DE4027397C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern und dosierten Einspeisen der im Freiraum einer Tankanlage befindlichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, umfassend eine den Freiraum mit der Atmosphäre verbindende Entlüftungsleitung, in der eine Speicherkammer mit einem Absorptionselement angeordnet ist sowie eine die Speicherkammer mit dem Ansaug­ rohr verbindende Leitung, die durch ein Ventil verschließbar ist, wobei dem Ventil und der Drosselklappe Antriebsmittel zur Überführung in die Offenstellung zugeordnet sind.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-PS 38 02 664 bekannt. Das Ventil und die Drosselklappe sind dabei unabhängig voneinander betätigbar, wobei die Betätigung der Drossel­ klappe auf mechanischem Wege erfolgt und die Betätigung des Ventils mit Hilfe elektronischer und elektromechanischer Mittel. Diese Mittel sind signalleitend untereinander und mit Sensoren verbunden, welche verschiedene Kenndaten der Brenn­ kraftmaschine kontinuierlich während des Betriebs erfassen. Aufbau und Montage einer solchen Vorrichtung sind dementspre­ chend aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum dosierten Einspeisen flüchtiger Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine derart weiter zu entwickeln, daß sich ein vereinfachter Aufbau und eine vereinfachte Montierbarkeit ergeben.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, daß die Antriebsmittel des Ventils und der Drosselklappe durch ein gemeinsames Betätigungsglied gemeinsam betätigbar sind. Unter Gewährleistung eines guten Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine läßt sich hierdurch eine sachgerechte Einspeisung von flüchtigen Kraftstoffbestandteilen in das Ansaugrohr erreichen, ohne daß es hierzu eines besonderen Aufwandes hinsichtlich der Herstellung und der Montage der benötigten Teile bedarf. Die Vorrichtung kann dadurch auch bei der Herstellung kostengünstiger Kraftfahrzeuge zur Anwendung gelangen.

Die Ausbildung der Vorrichtung hängt maßgeblich von der Gestaltung der Antriebsmittel des Ventils und der Drossel­ klappe ab. Im Normalfall ist davon auszugehen, daß die Drosselklappe unverdrehbar auf einer Betätigungswelle fest­ gelegt und durch eine Relativverdrehung der Betätigungswelle im gewünschten Maße einstellbar ist. Bei Ventilen ist es demgegenüber eher gebräuchlich, durch eine geradlinige Hin- und Herbewegung eines Stellgliedes eine Veränderung des Durchflußquerschnittes zu erzielen. Das gemeinsame Betätigen eines solchen Ventils und einer solchen Drosselklappe erfor­ dert daher die Verwendung von Betätigungsmitteln, die geeig­ net sind, eine hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbe­ wegung umzuwandeln. Diesbezüglich ist eine Vielzahl mechani­ scher Hilfsmittel bekannt.

Durch die Verwendung eines Spindeltriebs besteht die Möglich­ keit, das Stellglied des Ventils auf einer Bewegungsachse anzuordnen, die eine Verlängerung der Rotationsachse der Drosselklappenwelle bildet. Die Herstellung ist besonders einfach und es ergibt sich der weitere Vorteil, daß das Gehäuse des Ventils in unmittelbarer Nähe des Ansaugrohres angebracht werden kann und gegebenenfalls als integrierter Bestandteil desselben.

Bei einer Ausführung, bei der die Betätigungseinrichtung als Kurventrieb gestaltet ist, resultiert eine vereinfachte Möglichkeit, die Öffnungscharakteristika der Drosselklappe einerseits und des Ventils andererseits in der Weise anein­ ander anzupassen, daß sich ein optimiertes Betriebsverhalten des jeweiligen Verbrennungsmotors ergibt. Zweckmäßigerweise wird eine solche Kurvenscheibe austauschbar befestigt, was es ermöglicht, eine ansonsten identisch gestaltete Vorrichtung durch einfachen Austausch der Kurvenscheibe für Verbrennungs­ motoren unterschiedlicher Größe brauchbar zu machen.

Die Betätigungseinrichtung kann einen Zahnstangentrieb umfassen, der es gestattet, große räumliche Entfernungen zwischen der Drosselklappenwelle und dem Stellglied des Ventils zu überbrücken. Ein ähnlicher Vorteil resultiert bei einer Ausführung, bei der die Betätigungseinrichtung durch einen Pleueltrieb gebildet ist. Im letztgenannten Falle sind die Herstellkosten vergleichsweise geringer, es ist jedoch erforderlich, eine statische Vorlast, beispielsweise durch eine Druckfeder, zu erzeugen, um unerwünschtes Spiel zu unterdrücken.

Bei Verwendung von Ventilen, bei denen das Stellglied durch eine Relativverdrehung betätigbar ist, besteht demgegenüber die Möglichkeit, eine Schubstangenverbindung zwischen der Drosselklappenwelle und der Welle des entsprechenden Stell­ gliedes des Ventils vorzusehen. Dabei besteht sogleich die Möglichkeit, in Abhängigkeit von den radialen Abständen zwischen der jeweiligen Anlenkstelle der Schubstange und der Drehachse des Stellgliedes die Öffnungscharakteristika in gezielter Weise aneinander anzupassen.

Bowdenzüge ermöglichen die Realisierung einer schwingungs­ mäßigen Abkopplung des Ventils von der Drosselklappenwelle. Die Dauerhaltbarkeit wird hierdurch verbessert. Eine Verwen­ dung von Nockentrieben ist ebenfalls möglich.

Die Betätigungseinrichtung des Ventils kann einen Servoan­ trieb umfassen, der auf der Grundlage einer elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Kopplung durch die Drossel­ klappe oder deren Antriebsmittel gesteuert ist. Die Ansteue­ rungscharakteristik des Ventils läßt sich bei solchen Ausfüh­ rungen besonders einfach speziellen Erfordernissen des Anwendungsfalles anpassen.

Der Hilfsantrieb des Ventils kann ein Federelement umfassen, um einen Spielausgleich der zur Anwendung gelangenden Betäti­ gungsmittel zu bewirken. Zweckmäßigerweise ist die Feder dabei als Druckfeder gestaltet und so angeordnet, daß sie bei einer Entlastung eine Überführung des Stellgliedes des Ventils in eine Geschlossenstellung bewirkt.

Eine noch feinfühligere Ansteuerungscharakteristik des Ventils läßt sich erreichen, wenn diesem in Richtung des Absorptionselementes ein Hilfsventil vorgeschaltet ist, wobei das Hilfsventil durch ein elektrisches Signal betätigbar und signalleitend mit einem Steuergerät verbunden ist. In dem Steuergerät können kontinuierlich mit Hilfe von Sensoren erfaßte Betriebskenndaten des Verbrennungsmotors in der Weise verarbeitet werden, daß das Ausgangssignal eine optimierte Ansteuerung des Ventils bewirkt. Neben einem optimalen Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors läßt sich hierdurch das Maß der durch dessen Betrieb verursachten Umweltbelastung in optimalem Maße reduzieren. Das Steuergerät soll zur Erreichung dieses Zweckes mit wenigstens einem Sensor zur kontinuierlichen Erfassung von Kenndaten des Verbrennungs­ motors versehen sein sowie mit einer Abgleicheinrichtung zur kontinuierlichen Optimierung des Signals in Abhängigkeit von den Werten der jeweils ermittelten Kenndaten.

Die Antriebseinrichtung des Ventils kann mit einer Einrich­ tung zum relativ verzögerten Öffnen und zum drosselklappen­ synchronen Schließen versehen sein. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise durch einen unsymmetrischen Strömungs­ mitteldämpfer gebildet sein. Entsprechende Strömungsmittel­ dämpfer sind an sich bekannt. Sie gelangen im Bereich der Radfederung von Kraftfahrzeugen zur Anwendung. Sie bewirken in der vorliegenden Verwendung ein zeitverzögertes Öffnen des Ventils und ein synchrones Schließen, bezogen auf die Rela­ tivbewegung der Drosselklappe.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Schemazeichnung weiter verdeutlicht.

Die Skizze zeigt eine Vorrichtung zum vorübergehenden Spei­ chern und dosierten Einspeisen der im Freiraum 5 einer Tankanlage befindlichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr 6 einer Brennkraftmaschine. Dabei ist eine den Freiraum 5 mit der Atmosphäre verbindenden Entlüftungslei­ tung 7 vorgesehen, in der eine Speicherkammer 8 mit einem Absorptionselement aus Aktivkohle angeordnet ist sowie eine die Speicherkammer mit dem Ansaugrohr 6 verbindende Lei­ tung 7, die durch ein Ventil 1 verschließbar ist, wobei dem Ventil 1 und der Drosselklappe 3 Antriebsmittel 4 zur gemein­ samen Überführung in die Offenstellung zugeordnet sind. Die Antriebsmittel 4 sind im dargestellten Fall mechanischer Art. Sie umfassen einen Zahnstangentrieb, der der Drosselklappen­ welle 14 zugeordnet ist und eine Kurvenscheibe, welche dem Stellglied 15 zugeordnet ist.

Der Zahnstangentrieb besteht aus einem Zahnrad, welches unverdrehbar auf der Drosselklappenwelle 14 befestigt ist und einer Zahnstange 16, die mit dem Zahnrad in Eingriff steht. Die Zahnstange 16 ist in einer Führung 18 gelagert und innerhalb der Führung 18 nur in horizontaler Richtung beweg­ bar. Sie trägt im mittleren Bereich eine Kurvenscheibe 17, welche mit dem Stellglied 15 des Ventils 1 in Eingriff steht.

Bedingt durch den kurvenförmigen Verlauf der Führungsbahn 19 der Kurvenscheibe 17 ergibt sich bei einer Hin- und Herbewe­ gung der Zahnstange 16 eine senkrechte Auf- und Abbewegung des Stellgliedes 15 des Ventils 1. Die tatsächliche Öffnungs­ bewegung des Ventils 1 wird dabei zusätzlich durch den Druck innerhalb des Ansaugrohres 6 beeinflußt. Dieser wird durch eine Leitung 20 in eine Steuerkammer 13 übertragen, welche in Richtung der Atmosphäre durch die Stellmembrane 12 begrenzt ist. Die Stellmembrane 12 ist unterseitig durch eine Druck­ feder 10 belastet, oberseitig durch eine weitere Feder 11. Es resultiert die folgende Funktion:

In der dargestellten Position der Vorrichtung befindet sich das Fahrpedal in seiner obersten Stellung, die Drosselklappe ist geschlossen und desgleichen das Ventil 1. Im Bereich des Kraftstoffbehälters frei werdende Dämpfe werden aus dessen oberen Bereich 5 über die Leitung 2 durch das Absorptionsele­ ment 8 und die Leitung 7 ins Freie geleitet. Die Kraftstoff­ bestandteile werden dabei innerhalb des Absorptionselemen­ tes 8 absorbiert und hierdurch an einem Entweichen ins Freie gehindert.

Mit Aufnahme des Fahrbetriebes wird das Fahrpedal betätigt und die Zahnstange 16 innerhalb der Zeichenebene nach links bewegt. Die Folge ist eine Überführung der Drosselklappe 3 in eine Offenstellung sowie eine Entlastung des Stellgliedes 15 des Ventils 1 nach oben. Der Unterdruck im Ansaugrohr 6 wird durch die Leitung 20 auf die Steuerkammer 13 übertragen. Er liegt unmittelbar an der Stellmembran 12 unterseitig an und wird durch das Vorhandensein der Druckfeder 10 und der Feder 11 in der Art modifiziert, daß sich eine optimale Öffnungsbewegung des Ventils 1 ergibt.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern und dosierten Einspeisen der im Freiraum einer Tankanlage befind­ lichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das Ansaug­ rohr einer Brennkraftmaschine, umfassend eine den Freiraum mit der Atmosphäre verbindende Entlüftungslei­ tung, in der eine Speicherkammer mit einem Absorptions­ element angeordnet ist sowie eine die Speicherkammer mit dem Ansaugrohr verbindende Leitung, die durch ein Ventil verschließbar ist, wobei dem Ventil und der Drossel­ klappe (3) Antriebsmittel zur Überführung in eine Offenstellung zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (4) des Ventils (1) und der Drosselklappe (3) durch eine gemeinsame Betätigungsein­ richtung gemeinsam betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Spindeltrieb umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Kurventrieb umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Zahnstangentrieb umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Pleueltrieb umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Schubstangenverbindung umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Bowdenzug umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Nockenantrieb umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Betätigungseinrichtung einen Hilfsantrieb für das Ventil (1) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsantrieb ein Federelement (10) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hilfsantrieb eine auf einer Feder (10) abgestützte Stellmembran (12) umfaßt, und daß die Stellmembran (12) eine mit dem Ansaugrohr (6) verbundene Steuerkammer (13) gegenüber der Atmosphäre begrenzt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Ventil (1) in Richtung des Absorptionsele­ mentes (8) ein Hilfsventil vorgeschaltet ist und daß das Hilfsventil durch ein elektrisches Signal betätigbar und signalleitend mit einem Steuergerät verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät mit Sensoren zur kontinuierlichen Erfassung von Kenndaten des Verbrennungsmotors versehen ist sowie mit einer Abgleicheinrichtung zur Optimierung des Signals in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert der Kenndaten.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebseinrichtung des Ventils (1) mit einer Einrichtung zum relativ verzögerten Öffnen und zum bewegungssynchronen Schließen mit der Drosselklappe versehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch einen unsymmetrischen Strö­ mungsmitteldämpfer gebildet ist.