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Kraftstoffdampfrückhaltesystem und dessen Grenzen...
Hallo, ich beschäftige mich aus gegebenem Anlaß (Gerüche bei meinem Auto) mit diesen Systemen und verstehe einfach nicht, wo deren Grenzen liegen, was also normal ist und was nicht. Vielleicht kann mir hier jemand beim theoretischen Verständnis helfen, so daß ich das dann vielleicht erfolgreich auf meinen praktischen Fall anwenden kann.
Also: Früher stanken wohl alle Benziner fleißig vorsichhin, weil das Benzin einen recht hohen Dampfdruck hat und sich entsprechend im Tank ein Überdruck aufbaut, weil sich der Partialdruck zum Luftdruck dazuaddiert. Würde man alles luftdicht verschließen, würde es den Tank aufblähen, soweit ich das verstanden habe, ergo muß man die Dämpfe irgendwie managen, sie im einfachsten Falle nach draußen lassen, wie man es eben ursprünglich wohl gemacht hat.
Dann hat man beschlossen, daß man das so nicht mehr will und die Rückhaltesysteme erfunden. Dampf mit ausreichend Überdruck öffnet dann, soweit ich das verstanden habe, ein Ventil, welches die Dämpfe zum Aktivkohlebehälter leitet, welche diese adsorbiert. Im Betrieb wird der Behälter mit Unterdruck beaufschlagt und kann seine Beladung sukzessive an den Motor zur Verbrennung abgeben. Soweit so logisch und sinnvoll.
Die Sache, die sich mir nicht erschließt, ist folgende: Was passiert über längere Zeiträume? Gast das Benzin quasi immer weiter und weiter, beispielsweise im Sommer bei 30 Grad, und sättigt die Kohle irgendwann, so daß weiter produzierte Dämpfe dann doch wie weiland in die Umwelt und damit in die Nase gelangen? Oder bildet sich vor Erreichen der Sättigung eine Form von Gleichgewicht heraus, die zuverlässig jeden Austritt von Spritdämpfen unterbindet, egal wie lange das Auto nicht gefahren wird und wie lange demzufolge die Regeneration der Kohle zurückliegt?
Etwas simpler gefragt: Was macht ein fabrikneuer Benziner, wenn ich den im Sommer bei 30 Grad ein paar Wochen rumstehen lasse? Riecht der bei Windstille in irgendeiner Weise nach Benzin oder kann man da selbst mit empfindlicher Nase normalerweise rein GAR NICHTS wahrnehmen?
Kennt sich irgendwer mit diesen Systemen tief im Detail aus? Mit allen Wenns und Abers?
Das würde sicherlich meinem Verständnis sehr weiterhelfen.
Besten Dank zumindest im voraus.
Volker
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65 Antworten
Vereinfacht geschrieben muß jeder Tank, - über eine Leitung - eine Entlüftung / Belüftung haben:
Damit der durch Temperaturunteschiede entstandene Überdruck entweichen kann.
Die Kraftstsoffpumpe saugen (Unterdruck) kann und
zuviel geförderte Kraftstoff zurück ( Überdruck ) in den Tank gelangen kann.
In dieser - einen Leitung - ist der Aktivkohlefilter eingebaut.
MfG kheinz
Mein plug-in-Hybrid hat einen Drucktank. Bei diesen Autos sind lange Standzeiten ohne Motorlauf noch wahrscheinlicher als beim konventionellen Benziner. Also schließe ich, dass ein normales System bei zu langer Standzeit eben nicht mehr zurückhalten kann, sondern man den Weg mit dem Drucktank gehen muss. Im Detail kenne ich mich leider nicht aus.
@crafter276: Bei meinem Audi A6 von 1994 mit ABC-Motor gibt es drei Leitungen zwischen Tank und Motorraum. Eine hin, eine zurück und eine zum Aktivkohlefilter. An dem sitzt dann noch ein Schlauch zum Taktventil und der Filter hat wohl noch ein Überdruckventil. Wie gesagt: Mich würde einfach interessieren, ob das System quasi kurze Standzeiten von vielleicht 4 Tagen bei moderaten Temperaturen überbrücke soll und danach quasi "by design" das Stinken anfangen darf oder ob das an sich dicht sein sollte auch für lange Zeiträume und gar im Sommer. Das sollte doch irgendwer wiissen... Wäre zumindest cool. ;-)
@Wrdlbrmpfd: Na, DAS ist ja ne spannende Sache. Da die das mutmaßlich nicht aus Spaß so gelöst haben, KÖNNTE man es als Antwort auf meine Frage ansehen. Trotzdessen sollte es doch Leute geben, die öfter mit älteren und neueren Autos zu tun haben und die vielleicht auch ne Zeit irgendwo rumstehen, ob die nun stinken oder nicht, und wenn ja, nach wie langer Zeit und wie sehr. Ich arbeite halt nicht in nem Autohaus oder so, wo zig Autos rumstehen, von denen man vielleicht auch das eine oder andere weiß.
Dank an Euch beide auf jeden Fall schonmal!
Ein stehender Tank gas ohne Temperatur und Luftdruckwechsel so gut wie nichts aus. Aber, antürich atmet ein Tank gewissermaßen natürlich durch Luftrduck und Temperaturschwankungen. Wieviel hängt auch sehr vom Füllstand ab. Ein Randvoller tank hat nur noch eine geringe Wechselatmung, ein ganz leerer kann natürlich mehatmen das mehr Gasvolumen enthalten ist das mit Luftdruck und Temp. mitgehen kann.
Von meinem Ford
https://www.iihs.net/fsm/?d=7&f=Evaporative%20Emission%20(EVAP)%20Leak%20Check%20Monitor.pdf
Der scheint alles zu messen, Druck, Temp, Füllstand und dann bei Bedarf ein Ventil nach außen zu öffnen wenn der Druckunterschied zu groß ist.
Der Tank wird permanent beobachtet so lange die Batterie angeschlossen ist.
Vielen Dank erstmal - das hilft auf jeden Fall beim Verständnis schonmal weiter. Vielleicht noch ein paar Detailfragen:
Hat jemand eine Ahnung, wie das konkret bei SEHR alten Autos ist, wo also die mehr oder minder erste Generation dieser Systeme eingebaut ist - wie bei meinem Audi A6 zum Beispiel?
Bei dem gibts den Tank, eine Vorlauf-, eine Rücklauf und eine Druckausgleichsleitung, die meines Wissens noch ein Rückschlagventil enthält, damit der Tank nicht ausläuft, sollte sich die Karre mal aufs Dach legen. Die Druckausgleichsleitung geht zum AKF. An den schließt sich ein Schlauch zum Taktventil an und es gibt wohl irgendeine Art von Überdruckventil.
Gehen wir mal von halbgefülltem Tank aus, wir fahren ne Weile und über das Taktventil wird ein Vakuum im System aufgebaut, welches man deutlich bemerkt, wenn man den Tankstutzen aufschraubt, weils ordentlich zischt. Erste Frage: WAS begrenzt das Vakuum? Einfach die Maschine selbst, die ja kein beliebig starkes Vakuum aufbaut? Oder MUSS da ne aktive Abschaltung sein? Meines Wissens gibt es keine.
Durchs Vakuum sollten die Spritdämpfe von der Aktivkohle desorbieren und die Kohle sollte anschließend nicht mehr stark beladen sein. Nun schaltet man den Motor aus und stellt das Auto ab. Im System befindet sich sicherlich ein Rest an Luft und ein Rest an Dämpfen und ein mehr oder minder starker Unterdruck. Das Auto steht gedanklich in der Sonne und der Sprit fängt an zu gasen die Dämpfe beladen sukzessive den AKF. Welcher Druck baut sich auf? Ungefähr Atmosphärendruck, ein wesentlich höherer? Was bringt den Sprit je dazu, nicht mehr nachzugasen? Doch letztlich nur ein Druck, der ausreichend viele Moleküle wieder in die Flüssigkeit zurückdrückt, oder? Was GENAU macht der AKF dann aber, denn der verhindert ja den Aufbau dieses Drucks erstmal ne Zeit lang.
Irgendwie kapier ich da den Knackpunkt wohl immer noch nicht - genau: Wofür zum Geier ist der AKF überhaupt da? In welcher Weise wirkt er auf die Druckentwicklung im System ein und was ist der tiefere Nutzeffekt davon? Ich meine: Er nimmt Dämpfe auf, bis er beladen ist. Das sollte dem Benzin im Tank aber völlig egal sein und das sollte exakt solange weitergasen, bis sich das Druckgleichgewicht eingestellt hat, nachdem der AKF vollständig beladen ist. Und dann hält das System dem Druck entweder stand oder eben nicht.
Kurz: Mir erscheint der AKF gerade als entweder völlig sinnlos oder nur einen Zeitgewinn verschaffend, bevor das System entweder "explodiert" oder eben kontrolliert Dämpfe über ein Überdruckventil abbläst.
Ich könnte mir rein theoretisch ein Tankmodell mit und ohne AKF irgendwie bauen und in dem die Druckverläufe messen und es dann irgendwann alleine kapieren, wo der Knackpunkt liegt - aber vielleicht weiß es auch wer so im Detail, daß er mir den erklären kann, das würde viel Arbeit und gesundheitsschädliches Rumpanschen mit Sprit ersparen... ;-)
Dank im voraus!
Also das Grundproblem ist eher ein thermodynamisches: Druck, Temperatur, Volumen und ein Gas, Flüssigkeits Gemisch.
Für das thermodynamische Gleichgewicht wird maximal unterschieden, ob Änderungen schnell (schlagartig) oder langsam (damit sind schon mehrere Sekunden gemeint) stattfinden.
Im Fall Tank ist die Zeit KEINE Einflussgröße.
Wenn man davon ausgeht, dass alles noch funktioniert, wie geplant, kann man ein idealisiert geschlossenes System annehmen.
Die überschüssigen Dämpfe werden im Aktivkohle-Behälter gesammelt, wenn durch Temperatur -Anstieg der Druck im Tank steigt. Das System ist so ausgelegt, dass der Behälter ein Volumen aufnehmen kann, welches maximal zu erwartende Temperaturen plus Sicherheitsfaktor aufnehmen kann.
Sinkt die Temperatur wieder, sinkt auch der Druck.
Ohne ungewollte äußere Einwirkung wäre mir nicht bekannt, dass ein Aktivkohle Behälter kaputt geht. Die Ventile zur Einspeisung in die Ansaugung schon eher.
Aber dazu wird die Funktion des Ventils ja auch überwacht. (Meist ist das Erzeugen der Readiness-Codes für die Funktion Teil der OBD Überwachung.)
Meines Wiessens nach sind die AKF in der Regel amtmosphärisch offen oder nur gering druckhaltend ausgelegt. Nach Motorstart sollte über den AKF Aussenluft in den Ansaugtrakt gezogen werden. Der AKF desorbiert dabei, die Kohlenwasserstoffe werden somit, wie der eigentliche kraftstoff, verbrannt.
Vielen Dank für Eure Ausführungen - ich denke, ich bin im Verständnis etwas weiter, vielleicht sogar über den Knackpunkt hinaus. Ich versuche mal zu beschreiben, was ich verstanden zu haben meine:
1. Das System ist bezüglich eines AUSTRITTS irgendwelcher Gase als grundlegend DICHT zu betrachten. Ein Überdruckventil wird zwar existieren, ist aber nur für irgendwelche exotischen Betriebszustände des Systems, die unter normalen Umständen nicht vorkommen. Wenn ein Auto also nach Sprit riecht und es nicht in ner 200-Grad-Hitzekammer dabei steht, ist IRGENDWAS im System DEFEKT.
2. Der Unterdruck ist sehr wohl geregelt, nämlich über ein Unterdruckventil, welches bei Erreichen eines Sollunterdrucks öffnet und Luft von außen ins System läßt, was einerseits den Tank vor Eingedrücktwerden schützt und andererseits dabei hilft, den AKF zu entladen, indem übers Taktventil so wirklich Luft durch das Ding gezogen werden kann.
3. Würde das Fahrzeug in einer klimatisierten Halle stehen und keinen AKF eingebaut haben, würde nichts passieren, weil der Tank in jedem Falle den Dampfdruck des Benzins zusätzlich zum Restpartialdruck der Luft im Tank aushält.
4. Einziger Sinn und Zweck des AKF ist es, im Falle einer Temperaturerhöhung, die den Druck dann noch weiter erhöht, Dämpfe zu binden und den Druck wieder zu erniedrigen dabei.
Ist das so grundsätzlich korrekt? Bleibt die Frage: Warum belädt sich der AKF nicht schon während der Kältephase mit soviel Dämpfen, daß er in der Höhertemperaturphase überhaupt noch was adsorbieren kann? Oder ist der Adsorptionsprozeß EXTREM DRUCKABHÄNGIG und DAS ist der Knackpunkt des AKF, daß der bei höherem Druck auch mehr aufnimmt und das bei anschließender Druckerniedrigung auch ohne angelegtes Pseudovakuum wieder abgibt?
Noch anders gesagt: Ist der AKF das Analogon zu einem aktiven System, welches einen Teil der Dämpfe bei steigenden Temperaturen absaugen und in einem kleinen Hochdrucktank speichern und bei Temperaturerniedrigung wieder abgeben würde, quasi ne Art "automatischer Regelkreis innerhalb eines geschlossenen Systems"?
Andererseits: Warum geht bei Temperaturerhöhung nicht einfach wieder Dampf in die Flüssigphase zurück - dies würde doch auch den Druck nicht beliebig ansteigen lassen und sollte ähnlich wahrscheinlich sein, wie daß die Dämpfe an Aktivkohle binden...
Irgendwie scheint das ne ziemliche Trickynummer zu sein, dünkt es mich langsam. Möglicherweise sind die Details deutlich verzwackter als man so glauben will...
Ein Königreich für ein paar Diagramme, die Temperatur, Drücke und Beladungszustand des AKF gegeneinander auftragen - dann würde mans wahrscheinlich absolut exakt kapieren, was die Sprit- und Luftmolekülchen in dem System so das Jahr über treiben.
Vielleicht soll der AKF nur SCHNELLE Temperaturwechsel abfedern, weil er vielleicht schneller adsorbiert als die Flüssigphase kondensiert? Irgendwie scheinen zumindest Verdampfung/Kondensation und Adsorption/Desorption in einem komplexeren Gleichgewichtsverhältnis zu stehen, was möglicherweise eher als Zeitpuffer dient, denn einen anderen Zweck hat. Wäre dies allerdings so, bräuchte es andererseits die Regeneration nicht. Das hieße, der AKF kann ne gewisse Menge an Temperaturanstiegen wegpuffern und ist irgendwann zu sehr beladen, um noch was tun zu können und ab dem Moment wäre das System nicht weiter dicht nach außen.
Vielleicht muß ich mir doch ein Modell bauen und Temperatur und Druck messen und das ganze mal mit AKF und mal ohne und mit Regeneration dazwischen und auch ohne. Dann wird man ja sehen, ob der Druck irgendwann immer größer wird, wie das nach mehreren Temperaturwechseln ist und so weiter.
Es scheint, daß uns die Nummer immer als "ganz easy" verkauft wird, in Wahrheit aber das exakte Gegenteil von easy ist. Wie so oft übrigens, wo die Allerweltserklärung in Wahrheit schon fast ne Falschinformation ist, die echtes Verständnis eher verunmöglicht, statt sie dies befördert, weil sie eben postuliert, der Zusammenhang wäre banal, obwohl ers in Wahrheit ganz und gar nicht ist. Da in vielen Fällen fast niemand solche Dinge im Detail überhaupt je verstehen will, fällt es oft sehr lange nicht auf, daß die Erklärung eigentlich totaler Mumpitz ist und am Ende glauben alle Leute, sie hätten die Sache verstanden, obwohl sie den wahren Knackpunkt gedanklich noch nichtmal berührt haben.
Hab ich schon öfter gehabt solche Dinge, daß in der kollektiven Wahrnehmung der eigentliche Knackpunkt unbekannt war und stattdessen ne Pseudoerklärung als Märchen herumwaberte. Wäre möglich, daß dies genau so ein Fall ist und die echten Details nur die Ingenieure der Autofirmen wissen, WEIL sie alles messen können und dies auch TUN.
Das System kann quasi nicht gleichzeitig passiv und unabhängig vom Austausch mit der Umwelt sein und dann aber noch ne aktive Regeneration brauchen. IRGENDWAS paßt da einfach nicht zusammen. Entweder funktionieren die Passivzyklen nur eine gewisse Zeit lang - das würde bedeuten, das System ist nicht dauerhaft als getrennt von der Umwelt zu betrachten, oder aber die Regeneration ist überflüssig, was sie aber kaum sein wird, sonst würde sie nicht eingebaut werden.
Irgendwas nicht so simples geht da drinnen vor sich und irgendwas "verheimlichen" sie uns, mutmaßlich, daß nach einer gewissen Anzahl an Warm-Kalt-Zyklen die Trennung zur Außenwelt Geschichte ist, was man auch nicht an die große Glocke hängt, weils keiner hören will, erst recht nicht der Gesetzgeber.
Falls stimmt, was Astradruide schreibt, dann gasen die Tanks irgendwann wohl sowieso planmäßig aus und die Aktivkohle würde einem maximal Zeit verschaffen, bis das passiert. Nach Tagen oder Wochen würde das Ding wohl einfach vorsichhinstinken, mindestens im Sommer, absolut planmäßig.
Je nach Jahr und Emissionsverordnung werden die Systeme anders aussehen. Mein US Ford hat kein Gas-Rücklauf beim Tanken und drückt alles was aus der Zapfsäule gasförmig kommt über den AK Kanister nach außen. Aber der muss ja auch Gavin aus Commifornien zufrieden stellen.
Sorry @ClassicForever ... das ist mir zuviel zu lesen ... da gehe ich nur flüchtig drüber. Mir ist auch nicht klar worauf Du hinaus willst? Vllt. Verschwörung aufdecken? Sei es drum.
Heuteige Systeme werden eh anders ausgelegt udn geprüft als die "ersten" ... es gibt nämlich noch einen weitern Einflußfaktor. Beladung mit Feuchte und z.B. Ethanol (bzw. andere Komponenten). Es gibt auch nicht nur *eine* Aktivkohle. Die Beldaungskapazität für bestimmte Stoffgruppen hängt gerne mal von weiteren Komponenten ab (s.o.)....
Was man aus seiner Vorstellungswelt streichen kann ist das heute (und jüngerer Vergangenheit) irgendi ein ing. Pi*Daumen einen AKF zusammengestrickt und verbaut hat. Bevor der den Verbaut hat ist der durch Umfangreiche Durchbruch-Wiederbeladungstests gegangen.
Ne, Astradruide, Verschwörungstheorien kann ich auf den Tod nicht ab - sind alle sinnfrei. :-)
Es geht darum, daß ein Hersteller oder auch nur Ingenieur, der den Auftrag bekommt, die Emissionen zu reduzieren, dann nach Erledigung der Aufgabe darauf herumreiten wird, wie toll er das nun geschafft hat und die Fragen, wo nun die Grenzen seiner Lösung liegen, gerne kleinreden oder am besten ganz verschweigen wird. DAMIT erschwert er aber jedem, ders wirklich verstehen will, das Verständnis.
Mir scheint einfach, daß das alles andere als trivial ist und daß man ne ganze Menge an Details kennen muß, um eben bis ins letzte zu verstehen, was in dem System nun genau passiert. Und wenn man ein defektes reparieren will, zu dem kaum noch Infos verfügbar sind, weil das Ding uralt ist und keinen mehr interessiert, dann wäre es von Vorteil, man verstünde es im Detail. Was ich als Endergebnis überhaupt erreichen kann, hängt davon ab, was konkret passiert. Ergo muß ichs zum Einschätzenkönnen meines Erfolges wirklich verstehen.
Darum allein gehts. Politik ist HIER nicht mein Business. ;-D
Thanks!
Aufgabe des entwickelnden Ingenieurs ist sicher nicht dem Endverbraucher sämltliche Technik en detail zu erklären. Der Ingenieur wird auch selbst nicht alle Grenzen kennen. Der I.g hat einen Anwendungsfall und gesetzliche VOrgaben die zu erfüllen sind - daraufhin entwickelt der. Der plant auch nicht ein welche verüückten kraftsstoff in ferner Zukunft noch kommen werden (weiß er ja u.U. nicht).
Wo liegt Dein Problem für die Rep.? Neuen Filter kaufen und einbauen. ... oder gibt es diesen nicht? Erwartest Du nun das Dir irgendjemand verät welche A-Kohle genau mal drin war? Welche Körnung? Oberflächenfaktor? Wie die Verfestigungsrüttelung (Schüttung) sein muß?
Was muß man wissen?
Welche Aktivkohle ist drin? (aktivierung/Deaktivierung/Imprägnierung)
Welche Körnung?
Wie ist die Schüttung (Packung) zu machen?
Wie ist sie zuvor zu Konditionieren?
Wann sollen Druckmembranen öffnen?
...
Erwarten wir nun das ein Hersteller die Betriebsgeheimnisse seiner Entwicklung Preis gibt? Teilweise werden solche Systeme auch von 3. Zugekauft. Da schickt man das Lastenheft hin, prüft die Spezifikation und vebraut es dann gegebenenfalls.
https://www.auto-motor-und-sport.de/.../
Absorptionsfilter sind oft alles andere als Trivial und nicht umsonst gibt es Unternehmen die Spezialisiert sind und die tricky details, begründet, für sich behalten.
Für eine Uralttechnik bin ich auch schonmal mit Anfragen konfrontiert gewesen. Da war es schon wenig zumiutbar die Zeit zu investieren alte Doku zusammen zutragen, auf verfängliches zu Sichten und Blätterweise einzuscannen.
Mit dem Aushändigen der Doku gab es auch gleich den "Spruch - nachfragen zwecklos. Macht keienr mehr, büffelt sich keienr mehr rein" ... oder "Stundensatz x00 - ohen Erfolgversprechen"!
Für 'nen Oldtimer mit Tankentlüftung, den ich auf Ewigkeiten in eine Garage stelle und 2x im Jahr spazieren fahre würde ich mir nicht den Kopf zerbrechen oder pragmatisch 'ne fette AKohlekartusche am Schaluch hängen und vor Inbetriebnahme entfernen.
@GaryK
Hat da eventuell noch etwas Wissen zu.
Und erklären kann er auch ganz gut. 
Gruß