DE10129437A1

DE10129437A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10129437A1
Application number: DE10129437A
Authority: DE
Inventors: Christoph Buehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-01-02
Also published as: US20040011337A1; WO2003002365A1; JP2004521255A; EP1401671A1

Abstract

Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist einen Kraftstoffvorratsbehälter (12) auf, der mehrere Teilbereiche (14, 16) aufweist, deren Böden (15, 17) voneinamder getrennt sind, und in dem ein Förderaggregat (20) angeordnet ist, durch das Kraftstoff zumindest mittelbar aus einem ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) zu einer Brennkraftmaschine (10) des Kraftfahrzeugs gefördert wird. Durch eine Strahlpumpe (40) wird Kraftstoff aus einem anderen Teilbereich (16) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) in dessen ersten Teilbereich (14) gefördert, wobei die Strahlpumpe (40) eine Treibmengenzuführung (50) aufweist, durch die der Strahlpumpe (40) eine Treibmenge an Kraftstoff zugeführt wird und wobei die Strahlpumpe (40) eine Förderleitung (42, 56) aufweist, durch die der von der Strahlpumpe (40) geförderte Kraftstoff in den ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) gelangt. Die Strahlpumpe (40) weist in ihrer Treibmittelzuführung (50) ein Druckbegrenzungsventil (70) auf, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks öffnet und eine Teilmenge der der Strahlpumpe (40) zugeführten Treibmenge an Kraftstoff abströmen läßt, wobei die durch das Druckbegrenzungsventil (70) abgesteuerte Teilmenge an Kraftstoff der Förderleitung (42, 56) der Strahlpumpe (40) oder separat dem ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) zugeführt wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Kraftstoffversorgungseinrichtung ist durch die DE 39 15 185 C1 bekannt. Diese Kraftstoffversorgungseinrichtung weist einen Kraftstoffvorratsbehälter auf, der mehrere Teilbereiche aufweist, deren Böden voneinander getrennt sind. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist außerdem ein Förderaggregat auf, durch das Kraftstoff aus einem ersten Teilbereich des Kraftstoffvorratsbehälters zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs gefördert wird. Im ersten Teilbereich des Kraftstoffvorratsbehälters ist dabei ein Staubehälter angeordnet, aus dem das Förderaggregat Kraftstoff ansaugt. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist außerdem eine Strahlpumpe auf, durch die Kraftstoff aus einem weiteren Teilbereich des Kraftstoffvorratsbehälters in den ersten Teilbereich oder in den in diesem angeordneten Staubehälter gefördert wird. Die Strahlpumpe weist eine Treibmittelzuführung auf, durch die dieser für deren Betrieb eine Treibmenge zugeführt wird. Die Strahlpumpe weist außerdem eine Förderleitung auf, durch die die Treibmenge und die durch die Strahlpumpe aus dem weiteren Teilbereich des Kraftstoffvorratsbehälters angesaugte Kraftstoffmenge in den ersten Teilbereich bzw. den Staubehälter gelangt. Die Treibmenge wird der Strahlpumpe durch eine Rücklaufleitung zugeführt, durch die vom Förderaggregat geförderter und von der Brennkraftmaschine nicht verbrauchter Kraftstoff in den Kraftstoffvorratsbehälter zurückgeführt wird. Die Rücklaufleitung kann von einem Druckregler abführen, durch den der Druck des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs geregelt wird. Durch die Strahlpumpe kann dabei jedoch die Charakteristik des Druckreglers nachteilig beeinflußt werden, da durch die Strahlpumpe abhängig von der dieser zugeführten Treibmenge ein veränderlicher Druck in der Rücklaufleitung erzeugt wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Druckbegrenzungsventil der durch die Strahlpumpe in der Treibmittelzuführleitung erzeugte Druck begrenzt ist und die durch das Druckbegrenzungsventil abgesteuerte Kraftstoffteilmenge weiterhin zur Befüllung des ersten Teilbereichs des Kraftstoffvorratsbehälters genutzt wird.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 stellt sicher, daß das Förderaggregat aus einem ausreichenden Kraftstoffvorrat ansaugen kann. Die Ausbildungen gemäß Anspruch 4 und 5 ermöglichen einen guten Wirkungsgrad der Strahlpumpe. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht einen einfachen Aufbau und eine einfache Herstellung der Strahlpumpe.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung mit einer Strahlpumpe und Fig. 2 die Strahlpumpe in vergrößerter Darstellung in einem Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine 10 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine 10 weist eine Einspritzanlage auf, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist einen Kraftstoffvorratsbehälter 12 auf, der mehrere, beispielsweise zwei Teilbereiche 14, 16 aufweist, deren Böden 15, 17 voneinander getrennt sind. Zwischen den Teilbereichen 14, 16 ist ein Höcker oder Sattel 18 vorgesehen, durch den die Böden 15, 17 voneinander getrennt sind. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist ein in einem ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 angeordnetes Förderaggregat 20 auf, das einen Elektromotor 22 als Antrieb aufweist, durch den ein Pumpenteil 24 angetrieben wird. Der Elektromotor 22 und der Pumpenteil 24 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 26 angeordnet. Vorzugsweise ist im ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 ein topfförmiger Staubehälter 28 angeordnet, dessen Volumen geringer ist als das des ersten Teilbereichs 14. Das Förderaggregat 20 saugt Kraftstoff aus dem Staubehälter 28 an und fördert diesen zur Brennkraftmaschine 10. Im ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 ist eine erste Strahlpumpe 30angeordnet, die Kraftstoff aus dem Teilbereich 14 in den Staubehälter 28 fördert. Der Strahlpumpe 30 wird über eine Leitung 32 eine Treibmenge an Kraftstoff zugeführt, durch die über eine Saugöffnung 34 zusätzlicher Kraftstoff aus dem ersten Teilbereich 14 angesaugt und in den Staubehälter 28 gefördert wird. Die Strahlpumpe 30 kann am Staubehälter 28 angeordnet sein oder getrennt von diesem.
Die Kraftstoffversorgungseinrichtung kann außerdem eine Druckreglereinrichtung 36 aufweisen, durch die der Druck des zur Brennkraftmaschine 10 geförderten Kraftstoffs geregelt wird. Die Druckreglereinrichtung 36 kann innerhalb des Kraftstoffvorratsbehälters 12 angeordnet sein und weist einen Rücklaufanschluß 38 auf, durch den von der Druckreglereinrichtung 36 bei Überschreiten des vorgegebenen Drucks Kraftstoff abgesteuert wird. Die Leitung 32 zur Strahlpumpe 30, durch die dieser die Treibmenge zugeführt wird, kann mit dem Rücklaufanschluß 38 der Druckreglereinrichtung 36 verbunden sein, so daß als Treibmenge für die Strahlpumpe 30 die von der Druckreglereinrichtung 36 abgesteuerte Kraftstoffmenge genutzt wird. Alternativ kann die Leitung 32 zur Strahlpumpe 30 auch von der Druckseite des Förderaggregats 20 stromaufwärts vor der Druckreglereinrichtung 36 abzweigen, so daß als Treibmenge für die Strahlpumpe 30 ein Teil des vom Förderaggregat 20 geförderten Kraftstoffs genutzt wird. Die Druckreglereinrichtung 36 kann in diesem Fall auch entfallen.
Im zweiten Teilbereich 16 des Kraftstoffbehälters 12 ist eine weitere Strahlpumpe 40 angeordnet, die Kraftstoff über den Sattel 18 aus dem zweiten Teilbereich durch eine Förderleitung 42 in den ersten Teilbereich 14 fördert. Die Förderleitung 42 kann in den ersten Teilbereich 14 oder in den in diesem angeordneten Staubehälter 28 münden. Der Strahlpumpe 40 wird über eine Leitung 44 die für deren Betrieb erforderliche Treibmenge zugeführt. Die Leitung 44 kann mit dem Rücklaufanschluß 38 der Druckreglereinrichtung 36 verbunden sein. Die Strahlpumpe 40 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt anhand der die Strahlpumpe 40 nachfolgend näher erläutert wird.
Die Strahlpumpe 40 weist einen Grundkörper 46 auf, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht und durch Spritzgießen hergestellt ist. Der Grundkörper 46 weist einen Anschluß 48, beispielsweise in Form eines Stutzens, für die Leitung 44 auf, durch die der Strahlpumpe 40 die Treibmenge zugeführt wird. Ausgehend vom Anschluß 48 ist im Grundkörper 46 ein Kanal 50 ausgebildet, der sich an seinem dem Anschluß 48 abgewandten Ende zur Bildung einer Düse 52 verengt. Die Düse 52 kann einstückig am Grundkörper 46 ausgebildet sein oder als separates Teil in den Kanal 50 eingesetzt sein. An die Düse 52 schließt sich dem Kanal 50 abgewandt eine Saugöffnung 54 der Strahlpumpe 40 an. An die der Düse 52 abgewandte Seite der Saugöffnung 54 schließt sich ein weiterer Kanal 56 an, der in einem Rohrfortsatz 57 des Grundkörpers 46 ausgebildet ist. Der Kanal 50, die Düse 52 und der Kanal 56 sind zumindest annähernd koaxial zueinander angeordnet. Der Kanal 56 mündet der Saugöffnung 54 abgewandt in einem Anschluß 58, beispielsweise in Form eines Stutzens, für die Förderleitung 42.
Vom Kanal 50 führt vor der Düse 52 ein Entlastungskanal 60 im Grundkörper 46 ab, der in einer im Grundkörper 46 ausgebildeten Vertiefung 62 mündet. Der Entlastungskanal 60 verläuft beispielsweise etwa senkrecht zum Kanal 50, kann jedoch auch in beliebiger Weise geneigt zum Kanal 50 verlaufen. In der Vertiefung 62 ist ein Schließelement 64, beispielsweise in Form einer Kugel, angeordnet, durch das der Entlastungskanal 60 verschließbar ist. Das Schließelement 64 wirkt mit der Mündung 66 des Entlastungskanal 60 in der Vertiefung 62 als Ventilsitz zusammen. Das Schließelement 64 wird durch eine vorgespannte Feder 68 gegen den Ventilsitz 66 gepresst. Die Feder 68 kann beispielsweise als eine einseitig im Grundkörper 46 eingespannte Blattfeder ausgebildet sein, die mit ihrem freien Ende am Schließelement 64 angreift. Der Entlastungskanal 60, das Schließelement 64 und die Feder 68 bilden ein Druckbegrenzungsventil 70, das bei Überschreiten eines durch die Vorspannung der Feder 68 bestimmten Drucks im Kanal 50 der Strahlpumpe 40, der deren Treibmittelzuführung darstellt, öffnet und einen Teil der der Strahlpumpe 40 zugeführten Treibmenge abströmen läßt.
Von der Vertiefung 62 führt ein Kanal 72 ab, der in einem Anschluß 74, beispielsweise in Form eines Stutzens, mündet. Der Kanal 72 verläuft beispielsweise etwa parallel zum Kanal 50, kann jedoch auch in beliebiger Weise geneigt zum Kanal 50 verlaufen. Die Vertiefung 62 ist mit einem Deckel 76 dicht verschlossen, der mit dem Grundkörper 46 verbunden ist, beispielsweise mit diesem verklebt oder verschweißt ist.
Am Rohrfortsatz 57 des Grundkörpers 46 ist mit Abstand von der Saugöffnung 54 ein Stutzen 78 angeordnet, der in den Kanal 56 mündet. Der Stutzen 78 ist bezogen auf die Strömungsrichtung des Kraftstoffs im Kanal 56 unter einem spitzen Winkel α zum Kanal 56 geneigt angeordnet. Der Stutzen 78 ist vorzugsweise einstückig am Rohrfortsatz 57 ausgebildet, kann jedoch auch als separates Teil mit diesem verbunden sein. Auf den Stutzen 78 ist eine Leitung 80 aufgesteckt, die an ihrem anderen Ende auf den Stutzen 74 aufgesteckt ist. Der Durchflußquerschnitt des Stutzens 78 ist vorzugsweise kleiner als der Durchflußquerschnitt des Kanals 56. Der Durchflußquerschnitt des Stutzens 78 sowie der Winkel α, unter dem dieser zum Kanal 56 geneigt ist, ist derart gewählt, daß der Wirkungsgrad der Strahlpumpe 40 möglichst gut ist. An den Rohrfortsatz 57 mit dem Kanal 56 ist die Förderleitung 42 der Strahlpumpe 40 angeschlossen und der Kanal 56 bildet einen Teil der Förderleitung 42 von der Strahlpumpe 40 zum ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffvorratsbehälters 12.
Nachfolgend wird die Funktion der Strahlpumpe 40 erläutert. Die der Strahlpumpe 40 über die Leitung 44 zugeführte Treibmenge an Kraftstoff strömt durch den Kanal 50 und tritt aus diesem durch die Düse 52 aus. Infolge des verringerten Durchtrittsquerschnitts der Düse 52 wird der Kraftstoff beschleunigt, so daß durch die Saugöffnung 54 Kraftstoff aus dem zweiten Teilbereich 16 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 angesaugt wird. Die durch die Düse 52 austretende Treibmenge des Kraftstoffs und die durch die Saugöffnung 54 angesaugte Menge an Kraftstoff tritt in den Kanal 56 des Rohrfortsatzes 57 ein und gelangt durch die Förderleitung 42 in den ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 bzw. in den dort angeordneten Staubehälter 28. Wenn der Druck im Kanal 50 der Strahlpumpe 40 geringer ist als der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 70, so ist dieses geschlossen, so daß kein Kraftstoff über den Entlastungskanal 60 abströmen kann. Die gesamte der Strahlpumpe 40 zugeführte Treibmenge tritt dann durch die Düse 52 hindurch.
Wenn der Druck im Kanal 50 der Strahlpumpe 40 den Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 70 überschreitet, so öffnet dieses und Kraftstoff strömt aus dem Kanal 50 ab. Es tritt dann nur noch eine Teilmenge der der Strahlpumpe 40 zugeführten Treibmenge an Kraftstoff durch die Düse 52 hindurch. Die durch das geöffnete Druckbegrenzungsventil 70 abgesteuerte Teilmenge an Kraftstoff wird über die Leitung 80 und den Stutzen 78 dem Kanal 56 zugeführt. Die durch die Strahlpumpe 40 geförderte Kraftstoffmenge ist bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil 70 verringert, da die durch das Druckbegrenzungsventil 70 abgesteuerte Teilmenge an Kraftstoff nicht für die Kraftstofförderung genutzt wird, sondern direkt in den ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffbehälters 12 bzw. den in diesem angeordneten Staubehälter 28 gelangt. Die durch das Druckbegrenzungsventil 70 abgesteuerte Teilmenge an Kraftstoff gelangt jedoch nicht in den zweiten Teilbereich 16 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 sondern wird für die Befüllung des ersten Teilbereichs 14 bzw. des darin angeordneten Staubehälters 28 genutzt.
Alternativ zu der vorstehend erläuterten Ausführung kann auch der Stutzen 78 am Rohrfortsatz 57 des Grundkörpers 46 der Strahlpumpe 40 entfallen und die durch das Druckbegrenzungsventil 70 abgesteuerte Teilmenge an Kraftstoff über eine separate Förderleitung dem ersten Teilbereich 14 des Kraftstoffvorratsbehälters 12 bzw. dem in diesem angeordneten Staubehälter 28 zugeführt werden.
Durch das Druckbegrenzungsventil 70 wird ein zumindest annähernd konstanter Druck im Kanal 50 der Strahlpumpe 40 und der in diesen mündenden Leitung 44 eingestellt.
Hierdurch werden störende Rückwirkungen auf die Druckregeleinrichtung 36 vermieden, die bei veränderlichem Druck in der Strahlpumpe 40 auftreten könnten.

Claims

1. Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (12), der mehrere Teilbereiche (14, 16) aufweist, deren Böden (15, 17) voneinander getrennt sind, mit einem Förderaggregat (20), durch das Kraftstoff zumindest mittelbar aus einem ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) zu einer Brennkraftmaschine (10) des Kraftfahrzeugs gefördert wird, und mit einer Strahlpumpe (40), durch die Kraftstoff aus einem anderen Teilbereich (16) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) in dessen ersten Teilbereich (14) gefördert wird, wobei die Strahlpumpe (40) eine mit einer Leitung (44) verbundene Treibmengenzuführung (50) aufweist, durch die der Strahlpumpe (40) eine Treibmenge an Kraftstoff zugeführt wird, und wobei die Strahlpumpe (40) eine Förderleitung (42) aufweist, durch die der von der Strahlpumpe (40) geförderte Kraftstoff in den ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (40) in ihrer Treibmittelzuführung (50) ein Druckbegrenzungsventil (70) aufweist, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks öffnet und eine Teilmenge der der Strahlpumpe (40) zugeführten Treibmenge an Kraftstoff abströmen läßt und daß die durch das Druckbegrenzungsventil (70) abgesteuerte Teilmenge an Kraftstoff der Förderleitung (42, 56) der Strahlpumpe (40) oder separat dem ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) zugeführt wird.

2. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Teilbereich (14) des Kraftstoffvorratsbehälters (12) ein Staubehälter (28) angeordnet ist, aus dem das Kraftstoffförderaggregat (20) Kraftstoff ansaugt und daß die Strahlpumpe (40) Kraftstoff in den Staubehälter (28) fördert.

3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Druckbegrenzungsventil (70) abgesteuerte Kraftstoffteilmenge dem Staubehälter (28) zugeführt wird.

4. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Druckbegrenzungsventil (70) abgesteuerte Kraftstoffteilmenge über eine Leitung (78, 80) der Förderleitung (42, 56) der Strahlpumpe (40) zugeführt wird und daß die Leitung (78) unter einem spitzen Winkel (α) in die Förderleitung (42, 56) mündet.

5. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (78, 80) im Bereich ihrer Mündung in die Förderleitung (42, 56) einen geringeren Durchflußquerschnitt aufweist als die Förderleitung (42, 56).

6. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (40) einen Grundkörper (46) aufweist, an dem die Treibmengenzuführung (50) und ein Teil (56, 57) der Förderleitung (42) einstückig ausgebildet sind und daß am Teil (56, 57) der Förderleitung (42) ein Anschlußstutzen (78) für die Leitung (80) der vom Druckbegrenzungsventil (70) abgesteuerten Kraftstoffteilmenge einstückig ausgebildet ist.

7. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Druckregeleinrichtung (36) aufweist, durch die der Druck des der Brennkraftmaschine (10) zugeführten Kraftstoffs geregelt wird und daß die durch die Druckregeleinrichtung (36) abgesteuerte Kraftstoffmenge der Strahlpumpe (40) als Treibmenge zugeführt wird.