DE102008039963A1

DE102008039963A1 - Testing method for evaluating refueling operation of fuel tank, particularly with motor vehicle, involves filling fuel tank with fuel in pre-defined flow rate

Info

Publication number: DE102008039963A1
Application number: DE102008039963A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Jürgen Geurtz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: DE102008039963B4

Abstract

The testing method involves filling a fuel tank with a fuel in a pre-defined flow rate, where temperature of a fuel is adapted to an air pressure to receive reproducible and comparable inspection results. An automatic switching off of a tapping valve completes the refueling operation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfverfahren zur Beurteilung eines Betankungsvorganges eines definierten Kraftstoffbehälters, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug.The The present invention relates to a test method for evaluation a refueling operation of a defined fuel tank, in particular in a motor vehicle.

Eine zuverlässige und sichere Betankung von Kraftstoffbehältern, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, erfordert ein Prüfverfahren, mit welchem der Betankungsvorgang reglementiert und beurteilt werden kann. Üblicherweise werden zur Erzielung vergleichbarer Ergebnisse, gleiche Prüfeinrichtungen, wie beispielsweise identische Kraftstoffbehälter und identische Zapfventile, zugrundegelegt. Schwieriger verhält es sich dabei jedoch, wenn derartige Prüfverfahren an unterschiedlichen Orten mit jeweils spezifischen Umgebungsbedingungen durchgeführt werden.A reliable and safe refueling of fuel tanks, especially in motor vehicles, requires a test procedure, with which the refueling process is regulated and assessed can. Usually in order to obtain comparable results, the same test equipment, such as identical fuel tanks and identical nozzles, based on. Difficult to behave However, it is here, if such test methods at different Locations are carried out with specific environmental conditions.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein verbessertes Prüfverfahren zur Beurteilung eines Betankungsvorganges eines definierten Kraftstoffbehälters anzugeben, mit welchem sich insbesondere vergleichbare und reproduzierbare Prüfergebnisse erzielen lassen.The present invention employs dealing with the problem, an improved test method for assessment indicate a refueling operation of a defined fuel tank, with which in particular comparable and reproducible test results achieve.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively the subject of the independent Claim solved. advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Temperatur eines für ein Prüfverfahren zur Beurteilung eines Betankungsvorganges eines definierten Kraftstoffbehälters verwendeten Kraftstoffes an einen (Umgebungs-)Luftdruck anzupassen, das heißt insbesondere bei einem niedrigen Umgebungsluftdruck die Temperatur des Kraftstoffes abzusenken und bei einem entsprechend höheren Umgebungsluftdruck die Temperatur des Kraftstoffes anzuheben. Als Referenzumgebungsluftdruck werden dabei 965 Hektopascal sowie eine Referenzkraftstofftemperatur von 20°C angenommen. Da sowohl die Temperatur des Kraftstoffes als auch der am Ort des Prüfverfahrens herrschende Luftdruck maßgeblichen Einfluss auf die Prüfergebnisse haben, wird die Temperatur des Kraftstoffes entsprechend einer vordefinierten Regelung an den Umgebungsluftdruck angepasst. Durch die derart an den (Umgebungs-)Luftdruck angepasste Temperatur des Kraftstoffes, ist eine Durchführung des Prüfverfahrens sowohl beispielsweise auf Meereshöhe als auch in bergigen Höhenlagen möglich, ohne dass dabei befürchtet werden muss, dass die mit dem Prüfverfahren ermittelten Prüfergebnisse aufgrund der lokalen Umgebungsbedingungen weder reproduzierbar noch miteinander vergleichbar sind. Mit dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren ist es somit möglich, durch Ändern eines einzigen Parameters, nämlich der Kraftstofftemperatur, Prüfergebnisse zu erzielen, die nahezu weltweit und ohne vorherige Verifizierung bzw. Umrechnung direkt miteinander verglichen werden können. Hierdurch lässt sich insbesondere die Qualität der erzielten Prüfergebnisse erheblich steigern, wodurch dem Prüfverfahren an sich mehr Gewicht verliehen wird.The Invention is based on the general idea, the temperature of a for a test methods used to assess a refueling process of a defined fuel tank Fuel to adapt to (ambient) air pressure, that is in particular at a low ambient air pressure, the temperature of the fuel lower and at a corresponding higher ambient air pressure, the temperature of the fuel. As a reference ambient air pressure with 965 hectopascals and a reference fuel temperature of 20 ° C assumed. Because both the temperature of the fuel and the place of the test method prevailing air pressure prevailing Influence on the test results have, the temperature of the fuel according to a predefined Control adapted to the ambient air pressure. By the way the (ambient) air pressure adjusted temperature of the fuel, is an implementation of the test procedure both at sea level and in mountainous altitudes possible, without fear that must be with the test method determined test results neither reproducible nor due to local environmental conditions are comparable to each other. With the test method according to the invention is it thus possible by changing a single parameter, namely the fuel temperature, test results to achieve that almost worldwide and without prior verification or conversion can be compared directly with each other. hereby let yourself especially the quality the obtained test results significantly increase the weight of the test procedure itself becomes.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens, wird bei diesem ein sogenannter „Spitback”, das heißt ein ungewollter Kraftstoffaustritt aus dem Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters, erfasst. Hierdurch soll geprüft werden, ob beim Betankungsvorgang, bis einschließlich einem dritten Nachtankvorgang, Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter austritt. In gleicher Weise wird hierbei geprüft, ob während des Betankungsvorganges Kraftstoffspritzer aus dem Einfüllstutzen austreten. Unter einem sogenannten „Spitback” versteht man einen – wie auch immer gearteten – Kraftstoffaustritt aus einem Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters entgegen der Einfüllrichtung. Ein derartiger ungewollter Kraftstoffaustritt kann einerseits zu einem vorzeitigen automatischen Abschalten des Zapfventils und andererseits zu einem Beschmutzen, beispielsweise einer Tankschale bzw. einer Karosserie oder sogar einer Hand bzw. eines Armes, einer den Tankvorgang durchführenden Person führen. In gleicher Weise soll durch die Erfassung des sogenannten „Spitback” gewährleistet werden, dass bis einschließlich dem dritten Nachtankvorgang, kein Kraftstoff aus dem Einfüllstutzen herausläuft und dadurch unkontrolliert in die Umgebung gelangen kann.at an advantageous embodiment of the test method according to the invention, This is a so-called "Spitback", that is, an unwanted fuel leakage from the filler neck of the fuel tank, detected. This should be checked whether during refueling, up to and including third refueling, Fuel from the fuel tank exit. In the same way, it is checked here, whether during the refueling process Fuel splashes from the filler neck escape. Under a so-called "Spitback" one understands one - as well always - fuel outlet from a filler neck of the fuel tank contrary to the filling direction. Such unwanted fuel leakage can on the one hand to a premature automatic shutdown of the dispensing valve and on the other hand to a polluting, for example, a tank shell or a Body or even a hand or an arm, one the refueling process performing Lead person. In the same way should be ensured by the detection of the so-called "Spitback", that up to and including the third refueling process, no fuel from the filler neck runs out and thereby can enter the environment uncontrolled.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens, weist der zur Durchführung desselben verwendete Kraftstoff einen definierten Siedeverlauf auf. Als Siedeverlauf bezeichnet man hierbei verschiedene festgelegte Temperaturen im Siedebereich eines Stoffes, bei denen bestimmte Mengenanteile verdampft sind. Prinzipiell gibt dabei der Siedeverlauf Aufschluss über die Mengenverteilung der unterschiedlich großen Kohlenwasserstoffmoleküle im Kraftstoff und erlaubt damit eine Bewertung der Aufmischung aus den einzelnen Komponenten. Aus prüftechnischer Sicht sind hierbei insbesondere ein Siedebeginn, ein Siedeende sowie die einzelnen Siedetemperaturen für den Destillatanfall in Stufen von jeweils 10% wesentlich. Hieraus lässt sich die Gleichmäßigkeit der Kohlenwasserstoffverteilung erkennen. Die Eingrenzung des Siedeverlaufs der für das erfindungsgemäße Prüfverfahren verwendeten Kraftstoffe schafft somit vergleichbare Prüfbedingungen und ermöglicht dadurch qualitativ hochwertige Prüfergebnisse.at a further advantageous embodiment of the test method according to the invention, instructs him to carry out the same fuel used a defined Siedeverlauf on. As Siedeverlauf one calls here various specified Temperatures in the boiling range of a substance, where certain Quantities are evaporated. In principle, there is the Siedeverlauf Information about the quantity distribution of different sized hydrocarbon molecules in the fuel and thus allows an assessment of the dilution of the individual Components. From technical testing View here are in particular a boiling start, a boiling end and the individual boiling temperatures for the distillate attack in stages each of 10% essential. From this can be the uniformity recognize the hydrocarbon distribution. The limitation of the Siedeverlaufs the for the test method according to the invention used fuels thus creates comparable test conditions and allows thereby high-quality test results.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained Features not only in the specified combination, but also usable in other combinations or alone are without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or similar or refer to functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematischthere show, each schematically

1 ein Zusammenhangsschaubild zwischen einem (Umgebungs-)Luftdruck und einer zugehörigen Temperatur eines für ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren verwendeten Kraftstoffes, 1 a diagram of the relationship between an (ambient) air pressure and an associated temperature of a fuel used for a test method according to the invention,

2 eine untere sowie eine obere Siedeverlauf-Grenze des für das erfindungsgemäße Prüfverfahren verwendeten Kraftstoffes. 2 a lower and an upper boiling limit of the fuel used for the test method according to the invention.

Um bei einem Prüfverfahren zur Beurteilung eines Betankungsvorgangs eines definierten Kraftstoffbehälters, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, örtlich unabhängige, das heißt weltweit reproduzierbare und vergleichbare Prüfergebnisse erhalten zu können, wird der Kraftstoff mit einem vordefinierten Volumenstrom, beispielsweise mit ca. 15 bis 60 l/h, in den Kraftstoffbehälter eingefüllt und gleichzeitig die Temperatur des Kraftstoffes an einen jeweiligen (Umgebungs-)Luftdruck angepasst. Eine derartige Anpassung der Temperatur des für das erfindungsgemäße Prüfverfahren verwendeten Kraftstoffes, ist beispielsweise gemäß der 1 dargestellt. In dieser ist auf einer Abszisse der (Umgebungs-)Luftdruck in Hektopascal aufgetragen, während auf der Ordinate die zum jeweiligen Luftdruck gehörende Kraftstofftemperatur aufgetragen ist. Der Zusammenhang zwischen dem Luftdruck und der Kraftstofftemperatur ist dabei gemäß der 1 linear. Ausgegangen wird hierbei von einer Kraftstofftemperatur von 20°C bei einem Umgebungsluftdruck von 965 Hektopascal. Sinkt der Luftdruck ab, beispielsweise auf 925 Hektopascal, so ist die Kraftstofftemperatur ebenfalls zu reduzieren, gemäß der Darstellung in 1 auf 19°C. Demgegenüber ist die Kraftstofftemperatur bei steigendem Luftdruck entsprechend zu erhöhen. Hierdurch sollen ortsunabhängige Ergebnisse, das heißt insbesondere unabhängig von der jeweiligen Höhe des Prüfortes, erzielt werden.In order to be able to obtain spatially independent, ie globally reproducible and comparable, test results in a test method for assessing a refueling process of a defined fuel tank, in particular in a motor vehicle, the fuel is supplied at a predefined volumetric flow, for example at about 15 to 60 l / h, filled in the fuel tank while adjusting the temperature of the fuel to a respective (ambient) air pressure. Such an adaptation of the temperature of the fuel used for the test method according to the invention, for example, according to the 1 shown. In this, the (ambient) air pressure in hectopascals is plotted on an abscissa, while on the ordinate the fuel temperature corresponding to the respective air pressure is plotted. The relationship between the air pressure and the fuel temperature is in accordance with the 1 linear. This is based on a fuel temperature of 20 ° C at an ambient air pressure of 965 hectopascals. If the air pressure drops, for example, to 925 hectopascals, the fuel temperature should also be reduced, as shown in 1 at 19 ° C. In contrast, the fuel temperature is to increase accordingly with increasing air pressure. This is to location-independent results, that is, in particular, regardless of the level of the test location, can be achieved.

Die Prüfung des Betankungsvorganges erfolgt dabei im Wesentlichen wie folgt: Zunächst wird der Kraftstoffbehälter im Wesentlichen waagerecht, entsprechend der Einbausituation in einem Kraftfahrzeug, fixiert. Anschließend wird ein Zapfventil, beispielsweise in der Art einer Zapfpistole, in einen Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters eingeführt und der Tankvorgang gestartet. Beim Antanken ist dabei auf ein schnellstmögliches Erreichend des vorgegebenen Volumenstroms zu achten, was beispielsweise durch ein zügiges Durchziehen des Zapfhebels am Zapfventil erreicht werden kann.The exam The refueling process essentially takes place as follows: First becomes the fuel tank essentially horizontal, according to the installation situation in a motor vehicle, fixed. Subsequently, a nozzle, for example in the manner of a fuel nozzle, inserted into a filler neck of the fuel tank and the refueling process started. When Antank is on the fastest possible Achieving the specified volume flow to pay attention, for example through a swift Pulling the PTO lever on the nozzle can be achieved.

Folgende Zapfventillagen sind dabei gemäß nachfolgend aufgeführter Tabelle 1 abzuprüfen: Tiefenposition 6-Uhr-Position Drehen*) + Anheben**) Raste 1***) X X Raste 2 X X Raste 3 X X Raste... X X tiefstmöglich X X Tab. 1: Abzuprüfende Zapfventillagen

*) Drehen: Zapfventil aus 6-Uhr-Position um 45° nach rechts und links bewegen, soweit nicht durch Tankklappe behindert,
**) Anheben: Zapfventil aus 6-Uhr-Position nach oben bewegen, bis sich ein Auslaufrohr in der Mitte einer Einfüllstutzenöffnung befindet,
***) Raste 1 ist die Position, die beim Einfüllen des Zapfventils zuerst erreicht wird, wobei bei allen Rastpositionen eine einwandfreie Betankung möglich sein muss.

The following dispensing valves are to be checked in accordance with table 1 below:

depth position 6 o'clock position Rotate *) + raise **) Catch 1 ***) X X Catch 2 X X Catch 3 X X Raced ... X X deepest possible X X

Tab. 1: Zapfventillagen to be checked

*) Turning: move the dispensing valve from the 6 o'clock position by 45 ° to the right and left, if not obstructed by the fuel filler flap.
**) Lifting: move the dispensing valve upwards from the 6 o'clock position until an outlet pipe is in the middle of a filler neck opening,
***) Notch 1 is the position that is reached first when filling the dispensing valve, with proper refueling possible at all detent positions.

Gleichzeitig wird bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren ein sogenannter „Spitback”, das heißt ein ungewollter Kraftstoffaustritt aus dem Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters erfasst. Eine Bewertung der derart erfassten „Spitback”-Prüfergebnisse erfolgt dabei gemäß nachfolgender Tabelle 2. Bewertung Merkmal 0 Kein Spitback 1 Spitback im Einfüllstutzenkopf sichtbar 2 Spitback in eine Tankschale 3 Spitback bis auf eine Karosserie 4 Spitback bis auf die Hand des Betankers 5 Spitback bis auf den Arm des Betankers Tab. 2: Spitbackbewertungen At the same time, in the test method according to the invention, a so-called "spitback", that is to say an unwanted fuel outlet, is detected from the filler neck of the fuel tank. An evaluation of the "Spitback" test results recorded in this way takes place according to Table 2 below. rating feature 0 No spitback 1 Spitback visible in the filler neck 2 Spitback in a tank shell 3 Spitback except for a body 4 Spitback down to the hand of the tanker 5 Spitback down to the arm of the tanker Tab. 2: Spitback ratings

Bei einer Spitback-Bewertung von 0 erfolgt somit kein Rückspritzen bzw. kein ungewollter Austritt von Kraftstoff aus dem Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters, während bei einer Spitback-Bewertung von 5 Kraftstoff bis auf den Arm einer, den Kraftstoffbehälter betankenden Person gelangt. Generell sollte hierbei gewährleistet werden, dass unabhängig von den Zapfventillagen, bis einschließlich dem dritten Nachtankvorgang, kein Kraftstoff ungewollt aus dem Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters austreten kann. Gleichzeitig muss das Zapfventil so sicher verrasten, dass es durch einen Abschaltdruck, hervorgerufen beim automatischen Abschalten, nicht herausfällt. Darüber hinaus darf das Zapfventil nicht verklemmen, auch wenn es im Rahmen seiner Bewegungsmöglichkeiten verdreht bzw. bewegt wird. Das Zapfventil, respektive die Zapfpistole, muss in jeder möglichen Position genügend Freigang zu einer benachbarten Karosserie aufweisen. Zusätzliche Bedingungen beim erfindungsgemäßen Prüfverfahren sind beispielsweise, dass die Lastenheften festgelegten maximalen Entlüftungswiderstände einzelner Komponenten außerhalb des Kraftstoffbehälters, zum Beispiel ein Aktivkohlefilter, oder eine Entlüftungsleitung, zu simulieren bzw. durch Mitverwenden entsprechender Teile darzustellen sind. Die eventuell in den Entlüftungsleitungen vorhandenen Siphons, zum Beispiel zwischen dem Kraftstoffbehälter und einem Ausperlbehälter, müssen vor jedem Prüfversuch in Nulllage vollständig befüllt werden.at a spitback rating of 0 is thus no re-injection or no unwanted escape of fuel from the filler neck of the fuel tank, while with a spitback rating of 5 fuel down to the arm of one, the fuel tank refueling person. Generally, this should be guaranteed be that independent from the nozzles, up to and including the third refueling, none Unintentionally spill fuel out of the filler neck of the fuel tank can. At the same time the nozzle must lock so securely that it by a shutdown pressure, caused by the automatic shutdown, does not fall out. About that In addition, the nozzle must not jam, even if it is under his movement possibilities is twisted or moved. The nozzle, respectively the fuel nozzle, must be in every possible Position enough Clearance to a neighboring body. additional Conditions in the test method according to the invention For example, the specifications are set to maximum Ventilation resistors individual Components outside of the fuel tank, for example, an activated carbon filter, or a vent line, to simulate or represent by co-using appropriate parts are. The possibly in the vent lines existing siphons, for example, between the fuel tank and a bubbling container, have to before each test completely in zero position be filled.

Hat das Zapfventil nach dem Tankvorgang automatisch abgestellt, so sind vorzugsweise noch drei Nachtankvorgänge durchzuführen, wobei zwischen den jeweiligen automatischen Abschaltvorgängen eine gewisse Zeitspanne, vorzugsweise ca. 3 Sekunden liegt.Has the dispensing valve automatically shut off after refueling, so are preferably to perform three refueling operations, wherein between the respective automatic shutdown a certain period of time, preferably about 3 seconds.

Der zur Durchführung des Prüfverfahrens verwendete Kraftstoff weist dabei einen Siedeverlauf auf, der zwischen den in 2 dargestellten Siedegrenzen 1, 2, nämlich einer unteren Siedegrenze 2 und einer oberen Siedegrenze 1, liegt. Durch das Festlegen der Siedegrenzen 1, 2 kann gewährleistet werden, dass ausschließlich miteinander vergleichbare Kraftstoffe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens verwendet werden. Auf der Abszisse gemäß der 2 ist dabei das verdampfte Volumen in Volumenprozent angegeben, während auf der Ordinate die zugehörige Temperatur in °C angegeben ist.The fuel used to carry out the test method has a Siedeverlauf which between the in 2 shown boiling limits 1 . 2 namely, a lower boiling limit 2 and an upper boiling limit 1 , lies. By setting the boiling limits 1 . 2 It can be ensured that only comparable fuels are used to carry out the test method according to the invention. On the abscissa according to the 2 in this case, the evaporated volume is given in volume percent, while the ordinate indicates the associated temperature in ° C.

Claims

test methods for assessing a refueling operation of a defined fuel tank, in particular in a motor vehicle in which fuel with a predefined Volume flow is filled into the fuel tank and at which the temperature the fuel is adjusted to an air pressure to reproducible and comparable test results to obtain.

test methods according to claim 1, characterized in that the fuel tank in Framework of the test procedure is refueled with a volume flow of about 15 to 60 l / h.

test methods according to claim 1 or 2, characterized in that in the test method a so-called "spitback", that is an unwanted one Fuel outlet from the filler neck is detected.

test methods according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the fuel tank during Refueling is essentially horizontal.

Test method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the fuel used for carrying out the test method has a boiling range between the in 2 shown boiling limits ( 1 . 2 ) having.

test methods according to one of the claims 1 to 5, characterized in that after the automatic shutdown a dispensing valve at least one Nachankvorgang, preferably three Refueling operations are carried out.

test methods according to one of the claims 1 to 6, characterized in that between two shutdown times of the nozzle when refueling and / or refueling a predefined Period of time, preferably three seconds lie.

test methods according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the following Zapfventillagen be tested; 6 o'clock position, turning and / or raising the dispensing valve, different Detent positions of the dispensing valve in the filler neck of the fuel tank.