CN102596623A - 用于机动车辆的燃料箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的燃料箱(1)，具有用于通风和排气的机构以及用于向机动车辆的内燃机(10)输送燃料的机构，其包括：至少一个在燃料箱(1)中设置在防溅油箱(5)内部的燃料输送泵(6)，所述防溅油箱设置在燃料箱中；至少一个由燃料输送泵(6)的供应流(9)供给的抽吸喷射泵(8)，用于填充防溅油箱和/或用于向防溅油箱(5)或向燃料箱的设有防溅油箱(5)的容积中排空设置在燃料箱内部的或由燃料箱构成的至少一个另外的容积。根据本发明的燃料箱的特征在于，至少一个抽吸喷射泵(8)这样接通，使得所述抽吸喷射泵交替地根据燃料箱液位由在燃料箱内部设置或构成的多个容积(3、4、12)取得燃料，或者使得所述抽吸喷射泵根据燃料箱液位能间歇地运行。

Description

用于机动车辆的燃料箱
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的燃料箱，具有用于通风和排气的机构以及用于向机动车辆的内燃机输送燃料的机构，所述燃料箱包括：至少一个燃料输送泵，所述燃料输送泵在燃料箱中优选设置在防溅油箱的内部的，所述防溅油箱设置在燃料箱中；至少一个由燃料输送泵的供应流供给的抽吸喷射泵，用于填充至少一个防溅油箱和/或用于向防溅油箱或向燃料箱的设有防溅油箱的容积中排空至少一个设置在燃料箱内部的、由燃料箱构成的另外的容积。
本发明还涉及一种用于运行用于向机动车辆的内燃机供应燃料的燃料供应装置的方法，其中燃料供应装置具有：至少一个用于机动车辆的燃料箱，所述燃料箱具有用于通风和排气的机构；至少一个燃料输送泵，所述燃料输送泵在燃料箱中防溅油箱的内部，所述防溅油箱设置在燃料箱中；至少一个由燃料输送泵的供应流供给的抽吸喷射泵，用于填充至少一个防溅油箱和/或用于向防溅油箱或向燃料箱的设有防溅油箱的容积内排空至少一个在燃料箱内部设置或构成的、连通的第二燃料容积。
背景技术
这种燃料箱例如由EP 1 706 287B1已知。
特别是在燃料箱的几何形状复杂时并具有分散的相互连通的部分容积时，抽吸喷射泵通常用于总能确保对只设置在燃料箱的一部分中的燃料泵进行供给。
通常所述燃料泵集成在所谓的输送单元中，所述输送单元包括防溅油箱。所述防溅油箱主要用于在由于行驶动力学导致的燃料的浪涌或摇荡运动时总能确保对燃料泵的供应或防止对于供应燃料泵必需的燃料在燃料箱内来回摇荡。为此，燃料由燃料箱的其他容积通过抽吸喷射泵泵送到防溅油箱中。从这里开始，燃料输送泵承担燃料向动力系统的内燃机的输送。通常即使在燃料箱最简单的几何形状下也需要至少一个抽吸喷射泵，所述抽吸喷射泵由燃料箱容积向防溅油箱进行输送。
在燃料箱的几何形状复杂时，例如在乘用车中经常使用的鞍状油箱，在燃料箱的一个容积内设置至少一个另外的抽吸喷射泵，该容积通过鞍状部(燃料箱的收缩部)与相应的另一个燃料箱容积连通。通常只在一个燃料箱容积中设置具有位于其中的燃料泵的输送单元，相反在另一个燃料箱容积中设置抽吸喷射泵。
抽吸喷射泵通常按文杜里原理起作用并且为了运行需要燃料的驱动介质射束，所述驱动介质射束由内燃机的燃料回流和/或燃料供应流中获得。最近一段时间以来，通常在燃料输送系统中使用按需要调节的燃料输送泵，在所述燃料输送泵中燃料泵的输送功率根据机动车辆的内燃机的燃料需求来调节。在这种系统中，必须从供应流中获得用于一个或多个抽吸喷射泵的驱动介质射束。很明显，必须由燃料泵附加地输送必须的驱动介质量。这根据燃料箱中的抽吸喷射泵的数量和分布会导致对电动泵的这样的总负荷，所述总负荷对耗电、低压特性和为内燃机提供的输送量产生不利影响。
这个问题已经在EP 1 707 287B1中提及，在该文件中指出，前面所述的燃料输送系统的配置的不利之处在于，抽吸喷射泵在任何情况下都必须这样设计尺寸，使得抽吸喷射泵在即使在燃料泵的输送压力较低时也能过输送足够的燃料。但这会导致在多数工作状态下抽吸喷射泵不必要地获得很多燃料作为驱动介质，这要求使用功率特别大的泵。EP 1 706 287B1因此建议，在通向抽吸喷射泵的驱动介质管道中设置压力相关的容积流量降低阀，所述容积流量降低阀在燃料泵的输送压力升高时对输送给抽吸喷射泵的燃料容积流进行节流。以这种方式和形式，特别是在按需调节的输送单元中避免了不必要地向抽吸喷射泵输送燃料。
但这种解决方案不适用于具有多个需要排空的容积的复杂的系统。随着抽吸喷射泵的数量的提高，会出现提供的内燃机的燃料量的不断降低，从而最终必须相应地设计燃料泵的尺寸。
发明内容
因此本发明的目的在于，进一步降低为了排空各个设置在燃料箱中的容积的、用于抽吸喷射泵的燃料驱动介质量(Treibmenge)。
所述目的首先通过一种用于机动车辆的燃料箱来实现，所述燃料箱具有用于通风和排气的机构，以及具有用于向机动车辆的内燃机输送燃料的机构，包括至少一个在燃料箱中设置在设在燃料箱中的防溅油箱内部的燃料输送泵、至少一个由燃料泵的供应流供给的抽吸喷射泵，所述抽吸喷射泵用于填充防溅油箱和/或用于向防溅油箱中或燃料箱的设有防溅油箱的容积中对至少一个在燃料箱内部设置的或有燃料箱形成的另外的容积进行排空，其中燃料箱的特征在于，这样开关抽吸喷射泵，使得所述抽吸喷射泵交替地根据燃料箱液位由设置或构成在燃料箱内部的多个容积取得燃料，或者使得所述抽吸喷射泵根据燃料箱液位能间歇地运行。优选设有至少一个同样由供应流供给的第二抽吸喷射泵。
本发明基于这样的构思，即，只是暂时地需要用于在燃料箱内部需要输送的燃料的全输送能力，从而不需要持续地输送驱动介质量。这里可以设定，一个抽吸喷射泵交替地从燃料箱的不同容积取得燃料，或者例如对于鞍状油箱，抽吸喷射泵只有在燃料箱液位要求这样时才接通。
在本发明的范围内，容积不一定是指燃料箱中的燃料容积，而是也可以指在燃料箱中设置的分开的容积，例如通风和排气系统的容积，同样可以主动地由这些容积提取或输送燃料。在本发明的一个优选的实施方案中设定，至少一个抽吸喷射泵经由至少两个抽吸管道连接在多个需排空的容积上，其中在抽吸路径的内部设有能够根据液位开关的阀，所述阀根据液位打开一个抽吸管道。这里同样可以设定，所述阀关闭相应的另一个抽吸管道，以便例如防止例如被抽吸的气体导致相关的抽吸喷射泵停机/故障。
在根据本发明的燃料箱的一个适宜的方案中设定，抽吸喷射泵连接在燃料箱通风和排气装置的至少一个构造成液体捕集器的收集容器上。特别是在机动车辆或燃料箱运行中给燃料箱通风时，由于行驶动力通常会夹带相当数量的液相的碳氢化合物。这种对燃料的夹带被称为“带液(liquid carry-over)”。为此在排气路径中通常设置滴液(Ausperl)容器或收集容器，液态的碳氢化合物在所述滴液容器或收集容器中沉积。当燃料箱中的液位较低时，通常自动地、即由重力作用引起地向燃料箱的燃料容积中排空所述收集容器。当燃料箱中的液位较高时，通常不能进行这种排空，从而为此设定，主动地排空收集容器。为此例如可以将抽吸喷射泵的抽吸侧连接在相关的收集容器上。
本发明基于这样的构思，即，为了排空相关的收集容器可以使用一个抽吸喷射泵，该抽吸喷射泵在正常情况下用于排空燃料箱的另一个燃料容积，因为只在燃料箱液位高时才考虑排空收集容器，并且此时通常不需要所述抽吸喷射泵来排空燃料箱连通的燃料容积。
接通抽吸喷射泵所需要的阀可以经由至少一个设置在燃料箱内部的液位探测器直接或间接地开关。
例如所述阀可以经由至少一个设置在收集容器内部的液位探测器直接或间接地操作，其中，收集容器构造成，使得在燃料箱中的液位较低时通过重力作用的操作向燃料箱中排空该收集容器。如果在收集容器的内部液位升高，则浮子优选操作抽吸喷射泵的抽吸路径中的阀，使得所述抽吸喷射泵能够排空收集容器，只有在燃料箱中的燃料液面较高时才会出现这种情况。
可选地可以设定，所述阀直接经由设置在燃料箱内部的浮子操作。这种变型方案包括燃料箱内部的容积的任意构型以及抽吸喷射泵的任意布置。特别适宜的是，所述阀能够通过至少一个液位探测器提供的液位信号电磁地操作。
本发明的目的还通过一种用于运行向机动车辆的内燃机供应燃料的燃料供应装置的方法来实现，其中燃料供应装置包括：至少一个用于机动车辆的燃料箱，所述燃料箱具有用于通风和排气的机构；至少一个在燃料箱中设置在设在这里的防溅油箱内部的燃料输送泵；以及至少一个由燃料泵的供应流供给的抽吸喷射泵，用于对填充防溅油箱和/或排空至少一个在燃料箱内部设置或构成的连通的第二燃料容积，所述排空向防溅油箱中或向内部设置有防溅油箱的容积中进行，其中所述方法的特征在于，只有当燃料箱液位降低到确定的预先规定的液面之下时，才利用一个抽吸喷射泵或必要时另一个抽吸喷射泵实现所述第二或另一个燃料容积的排空。
在本发明的所述方法的一个变型方案中，只有当液位降低到燃料箱的相关容积不再必然相互连通时，才对第二或另一个燃料容积进行主动排空。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例来说明本发明。其中：
图1示出在根据现有技术的具有多个抽吸喷射泵的燃料箱的燃料供应系统中燃料流分布的示意图，
图2非常简化并且象征性地示出根据本发明的燃料箱的示意图，
图3用针对确定功能的线路图示出没有燃料箱的燃料供应系统的简化示意图，
图4示出按本发明设置在抽吸喷射泵的抽吸路径中的阀的一种可能的实施形式的简化图，
图5a、5b示出所述阀的另一种实施形式，
图6a、6b示出连接在抽吸喷射泵的抽吸路径上的收集容器的简化的示意图。
具体实施方式
首先参考图1，在图1中用图形示出燃料(Treibstoff)流或燃料量，所述燃料流或燃料量由燃料输送泵控制。在当前的SUV(运动型多用途汽车)内燃机在满负荷区域最高输送60l/h的燃料。由内燃机取用的燃料的容积流在图1中用M1表示。附加地用于调节燃料泵所需的推进剂的量在图1中用R1表示。此外，燃料泵必须提供抽吸喷射泵所需的燃料的驱动介质量，在图1中用SSP1、SSP2和SSP3表示。这些分容积流中的每个都可以在约4bar的输送压力下达到15l/h，从而在燃料箱中设置三个抽吸喷射泵时需要约每小时45l燃料的驱动介质体积。
根据本发明设定，这样来降低驱动介质量，即或者是一个抽吸喷射泵交替地由燃料箱的多个容积获取燃料，或者必要时所述抽吸喷射泵间歇式地运行并且根据在图2中示出的燃料箱1的液位运行。在图1中示出的燃料箱1按已知的方式和形式构造成用于乘用车的塑料燃料箱。在所述的实施例中所述燃料箱构造成具有两个通过收缩部2分开的燃料容积3、4的鞍状油箱。为了简单起见，在图中省去了设置在燃料箱1上的填入口以及其他功能构件。
燃料箱1还包括防溅油箱5，所述防溅油箱在图2中设置在右边的燃料箱容积4中。防溅油箱5的设置形式对于本发明是不重要的。防溅油箱是燃料输送单元的一部分，所述燃料输送单元主要包括燃料输送泵6和至少一个液位探测器7。由图中不能清楚地看到的是，液位探测器7铰接在防溅油箱5的外侧上并在最简单的情况下可以构成具有浮子体的杠杆探测器。液位探测器7的位置按已知的方式和形式产生电信号，所述电信号通过相应的没有示出的电子构件传输给车辆电子设备。
在图1的示意图中用8表示抽吸喷射泵，所述抽吸喷射泵构造成所谓吸入式的抽吸喷射泵并按文杜里原理工作。进气射束通过从到内燃机10的燃料供应流9中分支出来的驱动介质射束11产生。在抽吸侧，抽吸喷射泵8一方面连接在与包括燃料输送单元的燃料容积4相对置地设置的燃料容积3上，另一方面抽吸喷射泵8连接在燃料箱1的通风及排气装置的收集容器12上。可选地，抽吸喷射泵8可以连接在多个燃料容积上，例如可以设想这样的情况，燃料箱1包括多于两个引导燃料的并相互连通的容积。
根据本发明的燃料箱1的通风及排气装置同样在图中非常简化和示意性地示出。该通风及排气装置例如包括两个排气阀13以及一个液位限制阀14。排气阀13也可以构造成翻车安全阀(Rollover-Ventile)。排气阀13以及液位限制阀14通过相应的排气管道与收集容器13连通，所述收集容器又连接在设置在燃料箱1外部的燃料蒸汽过滤器15上。收集容器用于容纳在对燃料箱1进行排气时夹带的处于液相的碳氢化合物。特别是在通过行驶动力引起的燃料浪涌运动时，会有相当数量的碳氢化合物滴被夹带在气流中，所述碳氢化合物滴不允许被带到燃料蒸汽过滤器15。所述燃料蒸汽过滤器通常包括一个或多个用活性炭填充的腔室，在被液态的碳氢化合物润湿时这些腔室的吸附性会降低。
特别是在液位较高时不能确保重力引起的或由重力操作的对收集容器2的排空，从而对于这种情况在根据该实施例的燃料箱1中设置了通过抽吸喷射泵8进行的主动排空。
这里需要指出，设有至少一个另外的抽吸喷射泵，用于将油箱容积4中存在的燃料输送到防溅油箱5中。该抽吸喷射泵为了简化起见没有示出。
抽吸喷射泵8设有经由阀16分支的抽吸管道17a、b。抽吸管道的一部分17a通入燃料容积3中，抽吸管道的另一部分17b连接在收集容器12上。
阀16在图2中只是较为示意性地示出。在图3中示出没有燃料箱1的燃料输送系统，其中以液压线路图形式示出阀开关功能。所述阀构造成能电磁操作的二位二通阀，其中图3上面的视图示出在燃料箱液位较高时阀的切换位置，在图3下部的视图中示出在燃料箱液位较低时阀的切换位置。在燃料箱液位较低时，通向燃料容积3的抽吸路径或抽吸管道17a被打开，相反，连接在收集容器12上的抽吸管道17b被闭锁，从而只有来自燃料容积3的燃料可以通过抽吸喷射泵8提取并可以被输送到防溅油箱5中。
在图3中在上部示出的视图中，通向收集容器12的抽吸管道17b被打开，相反另一个阀通路被闭锁。
附加地设置在收集容器中的翼形阀为了简单起见没有示出，该翼形阀在燃料箱液位较低时允许重力操作地排空收集容器。
用于操作阀16的电信号通过燃料输送单元中的只是示意性示出的控制单元18产生。由控制单元18产生的信号通过液位探测器7触发。
图4中示出对阀16进行控制的另一个比较简单的方案。在图4中示出抽吸管道17a、17b的一个管道分支，在该管道分支中作为阀设置有杠杆操作的关闭闸门19。所述关闭闸门通过操作杠杆20与浮子体21连接，所述浮子体在浮起的状态下，就是说在燃料箱液位较大时使关闭闸门运动到实线绘制的位置，在该位置中，抽吸管道17a封闭，而通向抽吸管道的收集容器12的一部分17b打开。
在图5a和5b中示出阀16的构造和操作的另一个方案。这里相同的构件用相同的附图标记表示。关闭闸门19由可磁化的材料组成并与铁磁性的浮子体21以磁力的方式共同作用，所述浮子体在浮起时(图5a)使关闭闸门19运动到打开抽吸管道17a的位置，在液位下降时(图5b)打开抽吸管道17b并同时封闭抽吸管道17a。
图6a和6b示出开关阀16的另一个方案。这里连接在收集容器12上的抽吸管道17b利用设置在收集容器12内部的浮子体21封闭。
附加地在抽吸管道17b中设置弹簧加载的止回阀22。该止回阀总是设置在抽吸管道的部分17b的内部。
图6a示出在收集容器内部的液位较低时收集容器12的状态，这等同于燃料箱1中的液位较低。在这个状态下，原则上可以通过收集容器12的另一个没有示出的、利用阀封闭的开口实现重力操作地排空收集容器12。燃料箱的液位这里通常下降到这样的程度，使得燃料容积3和4不再相互连通。浮子体21封闭抽吸管道12b，抽吸喷射泵8只通过抽吸管道17a从燃料容积3中提取燃料。
图6b示出这样的状态，在该状态下浮子体21在收集容器12中浮起，这是通过这里液面升高而引起的。抽吸管道17b被打开。相反抽吸管道17a没有被闭锁，这在该实施例中是无害的，因为燃料容积3a用燃料填满，因此不存在抽吸气体的危险。
在前面所述的实施例中，通过相应地经由阀16接通这里所述的抽吸喷射泵8，可以省去用于排空收集容器12或其他设置在燃料箱1中的容积的另一个或单独的抽吸喷射泵或多个抽吸喷射泵。
附图标记列表
1         燃料箱
2         收缩部
3、4      燃料容积
5         防溅油箱
6         燃料输送泵
7         液位探测器
8         抽吸喷射泵
9         燃料供应流
10        内燃机
11        驱动介质射束
12        收集容器
13        排气阀
14        液位限制阀
15        燃料蒸汽过滤器
16        阀
17a、b    抽吸管道
18        控制单元
19        关闭闸门
20        操作杠杆
21        浮子体

Claims (10)

1.用于机动车辆(Kfz)的燃料箱(1)，具有用于通风和排气的机构以及用于向机动车辆的内燃机(10)输送燃料的机构，其包括：至少一个在燃料箱(1)内部设置的燃料输送泵(6)；至少一个由燃料输送泵(6)的供应流(9)供给的抽吸喷射泵，用于填充至少一个防溅油箱(5)和/或用于向防溅油箱(5)中或向燃料箱(1)的设有防溅油箱(5)的容积(4)中排空设置在燃料箱内部的或由燃料箱构成的至少一个另外的容积(3、12)；其特征在于，抽吸喷射泵(8)这样接通，使得所述抽吸喷射泵交替地根据燃料箱液位从在燃料箱(1)内部设置或构成的多个容积(3、4、12)中提取燃料，或者使得所述抽吸喷射泵根据燃料箱液位能间歇地运行。
2.根据权利要求1所述的燃料箱，其特征在于，设有至少一个同样由供应流供给的第二抽吸喷射泵，用于向防溅油箱(5)中或向燃料箱(1)的设有防溅油箱(5)的容积中排空至少一个在燃料箱(1)的内部形成的容积。
3.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，至少一个抽吸喷射泵(8)、优选是第二抽吸喷射泵通过至少两个抽吸管道(17a、17b)连接在需要排空的多个容积(3、4、12)上，其中在抽吸路径的内部设有至少一个根据液位能开关的阀(16)，所述阀根据液位打开一个抽吸管道(17a、17b)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料箱，其特征在于，抽吸喷射泵连接在通风及排气装置的至少一个构造成液体捕集器的收集容器(12)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料箱，其特征在于，所述阀(16)经由至少一个在燃料箱(1)内部设置的液位探测器(7)能直接或间接地开关。
6.根据权利要求4或5所述的燃料箱，其特征在于，所述阀(16)经由至少一个在收集容器(12)内部设置的液位探测器能直接或间接地操作，其中收集容器(12)构造成，使得该收集容器在燃料箱中的液位低时受重力操作地向燃料箱中排空。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料箱，其特征在于，阀(16)能直接地通过在燃料箱(1)内部设置的浮子操作。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料箱，其特征在于，阀(16)通过由至少一个液位探测器(7)提供的液位信号能电磁地操作。
9.用于运行向机动车辆的内燃机进行供应的燃料供应装置的方法，其中燃料供应装置包括：至少一个用于机动车辆的燃料箱，所述燃料箱具有用于通风和排气的机构；至少一个在燃料箱中设置在防溅油箱内部的燃料输送泵，所述防溅油箱设置燃料箱中；至少一个由燃料输送泵的供应流供给的抽吸喷射泵，用于对填充防溅油箱或用于向防溅油箱中或向内部设置有防溅油箱的容积中排空至少一个在燃料箱内部设置或构成的连通的第二燃料容积；其特征在于，只有当燃料箱液位降低到低于确定的预先规定的水平时，才利用所述抽吸喷射泵或必要时另一个抽吸喷射泵实现所述第二或另一个燃料容积的排空。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，只有当液位降低到燃料箱的各容积不再强制地相互连通时，才对第二或另一个燃料容积进行主动排空。
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