.

Aus Sicherheitsgründen kann der Verdampfer 48 an einer Außen­ seite des Fahrgastraums angeordnet sein. In diesem Fall wird ein Wärmerohr zur Wärmeübertragung zwischen dem Verdampfer und einer Kühlbox verwendet, die sich im Fahrgastraum befin­ det.

Gegebenenfalls kann ein elektronisch betriebenes Kraftstoff- Steuersystem für die Brennkraftmaschine "E" vorgesehen sein, um die mittels der Kraftstoffeinspritzventile 32 eingespritzte Kraftstoffmenge optimierend zu steuern, indem die durch das Rohr 46 zugeführte Kraftstoffmenge überwacht wird. Eine Mög­ lichkeit zur Erzielung einer solchen Arbeitsweise ist darin zu sehen, daß das Druckregelventil 36 derart gesteuert wird, daß der Druck in den Kraftstoffeinspritzventilen 32 und jener in der Sammelleitung 38 mit tangentialem Zulauf egalisiert wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der ersten bevorzugten Ausbildungsform nach Fig. 1 gezeigt. Bei dieser Ausführungsvariante zweigt das Rohr 46 des Kühl­ box-Kühlsystemes von der Brennstoffzufuhrleitung 28 ab.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist eine zweite bevorzugte Aus­ bildungsform nach der Erfindung gezeigt, die ein Kühlsystem für die Kraftstoffzufuhrleitung 28 darstellt.

Bei der zweiten bevorzugten Ausbildungsform ist der Verdampfer 48 in einem kastenförmigen Teil "B′" untergebracht, das fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und ein Teil der Kraftstoffzufuhrleitung 28 mündet frei in das Innere der kastenförmigen Konstruktion "B′". Wie gezeigt, sind Rippen 52 auf dem freiliegenden Teil der Leitung 28 fest angebracht, um einen gesicherten Wärmeaustausch zwischen der Leitung 28 (bzw. dem Kraftstoff in der Leitung) und dem Inneren der kastenförmigen Konstruktion zu erzielen. Gegebenenfalls kann der freiliegende Teil der Leitung 28 um den Verdampfer 48 der kastenförmigen Konstruktion "B′" gewunden sein.

Während des Arbeitens der Brennkraftmaschine "E" wird das Inne­ re der kastenförmigen Konstruktion "B′" aus den vorstehend näher beschriebenen Gründen gekühlt. Der durch die Kraftstoff­ zufuhrleitung 28 fließende Kraftstoff wird somit gekühlt, wobei die unerwünschten Dampfsperre- und Perkolationserschei­ nung der Brennkraftmaschine "E" vermieden oder weitgehendst minimiert sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist eine dritte bevorzugte Aus­ bildungsform nach der Erfindung gezeigt, die ein Kühlsystem zur Verwendung in einem Verdampfungsemissions-Steuersystem zeigt. Das Emissions-Steuersystem weist einen Kohlenbehälter 54 auf, mit dem eine Dampfübertragungsleitung 56 von dem Kraftstofftank 30 verbunden ist. In dem Kraftstofftank 30 erzeugte Kraftstoffdämpfe werden in dem Behälter 54 einge­ schlossen. Wenn jedoch, wie dies an sich bekannt ist, das Dampfabsorptionsvermögen des Behälters 54 die Sättigung er­ reicht, treten die Dämpfe aus dem Kraftstofftank 30 ins Freie über den gesättigten Behälter 54 aus. Die dritte bevor­ zugte Ausbildungsform ist vorgesehen, um die Sättigung des Dampfabsorptionsvermögens des Behälters zu vermeiden.

Dies bedeutet, daß bei der dritten bevorzugten Ausbildungs­ form ein Verdampfer 48 in Form eines Kastens angeordnet ist, in dem ein Kraftstoffdampf-Induktionsteil 56a des Dampf­ übertragungsrohrs 56 angeordnet ist. Ein Ende des Verdampfers 48 ist mit dem Rohr 46 verbunden, das zu dem Venturi-Hals­ abschnitt 24 führt, das andere Ende des Verdampfers 48 ist über ein Expansionsventil 50 mit einem kurzen Rohr 46b ver­ bunden, das tief in den Kraftstoff im Kraftstofftank 30 einge­ taucht ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Während des Arbeitens der Brennkraftmaschine "E" wird daher das Inne­ re des kastenförmigen Verdampfers 48 gekühlt und somit wird das Dampfinduktionsteil 56a des Rohrs 56 gekühlt, so daß Kraftstoffdämpfe in dem Teil 56a kondensiert und verflüssigt werden und somit allmählich in den Kraftstofftank 30 tropfen. Diese Erscheinung verringert die dem Behälter 54 zugeführte Kraftstoffmenge, um hierdurch die Standzeit oder die Sätti­ gungszeit desselben zu verlängern.

Claims (6)

1. Kühlsystem zur Verwendung mit einer Brennkraftmaschine, die mit einem verdampfungsfähigen Brennstoff bzw. Kraftstoff betreibbar ist, der von einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffzufuhrleitung zugeführt wird, gekennzeichnet durch:
ein Rohr (46, 56), das sich von dem Kraftstofftank (30) zu einem bestimmten Abschnitt eines Luftansaugteils (22) der Brennkraftmaschine ("E") erstreckt, an dem ein beträchtlicher Unterdruck während des Arbeitens der Brennkraftmaschine ("E") erzeugt wird,
ein Expansionsventil (50), das mit einem Teil des Rohres (46, 56) verbunden ist, wobei das Expansionsventil (50) sich in das Rohr (46, 56) öffnet, wenn ein Druck in dem Rohr stromab des Ventils (50) um ein gewisses Maß vermindert wird,
eine Verdampfungseinrichtung (48), die mit dem Rohr (46, 56) an einer Stelle stromab des Expansionsventils (50) verbunden ist,
eine Einrichtung ("B", "B′") zur Begrenzung eines geschlossenen Raums um die Verdampfungseinrichtung (48), und
eine Einrichtung, um die Gesamtmenge des der Brennkraftmaschine ("E") zugeführten Kraftstoffes zu regeln.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Abschnitt ein Venturi-Halsabschnitt (24) ist, der im Luftansaugteil (22) der Brennkraftmaschine ("E") ausgebildet ist.

3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ("B") zur Begrenzung eines geschlossenen Raumes eine Kühlbock ("B") ist, die in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs angebracht ist, welches die Brennkraftmaschine ("E") enthält.

4. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung eines geschlossenen Raumes eine kastenförmige Konstruktion ("B′") ist, welche außerhalb des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, in dem die Brennkraftmaschine ("E") eingebaut ist.

5. Kühlsystem gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine ("E") über eine Kraftstoff-Einspritzanlage erfolgt.

6. Verwendung eines Kühlsystems gemäß Anspruch 4 zum Kühlen eines Teils einer Kraftstoffzuführungsleitung einer Brennkraftmaschine ("E").