DE102009002299A1

DE102009002299A1 - Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff

Info

Publication number: DE102009002299A1
Application number: DE200910002299
Authority: DE
Inventors: Eugen Martin; Ludger Kuermann; Miloslav Gabris
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2010-10-14
Also published as: US8590563B2; WO2010115668A1; EP2417345A1; EP2417345B1; US20120018019A1; CN102388215B; CN102388215A

Abstract

Es sind schon Vorrichtungen bekannt, mit einer in einem Speichertopf angeordneten Saugstrahlpumpe, die eine Düse und einen stromab der Düse vorgesehenen, senkrecht zu einem Topfboden des Speichertopfes angeordneten Mischkanal aufweist, wobei am Ausgang des Mischkanals ein Prallmittel angeordnet ist, gegen das der Strahl der Düse bei im Wesentlichen ungefüllten Mischkanal trifft und dabei zumindest teilweise in den Mischkanal zurückgeleitet wird. Es hat sich herausgestellt, dass der Treibstrahl trotz des Prallmittels dazu neigt, die im Mischkanal stehende Flüssigkeitssäule hinauszuschleudern. Sobald der Flüssigkeitsstand im Speichertopf unter den Ausgang des Mischkanals gesunken ist, kann kein Kraftstoff mehr von oben in den Mischkanal nachfließen, so dass der Mischkanal nach dem Abstellen der Saugstrahlpumpe ungefüllt sein kann. Bei erneutem Starten der Saugstrahlpumpe tritt dann eine unbefriedigend hohe Verzögerung bis zum Beginnen des Ansaugens der Saugstrahlpumpe auf, da das Volumen des Treibstrahls zunächst den Mischkanal füllen muss, um einen Unterdruck und eine Ansaugleistung aufzubauen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Herausdrücken der Flüssigkeitssäule des Mie vermieden. Die Vorlaufzeit der Saugstrahlpumpe ist dadurch in allen Betriebszuständen annähernd gleich. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass am Ausgang des Mischkanals (16) ein Zusatzvolumen (25) durch eine abgesetzte Erweiterung (26) des ...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Vorrichtung aus der DE 42 19 516 A1 bekannt, mit einer in einem Speichertopf angeordneten Saugstrahlpumpe, die eine Düse und einen stromab der Düse vorgesehenen, senkrecht zu einem Topfboden des Speichertopfes angeordneten Mischkanal aufweist, wobei am Ausgang des Mischkanals ein Prallmittel angeordnet ist, gegen das der Strahl der Düse bei im wesentlichen ungefüllten Mischkanal trifft und dabei zumindest teilweise in den Mischkanal zurückgeleitet wird. Es hat sich herausgestellt, dass der Treibstrahl trotz des Prallmittels dazu neigt, die im Mischkanal stehende Flüssigkeitssäule hinauszuschleudern. Sobald der Flüssigkeitsstand im Speichertopf unter den Ausgang des Mischkanals gesunken ist, kann kein Kraftstoff mehr von oben in den Mischkanal nachfließen, so dass der Mischkanal nach dem Abstellen der Saugstrahlpumpe ungefüllt sein kann. Bei erneutem Starten der Saugstrahlpumpe tritt dann eine unbefriedigend hohe Verzögerung bis zum Beginnen des Ansaugens der Saugstrahlpumpe auf, da das Volumen des Treibstrahls zunächst den Mischkanal füllen muss, um einen Unterdruck und eine Ansaugleistung aufzubauen.
Aus der DE-100 03 748 A1 ist eine in einem Kraftstoffsatteltank angeordnete Vorrichtung bekannt, die eine in einem Speichertopf angeordnete Kraftstoffförderpumpe und zwei Saugstrahlpumpen aufweist. Der Kraftstoffsatteltank ist durch einen Sattel in zwei Bereiche getrennt ist, wobei in dem einen Bereich der Speichertopf mit der Kraftstoffförderpumpe und der ersten Saugstrahlpumpe und in dem anderen Bereich die zweite Saugstrahlpumpe vorgesehen ist. Für die zweite Saugstrahlpumpe wird eine zusätzliche Treibleitung benötigt, die aufwendig im Kraftstoffsatteltank verlegt werden muss.
Außerdem ist aus der US 2002/083983 A1 eine in einem Kraftstoffsatteltank angeordnete Vorrichtung bekannt, die eine in einem Speichertopf angeordnete Kraftstoffförderpumpe und zwei Saugstrahlpumpen aufweist. Beide Saugstrahlpumpen sind in dem Speichertopf angeordnet, wobei die erste Saugstrahlpumpe aus der direkten Umgebung des Speichertopfes und die zweite Saugstrahlpumpe aus einem Bereich des Kraftstoffsatteltanks jenseits des Sattels ansaugt. Die zweite Saugstrahlpumpe hat wegen eines fehlenden Prallmittels eine unbefriedigend lange Startzeit bis zum Einsetzen der Ansaugleistung.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Herausdrücken der Flüssigkeitssäule des Mischkanals durch den Treibstrahl der Saugstrahlpumpe vermieden wird, indem am Ausgang des Mischkanals ein Zusatzvolumen durch eine abgesetzte Erweiterung des Mischkanals gebildet ist. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher hydrostatischer Druck bereitgestellt, der ein Leerfördern des Mischkanals durch den Treibstrahl verhindert. Die Startzeit der Saugstrahlpumpe bis zum Beginn der Ansaugung ist dadurch für alle Betriebszustände annähernd gleich. Außerdem wird eine kontinuierliche Ansaugung für alle Betriebszustände sichergestellt. Die Erweiterung des Mischkanals im Zusatzvolumen, insbesondere eine konische Erweiterung, erlaubt ein besseres Einfangen und Zurückleiten des Strahls der Düse in den Mischkanal.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Prallmittel eine Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze aufweist, in die der Strahl der Düse trifft, wobei der Strahl vom Prallmittel zurück in den Mischkanal geleitet wird. Die Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze hat einen dem Mischkanal zugewandten Eingang, wobei das Prallmittel mit seinem Eingang in das Zusatzvolumen hineinreicht. Auf diese Weise wird erreicht, dass weniger Flüssigkeit durch Spritzen aus dem Mischkanal verlorengeht.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Zeichnung zeigt im Schnitt eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff mit einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe.
Die Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff ist in einem Kraftstofftank 1 angeordnet und fördert mittels eines Förderaggregates 2, beispielsweise einer Kraftstoffpumpe, Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 druckerhöht über eine Druckleitung 3 zu einer Brennkraftmaschine 4. Das Förderaggregat 2 ist in einem Speichertopf 5 angeordnet, der für das Förderaggregat 2 ausreichend Kraftstoff vorhält, damit dieses auch bei niedrigen Füllständen im Kraftstofftank 1 und beim Beschleunigen, Bremsen, Kurven- und/oder Bergfahren Kraftstoff ansaugen kann. Der Speichertopf 5 hat einen Topfboden 6. Von der Druckleitung 3 der Vorrichtung zweigt eine Treibleitung 9 ab, die eine Saugstrahlpumpe 10 zum aktiven Befüllen des Speichertopfes 5 antreibt. In der Druckleitung 3 bzw. in der Treibleitung 9 kann ein Druckregelventil 12 vorgesehen sein, das erst ab einem vorbestimmten Druck in der Druckleitung 3 Kraftstoff aus der Druckleitung 3 in die Treibleitung 9 abströmen lässt. Alternativ kann das Druckregelventil 12 durch ein Drosselelement 12 ersetzt werden, das den in die Treibleitung 9 abströmenden Volumenstrom begrenzt. Stromab der Abzweigung der Treibleitung 8 ist ein Rückschlagventil 11 in der Druckleitung 3 vorgesehen, das ein Rückströmen von Kraftstoff verhindert und den Druck in der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 11 nach dem Abschalten des Förderaggregates 2 aufrecht erhält. Die Treibleitung 9 kann selbstverständlich auch von einem nicht dargestellten Rücklauf der Brennkraftmaschine 4 oder auf andere Weise mit Kraftstoff gespeist werden. Außerdem kann ein Überdruckventil 13 vorgesehen sein, das bei einem vorbestimmten Überdruck in der Druckleitung 3 im Abschnitt stromab des Rückschlagventils 11 Kraftstoff aus der Druckleitung 3 entweichen lässt.
Die Treibleitung 9 mündet über einen beispielsweise verengten Strahlausgang 14, der eine Düse bilden kann, in eine Ansaugkammer 15 der Saugstrahlpumpe 10. An die Ansaugkammer 15 schließt sich ein Mischkanal 16 an, der in gedachter Verlängerung des Strahlausgangs 14 angeordnet ist, derart, dass ein aus dem Strahlausgang 14 der Treibleitung 9 austretender Fluidstrahl über die Ansaugkammer 15 geradlinig in den Mischkanal 16 gelangt. Der Mischkanal 16 verläuft quer, beispielsweise vertikal zum Topfboden 6. Durch die senkrechte Anordnung des Mischkanals 16 steht mehr Bauraum für eine strömungsgünstigere Ausgestaltung der Saugstrahlpumpe 10, insbesondere am Ende des Mischkanals 16, zur Verfügung, so dass der Wirkungsgrad gegenüber waagerecht angeordneten Mischkanälen verbessert ist.
Die Wirkungsweise der Saugstrahlpumpe 10 ist hinreichend bekannt, so dass diese hier nur kurz beschrieben wird: über die Treibleitung 9 und deren Strahlausgang 14 wird ein Treibstrom strahlförmig in die Ansaugkammer 15 eingeleitet. Der Treibstrahl der Treibleitung 9 reißt umliegenden Kraftstoff aus der Ansaugkammer 15 mit in den Mischkanal 16, so dass sich ein Förderstrom über den Mischkanal 16 in den Speichertopf 5 einstellt. In der Ansaugkammer 15 entsteht ein Unterdruck, der Kraftstoff über eine Ansaugöffnung 17 der Ansaugkammer 15 aus dem Kraftstofftank 1 in die Ansaugkammer 15 nachströmen lässt.
Die Ansaugkammer 15 ist beispielsweise gebildet durch eine topfförmige Aufnahme 18 am Topfboden 6, in die der Mischkanal 16 als separates Bauteil eingesteckt ist. Zwischen dem eingesteckten Abschnitt des Mischkanals 16 und der Aufnahme 18 ist zur Abdichtung beispielsweise ein Dichtring 19 vorgesehen. An die Ansaugöffnung 17 ist beispielsweise eine Ansaugleitung 21 angeschlossen, die in einen vom Speichertopf 5 entfernten Bereich des Kraftstofftanks 1 führt. Die Ansaugleitung 21 ist beispielsweise über einen Sattel 1.1 des Kraftstofftanks 1 geführt und saugt Kraftstoff aus einem Bereich an, der von einem Abschnitt des Kraftstofftanks 1, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Speichertopf 5 angeordnet ist, durch den Sattel 1.1 getrennt ist.
Der Mischkanal 16 ist in Richtung der Längserstreckung des Speichertopfes 5, beispielsweise senkrecht zum Topfboden 6, angeordnet und wird in der Aufnahme 18 gehalten, wobei der Topfdeckel 27 den Mischkanal 16 in axialer Richtung fixieren kann.
Am Ausgang des Mischkanals 16 ist ein Prallmittel 22 angeordnet, gegen das der Treibstrahl bei ungefülltem Mischkanal 16 trifft und dabei zumindest größtenteils in den Mischkanal 16 zurückgeleitet wird.
Um ein Leerfördern des Mischkanals 16 durch den starken Treibstrahl zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass am der Düse 14 abgewandten Ausgang bzw. Endabschnitt des Mischkanals 16 ein Zusatzvolumen bzw. -reservoir 25 durch eine radiale Erweiterung 26 des Mischkanals 16 gebildet ist. Durch das erfindungsgemäße Zusatzvolumen 25 wird ein zusätzlicher hydrostatischer Druck bereitgestellt, der ein Herausschleudern des Kraftstoffs aus dem Mischkanal 16 verhindert. Die Erweiterung des Mischkanals 16 im Bereich des Zusatzvolumens 25, gemäß dem Ausführungsbeispiel am Ende des Diffusors 30, erlaubt außerdem ein besseres Einfangen und Zurückleiten des Strahls der Düse 14 in den Mischkanal 16.
Die Erweiterung des Mischkanals 16 erfolgt in radialer Richtung bezüglich der Längserstreckung des Mischkanals 16. Durch die Erweiterung des Mischkanals 16 ist die Wandung des Zusatzvolumens 25 gegenüber der Wandung des angrenzenden übrigen Mischkanals 16 derart abgewinkelt, dass ein Winkel α zwischen beiden Abschnitten besteht, der ungleich null ist. Die Erweiterung des Mischkanals 16 ist beispielsweise absatzförmig, stufenförmig, schulterförmig, konusförmig oder ähnlich ausgebildet. Unterhalb des Zusatzvolumens 25 bzw. stromauf des Zusatzvolumens 25 kann ein als Diffusor ausgeführter Abschnitt 30 des Mischkanals 16 vorgesehen sein, der sich in Strömungsrichtung erweitert.
Das Prallmittel 22 ist deckelförmig oder kappenförmig ausgeführt und deckt den stirnseitigen Ausgang des Mischkanals 16 ab. Das Prallmittel 22 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel einstückig an einem Deckel 27 des Speichertopfes 5 ausgebildet, kann aber auch ein separates Teil sein. Der Mischkanal 16 reicht mit seinem Zusatzvolumen 25 beispielsweise bis oder bis nahe an einen Rand 5.1 des Speichertopfes 5, so dass ein möglichst hoher hydrostatischer Druck im Mischkanal 16 aufbaubar ist.
Das Prallmittel 22 weist eine Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze 28 auf, in die der Strahl der Düse 14 zumindest bei ungefülltem Mischkanal 16 trifft. Diese Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze 28 ist beispielsweise zylinderförmig, kanalförmig, topfförmig oder sacklochförmig ausgeführt. Die Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze 28 hat einen dem Mischkanal 16 zugewandten Eingang, wobei das Prallmittel 22 mit seinem Eingang in das Zusatzvolumen 25 hineinreicht. Auf diese Weise werden Flüssigkeitsverluste durch Herausspritzen von Kraftstoff verringert. Die Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze 28 des Prallmittels 22 ist beispielsweise konzentrisch zu dem Strahlausgang 14 angeordnet.
Das Prallmittel 22 hat an seinem dem Eingang abgewandten Ende einen Boden 29, der beispielsweise kegelförmig, kalottenförmig, teilkugelförmig, gewölbt oder flach ausgebildet sein kann. Der Boden 29 des Prallmittels 22 kann senkrecht zum Treibstrahl der Düse 14 oder schräg zu diesem angeordnet sein.
Das Zusatzvolumen 25 hat an seinem oberen Endabschnitt zumindest eine Umfangsöffnung 32 zum Austreten von Kraftstoff in den Speichertopf 5. Zwischen der Wandung des Zusatzvolumens 25 und dem Prallmittel 22 ist ein Ringspalt 33 gebildet, so dass Kraftstoff über den Ringspalt 33 und die zumindest eine Umfangsöffnung 32 in den Speichertopf 5 abströmen kann. Für einen optimalen Wirkungsgrad sind der Strömungsquerschnitt im Ringspalt 33 und der Strömungsquerschnitt aller Umfangsöffnungen 32 jeweils gleich oder größer auszubilden als der Strömungsquerschnitt am Ausgang des Diffusors 30.
In dem Speichertopf 5 kann eine nicht dargestellte zweite Saugstrahlpumpe vorgesehen sein, die Kraftstoff aus der direkten Umgebung des Speichertopfes 5 ansaugt und in den Speichertopf 5 fördert. Der Mischkanal dieser zweiten Saugstrahlpumpe kann waagerecht oder senkrecht zum Topfboden 6 des Speichertopfes 5 angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4219516 A1 [0002]
- DE 10003748 A1 [0003]
- US 2002/083983 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff mit einer in einem Speichertopf (5) angeordneten Saugstrahlpumpe (10), die eine Düse (14) und einen stromab der Düse (14) vorgesehenen, in Richtung der Längserstreckung des Speichertopfes (5) verlaufenden Mischkanal (16) aufweist, wobei am Ausgang des Mischkanals (16) ein Prallmittel (22) angeordnet ist, gegen das der Strahl der Düse (14) bei ungefülltem Mischkanal (16) trifft und dabei zumindest teilweise in den Mischkanal (16) zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Mischkanals (16) ein Zusatzvolumen (25) durch eine abgesetzte Erweiterung (26) des Mischkanals (16) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (26) des Mischkanals (16) konusförmig, absatzförmig, stufenförmig oder schulterförmig erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (25) gegenüber dem übrigen Mischkanal (16) abgewinkelt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des Zusatzvolumens (25) ein Diffusor (30) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallmittel (22) deckelförmig oder kappenförmig ausgeführt ist und den stirnseitigen Ausgang des Mischkanals (16) abdeckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallmittel (22) eine Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze (28) aufweist, in die der Strahl der Düse (14) trifft und zurück in den Mischkanal (16) geleitet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze (28) zylinderförmig, kanalförmig, topfförmig oder sacklochförmig ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze (28) einen dem Mischkanal (16) zugewandten Eingang aufweist, wobei das Prallmittel (22) mit seinem Eingang in das Zusatzvolumen (25) hineinreicht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung, Ausnehmung, Aufnahme oder Schürze (28) an ihrem dem Eingang abgewandten Ende einen Boden (29) aufweist, der kegelförmig, kalottenförmig, teilkugelförmig, gewölbt oder flach ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (29) senkrecht zum Strahl der Düse (14) oder schräg zu diesem angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (25) zumindest eine Umfangsöffnung (32) als Ausgang in den Speichertopf (5) aufweist.