DE102006027209A1 - Pumpe mit integriertem Motor und Kraftstoffzufuhrsystem damit - Google Patents

Pumpe mit integriertem Motor und Kraftstoffzufuhrsystem damit Download PDF

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Abstract

Eine Pumpe (10) mit integriertem Motor umfasst einen Pumpenabschnitt (12) und einen integrierten Motorabschnitt (14). Der Pumpenabschnitt (12) ermöglicht es, dass Fluid angesaugt, unter Druck gesetzt und abgegeben wird, während der Motorabschnitt (14) den Pumpenabschnitt (12) antreibt. Der Pumpenabschnitts-Fluidweg (47), der ermöglicht, dass Fluid durch den Pumpenabschnitt (12) fließt, ist unabhängig von dem Motorabschnitts-Fluidweg (48), der es ermöglicht, dass Fluid durch den Motorabschnitt (14) fließt. Ein Kraftstoffzufuhrsystem (70) umfasst eine Kraftstoffpumpe (d. h. eine Pumpe mit integriertem Motor) (10), einen Saugfilter (72) und ein Regelventil (74) in einer modularen Art. Überschüssiger Kraftstoff, der von dem Regelventil abgegeben wird, wird in den Motorabschnitts-Fluidweg (48) in dem Motorabschnitt (14) eingeführt.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung, Aktenzeichen 2005-183340, deren Inhalt durch Rückbeziehung hiermit eingeschlossen wird.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe mit integriertem Motor und ein Kraftstoffzufuhrsystem damit.
  • Gewisse Motoren verwenden ein Kraftstoffzufuhrsystem, das mit einer Pumpe mit integriertem Motor als im Tank angeordnete Kraftstoffpumpe versehen ist. Das Kraftstoffzufuhrsystem umfasst ein rückflussfreies System, das gestattet, dass Kraftstoff in einem Kraftstofftank in einen Brennkraftmotor davon zugeführt wird. Das rückflussfreie System bezieht sich auf ein System, das so aufgebaut ist, dass überschüssiger Kraftstoff in dem Kraftstofftank verarbeitet wird, statt ihn in den Kraftstofftank über den Motor zurückzuführen. Dieses System ist in 24 gezeigt, und das Flussdiagramm davon ist in 25 gezeigt.
  • Wie in 24 gezeigt ist, umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem 370 eine Kraftstoffpumpe 310, einen Saugfilter 372, einen Hochdruckfilter 373 und ein Regelventil 374 in einer modularen Bauweise. Auch ist das Kraftstoffzufuhrsystem 370 in einem Vorratsbecher 378 angeordnet, der in einem Kraftstofftank 376 angeordnet ist, der in gestrichelten Linien gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass der Hochdruckfilter 373 auch als „Kraftstofffilter", als „endseitiger Filter" oder als „stromab liegender Filter" bezeichnet werden kann, während der Saugfilter 372 als „Niederdruckfilter", als „Vorfilter" oder als „stromauf liegender Filter" bezeichnet werden kann. Das Regelventil 370 kann als ein „Druckregler" bezeichnet werden. Ferner kann der Vorratsbecher 378 als „untergeordneter Hilfstank" bezeichnet werden.
  • Die Kraftstoffpumpe 310 ist eine Pumpe mit integriertem Motor, die einen Pumpenabschnitt 312 und einen Motorabschnitt 314 umfasst. Der Pumpenabschnitt 312 ermöglicht es, dass Kraftstoff angesaugt, unter Druck gesetzt und abgegeben wird, während der Motorabschnitt 314 den Pumpenabschnitt 312 antreibt. Die Kraftstoffpumpe 310 ermöglicht es, dass der Kraftstoff in dem Vorratsbecher 378 durch den Pumpenabschnitt 312 angesaugt und unter Druck gesetzt wird. Sodann wird der Kraftstoff durch den Pumpenabschnitt 312 in den Hochdruckfilter 374 abgegeben. Es ist zu beachten, dass der Motorabschnitt 314 mit einem Bürsten-Gleichstrommotor ausgeführt ist, der einen Kommutator (nicht gezeigt) und Bürsten (nicht gezeigt) aufweist, die gleitend miteinander in Kontakt stehen. Wenn er durch den Motorabschnitt 314 fließt, kühlt und schmiert der Kraftstoff auch einerseits den Motorabschnitt 314. Andererseits werden Fremdteilchen (nicht gezeigt), die in dem Kraftstoff enthalten sind, und vom Motor erzeugte Teilchen (als Symbol O in 25 gezeigt) aus dem Motorabschnitt 314 abgegeben. Beispiele solcher vom Motor erzeugter Teilchen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Bürstenabriebsteilchen und Kommutator-Abriebsteilchen, die durch den Gleitkontakt zwischen dem Kommutator (nicht gezeigt) und den Bürsten (nicht gezeigt) des Motorabschnitts 314 erzeugt werden.
  • Der Saugfilter 372 ist stromauf von der Kraftstoffpumpe 310 angeordnet, um verhältnismäßig große Fremdteilchen (als Symbol ⎕ in 25 gezeigt), die in dem Kraftstoff enthalten sind, der in den Pumpenabschnitt 312 der Kraftstoffpumpe 310 angesaugt wird, einzufangen und zu entfernen. Folglich können Probleme, die in der Kraftstoffpumpe 310 oder anderen Einrichtungen, die stromab von dem Saugfilter 372 liegen, eliminiert oder wenigstens reduziert werden.
  • Andererseits ist, wie in 25 gezeigt ist, der Hochdruckfilter 373 stromab von der Kraftstoffpumpe 310 angeordnet, um verhältnismäßig kleine Teilchen (als Symbol Δ in 25 gezeigt) und vom Motor erzeugte Teilchen (als Symbol O in 25 gezeigt), die in dem Kraftstoff enthalten sind, einzufangen und zu entfernen. Folglich können Probleme, die in dem Regelventil 374 und der Einspritzeinrichtung 392, wie in 24 gezeigt, oder anderen Einrichtungen, die stromab von dem Hochdruckfilter 373 angeordnet sind, eliminiert oder wenigstens reduziert werden.
  • Das Regelventil 374 regelt nicht nur den Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der durch den Hochdruckfilter 373 kommt, sondern gibt auch überschüssigen Kraftstoff in den Vorratsbecher 378 ab. Der unter Druck stehende Kraftstoff (der Druck wird von dem Regelventil 374 geregelt) geht durch eine im Tank angeordnet Kraftstoff-Zufuhrleitung 386, die in dem Kraftstofftank 376 angeordnet ist, um in eine auf dem Tank angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 388 abgegeben zu werden, die außerhalb des Kraftstofftanks 376 angeordnet ist. Wie in 24 gezeigt ist, geht der in die außerhalb des Tanks angeordnet Kraftstoff-Zufuhrleitung 388 abgegebene Kraftstoff durch eine Motorabgabeleitung 390 hindurch, um von einer Einspritzeinrichtung 392 in eine Brennkammer (nicht gezeigt) des Motorkörpers 394 eingespritzt zu werden.
  • Mit Bezug auf das Kraftstoffzufuhrsystem 370 wird, wenn die Kraftstoffpumpe 310 durch den Motorabschnitt 314 angetrieben wird, der Kraftstoff in dem Vorratsbecher 378 des Kraftstofftanks 376 in den Saugfilter 372 gezogen und unter Druck gesetzt. Sodann tritt der Kraftstoff durch den Pumpenabschnitt 312 hindurch, um an den Hochdruckfilter 373 zugeführt zu werden. Der Kraftstoff, der durch den Hochdruckfilter 373 hindurch getreten ist, wird von der im Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 386 zu der außerhalb des Tanks angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 388 zugeführt. Das Regelventil 374 steuert den Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffes in der im Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 386, um den Überschuss an unter hohem Druck stehenden Kraftstoff davon in den Vorratsbecher 378 abzugeben. Auch werden verhältnismäßig große Teilchen (als Symbol O in 25 gezeigt) von Fremdteilchen, die in dem Kraftstoff enthalten sind, durch den Saugfilter 372 eingefangen und entfernt. Ferner werden verhältnismäßig kleine Teilchen (als Symbol Δ in 25 gezeigt) und im Motor erzeugte Teilchen (als Symbol O in 25 gezeigt) von Fremdteilchen, die in dem Kraftstoff enthalten sind, von dem Hochdruckfilter 373 eingefangen und entfernt.
  • Das US-Patent Nr. 7,025,561 offenbart eine Pumpe mit integriertem Motor ähnlich zu der Kraftstoffpumpe 310, die es ermöglicht, dass aus dem Pumpenabschnitt abgegebener Kraftstoff in einen Motorabschnitt eingeführt werden kann. Andererseits offenbart die Japanische Offenlegungs-Patentveröffentlichung Nr. 11-201085 eine Pumpe mit integriertem Motor, die es nicht gestattet, dass ein von einem Pumpenabschnitt abgegebener Kraftstoff in einen Motorabschnitt eingeführt wird. Ferner offenbart die Japanische Offenlegungs-Patentveröffentlichung Nr. 11-218057 ein Kraftstoffzufuhrsystem, das es ermöglicht, dass überschüssiger Kraftstoff von einem auf der Motorseite angeordnetem Regelventil in einen Kraftstofftank zurückgeführt wird. Die Kraftstoffpumpe, die in der Japanischen Offenlegungs-Patentveröffentlichung Nr. 11-218057 offenbart ist, ermöglicht es auch, dass von dem Pumpenabschnitt abgegebener Kraftstoff in den Motorabschnitt eingeführt wird. Ferner wird entsprechend der Japanischen Offenlegungs-Patentveröffentlichung Nr. 11-218057 überschüssiger Kraftstoff von dem Regelventil bzw. Kühlfluid in jede Kammer, die an dem äußerem Umfang der Kraftstoffpumpe ausgebildet ist, eingeführt, um die Kraftstoffpumpe mit dem Kraftstoff einschließlich dem überschüssigen Kraftstoffs zu kühlen.
  • Die Kraftstoffpumpe, die in den Japanischen Offenlegungs-Patentveröffentlichungen Nr. 2000-16312 und 11-218057 offenbart ist, und die vorerwähnte Kraftstoffpumpe 310 des Kraftstoffzufuhrsystems 370 ermöglichen, dass von dem Pumpenabschnitt 312 unter Druck gesetzter Kraftstoff in den Motorabschnitt 314 eingeführt wird. Dies ist der Grund dafür, dass im Motor erzeugte Teilchen (als Symbol O in 25 gezeigt) und verhältnismäßig kleine Teilchen (als Symbol Δ in 25 gezeigt) eingefangen und entfernt sollten, um Probleme zu vermeiden, die in stromab davon angeordneten Einrichtungen auftreten (d.h. das Regelventil 374, die Einspritzeinrichtung 392 und dergleichen). Daher muss der Hochdruckfilter 373 stromab von der Kraftstoffpumpe 310 in dem Kraftstoffzufuhrsystem 370 angeordnet sein. Andererseits muss der Saugfilter 372 stromauf von der Kraftstoffpumpe 310 angeordnet sein. Dies beruht darauf, dass verhältnismäßig große Fremdteilchen (als Symbol ⎕ in 25 gezeigt), die in dem Kraftstoff in dem Kraftstofftank 376 oder in dem Vorratsbecher 378 enthalten sind, eingefangen und entfernt werden sollten, um Probleme zu vermeiden, die in stromab da von angeordneten Einrichtungen (d.h. der Pumpenabschnitt 312 der Kraftstoffpumpe 310 und dergleichen) auftreten.
  • Entsprechend erfordert das herkömmliche Kraftstoffzufuhrsystem 370 nicht nur den Saugfilter 372, sondern auch den Hochdruckfilter 373. Dieses Erfordernis führt zwangsweise dazu, dass die Größe und die Herstellungskosten des Kraftstoffzufuhrsystems 370 größer werden. Dieser Nachteil ist auch in dem Kraftstoffzufuhrsystem zu finden, das in der Japanischen Offenlegungs-Patentveröffentlichung Nr. 11-218057 offenbart ist. Andererseits werden entsprechend der Kraftstoffpumpe der Japanischen Offenlegungs-Patentveröffentlichung Nr. 11-201085 durch im Motor erzeugten Teilchen verursachte Probleme vermieden, weil der durch den Pumpenabschnitt unter Druck gesetzte Kraftstoff nicht in den Motorabschnitt eingeführt wird. Diese Anordnung ist jedoch nicht bevorzugt nicht nur, weil es schwierig ist, den Motorabschnitt wirksam zu kühlen, sondern auch, weil es unmöglich ist, die Gleitkontakte in dem Motorabschnitt zu schmieren und im Motor erzeugte Teilchen, die in dem Motorabschnitt erzeugt worden sind, abzuführen.
    •
  • Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Pumpe mit integriertem Motor und ein Kraftstoffzufuhrsystem damit bereitzustellen, bei dem der Motorabschnitt nicht nur gekühlt und geschmiert wird, sondern auch im Motor erzeugte Teilchen abgeführt werden, ohne dass zugelassen wird, dass der von dem Pumpenabschnitt abgegebene Kraftstoff in den Motorabschnitt eingeführt wird.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Pumpe mit integriertem Motor bereitgestellt, die einen Pumpenabschnitt, um ein Fluid dort hinein anzusaugen, unter Druck zu setzen und dann das Fluid davon abzugeben, und einen Motorabschnitt umfassen kann, um den Pumpenabschnitt anzutreiben. Der Pumpenabschnitt umfasst einen Pumpenabschnitts-Fluidweg, der es gestattet, dass das Fluid in den Pumpenabschnitt eingeführt wird, während der Motorabschnitt einen Motorabschnitts-Fluidweg unabhängig von dem Pumpenabschnitts-Fluidweg umfasst, um zu gestatten, dass Fluid in den Motorabschnitt eingeführt wird. Dies ermöglicht es, dass das durch den Pumpenabschnitts-Fluidweg fließende Fluid abgegeben wird, ohne dass zugelassen wird, dass das Fluid in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführt wird. Somit kann das in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführte Fluid den Motorabschnitt kühlen und schmieren und auch im Motor erzeugte Teilchen abführen.
  • Vorzugsweise kann der Motorabschnitt einen Bürsten-Gleichstrommotor mit einem Kommutator und Bürsten aufweisen, die unter leichtem Kontakt zueinander stehen, so dass das in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführte Fluid zu den Gleitkontakten zwischen dem Kommutator und den Bürsten geleitet wird. Entsprechend der Pumpe mit integriertem Motor wird das Fluid, das in den Fluidweg des Motorabschnitts, der den Bürsten-Gleichstrommotor umfasst, eingeführt wird, zu den Gleitkontakten zwischen dem Kommutator und den Bürsten geleitet. Dies kann die Haftung und das Festsetzen von Fremdteilchen in den Gleitkontakten zwischen dem Kommutator und den Bürsten eliminieren oder wenigstens reduzieren.
  • Vorzugsweise umfasst der Motorabschnitt einen kontaktlosen, bürstenlosen Motor. Diese Anordnung macht es möglich, den Motorabschnitt, d.h. den Magnetkreis um eine Spule oder einen elektrischen Kreis, mit dem Fluid zu kühlen, das in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführt wird, um die charakteristischen Änderungen, die durch die exotherme Wärme erzeugt werden, zu reduzieren. Es ist auch möglich, den Abrieb auf Gleitabschnitten, beispielsweise Lagern des Motorabschnitts, zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren, weil die Gleitabschnitte durch das Fluid geschmiert werden, das in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführt wird.
  • Vorzugsweise umfasst der Motorabschnitt einen Rotor, so dass das Fluid, das in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführt wird, in der Richtung der Drehung des Rotors fließt. Dies kann den Drehwiderstand des Rotors herabsetzen, um den elektrischen Stromverbrauch des Motorabschnitts zu reduzieren.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffzufuhrsystem bereitgestellt, das eine Fluidpumpe, einen Filter und einen Motor (hier auch als Motorabschnitt bezeichnet) umfasst. Die Fluidpumpe umfasst einen Ein lassteil und einen Auslassteil, um Fluid ein- und auszuleiten. Der Filter ist neben dem Einlassteil der Fluidpumpe angeordnet. Der Motor hat einen Einlassteil und einen Auslassteil, um Fluid ein- und auszuleiten. Der Auslassteil der Fluidpumpe ist mit dem Einlassteil des Motors verbunden.
  • Vorzugsweise umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem ferner ein Regelventil, das zwischen dem Fluidpumpen-Auslassteil und dem Motor-Einlassteil angeordnet und damit verbunden ist. Bevorzugt umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem eine Strahlpumpe, die mit dem Motor-Auslassteil verbunden ist. Noch mehr bevorzugt umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem weiterhin einen mehrschichtigen Filter, der eine äußere Schicht mit einem Grobfilter und eine innere Schicht mit einem Feinfilter umfasst. Noch mehr bevorzugt umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem ferner eine Mehrzahl von Dichtungsteilen, von denen wenigstens einer neben dem Fluidpumpen-Auslassteil, dem Regelventil und Motor-Einlassteil angeordnet ist.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffzufuhrsystem bereitgestellt, das eine im Tank angeordnete Kraftstoffpumpe, um Kraftstoff von einem Kraftstofftank anzusaugen, unter Druck zu setzen und dann das Fluid davon abzugeben, einen Saugfilter, um Fremdteilchen in dem in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff einzufangen und zu entfernen, ein Regelventil, um den Kraftstoffdruck des unter Druck stehenden Kraftstoffes durch Abgeben von überschüssigem Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe zu steuern, umfassen kann. Vorzugsweise sind die vorstehend erwähnten Elemente modular. Die Kraftstoffpumpe umfasst auch die vorstehend erwähnte Pumpe mit integriertem Motor, so dass der überschüssige Krafstoff von dem Regelventil in den Motorabschnitts-Fluidweg der Pumpe mit integriertem Motor abgegeben und eingeleitet wird. Dies macht es möglich, einen Hochdruckfilter wegzulassen, der herkömmlicherweise stromab von der Kraftstoffpumpe angeordnet sein muss, weil keine vom Motor erzeugten Teilchen in dem Kraftstoff eingeschlossen sind, der in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführt wird. Dies ermöglicht es, dass das Kraftstoffzufuhrsystem kompakt ist, und es reduziert die Kosten.
  • Da die Fremdteilchen, die in dem in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff enthalten sind, um die Kontaktabschnitte des Pumpenabschnitts zu beeinflussen, durch den Saugfilter eingefangen und entfernt werden, ist es möglich, Probleme zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren, die an den Gleitkontakten in Einrichtungen auftreten, die stromab von der Fluidpumpe angeordnet sind (d.h. das Regelventil, die Einspritzeinrichtung und dergleichen), so dass die Lebensdauer der Kraftstoffpumpe erhöht wird.
  • Vorzugsweise ist das Regelventil in die Kraftstoffpumpe integriert, so dass das Kraftstoffzufuhrsystem kompakter gemacht wird.
  • Vorzugsweise ist die Kraftstoffpumpe mit einer Dampf-Abgabemündung versehen; um es zu ermöglichen, dass in dem Kraftstoff enthaltener Dampf in den Motorabschnitts-Fluidweg eingeführt wird, um zur Außenseite der Kraftstoffpumpe hin abgegeben zu werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem ferner eine Strahlpumpe, die durch den Fluidfluss angetrieben wird, der durch den Motorabschnitts-Fluidweg der Kraftstoffpumpe kommt, um Kraftstoff zu übertragen. Beispielsweise ist es in dem Fall, dass das Kraftstoffzufuhrsystem einen in dem Kraftstofftank angeordneten Vorratsbecher umfasst, um von der Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff zu halten, möglich, dass die Strahlpumpe Kraftstoff von außerhalb des Vorratsbechers in den Vorratsbecher in dem Kraftstofftank überführt.
  • Vorzugsweise ist die Strahlpumpe in die Kraftstoffpumpe des Kraftstoffzufuhrsystems integriert. Dadurch wird das Kraftstoffzufuhrsystem auf ein Minimum reduziert.
  • Vorzugsweise umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem ferner einen Rückführungsweg, um es zu ermöglichen, dass Kraftstoff, der durch den Motorabschnitts-Fluidweg der Kraftstoffpumpe kommt, in den Saugfilter fließt. Dies mindert den negativen Druck, der in dem Saugfilter auftritt, nicht nur aufgrund der Kraftstoff-Ansaugkraft, die durch den Pumpenabschnitt der Kraftstoffpumpe ausgeübt wird, sondern auch aufgrund des Widerstands, wenn der Kraftstoff durch den Saugfilter hindurchtritt. Somit wird eine geringere Dampfmenge in dem Saugfilter selbst dann gebildet, wenn Bestandteile mit niedrigem Siedepunkt, die in dem Kraftstoff enthalten sind, in einer Druckentlastungsumgebung unter erhöhtem Druck oder unter subatmospärischem Druck zum Sieden kommen, so dass es möglich ist, den Abfall an Abgabe-Fluidmenge zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren, der auftritt, wenn der Pumpenabschnitt der Kraftstoffpumpe Dampf ansaugt.
  • Vorzugsweise umfasst das Kraftstoffzufuhrsystem ferner einen Dampfabscheider in dem Rückführungsweg. Somit kann der Dampfabscheider den Dampf von dem Kraftstoff, der durch den Rückführungsweg fließt, trennen, um den in den Saugfilter eintretenden Dampf zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren.
  • Vorzugsweise umfasst der Saugfilter ferner mehrschichtige Filtermedien. Somit werden in dem Kraftstoff enthaltene Fremdteilchen durch die mehrschichtigen Filtermedien in dem Saugfilter wirksam eingefangen und entfernt.
  • Vorzugsweise sind die mehrschichtigen Filtermedien mit äußeren Schichten, die grobe Filtermedien haben, und inneren Schichten, die feine Filtermedien haben, versehen. Somit werden große Fremdteilchen durch die Grobfiltermedien der äußeren Schichten eingefangen und entfernt, während kleinere Fremdteilchen durch die Feinfiltermedien der inneren Schichten eingefangen und entfernt werden. Folglich werden Fremdteilchen in Phasen eingefangen und entfernt, so dass die Feinfiltermedien der inneren Schichten am Verstopfen gehindert werden. Als Resultat wird der Saugfilter länger haltbar.
  • Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden, detaillierten Beschreibung zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen leicht verständlich, in denen:
  • 1 eine Querschnittsdarstellung einer Pumpe mit integriertem Motor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Draufsicht von oben auf die Pumpe mit integriertem Motor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
  • 3 eine Draufsicht von unten auf die Pumpe mit integriertem Motor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
  • 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in 2 ist;
  • 5 ein Flussdiagramm der Pumpe mit integriertem Motor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist;
  • 6 eine Querschnittsdarstellung der Pumpe mit integriertem Motor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7 eine Draufsicht von oben auf die Pumpe mit integriertem Motor gemäß dem zweiten Ausführngsbeispiel ist;
  • Fig. eine Draufsicht von unten auf die Pumpe mit integriertem Motor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
  • 9 eine Querschnittsdarstellung einer Pumpe mit integriertem Motor nach einem dritten Ausführngsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 10 eine Draufsicht von oben auf die Pumpe mit integriertem Motor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist;
  • 11 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 ein Flussdiagramm des Kraftstoffzufuhrsystems nach dem vierten Ausführungsbeispiel ist;
  • 13 eine Querschnittsdarstellung ist, die die Peripherie einer Kraftstoffpumpe eines Kraftstoffzufuhrsystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem nach einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 eine schematische Darstellung, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem nach einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 21 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 22 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 23 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 24 eine schematische Darstellung ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem herkömmlicher Technik zeigt; und
  • 25 ein Flussdiagramm eines Kraftstoffzufuhrsystems herkömmlicher Technik ist.
    •
  • Jedes der zusätzlichen Merkmale und der Lehren, die vorstehend und im Folgenden offenbart sind, können getrennt voneinander oder im Zusammenhang mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um eine verbesserte Pumpe mit integriertem Motor und ein Kraftstoffzufuhrsystem damit bereitzustellen. Repräsentative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren sowohl getrennt voneinander als auch in Verbindung miteinander verwenden, werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dafür gedacht, einem Durchschnittsfachmann weitere Details zur Ausübung der bevorzugten Aspekte der vorliegenden Lehren zu lehren, und sie ist nicht dafür gedacht, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken. Nur die Ansprüche definieren den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung. Daher können Kombinationen von Merkmalen und Schritte, die der folgenden, detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht notwendig sein, um die Erfindung in ihrem breitesten Sinne auszuüben, und sie werden stattdessen nur gelehrt, um repräsentative Ausführungsbeispiele der Erfindung insbesondere zu beschreiben. Darüber hinaus könne verschiedene Merkmale der repräsentativen Ausführungsbeispiele und der abhängigen Ansprüche in einer Art und Weise kombiniert werden, die nicht speziell aufgeführt ist, um zusätzliche, nützliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren zu liefern. Bezug nehmend nun auf die Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Eine Pumpe mit integriertem Motor eines ersten Ausführungsbeispiels ist in den 1 bis 5 gezeigt. Die Pumpe mit integriertem Motor, die als dieses Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist vom Westco- oder Flügelrad-Typ. Wie in 1 gezeigt ist, weist die Pumpe 10 mit integriertem Motor integral einen Pumpenabschnitt 12 und einen Motorabschnitt 14 auf. Der Pumpenabschnitt 12 ermöglicht es, dass Fluid angesaugt, unter Druck gesetzt und abgegeben wird, während der Motorabschnitt 14 den Pumpenabschnitt 12 antreibt. Die Pumpe 10 mit integriertem Motor ist mit einem Pumpengehäuse 15 als Außengehäuse derselben vorgesehen. Das Pumpengehäuse 15 weist einen im Wesentlichen zylindrischen, rohrförmigen Mantel 16, einen Motordeckel 17, der ein Ende des rohrförmigen Mantels 16 schließt (d.h. das obere Ende in 1), einen Pumpendeckel 18, der das andere Ende des rohrförmigen Mantels 16 schließt (d.h. das untere Ende in 1), eine Pumpenplatte 19, die das Innere des Pumpengehäuses 15 in eine Motorkammer 20 und eine Pumpenkammer 21 unterteilt, auf.
  • Als Erstes wird der Motorabschnitt 14 beschrieben. Der Motorabschnitt 14 umfasst einen Motor, beispielsweise einen Bürsten-Gleichstrommotor. Der Motorabschnitt 14 weist auch Magnete 23, die an der Innenseite des rohrförmigen Mantels 16 befestigt sind, und einen Rotor 24, der in dem rohrförmigen Mantel 16 drehbar angetrieben ist, auf. Der Rotor 24 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Rotorkörper 25 mit einem Eisenkern, einer Spule, einem Kommutator 26 und dergleichen und auch eine im Wesentlichen als runder Stab ausgebildete Rotorwelle 27, die sich allgemein durch die Achse des Rotorkörpers 25 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung erstreckt, auf. Ein Ende der Rotorwelle 27 (d.h. das obere Ende in 1) ist drehbar durch den Motordeckel 17 über ein Lager 28 gelagert. Auf ähnliche Weise ist das andere Ende der Rotorwelle 27 (d.h. das untere Ende in 1) drehbar durch die Pumpenplatte 19 über ein Lager 29 in solch einer Weise drehbar gelagert, dass die Rotorwelle 27 sich durch die Pumpenplatte 19 erstreckt. Es ist zu beachten, dass der Kommutator 26 des Rotorkörpers 25 dem Motordeckel 17 mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber liegt.
  • Wie in 4 gezeigt ist, umfasst der Motordeckel 17 Bürsten 30, die in Gleitkontakt mit dem Kommutator 26 des Rotorkörpers 25 sind, Federn 31, die die Bürsten 30 gegen den Kommutator 26 drücken, und dergleichen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist der Motordeckel 17 mit einer Verbindereinrichtung versehen, die einen Anschluss umfasst, der elektrisch mit den Bürsten 30 verbunden ist. Ferner gestatten es der Anschluss der Verbindereinrichtung, die Bürsten 30 und der Kommutator 26, dass die Spule (nicht gezeigt) des Rotorkörpers 25 erregt wird, so dass der Rotor 24 drehend angetrieben wird.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Motordeckel 17 mit einer Zuflussmündung 33 und einer Abflussmündung 35 versehen. Wie in 1 gezeigt ist, öffnen sich die Zuflussmündung 33 und die Abflussmündung 35 nach oben, während sie sich nach unten öffnen, um mit der Motorkammer 20 in Verbindung zu stehen. Das Öffnungsende der Zuflussmündung 33, das in 1 nach unten gerichtet ist (d.h. zu der Motorkammer 20), liegt der Endfläche des Kommutators 26 des Rotorkörpers 25 (d.h. der oberen Endfläche in 1) gegenüber. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, sind die Zuflussmündung 33 und die Abflussmündung 35 ferner im Wesentlichen symmetrisch zueinander in Bezug auf die Rotorwelle 27 des Rotors 24 ausgerichtet.
  • Als Nächstes wird der Pumpenabschnitt 12 beschreiben. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein im Wesentlichen scheibenförmiges Pumpenrad 37 drehbar in der Pumpenkammer 21 vorgesehen. Der äußere Umfang des Pumpenrads 37 ist mit einer Mehrzahl von Flügelnuten 38 versehen, die respektive mit einem vorgegebenen Abstand in Umfangsrichtung sowohl auf der Frontseite als auch auf der Rückseite des Pumpenrads 37 angeordnet sind. Die Flügelnuten 38 auf einer Seite stehen mit denen auf der anderen Seite durch Verbindungsöffnungen 39 in Verbindung. Auch ist der mittlere Abschnitt des Pumpenrads 37 mit einer Wellenbohrung 37a versehen. Die Wellenbohrung 37a passt zu dem entsprechenden Ende der Rotorwelle 27 des Rotors 24 (d.h. mit dem unteren Ende in 1), so dass von dem Rotor 24 übertragenes Drehmoment aufgenommen werden kann.
  • Die Wandoberfläche des Pumpendeckels 18, die dem Pumpenrad 37 gegenüber liegt, ist mit einem im Wesentlichen bogenförmigen oder C-förmigen Strömungs kanal 41 versehen, der den Flügelnuten 38 des Pumpenrads 37 zugeordnet ist. Auf ähnliche Weise ist die Wandoberfläche der Pumpenplatte 18, die ebenfalls dem Pumpenrad 37 gegenüber liegt, mit einem im Wesentlichen bogenförmigen oder C-förmigen Strömungskanal 42 versehen, der den Flügelnuten 38 des Pumpenrades 37 zugeordnet ist. Der Strömungskanal 42 der Pumpenplatte 18 und der Strömungskanal 41 des Pumpendeckels 18 sind symmetrisch in Bezug auf das Pumpenrad 37 angeordnet.
  • Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist der Pumpendeckel 18 mit einer Einlassmündung 43 und einer Auslassmündung 44 versehen. Die Einlassmündung 43 öffnet sich nach unten in 1, während sie mit dem Anfangsende des Strömungskanals 41 in Verbindung steht. Die Auslassmündung 44 öffnet sich nach unten in 1, während sie mit dem hinteren Ende des Strömungskanals 41 in Verbindung steht. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Pumpendeckel 18 ferner mit einer Dampf-Auslassmündung 45 versehen. Die Dampf-Auslassmündung 45 öffnet sich nach unten in 1, während sie mit einem gewissen Abschnitt zwischen dem Anfangende und dem hinteren Ende entlang dem Strömungskanal 41 in Verbindung steht. Die Dampf-Auslassmündung 45 ermöglicht es, dass Dampf, der in dem Kraftstoff bei dem durch die Drehung des Pumpenrads 37 bewirkten Pumpenzyklus eingeschlossen ist, von der Pumpenkammer 21 nach außen abgegeben wird.
  • Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Pumpe 10 mit integriertem Motor beschrieben. Wenn die Spule des Rotors 24 des Motorabschnitts 14 (siehe 1) erregt wird, wird der Rotor 24 drehend angetrieben. Sodann wird in Zusammenwirken mit der Drehung des Rotors 24 das Pumpenrad 37 in einer vorgegebenen Richtung gedreht, so dass eine Pumpwirkung bewirkt wird. Entsprechend wird Fluid von der Einlassmündung des Pumpendeckels 18 in das Anfangsende des Strömungskanals 41 hineingezogen. Das Fluid empfängt kinetische Energie durch die Flügelnuten 38, die zwischen einer Seite des Pumpenrads 37 und der anderen Seite davon durch die Verbindungsöffnungen 39 in Verbindung stehen. Dadurch wird das Fluid unter Druck gesetzt, während es von dem Anfangsende zu dem hinteren Ende entlang der beiden Strömungskanäle 41, 42 des Pumpendeckels 18 und der Pumpenplatte 19 geschickt wird. Das Fluid, das an das hintere Ende der beiden Strömungskanäle 41, 42 geschickt worden ist, wird dann von der Pumpe 10 durch die Auslassmündung 44 des Pumpendeckels 18 nach außen abgegeben. Es ist zu beachten, dass der Strömungsweg, entlang dem das Fluid in dem Pumpenabschnitt 12 fließt, als „Pumpenabschnitts-Fluidweg" bezeichnet wird (bezeichnet mit der Bezugszahl 47, die in 5 gezeigt ist).
  • Im Gegensatz zu dem Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 wird das von der Einlassmündung 33 des Motordeckels 27 kommende Fluid in die Motorkammer 20 eingeführt, so dass es von der Pumpe 10 durch die Auslassmündung 35 des Motordeckels 17 nach außen abgegeben wird, wie in 1 gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass der Fluidweg, entlang dem das Fluid in dem Motorabschnitt 14 fließt, als „Motorabschnitts-Fluidweg" bezeichnet wird (bezeichnet mit der Bezugszahl 48 in 5). Der Motorabschnitts-Fluidweg 48 ist vollständig oder nahezu vollständig von dem Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 getrennt, so dass kein Fluid von der Pumpenkammer 21 in die Motorkammer 20 fließen kann.
  • Wie in 5 gezeigt ist, ist gemäß der oben erwähnten Pumpe 10 mit integriertem Motor der Pumpenabschnitts-Fluidweg 47, der den Fluss des Fluids durch den Pumpenabschnitt 12 gestattet, unabhängig von dem Motorabschnitts-Fluidweg 48, der die Strömung des Fluids durch den Motorabschnitt 14 gestattet. Dies ermöglicht es, dass das durch den Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 fließende Fluid abgegeben wird, ohne dass das Fluid durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 fließen kann. Dadurch kann sich das Fluid, das durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 fließt, abkühlen und es kann den Motorabschnitt 14 schmieren, und es kann auch vom Motor erzeugte Teilchen abführen. Es ist zu beachten, dass die Schmierung des Motorabschnitts 14 als Schmierung der Gleitkontakte in dem Motorabschnitt 14 definiert werden kann. Auch kann das Abführen von vom Motor erzeugten Teilchen als Abführen von Fluid zusammen mit Teilchen definiert werden, die in dem Motorabschnitt 14 erzeugt werden.
  • Da der Motorabschnitt 12 einen Bürsten-Gleichstrommotor umfasst, wird ferner das in den Motorabschnitts-Fluidweg 48 eingeführte Fluid zu den Gleitkontakten zwischen dem Kommutator 26 und den Bürsten 30 geführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Fluid in den Motorabschnitt 14 durch die Zuflussmün dung 33 eingeführt, so dass es zu der mit den Bürsten in Kontakt stehenden Endfläche 26a des Kommutators 26 geführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, Fremdteilchen (hauptsächlich Bürsten-Abriebteilchen und Kommutator-Abriebteilchen) von der mit den Bürsten in Kontakt stehenden Endfläche 26a des Kommutators zu entfernen, um die Haftung und das Einfressen von solchen Fremdteilchen in die Gleitkontakte zwischen dem Kommutator 26 und den Bürsten 30 zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren. Es ist zu beachten, dass die „Gleitkontakte zwischen dem Kommutator und den Bürsten" nicht nur die mit der Bürste in Kontakt stehende Endfläche 26a des Kommutators 26, sondern auch die mit dem Kommutator in Kontakt stehenden Endflächen der Bürsten 30 und die Gleitkontakte zwischen dem Kommutator 26 und den Bürsten 30 umfassen. Vorzugsweise kann das Fluid so geführt werden, dass es von der Einlassmündung 33 des Motorabschnitts 14 zu den Gleitkontakten zwischen dem Kommutator 26 und den Bürsten 30 fließt.
  • Der Motorabschnitt 14 kann einen kontaktlosen, bürstenlosen Motor statt dem Bürsten-Gleichstrommotor umfassen. Diese Anordnung macht es möglich, den Motorabschnitt 14 (d.h. den Magnetkreis um die Spule) oder den elektrischen Kreis mit dem durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 strömenden Fluid zu kühlen, um die charakteristischen, durch exotherme Wärme erzeugten Änderungen zu steuern. Es ist auch möglich, den Abrieb auf den Gleitabschnitten, beispielsweise den Lagern des Motorabschnitts 14, zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren, weil die Gleitabschnitte durch das in den Motorabschnitts-Fluidweg 48 fließende Fluid geschmiert werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf die 6 bis 8 wird eine Pumpe mit integriertem Motor eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Da das zweite Ausführungsbeispiel eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels ist, werden die oben beschriebenen Elemente nicht weiter beschrieben. Diese Aussage ist auch auf die anderen hier beschriebenen Ausführungsbeispiele anwendbar.
  • In der Pumpe 10 mit integriertem Motor des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Einlassmündung 44 und die Auslassmündung 43 des Pumpenabschnitts 12 und die Zuflussmündung 33 und die Abflussmündung 35 des Motorabschnitts 14 gegenüber denen des ersten Ausführungsbeispiels abgewandelt. Wie in den 6 und 8 gezeigt ist, ist in Bezug auf den Pumpenabschnitt 12 das Pumpengehäuse 15 mit einer Einlassmündung 51 und einer Auslassmündung 55 versehen. Die Einlassmündung 51 öffnet sich im Wesentlichen radial nach außen und nach links in den 6 und 8, während sie sich nach innen verzweigt, um mit beiden Anfangsenden, die respektive in dem Strömungskanal 41 des Pumpenmittels 18 und dem Strömungskanal 42 der Pumpenplatte 19 ausgebildet sind, in Verbindung zu stehen. Auf ähnliche Weise sind beide hinteren Enden, die respektive in dem Strömungskanal 41 des Pumpendeckels 18 und dem Strömungskanal 42 der Pumpenplatte 19 ausgebildet sind, mit der Auslassmündung 55 in Verbindung, die sich vereinigt und nach außen und nach links in 8 öffnet. Wie in 8 gezeigt ist, sind die Einlassmündung 51 und die Auslassmündung 55 im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildet.
  • In Bezug auf den Motorabschnitt 14 ist, wie in den 6 und 7 gezeigt ist, die Zuflussmündung 33 in dem Motordeckel 17 so ausgebildet, dass das äußere Ende (d.h. das Zuflussende) der Zuflussmündung 33 radial nach außen gerichtet ist, während die Abflussmündung 35 in dem Motordeckel 17 so ausgebildet ist, dass das äußere Ende (d.h. das Abflussende) der Abflussmündung 35 radial nach außen gerichtet ist. Ferner sind die äußeren Enden der Zuflussmündung 33 und der Abflussmündung 35 in der Richtung von Seite zu Seite in den 6 und 7 einander gegenüber liegend angeordnet. Gemäß der vorstehend erwähnten Pumpe 10 mit integriertem Motor des zweiten Ausführungsbeispiels werden die gleichen Wirkungen und Ergebnisse wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf die 9 und 10 wird eine Pumpe mit integriertem Motor eines dritten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels. In der Pumpe 10 mit integriertem Motor des dritten Ausführungsbeispiels sind die Zuflussmündung 33 und die Abflussmündung 35 des Motorabschnitts 14 gegenüber denen des zweiten Ausführungsbeispiels abgewandelt.
  • Wie in 9 gezeigt ist, ist in Bezug auf den Motorabschnitt 14 ein rohrförmiger Mantel 16 mit einer Zuflussmündung 60 und einer Abflussmündung 62 vorgesehen. Die Zuflussmündung 60 ist so ausgebildet, dass sie sich zu dem Ende nahe der Pumpenplatte 19, d.h. zu dem unteren Ende in 9, einer Motorkammer 20 öffnet. Andererseits ist die Abflussmündung 32 so ausgebildet, dass sie sich an dem Ende nahe einem Motordeckel 17 (d.h. dem oberen Ende in 9) der Motorkammer 20 öffnet.
  • Wie in 10 gezeigt ist, sind die Zuflussmündung 60 und die Abflussmündung 62 in einer Linie tangential zu der Drehrichtung des Rotors 24 angeordnet. Die Zuflussmündung 60 ermöglicht es, dass Fluid in die Motorkammer 20 von außerhalb derselben entlang der Drehrichtung des Rotors eingeführt wird, wie durch den Pfeil Y in 10 gezeigt ist. Andererseits ermöglicht es die Abflussmündung 32, dass Fluid in der Motorkammer 20 nach außen entlang der Drehrichtung des Rotors 24 (siehe Pfeil Y in 10) abgegeben wird. Somit strömt das Fluid durch die Motorkammer 20 entlang der Drehrichtung des Rotors in dem Motorabschnitt 14.
  • Entsprechend der oben erwähnten Pumpe 10 mit integriertem Motor des dritten Ausführungsbeispiels werden dieselben Wirkungen und Ergebnisse wie in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten. Da das Fluid, das durch den Fluidweg 4S in dem Motorabschnitt 14 (insbesondere in der Motorkammer 20) fließt, an dem Rotor 24 entlang dessen Drehrichtung (siehe Pfeil Y in 10) vorbeiströmt, wird der Drehwiderstand des Rotors 24 reduziert, um den elektrischen Stromverbrauch des Motorabschnitts 14 zu reduzieren.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf die 11 und 12 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines vierten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt ein rückflussfreies Kraftstoffzufuhrsystem, das die Pumpe 10 mit integriertem Motor des ersten Ausführungsbeispiels, das in 1 gezeigt ist, als im Tank angeordnete Kraftstoffpumpe verwendet. Die Kraftstoffpumpe wird durch die gleichen Bezugszahlen wie die Pumpe mit integriertem Motor bezeichnet.
  • Wie in 11 gezeigt ist, ist das Kraftstoffzufuhrsystem 70 in einem Vorratsbecher angeordnet, der in einem Kraftstofftank 76 montiert ist. Das Kraftstoffzufuhrsystem 70 ist modular aufgebaut, so dass es nicht nur die Kraftstoffpumpe 10 (d.h. die Pumpe 10 mit integriertem Motor) des ersten Ausführungsbeispiels (siehe 1) umfasst, sondern auch einen Saugfilter 72 und einen Druckregler (d.h. ein Regelventil) 74 umfasst. Wie in 12 gezeigt ist, ist der Vorratsbecher 78, der als untergeordneter Hilfstank bezeichnet werden kann, an dem Boden des Kraftstofftanks 76 angeordnet, so dass Kraftstoff in dem Kraftstofftank 76 in den Vorratsbecher 78 fließt, um bevorratet zu werden.
  • Als Erstes wird unter Bezugnahme auf 12 der Saugfilter 72 beschrieben. Der Saugfilter 72 dieses Ausführungsbeispiels ist ein integrierter Filter, der sowohl als Saugfilter 375 als auch als Hochdruckfilter 373 arbeitet, die als Stand der Technik in den 24 und 25 beschrieben sind. Der Saugfilter 72 ist mit einem im Wesentlichen taschenförmigen Filtermedium 80 und einem Verbindungsanschluss (nicht gezeigt) versehen, um den Innenraum des Filtermediums 80 mit der Außenseite zu verbinden. Der Verbindungsanschluss ist mit der Einlassmündung des Pumpenabschnitts 12 in der Kraftstoffpumpe 10 verbunden. Das Filtermedium 80 fängt Fremdteilchen in dem Kraftstoff, der in den Pumpenabschnitt 12 der Kraftstoffpumpe 10 vom Inneren des Vorratsbechers 78 angesaugt wird, ein und entfernt sie. Es ist zu beachten, dass das Filtermedium 80 in dem Saugfilter 72 mehrschichtig ausgebildet ist (doppelschichtig in diesem Ausführungsbeispiel), um ein Grobfiltermedium 81 in der äußeren Schicht und ein Feinmedium 82 in der inneren Schicht zu umfassen, wie in 12 gezeigt ist. Das Grobfiltermedium 81 der Außenschicht hat im Wesentlichen die gleiche Funktion beim Einfangen und Entfernen von Fremdteilchen wie der herkömmliche Saugfilter 372, der in 25 gezeigt ist. In ähnlicher Weise hat das Feinfiltermedium 82 der inneren Schicht im Wesentlichen die gleiche Funktion beim Einfangen und Entfernen von Fremdteilchen wie der herkömmliche Hochdruckfilter 373, der in 25 gezeigt ist.
  • Wie in 11 gezeigt ist, ist die Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe 10 mit einer im Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 verbunden, die im Inneren des Kraftstofftanks 76 angeordnet ist. Die im Tank angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 ist mit einer außerhalb des Tanks angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 88 verbunden, die außerhalb des Kraftstofftanks 76 angeordnet ist. Kraftstoff, der in die außerhalb des Tanks Kraftstoff-Zufuhrleitung 88 abgegeben wird, tritt durch eine Motorversorgungsleitung 90 hindurch, so dass er von einer Einspritzeinrichtung 92 in eine Brennkammer (nicht gezeigt) eines Motorkörpers 84 eingespritzt wird. Wie in 11 gezeigt ist, ist die im Tank angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 nahe der Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe 10 auch mit einem Rückschlagventil 96 versehen, um den Rückfluss von Kraftstoff zu blockieren.
  • Das Regelventil 74 regelt den Kraftstoffdruck des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der im Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 86, um einen Überschuss an Hochdruckkraftstoff abzuführen. Die Kraftstoffabgabemündung des Regelventils 74 ist mit einer Rückführungsleitung 98 verbunden, die zu der Zuflussmündung 33 des Motorabschnitts 14 in der Kraftstoffpumpe 10 führt. Sodann ist die Abflussmündung 35 des Motorabschnitts 14 in der Kraftstoffpumpe 10 mit einer Rückführungsleitung 100 verbunden, deren stromab liegendes Ende sich in dem Vorratsbecher 78 öffnet.
  • Bezug nehmend auf die 11 und 12 wird die Arbeitsweise des Kraftstoffzufuhrsystems 70 beschrieben. Wenn die Kraftstoffpumpe 10 angetrieben wird, tritt Kraftstoff in dem Vorratsbecher 78 durch das Filtermedium 80 in dem Saugfilter 72 hindurch, so dass es gefiltert wird. Während der Filtration fängt das Grobfiltermedium 81 verhältnismäßig große Fremdteilchen (dargestellt als Symbol ⎕ in 12) in dem Kraftstoff ein und entfernt sie. Auf ähnliche Weise fängt das Feinfiltermedium 82 verhältnismäßig kleine Fremdteilchen (dargestellt als Symbol Δ in 12) in dem Kraftstoff ein und entfernt sie.
  • Sodann wird der Kraftstoff, der durch das Filtermedium 800 in dem Saugfilter 72 hindurchgetreten ist, von der Einlassmündung 43 der Kraftstoffpumpe 10 in den Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 in den Pumpenabschnitt hineingezogen, während er unter Druck gesetzt wird. Danach wird der Kraftstoff von der Auslassmündung 44 in die im Tank angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 abgegeben. Ferner tritt der Kraftstoff durch die im Tank angeordnet Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 hindurch, so dass er an die außerhalb des Tanks angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 88 geliefert wird.
  • Der Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs in der im Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 wird durch das Regelventil 74 auf einen vorgegebenen Druck geregelt. Wie in den 12 und 13 gezeigt ist, ermöglicht das Regelventil 74 während des Druckregelverfahrens, dass überschüssiger Kraftstoff in die Rückführungsleitung 98 fließt. Sodann wird der überschüssige Kraftstoff in den Motorabschnitt 14 oder den Motorabschnitts-Fluidweg 48, der in der Motorkammer 20 angeordnet ist, wie in 1 gezeigt ist, über die Zuflussmündung 44 des Motorabschnitts 14 der Kraftstoffpumpe 10 eingeführt. Nachdem er durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 geflossen ist, wird der Kraftstoff in den Vorratsbecher 78 über die Rückführungsleitung 100 abgegeben, die sich von der Abflussmündung 35 zu dem Motorabschnitt 14 erstreckt.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es, wie in 12 gezeigt ist, möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem 70 bereit zu stellen, das die Kraftstoffpumpe 10 umfasst, die einerseits gestattet, dass das durch den Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 fließende Fluid abgegeben wird, ohne dass zugelassen wird, dass das Fluid durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 fließt, und die andererseits gestattet, dass das durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 fließende Fluid den Motorabschnitt kühlt und schmiert und die vom Motor erzeugten Teilchen abführt. Da keine vom Motor erzeugten Teilchen in dem durch den Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 fließenden Kraftstoff eingeschlossen sind, ist es möglich, den Hochdruckfilter 373 (siehe 25) wegzulassen, der herkömmlicherweise stromab von der Kraftstoffpumpe 10 vorgesehen sein muss. Dies ermöglicht es, dass das Kraftstoffzufuhrsystem 70 kompakter ist und es reduziert Kosten.
  • Da die Fremdteilchen, die in dem Kraftstoff eingeschlossen sind, der in die Kraftstoffpumpe 10 eingezogen wird, und die damit die in dem Pumpenabschnitt 12 montierten, gleitenden Abschnitte beeinflussen, von dem Filtermedium 80 in dem Saugfilter 72 eingefangen und entfernt werden, und es ist möglich, Probleme zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren, die an den Gleitkontakten in Einrichtungen auftreten, die stromab von der Kraftstoffpumpe 10 (d.h. das Regelventil 74, die Einspritzeinrichtung 29 und dergleichen) angeordnet sind, so dass die Lebensdauer der Kraftstoffpumpe 10 erhöht wird.
  • Ferner ist das Filtermedium 80 in dem Saugfilter 72 mehrschichtig ausgebildet, um wenigstens das Grobfiltermedium 81 als äußere Schicht und das Feinmedium 82 als innere Schicht zu umfassen, wie in 12 gezeigt ist. Dadurch werden Fremdteilchen, die in dem Kraftstoff enthalten sind, durch das mehrschichtige Filtermedium 80 in dem Saugfilter wirksam eingefangen und entfernt.
  • Weiterhin sind die mehrschichtigen Filtermedien 80 so ausgeführt, dass die Grobfiltermedien 81 in den äußeren Schichten angeordnet sind, während die Feinfiltermedien 82 in den inneren Schichten angeordnet sind, wie in 12 gezeigt ist. Dadurch werden größere Fremdteilchen durch die Grobfiltermedien 81 der äußeren Schichten eingefangen und entfernt, während kleinere Fremdteilchen durch die Feinfiltermedien 82 der inneren Schichten eingefangen und entfernt werden. Folglich werden Fremdteilchen in Phasen eingefangen und entfernt, so dass die Feinfiltermedien 82 der inneren Schichten an einem Verstopfen gehindert werden. Als Ergebnis wird der Saugfilter 72 länger einsetzbar. Zusätzlich können die mehrschichtigen Filtermedien 80 so ausgeführt sein, dass sie mehr als zwei Schichten umfassen. Die hierarchische Ausgestaltung der mehrschichtigen Filtermedien 80 kann entsprechend modifiziert werden. Alternativ kann der Saugfilter 72 ein einschichtiges Medium statt den mehrschichtigen Filtermedien 80 umfassen.
  • Da der von dem Regelventil 74 abgegebene Kraftstoff nicht nur zum Abführen der motorerzeugten Teilchen, sondern auch zum Schmieren und Kühlen des Motorabschnitts 14 der Kraftstoffpumpe 10 verwendet wird, wird eine Herabsetzung der Leistungsfähigkeit des Motorabschnitts 14 verhindert oder wenigstens reduziert. Da die Motorkammer 20 der Kraftstoffpumpe 10 als Druckentlastungskammer dient, um Dampf von dem von dem Regelventil 74 abgegebenen Kraftstoff zu trennen, wird auch das von dem Motorabschnitt 14 erzeugte Geräusch in vorteilhafter Weise abgesenkt.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 13 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines fünften Ausführungsbeispiels beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels, das in 11 gezeigt ist.
  • Wie in 13 gezeigt ist, ist das Kraftstoffzufuhrsystem dieses Ausführungsbeispiels so ausgeführt, dass die Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe 10 mit dem stromauf liegenden Ende der in dem Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 86, beispielsweise durch eine Muffenrohrverbindung unter Verwendung von männlichen und weiblichen Enden, eingeführt und damit verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Auslassmündung 44 und der in dem Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 wird durch einen Dichtungsteil 103, beispielsweise einen O-Ring, abgedichtet gehalten. Andererseits ist die im Tank angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 einstückig mit einer Rückführungsleitung 98 als Zweigleitung versehen. Die Rückführungsleitung 98 ist mit dem Regelventil 74 mit einem Dichtungsteil 105, beispielsweise einem O-Ring, abdichtend verbunden. Ferner ist das stromab liegende Ende der Rückführungsleitung 98 mit der Zuflussmündung 33 der Kraftstoffpumpe 10 abdichtend mit einem Dichtungsteil 108 verbunden.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Kraftstoff-Leckage aufgrund der abgedichteten Verbindungen der Dichtungsteile 103 bzw. 105 zwischen der Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe 10 und dem stromauf liegenden Ende der im Tank angeordneten Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 und zwischen der Rückführungsleitung 98 und dem Regelventil 74 verhindert oder wenigstens reduziert. Auch eine Kraftstoff- Leckage zwischen der Zuflussmündung 33 der Kraftstoffpumpe 10 und dem stromab liegenden Ende der Rückföhrungsleitung 98 wird aufgrund der abdichtenden Verbindung durch den Dichtungsteil 108 verhindert oder wenigstens reduziert.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 14 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines sechsten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das sechste Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels, das in 11 gezeigt ist.
  • Wie in 14 gezeigt ist, sind die Unterschiede zwischen den sechsten und dem vierten Ausführungsbeispiel: 1) dass das Regelventil 74 in den Motordeckel 17 der Kraftstoffpumpe 10 integriert ist, und dass 2) das Rückschlagventil 96 in die Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe eingebaut ist. Daher ist das Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels mehr kompakt ausgeführt.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 15 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines siebten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das siebte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels, das in 11 gezeigt ist.
  • Wie in 15 gezeigt ist, ist die Kraftstoffpumpe 10 des siebten Ausführungsbeispiels mit einer Dampf-Abgabemündung 110 versehen, die beispielsweise auf dem Motordeckel 17 angeordnet ist, so dass sie mit der Außenseite der Motorkammer 20 in Verbindung steht, wie in 1 gezeigt ist. Die Dampf-Abgabemündung 110 ist so ausgeführt, dass Dampf, der in dem durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 in dem Motorabschnitt 14 fließende Fluid enthalten ist, zur Außenseite der Pumpe 10 abgegeben werden kann. Auch ist der Saugfilter 72 mit einem Dampfabscheider 112 auf dem Filtermedium 80 versehen. Der Dampfabscheider 112 umfasst auf dem Filtermedium 80 ein Dampfabscheidergehäuse 113, das im Wesentlichen die Form eines umgestülpten Bechers hat. Das Dampfabscheidergehäuse 113 bildet eine Expansionskammer 114, so dass die Querschnittsfläche der Rückführungsleitung 100 kleiner ist als die des Dampfabscheidergehäuses 113. Es ist zu beachten, dass die obere Wand des Dampfabscheidergehäuses 1134 mit einer Dampf-Abgabemündung 126 versehen ist, durch die Dampf von der Expansionskammer 114 zu der Außenseite abgegeben werden kann.
  • Wie in 15 gezeigt ist, ist die obere Wand des Dampfabscheidergehäuses 113 mit dem stromab liegenden Ende der Rückführungsleitung 100 verbunden. Andererseits öffnet sich das untere Ende der Expansionskammer 114 zu der Stirnseite des Filtermediums 80 des Saugfilters 72 hin. Der stirnseitige Abschnitt des Filtermediums 80 ist mit einem Dampfabscheiderfilter 118 versehen. Ähnlich wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlagventil 96 in der Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe 10 montiert.
  • Gemäß dem Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels gestattet die Dampf-Abgabemündung 110 der Kraftstoffpumpe 10, dass Dampf, der in dem Kraftstoff enthalten ist, der durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 (mehr speziell in der Motorkammer 20) in dem Motorabschnitt 14 fließt, zur Außenseite der Pumpe 10 hin abgegeben wird. In dem Kraftstoff enthaltener Dampf wird zur Außenseite durch beide Dampf-Abgabemündungen 110 und 126 abgegeben. Die Dampf-Abgabemündung 110 der Kraftstoffpumpe 10 dient als Hauptmündung, während die Dampf-Abgabemündung 126 des Dampfabscheiders 112 als Hilfsmündung dient. Wenn der gesamte Dampf durch die Dampf-Abgabemündung 110 der Kraftstoffpumpe 10 abgegeben wird, könnte die Dampf-Abgabemündung 126 des Dampfabscheiders 112 weggelassen werden. In diesem Fall könnte der Dampfabscheider 112 lediglich als Durchleitungsabschnitt dienen.
  • Da das Kraftstoffzufuhrsystem 70 ferner einen Rückführungsweg 120 umfasst, um zu ermöglichen, dass der durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 der Kraftstoffpumpe 10 ankommende Kraftstoff über die Rückführungsleitung 100 in den Saugfilter 72 fließt, ist es möglich, den in dem Saugfilter 72 auftretenden, negativen Druck nicht nur aufgrund der Kraftstoff-Ansaugkraft, die von dem Pumpenabschnitt 12 der Kraftstoffpumpe 10 ausgeübt wird, sondern auch aufgrund des Widerstandes zu mindern, wenn der Kraftstoff durch den Saugfilter 72 hindurchtritt. Daher wird eine geringere Menge an Dampf in dem Saugfilter 72 selbst dann gebildet, wenn Komponenten mit niedrigen Siedepunkt in dem Kraftstoff in der Druckminderungsumgebung unter erhöhter Temperatur oder in Umgebungen mit subatmosphärischen Druck sieden, so dass es möglich ist, einen Abfall der Abgabeströmungsmenge zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren, der auftritt, wenn der Pumpenabschnitt 12 der Kraftstoffpumpe 10 Dampf ansaugt.
  • Der Rückführungsweg 120 ist in dem Dampfabscheider 112 vorgesehen, der den Dampf von dem durch den Rückführungsweg 120 fließenden Kraftstoff trennen kann, um in den Saugfilter 72 eintretenden Dampf zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren. Es ist zu beachten, dass der Dampfabscheider 112 weggelassen werden kann, weil er nach Bedarf vorgesehen ist.
  • Da der durch den Rückführungsweg 120 fließende Kraftstoff in der Expansionskammer 114 des Dampf-Abscheidergehäuses 113 druckentlastet wird, so dass die verdampfungsfähigen Bestandteile des Kraftstoffs in Dampfbläschen umgesetzt werden, kann der Dampf leicht von dem unter Druck stehenden Kraftstoff abgetrennt werden. Da der Durchtritt von Dampf durch den Dampfabscheiderfilter 118 eingeschränkt ist, der Teil des Filtermediums 80 des Saugfilters 72 ist, ist es ferner möglich, den in den Saugfilter 72 eintretenden Dampf zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren. Da ein Teil des Filtermediums 80 des Saugfilters 72 verwendet wird, um den Dampfabscheiderfilter 118 zu bilden, ist es noch weiterhin möglich, die Anzahl der Teile des Kraftstoffzufuhrsystems 70 zu reduzieren, um eine kleinere Baugröße und geringere Kosten als in dem Fall zu ermöglichen, bei dem zusätzlich ein für diesen Zweck bestimmter Dampfabscheiderfilter vorgesehen ist.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 16 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem nach einem achten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das achte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des siebten Ausführungsbeispiels, das in 15 gezeigt ist.
  • Wie in 16 gezeigt ist, wird gemäß dem achten Ausführungsbeispiel die Pumpe 10 mit integriertem Motor des dritten Ausführungsbeispiels, das in 9 gezeigt ist, als Kraftstoffpumpe 10 verwendet. Die Kraftstoffpumpe 10 ist seitlich auf dem Saugfilter 72 angeordnet, so dass die Einlassmündung 43 des Pumpenab schnitts 12 mit der Anschlussmündung (nicht gezeigt) des Saugfilters 72 verbunden ist. Somit steht die Abflussmündung 35 des Motorabschnitts 40 an dem Filtermedium 80 des Saugfilters 72 unter Oberflächenkontakt an. Das Filtermedium 80 des Saugfilters 72 ist mit einem Dampfabscheiderfilter 122 gegenüber dem Öffnungsende der Abflussmündung 35 des Motorabschnitts 14 versehen. Ähnlich wie bei dem siebten Ausführungsbeispiel, wie in 15 gezeigt ist, umfasst die Kraftstoffpumpe 10 die Dampf-Abgabemündung 110, die mit der Außenseite der Motorkammer 20 in Verbindung steht. Es ist zu beachten, dass das Rückschlagventil 96 in die Auslassmündung 44 der Kraftstoffpumpe 10 eingebaut ist.
  • Gemäß dem Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels werden dieselben Wirkungen und Ergebnisse erzielt, wie in dem siebten Ausführungsbeispiel, das in 15 gezeigt ist. Vorteilhafterweise ist die Gesamtbauhöhe des Kraftstoffzufuhrsystems 70 so ausgebildet, dass sie geringer ist als die des vorhergehenden Ausführungsbeispiels, weil die Kraftstoffpumpe 10 seitlich angeordnet ist.
  • Neuntes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 17 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines neunten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das neunte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des siebten Ausführungsbeispiels, das in 15 gezeigt ist.
  • Wie in 17 gezeigt ist, ist das Dampf-Abscheidergehäuse 113 des Dampfabscheiders 112 dieses Ausführungsbeispiels mit der Expansionskammer 114 versehen, die eine Vorbereitungskammer 124 und eine Abscheiderkammer 125 umfasst. Die Vorbereitungskammer 124 ist so ausgebildet, dass der Boden davon nicht mit dem Filtermedium 80 des Saugfilters 72 in Verbindung steht. Andererseits ist die Trennkammer 125 so ausgebildet, dass sie sich nach unten öffnet, so dass sie dem Filtermedium 80 zugewandt ist. Die Trennkammer 125 steht mit der Vorbereitungskammer 124 an dem oberen Abschnitt davon in Verbindung. Ferner ist die obere Wand der Vorbereitungskammer 124 mit dem stromab liegenden Ende der Rückführungsleitung 100 verbunden, während die obere Wand der Trennkammer 125 mit einer Dampf-Abgabemündung 126 ausgestattet ist, um Dampf zur Außenseite hin abzugeben.
  • Gemäß dem Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels werden die gleichen Wirkungen und Ergebnisse erzielt wie in dem siebten Ausführungsbeispiel, das in 15 gezeigt ist. Außerdem wird der Kraftstofffluss, der über die Rückführungsleitung 100 in die Vorbereitungskammer 124 der Expansionskammer 114 strömt, wenn der Kraftstofffluss stark genug ist, durch Aufprall auf die untere Wand 124a der Expansionskammer 114 zurückgeworfen. Sodann wird der in der Expansionskammer 114 zurückgeworfene Kraftstofffluss von der Vorbereitungskammer 124 in der Trennkammer 125 eingeführt, so dass der in dem Kraftstoffstrom enthaltene Dampf durch die Dampf-Abgabemündung 126 der Trennkammer 125 abgeführt wird. Der unter Druck stehende Kraftstoff, von dem nahezu der gesamte Dampf abgetrennt worden ist, wird von der Trennkammer 125 in das Filtermedium 80 des Saugfilters 72 durch den Dampfabscheiderfilter 118 eingeführt. Somit ist es möglich, den in den Saugfilter 72 eintretenden Dampf zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren.
  • Auch wird der Dampf leicht von dem unter Druck stehenden Kraftstoff getrennt, weil der unter Druck stehende Kraftstofffluss, der in die Expansionskammer 114 des Dampf-Abscheidergehäuses 113 eintritt, während des Aufpralls auf eine Bodenwand 124a der Vorbereitungskammer 124 aufgerührt wird, so dass die verdampfbaren Bestandteile des Kraftstoffs in Dampfblasen umgesetzt werden.
  • Zehntes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 18 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines zehnten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das zehnte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des siebten Ausführungsbeispiels, das in 15 gezeigt ist.
  • Wie in 18 gezeigt ist, ist gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel das Dampfabscheidergehäuse 113 des Dampfabscheiders 112 in Längsrichtung verlängert, so dass die untere Oberfläche des Gehäuses 112 an dem Filtermedium 80 des Saugfilters 72 ansteht. Die Rückführungsleitung 100, die sich von dem Mo torabschnitt 14 weg erstreckt, ist mit dem Gehäuse 113 in Längsrichtung allgemein in der Mitte des Gehäuses 113 angeschlossen, während der obere Abschnitt des Gehäuses 113 mit einer Dampf-Abgabemündung 128 versehen ist, um Dampf zur Außenseite hin abzugeben.
  • Gemäß dem Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels werden die gleichen Wirkungen und Ergebnisse erzielt wie in dem siebten Ausführungsbeispiel, das in 15 gezeigt ist. Da das Dampf-Abscheidergehäuse 113 in Längsrichtung verlängert ist, wird der Dampf von dem Kraftstoff unter der Schwerkraft getrennt, so dass der Dampf durch die Dampf-Abgabemündung 128 abgegeben wird. Auf diese Weise ist es möglich, den in den Saugfilter 72 eintretenden Dampf zu eliminieren oder wenigstens zu reduzieren.
  • Elftes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 19 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines elften Ausführungsbeispiels beschrieben. Das elfte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels, das in 11 gezeigt ist.
  • Wie in 19 gezeigt ist, ist gemäß dem elften Ausführungsbeispiel eine Strahlpumpe 130, die durch den Kraftstoff angetrieben wird, der durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 in der Kraftstoffpumpe 10 kommt, vorgesehen, um Kraftstoff in den Vorratsbecher 78 von der Außenseite davon in den Kraftstofftank 76 zu übertragen. Somit ist das stromab liegende Ende der Rückführungsleitung 100 mit der Einführungsmündung für zu übertragenden Kraftstoff (nicht gezeigt) der Strahlpumpe 130 verbunden. Die Kraftstoffansaugmündung der Strahlpumpe 130 ist mit einer Kraftstoffsaugleitung 131 verbunden, durch die Kraftstoff, der von außerhalb des Vorratsbechers 78 und des Kraftstofftanks 76 vorhanden ist, in die Strahlpumpe 130 angesaugt wird. Andererseits ist die Auslassmündung der Strahlpumpe 130 mit einer Kraftstoffabgabeleitung 132 verbunden, deren stromab liegendes Ende sich in den Vorratsbecher 78 öffnet.
  • Die Strahlpumpe 130 nutzt einen negativen Druckeffekt aus, der erzeugt wird, wenn der unter Druck stehende, über die Rückführungsleitung 100 eingeführte Kraftstoff, über die Kraftstoffabgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 abgegeben wird. Der Effekt ermöglicht es, dass der Kraftstoff, der außerhalb des Vorratsbechers 78 und innerhalb des Kraftstofftanks 76 vorhanden ist, in die Kraftstoffsaugleitung 131 eingezogen wird, so dass er in der Strahlpumpe 130 über die Kraftstoffansaugmündung (nicht gezeigt) fließt, so dass der Kraftstoff über die Kraftstoffabgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 zugeführt wird. Die grundlegende Anordnung der Strahlpumpe 130 ist im Stand der Technik bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben.
  • Zwölftes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 20 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines zwölften Ausführungsbeispiels beschrieben. Das zwölfte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des elften Ausführungsbeispiels, das in 19 gezeigt ist.
  • Wie in 20 gezeigt ist, ist gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel die Rückführungsleitung 100, die als elftes Ausführungsbeispiel beschreiben worden ist, nicht mit der Strahlpumpe 130 verbunden, sondern öffnet sich zu dem Vorratsbecher 78. Ferner ist ähnlich wie bei dem siebten Ausführungsbeispiel, das in 15 gezeigt ist, die Kraftstoffpumpe 10, beispielsweise auf dem Motordeckel 17, mit der Dampf-Abgabemündung 110 vorgesehen, die die Motorkammer 20 mit der Außenseite davon verbindet. Die Dampf-Abgabemündung 110 ist ausgebildet, dass es ermöglicht wird, dass Dampf, der in dem durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 in dem Motorabschnitt 14 fließenden Kraftstoff enthalten ist, zur Außenseite der Pumpe 10 abgegeben wird. Die Dampf-Abgabemündung 110 ist mit dem stromauf liegenden Ende der Dampf-Abgabeleitung 134 verbunden, deren stromab liegendes Ende mit der Einführungsmündung für zu übertragenden Kraftstoff (nicht gezeigt) der Strahlpumpe 130 verbunden ist.
  • Die Strahlpumpe 130 nützt einen negativen Druckeffekt aus, der erzeugt wird, wenn der unter Druck stehende, über die Dampf-Abgabeleitung 134 eingeführte Kraftstoff, über die Kraftstoff-Abgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 abgegeben wird. Der Effekt ermöglicht es, dass der außerhalb des Vorratsbechers 78 und innerhalb des Tanks 70 vorhandene Kraftstoff von der Kraftstoffsauglei tung 131 angesaugt wird, so dass er über die Kraftstoffsaugmündung (nicht gezeigt) in die Strahlpumpe 130 fließt, so dass der Kraftstoff über die Kraftstoff-Abgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 zugeführt wird. Die Strahlpumpe 130 wird durch den Kraftstoff, der durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 in der Kraftstoffpumpe 10 kommt, angetrieben, um den Kraftstoff von der Außenseite des Vorratsbechers 78 in den Vorratsbecher 78 in dem Kraftstofftank 76 zu übertragen. Entsprechend dem Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels werden die gleichen Wirkungen und Ergebnisse erzielt, wie in dem elften Ausführungsbeispiel, das in 19 gezeigt ist.
  • Dreizehntes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 21 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines dreizehnten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des elften Ausführungsbeispiels, das in 19 gezeigt ist.
  • Wie in 21 gezeigt ist, ist gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel die Strahlpumpe 130 des elften Ausführungsbeispiels, das in 19 gezeigt ist, in den Motordeckel 17 der Kraftstoffpumpe 10 integriert. Daher ist das Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels, das in 21 gezeigt ist, kompakter aufgebaut.
  • Vierzehntes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 22 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines vierzehnten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das vierzehnte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des elften Ausführungsbeispiels, das in 19 gezeigt ist.
  • Wie in 22 gezeigt ist, ist gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel die Rückführungsleitung 100, die als elftes Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, nicht mit der Strahlpumpe 130 verbunden, sondern öffnet sich zu dem Vorratsbecher 78. Ferner ist die im Tank vorgesehene Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 des elften Ausführungsbeispiels mit einer Zweigleitung 136 versehen. Die Zweigleitung 136 ist mit der Einführungsmündung für zu übertragenden Kraftstoff (nicht gezeigt) der Strahlpumpe 130 verbunden. Die Zweigleitung 136 ist auch mit einem Rückschlagventil 137 versehen, um eine Rückströmung von Kraftstoff zu blockieren.
  • Die Strahlpumpe 130 verwendet einen negativen Druckeffekt, der erzeugt wird, wenn der unter Druck stehende, über die in dem Tank angeordnete Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 eingeführte Kraftstoff über die Kraftstoff-Abgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 abgegeben wird. Der Effekt ermöglicht es, dass Kraftstoff, der außerhalb des Vorratsbechers 78 und in dem Kraftstofftank 76 vorhanden ist, in die Kraftstoffsaugleitung 131 angesaugt wird, so dass er über die Kraftstoffsaugmündung (nicht gezeigt) in die Strahlpumpe 130 fließt, so dass der Kraftstoff über die Kraftstoff-Abgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 zugeführt wird. Die Strahlpumpe 130 wird durch den Kraftstoff angetrieben, der durch den Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 in die Kraftstoffpumpe 10 kommt, so dass Kraftstoff von außerhalb des Vorratsbechers 78 in den Vorratsbecher 78 innerhalb des Tanks 76 übertragen wird.
  • Fünfzehntes Ausführungsbeispiel
  • Bezug nehmend auf 23 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem eines fünfzehnten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des vierzehnten Ausführungsbeispiels, das in 22 gezeigt ist.
  • Wie in 23 gezeigt ist, ist gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel die im Tank vorgesehene Kraftstoff-Zufuhrleitung 86 mit einer Dampf-Abgabeleitung 139 versehen, statt mit der Zweigleitung 136 des vierzehnten Ausführungsbeispiels, das in 22 gezeigt ist. Das stromauf liegende Ende der Dampf-Abgabeleitung 139 ist mit der Dampf-Abgabemündung 45 (siehe auch 3) des Pumpendeckels 18 in der Kraftstoffpumpe 10 verbunden, während das stromauf liegende Ende davon mit der Einführungsmündung für zu übertragenden Kraftstoff (nicht gezeigt) der Strahlpumpe 130 verbunden ist.
  • Die Strahlpumpe 130 verwendet einen negativen Druckeffekt, der erzeugt wird, wenn der unter Druck stehende, über die Druck-Abgabeleitung 139 eingeführte Kraftstoff über die Kraftstoff-Abgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 abgegeben wird. Der Effekt ermöglicht es, dass Kraftstoff, der außerhalb des Vorratsbechers 78 und innerhalb des Kraftstofftanks 76 vorhanden ist, von der Kraftstoffsaugleitung 131 angesaugt wird, so dass er über die Kraftstoffsaugmündung (nicht gezeigt) in die Strahlpumpe 130 fließt, so das der Kraftstoff über die Kraftstoff-Abgabeleitung 132 in den Vorratsbecher 78 zugeführt wird. Die Strahlpumpe 130 wird durch den Kraftstoff, der durch den Pumpenabschnitts-Fluidweg 47 in der Kraftstoffpumpe kommt, angetrieben, um Kraftstoff von außerhalb des Vorratsbechers 78 in den Vorratsbecher 78 innerhalb des Kraftstofftanks 76 zu übertragen. Gemäß dem Kraftstoffzufuhrsystem 70 dieses Ausführungsbeispiels werden die gleichen Wirkungen und Ergebnisse erzielt wie in den vierzehnten Ausführungsbeispiel, das in 22 gezeigt ist.
  • Die Erfindung wurde im Detail unter spezieller Bezugnahme auf bestimmte, repräsentative Ausführungsbeispiele davon beschrieben, es ist jedoch verständlich, dass Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und des Schutzumfangs der Erfindung ausgeführt werden können.
  • Beispielsweise ist die Pumpe 10 mit integriertem Motor der vorliegenden Erfindung in weitem Umfang anwendbar auf Fluid außer Kraftstoff. Auch ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf eine vielstufige, Pumpe mit integriertem Motor, die eine Mehrzahl von Pumpenrädern 37 umfassen. Ferner ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf eine Pumpe 10 mit integriertem Motor, die ein anderer Typ als der Westco-Typ ist, beispielsweise auf den Axialströmungstyp, den Zahnradtyp und dergleichen. Ferner ist das Kraftstoffzufuhrsystem 70 der vorliegenden Erfindung nicht nur auf ein rückführungsloses System, sondern auch auf Rückführungssystem anwendbar, welches ermöglicht, dass der überschüssige Kraftstoff von einem auf der Maschinenseite angeordneten Regelventil abgegeben wird, um in den Kraftstofftank zurückgeführt zu werden. Ferner kann der Vorratsbecher 78 weggelassen werden, weil er nach Bedarf vorgesehen ist. Ferner kann die Rückführungsleitung 100 weggelassen werden, weil sie nach Bedarf vorgesehen ist. Ferner kann das Fluid, das durch den Motorabschnitts-Fluidweg 48 fließt, durch ein anderes Fluid als Kraftstoff ersetzt werden. Ferner können die wenigstens einmal vorgesehen Einlass-, Auslass-, Zufluss- und Abfluss-Mündungen der Kraftstoffpumpe 10 mehrfach vorgesehen sein.
  • Es wird ausdrücklich angegeben, dass alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, getrennt und unabhängig voneinander zum Zwecke der ursprünglichen Beschreibung und auch zum Zwecke der Einschränkung der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammensetzung der Merkmale in den Ausführungsbeispielen und/oder Ansprüchen offenbart sein sollen. Es wird ausdrücklich angegeben, dass alle Wertebereiche oder Angaben über Gruppen von Gegenständen jeden möglichen Zwischenwert oder dazwischen liegende Gegenstände zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und auch zum Zwecke der Einschränkung der beanspruchten Erfindung, insbesondere als Grenzen von Wertebereichen, offenbaren.

Claims (20)

  1. Pumpe (10) mit integriertem Motor, mit einem Pumpenabschnitt (12) zum Ansaugen von Fluid, Unter-Druck-Setzen und dann Abgeben des Fluids aus diesem, wobei der Pumpenabschnitt (12) einen Pumpenabschnitts-Fluidweg (47), der es dem Fluid ermöglicht, durch den Pumpenabschnitt (12) zu fließen, aufweist, und einem Motorabschnitt (14) zum Antreiben des Pumpenabschnitts (12), wobei der Motorabschnitt (14) einen Motorabschnitts-Fluidweg (48), der unabhängig von dem Pumpenabschnitts-Fluidweg (47) ist, um zu ermöglichen, dass Fluid in den Motorabschnitt (14) eingeführt wird, aufweist.
  2. Pumpe (10) mit integriertem Motor nach Anspruch 1, bei der der Motorabschnitt (14) einen Bürsten-Gleichstrommotor mit einem Kommutator (26) und Bürsten (30) aufweist, die gleitend derart miteinander in Kontakt stehen, dass in den Motorabschnitts-Fluidweg (48) eingeführtes Fluid zu den Gleitkontakten zwischen dem Kommutator (26) und den Bürsten (30) geführt wird.
  3. Pumpe (10) mit integriertem Motor nach Anspruch 1, bei der der Motorabschnitt (14) einen kontaktlosen, bürstenlosen Motor aufweist.
  4. Pumpe (10) mit integriertem Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Motorabschnitt (14) einen Rotor (24) derart aufweist, dass das in den Motorabschnitts-Fluidweg (48) eingeführte Fluid in der Richtung der Rotordrehung fließt.
  5. Kraftstoffzufuhrsystem (70), mit einer Fluidpumpe (12), wobei die Fluidpumpe (12) ein Einlassteil (43; 51) und ein Auslassteil (44; 55) zum Ein- und Ausleiten von Fluid aufweist, einem Filter (72), der neben dem Einlassteil (43; 51) der Fluidpumpe (12) angeordnet ist, und einem Motor (14), wobei der Motor (14) ein Einlassteil (33; 60) und ein Auslassteil (35; 62) zum Ein- und Ausführen von Fluid aufweist, bei dem das Auslassteil (44; 55) der Fluidpumpe (12) mit dem Einlassteil (33; 60) des Motors (14) verbunden ist.
  6. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 5, das weiter ein Regelventil (74) aufweist, bei dem das Regelventil (74) zwischen dem Fluid-Pumpenauslassteil (44; 55) und dem Motor-Einlassteil (43; 51) angeordnet und mit diesem verbunden ist.
  7. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 6, bei dem das Regelventil (74) auf dem Motor (14) angeordnet ist.
  8. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 5, das weiter eine Dampf-Abgabeeinrichtung (45; 110; 112) aufweist.
  9. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 8, bei dem die Dampf-Abgabeeinrichtung (110) ein Dampf-Abgabeteil (110) aufweist, das auf dem Motor (14) angeordnet ist.
  10. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 8, bei dem die Dampf-Abgabeeinrichtung (112) zwischen dem Motorauslassteil (35) und dem Filter (72) angeordnet ist.
  11. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 10, bei dem die Dampf-Abgabeeinrichtung (112) eine Vorbereitungskammer (124), eine Trennkammer (125), ein Dampf-Abgabeteil (126) und einen Dampfabscheiderfilter (118) aufweist, bei dem der Dampfabscheiderfilter (118) ferner mit dem Filter (72) verbunden ist.
  12. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 5, das weiter eine Strahlpumpe (130) aufweist.
  13. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 12, bei dem die Strahlpumpe (130) mit dem Motorauslassteil (35) verbunden ist.
  14. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 13, bei dem die Strahlpumpe (130) auf dem Motor (14) angeordnet ist.
  15. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 12, bei dem der Motor (14) ein Dampf-Abgabeteil (110) aufweist, bei dem ferner die Strahlpumpe (130) mit dem Dampf-Abgabeteil (110) verbunden ist.
  16. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 12, bei dem die Strahlpumpe (130) mit dem Fluid-Pumpenauslassteil (44) verbunden ist.
  17. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 5, bei dem der Filter (72) einen mehrschichtigen Filter (80) aufweist.
  18. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 17, bei dem der mehrschichtige Filter (80) eine äußere Schicht mit einem Grobfilter (81) und eine innere Schicht mit einem Feinfilter (82) aufweist.
  19. Kraftstoffzufuhrsystem (70) nach Anspruch 6, das weiter eine Mehrzahl von Dichtungsteilen (103, 105) aufweist, bei dem wenigstens eines aus der Mehrzahl der Dichtungsteile (103, 105) neben dem Fluid-Pumpenauslassteil (44), dem Regelventil (74) und dem Motoreinlassteil (33) angeordnet ist.
  20. Kraftstoffsystem (70) zum Zuführen von Kraftstoff an einen Motor (94), mit einer Kraftstoff-Zufuhrleitung (86) zum Liefern von Kraftstoff an dem Motor (94), und einer Pumpeneinrichtung (10) mit integriertem Motor mit einem Pumpenabschnitt (12) und einem Motorabschnitt (14), wobei die Pumpeneinrichtung (10) mit integriertem Motor in der Lage ist, Kraftstoff von dem Pumpenabschnitt (12) zu der Kraftstoff-Zufuhrleitung (86) zu führen, bevor der Kraftstoff mit dem Motorabschnitt (14) in Wechselwirkung tritt, und ferner jeden überflüssigen Kraftstoff zu dem Motorabschnitt (14) zu führen.
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