DE3832500A1

DE3832500A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH REGENERABLE FILTER FOR FUEL DAMPERS

Info

Publication number: DE3832500A1
Application number: DE19883832500
Authority: DE
Inventors: Minh Dong Dipl Ing Nguyen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1987-10-03
Filing date: 1988-09-24
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3832500C2

Abstract

For the regeneration of an activated charcoal filter (11) for the collection of fuel vapour, which forms, for example, in the fuel tank (8) of a vehicle internal combustion engine, also in supercharged operation of the engine, provision is made for switching over of the regeneration line (13), emerging from the filter (11), from an opening point (15) on a power control element (3) of the engine to the intake inlet (19) of the supercharger (6). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs.The invention relates to an internal combustion engine according to the Ober concept of claim.

Brennkraftmaschinen dieses Aufbaus sind in großer Zahl insbesondere aus der Patentliteratur bekannt; siehe in diesem Zusammenhang nur die DE-OS 23 33 234, F 02 m 25/08. Das Filter ist dabei so geschaltet, daß im Stillstand der Brennkraftmaschine sich in Kraftstoffbehältern derselben, worunter übliche Kraftstoff tanks, aber auch Schwimmerkammern von Vergasern und dergleichen verstanden sein sollen, bildende Kraftstoffdämpfe nicht in umweltgefährdender Weise ins Freie gelangen, sondern von dem Filter, üblicherweise einem Aktivkohlefilter, festgehalten werden. Im Fahrbetrieb des Fahrzeugs sorgt der im Bereich des Leistungsstellglieds, üblicherweise eine Drosselklappe, im Saugrohr auftretende Unterdruck in Kombination mit der Verbin dung des Filters mit dem Luftfilter für eine Luftdurchspülung des Filters, wobei der im Filter aufgefangene Kraftstoffdampf in den Verbrauch der Maschine verringernder Weise dem Verbrennungs prozeß in dieser zugeführt wird. Bezüglich der Ausbildung derartiger Brennkraftmaschinen im einzelnen, insbesondere hinsichtlich der Anordnung von Einweg-Ventilen (Saugventilen) und der Ein mündungsstelle der Regenerationsleitung im Bereich der Drosselklappe so, daß im Leerlaufbetrieb der Maschine eine Überfettung des Gemischs durch angesaugte Kraftstoffdämpfe vermieden ist, wird auf den Stand der Technik verwiesen.Internal combustion engines of this construction are particularly large in number known from the patent literature; see in this context only DE-OS 23 33 234, F 02 m 25/08. The filter is there switched so that when the engine is stopped in fuel tanks thereof, including common fuel tanks, but also float chambers of carburetors and the like should not be understood, forming fuel vapors in environmentally dangerous way to get outdoors, but from the Filters, usually an activated carbon filter will. When the vehicle is in operation, it ensures in the area of the Power actuator, usually a throttle, in Suction pipe occurring vacuum in combination with the connector Filter with the air filter for air purging of the filter, the fuel vapor trapped in the filter in the consumption of the machine reducing the combustion process in this is fed. Regarding the training of such Internal combustion engines in detail, in particular with regard the arrangement of one-way valves (suction valves) and the one mouth of the regeneration line in the area of the throttle valve so that when the machine is idling, over-greasing of the Mixture is avoided by sucked in fuel vapors referred to the state of the art.

Wie ausgeführt, ist - wenn man nicht komplizierte Steuerorgane vermeiden will - entscheidend für das Einsetzen der Regenerierung des Kraftstoffdampf-Filters ein bestimmter Druck an der Einmün dungsstelle der Regenerationsleitung relativ zum Druck im Filter. Bei modernen Fahrzeug-Brennkraftmaschinen, die mit einem Abgas turbolader oder einem mechanisch von der Maschine angetriebenen lader arbeiten, liegt aber allenfalls in einem unteren Drehzahl bereich Saugbetrieb mit für die Regeneration geeigneten Drücken im Saugrohr, d. h. im Frischgas-Zufuhrrohr, vor, während im Laderbetrieb dort Überdruck gegenüber dem Druck im Filter herrscht.As stated, is - if you don't have complicated tax organs want to avoid - crucial for the onset of regeneration the fuel vapor filter a certain pressure at the Einmün point of the regeneration line relative to the pressure in the filter. In modern vehicle internal combustion engines that use an exhaust gas turbocharger or a machine mechanically driven loader work, but is at most in a lower speed suction mode with pressures suitable for regeneration in the intake manifold, d. H. in the fresh gas supply pipe, before, while in Charger operation there is overpressure compared to the pressure in the filter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, d. h. unter Wahrung der vorteilhaften automatischen Regenerierung des Kraftstoffdampf- Filters, zu schaffen, die bei einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist, bei der nicht nur Saugbetrieb, sondern auch Ladebetrieb herrscht.The invention has for its object an internal combustion engine according to the preamble of the claim, d. H. while respecting the advantageous automatic regeneration of the fuel vapor Filters, to create that can be used in an internal combustion engine is not only suction operation, but also loading operation prevails.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.The inventive solution to this problem consists in the drawing features of the claim.

Durch die erfindungsgemäße, konstruktiv sehr einfache Umschaltung (es genügt beispielsweise ein Ventil hierzu, das in den ohnehin vorhandenen Drosselklappenstutzen der Maschine integriert sein kann) ist also eine die Regenerierung des Kraftstoffdampf-Filters sicherstellende Differenz zwischen dem Druck an der Einmündungs stelle der Regenerationsleitung einerseits und dem Druck in dem Filter andererseits unabhängig von der jeweiligen Betriebsweise der Brennkraftmaschine (Saug- oder Ladebetrieb) sichergestellt.By the inventive, very simple switchover (For example, a valve that is already installed in the existing throttle body of the machine can be integrated can) is the regeneration of the fuel vapor filter ensuring difference between the pressure at the confluence place the regeneration line on the one hand and the pressure in the filter, on the other hand, regardless of the operating mode the internal combustion engine (suction or charging mode) ensured.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß dieser Vorteil ohne Beeinflussung der Brennkraftmaschine im übrigen, also bei freier Wahl des Ladertyps und des Einsatzes von Ladeluftkühlern und dergleichen, erreicht wird.A particular advantage of the invention is that this advantage without influencing the internal combustion engine in the the rest, i.e. with free choice of loader type and application of intercoolers and the like.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die schematisch den Aufbau der erfindungs gemäßen Brennkraftmaschine wiedergibt.An embodiment of the invention is described below the drawing explains the schematic structure of the Invention reproduces appropriate internal combustion engine.

Man erkennt bei 1 die hier vier Brennräume aufweisende eigentliche Brennkraftmaschine mit dem Frischgas-Zufuhrrohr 1 a, das als wesentliche Bestandteile den Drosselklappenstutzen 2 (als Bestand teil eines Vergasers) mit der als Leistungsstellglied dienenden, mit einem Gaspedal in üblicher Weise in Verbindung stehenden Drosselklappe 3 sowie das Saugrohr 4 enthält. Dem Frischgas-Zufuhr rohr vorgeschaltet ist eingangsseitig das Luftfilter 5 üblichen und daher nicht zu beschreibenden Aufbaus und diesem nachgeschaltet der Lader 6 - hier ein mechanischer, von der Brennkraftmaschine her angetriebener Lader - mit dem Ladeluftkühler 7. Die Strömungs richtungen in den verschiedenen Leitungen sind durch Pfeile angegeben. 1 shows the actual internal combustion engine, which has four combustion chambers, with the fresh gas supply pipe 1 a , which as essential components has the throttle valve connector 2 (as part of a carburetor) with the throttle valve 3, which serves as a power actuator and is usually connected to an accelerator pedal and the suction pipe 4 contains. Upstream of the fresh gas supply pipe is the air filter 5 on the input side, which is of a conventional and therefore not to be described structure, and downstream of this is the charger 6 - here a mechanical charger driven by the internal combustion engine - with the charge air cooler 7 . The flow directions in the different lines are indicated by arrows.

Die Brennkraftmaschine wird mit Kraftstoff aus dem Tank 8 über nicht gezeichnete, zum Vergaser bzw. zu Einspritzvorrichtungen führende Leitungen gespeist.The internal combustion engine is fed with fuel from the tank 8 via lines (not shown) leading to the carburetor or to injection devices.

Der Tank 8 besitzt in seinem oberen Bereich die die das Austreten flüssigen Kraftstoffs verhindernde Rückschlagventilanordnung 9 enthaltende Dampfabführungsleitung 10, die im Tank entstehende Kraftstoffdämpfe zu dem diese Dämpfe absorbierenden Filter 11, beispielsweise einem Aktivkohlefilter, leitet. In dieses Filter kann auch eine entsprechende Leitung von der Schwimmerkammer eines Vergasers oder anderen Kraftstoff enthaltenden Räumen führen, in denen die Gefahr des Entstehens von Kraftstoffdämpfen auftritt.The tank 8 has in its upper region the vapor discharge line 10 containing the check valve arrangement 9 preventing the escape of liquid fuel, which leads fuel vapors generated in the tank to the filter 11 absorbing these vapors, for example an activated carbon filter. A corresponding line can also lead into this filter from the float chamber of a carburetor or other spaces containing fuel in which the risk of fuel vapors arises.

Damit das Filter 11 nicht laufend erneuert werden muß, sind Maßnahmen zum Regenerieren desselben ohne Zutun des Fahrers bei laufender Brennkraftmaschine getroffen. Man erkennt, daß das Filter 11 (genauer gesagt: ein das Filtermaterial enthaltendes geschlossenes Gehäuse) über die Leitung 12 auf der der Einmündungs stelle der Dampfabführungsleitung 10 gegenüberliegenden Seite mit dem Luftfilter 5 in Verbindung steht, so daß beim Auftreten entsprechender Druckverhältnisse gereinigte Luft durch die Leitung 12 und das Filter 11 gesogen werden kann. Hierzu dient die Regenerierungsleitung 13, in deren Verlauf das Strömungen nur in Pfeilrichtung zulassende Saugventil 14 eingeschaltet ist und die an einer Stelle 15 in das Frischgas-Zufuhrrohr 1 a einmündet, die gleichsam als Steuerbohrung unter dem Schwenkbe reich der Drosselklappe 3 liegt. Sobald diese etwas geöffnet ist, erzeugt sie an der Einmündungsstelle 15 einen Unterdruck, der die durch Pfeile angedeutete Strömung in der Regenerationslei tung 13 zur Folge hat; diese Strömung beinhaltet einerseits Frischluft, zugeführt durch die Leitung 12, und andererseits vom Filter 11 im Standbetrieb zuvor aufgefangene Kraftstoffdämpfe. Dieses Gemisch wird über das Saugrohr 4 den einzelnen Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.So that the filter 11 does not have to be renewed continuously, measures are taken to regenerate the same without the driver's intervention while the internal combustion engine is running. It can be seen that the filter 11 (more precisely: a closed housing containing the filter material) is connected to the air filter 5 via the line 12 on the side opposite the junction of the steam discharge line 10 , so that when appropriate pressure conditions occur, cleaned air through the Line 12 and the filter 11 can be sucked. For this purpose, the regeneration line 13 , in the course of which the flow is only switched on in the direction of the arrow, the suction valve 14 and which opens at a point 15 into the fresh gas supply pipe 1 a , which is as it were as a control bore under the Schwenkbe rich of the throttle valve 3 . As soon as this is slightly open, it generates a negative pressure at the junction 15 , which has the flow indicated by arrows in the Regenerationslei device 13 result; on the one hand, this flow contains fresh air, supplied through line 12 , and on the other hand, fuel vapors previously collected by the filter 11 in stationary operation. This mixture is fed to the individual combustion chambers of the internal combustion engine 1 via the intake manifold 4 .

Im Prinzip ist die bisher beschriebene Anordnung zur Regenerierung des Filters 11 bekannt. Damit eine Regenerierung auch im Lade betrieb der Brennkraftmaschine möglich ist, d. h. bei Erzeugung eines erhöhten Drucks im Frischgas-Zufuhrrohr 1 a und damit auch im Bereich der Einmündung 15, ist erfindungsgemäß eine Art Bypass 16 zu dem in der Figur rechts von der Kreuzungsstelle 17 liegenden Bereich der Regenerationsleitung 13 vorgesehen, der über die weitere, beispielsweise lastabhängig betätigte Drosselklappe 18 bei Wirksamwerden des Laders 6 vom Drosselklappen stutzen 2 abgetrennt und mit dem Einlaß, d. h. der Saugseite, 19 des Laders 6 verbunden wird. Durch den vom Lader 6 an dieser Stelle erzeugten Unterdruck wird das Saugventil 20 geöffnet, so daß als Regenerationsleitung nunmehr die Leitung 16 und der in der Figur oberhalb der Kreuzungsstelle 17 liegende Teil der bereits beschriebenen Leitung 13 dienen.In principle, the arrangement for regenerating the filter 11 described so far is known. So that regeneration is also possible in the charging mode of the internal combustion engine, ie when an increased pressure is generated in the fresh gas supply pipe 1 a and thus also in the region of the junction 15 , a type of bypass 16 is according to the invention to that in the figure to the right of the intersection 17 Area of the regeneration line 13 is provided, which is separated via the further, for example load-dependent throttle valve 18 when the charger 6 takes effect from the throttle valve 2 and is connected to the inlet, ie the suction side, 19 of the charger 6 . Due to the negative pressure generated by the charger 6 at this point, the suction valve 20 is opened, so that the line 16 and the part of the line 13 already described above in the figure above the crossing point 17 now serve as the regeneration line.

Im Falle eines Abgasturboladers erfolgt die Umschaltung auf die Rückführseite desselben. In the case of an exhaust gas turbocharger, the switchover takes place to the return side of the same.

Damit ist mit einfachsten Mitteln eine Möglichkeit zum Regenerieren des Kraftstoffdampf-Filters 11 bei allen Betriebsweisen der Brennkraftmaschine geschaffen.This provides the simplest means for regenerating the fuel vapor filter 11 in all operating modes of the internal combustion engine.

Claims

Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with a fresh gas supply pipe containing a power actuator, an upstream air filter and at least one fuel tank which is connected via a steam supply line to a fuel vapor absorbing filter, one of which is equipped with a suction valve, on the power actuator in the feed pipe a discharging regeneration line goes out and is connected to the air filter for supplying regeneration air as a function of the pressure in the regeneration line, characterized in that a switchover device ( 18 ) for the regeneration line is equipped with an internal combustion engine equipped with a charger ( 6 ) ( 13 ) is provided which connects them to the suction side ( 19 ) or return side of the loader ( 6 ) during loader operation.