-
Bereich der Erfindung
-
Diese Erfindung betrifft Kraftstoffregler für Verbrennungsmotoranwendungen bei Kraftfahrzeugen.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Es ist bekannt, einen Kraftstoffdruckregler an einer Kraftstoffverteilerleiste zu befestigen, um den Druck des Kraftstoffs, der an die an der Kraftstoffverteilerleiste befestigten Einspritzdüsen geliefert wird, zu regeln. Der unter Druck stehende Kraftstoff, der zur Kraftstoffverteilerleiste gelangt, wird aus einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffversorgungsleitung gepumpt, und überschüssiger Kraftstoff wird vom Rücklaufanschluss des Kraftstoffdruckreglers durch eine Kraftstoffrücklaufleitung zum Tank zurückgeleitet. Diese Art von System wird ein Rücklaufsystem genannt. Ein typischer Kraftstoffregler, der bei diesem System verwendet wird, besitzt eine bewegliche Wand oder eine Membran, das den Regler an gegenüberliegenden Seiten in Kammern mit unterschiedlichen Drücken unterteilt. Der Unterschied im Druck bestimmt die Position der Membran, das wiederum die Höhe des Flusses durch den Regler bestimmt. Somit wird abhängig vom Druckunterschied an beiden Seiten der Membran der Fluss durch den Regler zu einem bestimmten Druck hin geregelt.
-
Eine andere Art des Kraftstoffeinspritzsystems besitzt keine Kraftstoffrücklaufleitung und wird rücklaufloses Kraftstoffsystem genannt. In diesem System steuert die Membran die Position eines Kugelventils, das durch Federkraft gegen einen Ventilsitz beaufschlagt wird. Kraftstoff fließt an der Feder und dem normalerweise geöffneten Kugelventil vorbei in eine Zelle an einer Seite der Membran, um zu einer Kraftstoffverteilerleiste zu strömen. Die gegenüberliegende Seite der Membran kann eine Vakuumreferenz besitzen. Anerkannterweise verschiebt der Druckunterschied zwischen den Kammern an den gegenüberliegenden Seiten der Membran die Membran, die wiederum einen Stab lagert, um das Kugelventil vom Sitz wegzubewegen oder es dem Kugelventil zu ermöglichen, sich unter dem Federdruck in Richtung des Sitzes zu bewegen.
-
Aus der
US 5,762,101 A ist eine Kraftstoffdruck-Regleranordnung bekannt, die eine Behälteranordnung und ein Ventilelement aufweist, wobei das Ventilelement eine den Kraftstofffluss leitende Oberfläche hat, die den Kraftstofffluss um 150–180° umlenkt, um die Empfindlichkeit des Ventilelements zu erhöhen.
-
Solche Systeme sind für eine Verwendung beim Leiten von Kraftstoff zu einer Kraftstoffverteilerleiste mit einem vorbestimmten geregelten Druck zufriedenstellend. Während solche Druckregler sich als zufriedenstellend herausgestellt haben, besteht die Notwendigkeit, die Leistung des Verbrennungsmotors zu maximieren, zu dem der Kraftstoff vom Kraftstoffdruckregler geliefert wird. Ein Verbrennungsmotor sollte keinen Kraftstoff erhalten, der Wirbel aufweist oder mit Luft durchsetzt ist. Um eine Wirbelströmung und einen mit Luft durchsetzten Kraftstoff zu vermeiden, ist es im Allgemeinen wünschenswert, ein konstantes Niveau an Kraftstoff innerhalb und um den Kraftstoffdruckregler aufrechtzuerhalten. Dies erfordert das Eintauchen des Kraftstoffdruckreglers in den Kraftstoff. Ein zusätzlicher Vorteil davon ist die mögliche Geräuschreduzierung. Es hat sich bei dem mechanischen Kraftstoffsystem eine Notwendigkeit für einen Kraftstoffdruckregler entwickelt, der die gewünschte Motorleistung auf eine einfache und billige Vorrichtung überträgt, die einen Kraftstoffdruckregler im Kraftstoff eingetaucht hält.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraft stoffdruckregler zu schaffen, der die Verwirbelung und die Luftbeimischung des Kraftstoffs, der zum Verbrennungsmotor strömt, reduziert und der die Geräusche oder die Vibration des Systems dämpft.
-
Diese Aufgaben werden durch eine Kraftstoffdruck-Regleranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Gemäß der Erfindung weist eine Kraftstoffdruck-Regleranordnung in einem Kraftstofftank auf: eine Behälteranordnung zum Eintauchen eines Kraftstoffdruckreglers in den Kraftstoff; ein Ventilelement zum Regeln eines Kraftstoffdrucks und zum Leiten von überschüssigem Kraftstofffluss in einem Kraftstoffsystem, wobei das Ventilelement auf einem Ventilsitz in einer geschlossenen Stellung ruht, um den Kraftstofffluss zu verhindern; und eine Kraftstoffabdeckung, um einen Kraftstofffluss, der aus der Kraftstoffdruck-Regleranordnung austritt, in den Kraftstofftank zu lenken und um den Kraftstoffdruckregler im Kraftstoff eingetaucht zu halten.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die Erfindung wird besser verständlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, wobei gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Teile beziehen.
-
1 zeigt eine Querschnittsansicht des Kraftstoffdruckreglers mit einer Kraftstoffabdeckung.
-
2 zeigt eine Querschnittsansicht des Kraftstoffdruckreglers mit einer Kraftstoffleitung zum Kraftstofftank.
-
3 zeigt eine Perspektivansicht einer Kraftstoffabdeckung.
-
4 zeigt eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform der Kraftstoffabdeckung.
-
Detaillierte Beschreibung
-
1 und 2 beziehen sich auf verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen eingetauchten Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10. Jede Ausführungsform weist eine Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10 auf, die einen Kraftstoffdruckregler 20 aufweist, der vorzugsweise in einem Kraftstofftank 30 angeordnet ist. Der Kraftstofftank 30 kann ein Kraftstoffbehälter sein (der in einem Kraftstofftank angeordnet ist) oder ein Kraftstofftank, bei dem die Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10 in der Leitung angeordnet ist, die auf der Versorgungsseite liegt oder in einem rücklauflosen System, bei dem überschüssiger Kraftstoff im Kraftstofftank 30 verbleibt und lediglich zu verbrauchender Kraftstoff zum Motor geschickt wird, zum Motor hin verläuft.
-
Wie auch in den 1 und 2 dargestellt ist, weist jede Ausführungsform ein Gehäuse 40 auf, um den Kraftstoffdruckregler 20 zu beinhalten und aufzunehmen. Das Gehäuse 40 dient als eine Wand, um den Sprühkraftstoff zu sammeln, der vom Kraftstoffdruckregler 20 freigegeben wird. Die bevorzugte Form des Gehäuses 40 ist im Allgemeinen rohrförmig, einschließlich der ovalen Form oder der Kreisform. Ebenso weist jede Ausführungsform ein Ventilelement 50 auf, das auf dem Kraftstoffdruckregler 20 angeordnet ist und es ermöglicht, dass Kraftstoff, der im Überdruckbereich liegt, den Kraftstoffdruckregler 20 verlässt, während der nicht im Überdruckbereich befindliche Kraftstoff im Kraftstoffdruckregler 20 zurückgehalten wird. Die bevorzugte Art des Ventilelements 50 kann eine konvexe Platte sein, aber andere Fachleute können eine flache Scheibe, ein vorgespanntes Element, eine Feder, ein Kugelventil oder ein anderes äquivalentes reliefartiges Ventil wählen. Wenn der Kraftstoffdruck den gewünschten Maximaldruck überschreitet, ermöglicht es das Ventilelement 50, das auf einem Ventilsitz 55 ruht, dass überschüssiger Kraftstoff den Kraftstoffdruckregler 20 verlässt und der Kraftstoff frei wird, um in eine Vielzahl von Richtungen auszuströmen. Der Ventilsitz 55 wirkt mit dem Ventilelement 50 zusammen, das beweglich zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung angeordnet ist. In einer geschlossenen Stellung kontaktiert das Ventilelement 50 die Sitzfläche des Ventilsitzes 55 und dichtet gegen diese ab, wodurch ein Kraftstofffluss am Ventilsitz 55 vorbei verhindert wird.
-
Unter Druck gesetzter Kraftstoff sammelt sich im Kraftstoffregler an, bis der unter Druck befindliche Kraftstoff die Bodenfläche des Ventilelements 50 kontaktiert. Der unter Druck befindliche Kraftstoff wird anschließend das Ventilelement 50 vom Ventilsitz 55 weg in eine offene Stellung drängen, die einen Kraftstofffluss ermöglicht. Das Ventilelement 50 kann eine frei schwebende Ausgestaltung sein, wenn sie nicht von anderen Komponenten der Anordnung festgehalten wird. Andere Fachleute können ein Ventilelement 50 am Kraftstoffregler 20 befestigen, wenn das Ventilelement 50 eine Öffnung (nicht dargestellt) oder einen anderen Freigabemechanismus (auch nicht dargestellt) aufweist, um den Druck und den Kraftstoff, der sich im Kraftstoffregler 20 ansammelt, freizugeben. Andere Fachleute können auch eine Schweißnaht, eine Bördelung oder ein Klemmelement verwenden, um das Ventilelement 50 am Ventilsitz 55 zu befestigen.
-
Ein Behältermittel kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Kraftstoffdruckregler 20 im Kraftstoff eingetaucht bleibt. Das erwartete Spritzmuster, die Einbauanforderungen und andere Faktoren werden die Art und die Geometrie des Behältermittels vorgeben, das erfindungsgemäß verwendet wird. Drei verschiedene Behältermittel sind unten beschrieben.
-
Das Behältermittel besteht aus dem Gehäuse 40, das verwendet wird, um den überschüssigen Kraftstoff zu sammeln, der aus dem Kraftstoffregler 20 spritzt. Das Gehäuse 40 ist eine zylindrische Wand, die den Kraftstoffregler 20 umgibt. Das erwartete Spritzmuster wird die Höhe und die Geometrie des Gehäuses 40 vorgeben. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Höhe des Gehäuses 40 wenigstens gleich der Höhe des Ventilelements 50 sein. Das Gehäuse 40 ist so ausgedehnt und ausgestaltet, dass es in einer im Allgemeinen aufrechten Position steht, um zu ermöglichen, dass im Wesentlichen der gesamte Kraftstoffregler 20 im Kraftstoff eingetaucht verbleibt. Das Gehäuse muss so ausgestaltet sein, dass der Kraftstofftank 30 es dem Kraftstoffdruckregler 10 ermöglicht, zu jeder Zeit in einer Tasche mit Kraftstoff zu sitzen. Dieses Eintauchen minimiert oder reduziert die Luftmenge, die in das Kraftstoffversorgungssystem eindringt, das zur Kraftstoffverteilerleiste führt, und minimiert somit die Bildung von Luftblasen im Kraftstoff. Wenn das Spritzmuster des Kraftstoffs in eine Vielzahl von Richtungen einschließlich der horizontalen und vertikalen Spritzrichtung verteilt wird, beispielsweise wenn ein Fahrzeug sich im Leerlauf befindet, wird auf ähnliche Weise der Kraftstoff die Oberfläche des gesammelten Kraftstoffs im Regler 20 durchbrechen und folglich Geräusche produzieren und freie Kohlenwasserstoffe erzeugen, wodurch die Emissionen aus dem Tank 30 erhöht werden, indem gegen die Komponenten der Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10 geschossen wird. Somit würde in einem solchen Fall die Notwendigkeit für eine Kraftstoffabdeckung 60 hilfreich sein.
-
1 betrifft eine alternative Ausführungsform der Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10 mit einer Kraftstoffabdeckung 60. In dieser Ausführungsform ist die Kraftstoffabdeckung 60 nicht hermetisch mit dem Gehäuse 40 abgedichtet.
-
Die Kraftstoffabdeckung 60 weist Fahnen 61 und 62 auf, um den Fluss von überschüssigem Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank 30 zu leiten.
-
2 betrifft eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der der Kraftstoffdruckregler 20 in einem Gehäuse 40 hermetisch durch die Kraftstoffabdeckung 60 abgedichtet ist. Andere Fachleute können auch wählen, dass die Kraftstoffabdeckung 60 nicht hermetisch mit dem Gehäuse 40 abgedichtet ist, weil jeder auslaufende Kraftstoff in den Kraftstofftank 30 zurückkehren wird und somit keine Probleme bereitet. In dieser Ausführungsform wird der gesamte überschüssige Kraftstoff unter Verwendung der Kraftstoffleitung 70 zum Boden des Kraftstofftanks 30 geleitet. In der bevorzugten Ausführungsform kann der Einlass 80 der Kraftstoffleitung 70 in der Nähe des oberen Endes des Gehäuses 40 angeordnet sein, so dass der gesammelte überschüssige Kraftstoff oberhalb des Kraftstoffreglers 20 verbleiben kann und anschließend in Richtung des Bodens des Kraftstofftanks 30 geleitet werden kann. Es können jedoch andere Faktoren vorliegen, die eine andere Anordnung des Einlasses 80 rechtfertigen. Vorzugsweise sollte der Auslass 85 unterhalb eines Kraftstofffluidniveaus im Kraftstofftank 30 angeordnet sein, um zu verhindern, dass Luft in die Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10 eindringt.
-
3 betrifft eine Kraftstoffabdeckung 60. Die Kraftstoffabdeckung 60 besteht aus einem gegossenen Kunststoffmaterial und weist auch wenigstens einen Schnappmechanismus 90 auf, der nachgibt, wenn er am Gehäuse 40 befestigt ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Schnappmechanismus 90 ein Vorsprung, der als ein Clip dient, um den Kraftstoffdruckregler 20 an seinem Platz zu halten. Alternativ können andere Fachleute wählen, die Kraftstoffabdeckung 60 hermetisch am Gehäuse 40 abzudichten. Die Kraftstoffabdeckung 60 dient auch dazu, den Kraftstoffdruckregler 20 zu jeder Zeit während des Kraftstoffflusses im Kraftstoff eingetaucht zu halten, was die Lebensdauer des Kraftstoffdruckreglers 20 erhöht und jedes Vibrationsgeräusch der Kraftstoffregleranordnung 10 dämpft. Dies fördert die Langlebigkeit der Feder (nicht dargestellt), die in der Kraftstoffdruck-Regleranordnung 10 verwendet wird. Die Ansammlung von Kraftstoff in der Kammer unterhalb der Kraftstoffabdeckung 60 und oberhalb des Ventilelements 50 dient dazu, den Druckregler 20 im Kraftstoff eingetaucht zu halten. Dieser Aufbau schützt auch die anderen Reglerkomponenten, d. h. die Blattfeder (nicht dargestellt), während der Bearbeitung, des Transports und des Zusammenbaus vor Beschädigung. Das Eintauchen des Kraftstoffdruckreglers 20 in den Kraftstoff stellt sicher, dass der Kraftstoff nicht mit Luft versetzt wird, was die Motorleistung maximiert, und dass der Kraftstoff den Regler in einem geregelten Fluss zurück zum Kraftstofftank 30 verlässt. Abhängig von der Ausrichtung des Kraftstoffdruckreglers 20 und der Kraftstoffabdeckung 60, kann es ermöglicht werden, dass der Kraftstofffluss von links eintreten und nach rechts durch die Kraftstoffabdeckungsöffnung 95 austreten kann. In 2 können Fachleute beispielsweise den Kraftstoffdruckregler 90 drehen, um es zu ermöglichen, dass Kraftstoff im Gegensatz zum Boden von der Seite eintritt.
-
4 betrifft eine alternative Ausführungsform der Kraftstoffabdeckung 60. In dieser Ausführungsform weist die Kraftstoffabdeckung 60 wenigstens drei Einschnappmechanismen 90 auf, um die Kraftstoffabdeckung 60 am Gehäuse 40 zu befestigen. Auf ähnliche Weise weist die Kraftstoffabdeckung 60 einen Kraftstoffauslass 100 zum Leiten des Kraftstoffwegs vom Kraftstoffdruckregler 20 zurück zum Kraftstofftank 30 auf. Der Kraftstoff wird an die obere Oberfläche 110 der Kraftstoffabdeckung 60 stoßen und anschließend durch den seitlichen Kraftstoffauslass 100 zum Kraftstofftank 30 hin austreten.
