DE102011075546A1

DE102011075546A1 - Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter

Info

Publication number: DE102011075546A1
Application number: DE102011075546A
Authority: DE
Inventors: Metin Abdis
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter für flüssigen Kraftstoff, zur Versorgung einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Kraftstoffbehälter eine Einrichtung zur Energieerzeugung zugeordnet ist, die aufgrund der Lageveränderung des Kraftstoffs, durch verschiedene Fahrzustände des Kraftfahrzeugs und/oder auftretender Fliehkräfte, Energie erzeugt aus der kinetischen und/oder der Potentialenergie des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter für flüssigen Kraftstoff, zur Versorgung einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine.
Bekannte Einrichtungen zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine umfassen wenigstens einen den Kraftstoff aufnehmenden Tank und eine Kraftstoffpumpe, mit der Kraftstoff aus dem Tank zur Brennkraftmaschine gefördert werden kann. Die DE 10 2007 056 418 A1 beschreibt eine Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem mit einem Kraftstoffspeicher hydraulisch gekoppelten Injektor, mit dem Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist, einer Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank in den Kraftstoffspeicher, einer stromabwärts der Hochdruckpumpe angeordneten Rücklaufleitung, die ausgebildet ist zum Abführen von Kraftstoff von der Hochdruckpumpe und/oder von dem Injektor, und einer Vorrichtung zur Rückgewinnung von mechanischer Energie, die hydraulisch gekoppelt ist mit der stromabwärts der Hochdruckpumpe angeordneten Rücklaufleitung und mechanisch gekoppelt ist mit der Hochdruckpumpe, wobei die Vorrichtung zur Rückgewinnung von mechanischer Energie ausgebildet ist zum übertragen von mechanischer Energie aus dem von der Rücklaufleitung abgeführten Kraftstoff auf die Hochdruckpumpe. Damit ist eine Energieeinsparung in der Einspritzanlage durch Nutzung der kinetischen Energie eines Kraftstoffleckagestroms, der von der Rücklaufleitung abgeführt wird, für den Antrieb der Hochdruckpumpe möglich. Insbesondere ist so ein geringerer Kraftstoffverbrauch ermöglicht. Des Weiteren sind durch die Vorrichtung zur Rückgewinnung von mechanischer Energie aus der Kraftstoffversorgungseinrichtung niedrigere Antriebsmomente und geringere Kräfte am Antrieb der Hochdruckpumpe möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine eine weitere Möglichkeit aufzuzeigen, durch die Energie erzeugt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter für flüssigen Kraftstoff, zur Versorgung einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kraftstoffbehälter eine Einrichtung zur Energieerzeugung zugeordnet ist, die aufgrund der Lageveränderung des Kraftstoffs, durch verschiedene Fahrzustände des Kraftfahrzeugs und/oder auftretender Fliehkräfte, Energie erzeugt aus der kinetischen und/oder der Potentialenergie des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter.
Das hat den Vorteil, dass der Energiegehalt an kinetischer und potentieller Energie des im Kraftfahrzeugtank umher schwappenden Kraftstoffes genutzt werden kann.
Bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung im Kraftstoffbehälter angeordnet ist, was sich für die Handhabung und Montage der Einrichtung positiv auswirkt, indem der Kraftfahrzeugtank als Ganzes vorwiegend wie bisher montiert werden kann und wenig zusätzlicher Platzbedarf anfällt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Einrichtung zur Energieerzeugung aus wenigstens einer Durchströmturbine besteht. Diese kann so im Kraftfahrzeugtank integriert werden, dass dem Kraftstoff besonders viel Energie entzogen werden kann, was sich günstig auf die Wirkungsgradverbesserung auswirkt. Wenn dann die Einrichtung zur Energieerzeugung als Energieerzeuger einen Generator besitzt, ist diese besonders einfach im Kraftfahrzeug wirkungsgradverbessernd zu verwenden, da der vom Generator erzeugte elektrische Strom ohne Weiteres in das elektrische Bordnetz eingespeist werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung außerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist. Dabei kann diese wenigstens eine außen am Kraftstoffbehälter angebrachte, eine Kurbel antreibende Schwinge umfassen, deren Antriebsbewegung durch die Verlagerung des als Pendel schwingfähig aufgehängten Kraftstoffbehälters erhalten wird.
Ein teilweise mit einer Kraftstoff gefüllter Kraftstoffbehälter, der um eine Schwenk- bzw. Kippachse schwingbar gelagert ist, so dass er durch ein Schwappen des Kraftstoffs im Behälter aus einer neutralen Ruhestellung in periodische Kippschwingungen um die Schwenk- bzw. Kippachse bringbar ist, zum Beispiel mit Hilfe einer mit Abstand zur Schwenkachse angeordneten Federanordnung, die mit dem aus seiner neutralen Ruhestellung ausgelenkten Behälter in Eingriff kommt, kann so mit einer Einrichtung, mittels welcher die oszilierende Schwenk- bzw. Kippbewegung des Behälters um seine Schwenkachse in eine rotierende Bewegung umzuwandeln ist, zum Beispiel über einen Kurbeltrieb, einen Generator antreiben. Der Kraftstoffbehälter ist dazu bevorzugt länglich ausgebildet, längs, um eine horizontal verlaufende Querachse kippbar, hinten und vorne federgestützt, im Kraftfahrzeug untergebracht. In der Nähe mindestens eines seiner Enden ist eine Schubkurbel des Kurbeltriebs angebracht, dessen Kurbel den Generator antreibt.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine mit einer Energieerzeugungseinrichtung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: ein schematisches hydraulisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters im Längsschnitt mit einer Einrichtung zur Energieerzeugung, ausgebildet als Durchströmturbine,
2 und 3: Je einen Querschnitt durch Stator und Rotor der Durchströmturbine aus 1 bei aufgeschnittenem Kraftstoffbehälter.
Die 1 bis 3 zeigen eine Mehrfachturbine mit waagerechter Welle W zum Einbau zum Beispiel über die ganze Tankbreite, um die Fließenergie des Kraftstoffs beim Bremsen und Beschleunigen nutzen zu können.
Die 1 zeigt die ganze Turbine mit Stator und Rotor in der Seitenansicht, gesehen nach 2 und 3 von links in einem senkrechten Schnitt. Der Kraftstoff strömt in dieser Seitenansicht beim Beschleunigen von rechts (volle Pfeile) von dem, in Fahrtrichtung V bei Vorwärtsfahrt gesehen, vorne liegenden Kraftstofftankteil 1 zunächst in das Eintrittsleitsystem ein, nach Beaufschlagung der Schaufeln des Rotors gelangt er in die Kanäle des Innenleitsystems und nach der zweiten Schaufelbeaufschlagung durch das Austrittsleitsystem in das, in Fahrtrichtung V bei Vorwärtsfahrt gesehen, hinten liegende Kraftstofftankteil 2. Bei nachfolgendem Bremsen strömt der Kraftstoff dann in entgegengesetzter Richtung (gestrichelte Pfeile) durch die Turbine. Dabei treibt der Rotor der Turbine einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie an.
Die 2 und 3 zeigen, Rotoren und Statoren getrennt, drei Turbinenpaare, Blickrichtung in Richtung des strömenden Kraftstoffs, 2 nur die Statoren, im Schnitt nur die Innen-Leitsysteme IL mit je 4 gezeichneten Kanälen oberhalb und unterhalb der Welle W, 3 nur die auf der Welle W sitzenden Rotoren R. Dabei sind von jeder Turbine nur je ein Schaufelpaar des ganzen Schaufelkranzes oben und unten in der Vorderansicht zu sehen. Diese Schaufelpaare sind fest an den Scheiben S und damit an der Welle W angeschweißt. Die Scheiben S drehen sich in dem Spalt Sp des Innen-Leitsystems IL der 2, während sich die Schaufeln in den Zwischenräumen zwischen dem Gehäuse F und den Innen-Leitsystemen IL drehen können. Die Kanalwände der Innen-Leitsysteme IL sind an den kräftigen kreisringförmigen Platten P festgemacht, die wiederum im Gehäuse F festsitzen.
Der zwischen den nicht beaufschlagten Schaufeln befindliche Kraftstoff stört kaum die Bewegung, da dieser sich ja schon vorher in Bewegung befand und nicht erst beschleunigt werden muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007056418 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter für flüssigen Kraftstoff, zur Versorgung einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kraftstoffbehälter eine Einrichtung zur Energieerzeugung zugeordnet ist, die aufgrund der Lageveränderung des Kraftstoffs, durch verschiedene Fahrzustände des Kraftfahrzeugs und/oder auftretender Fliehkräfte, Energie erzeugt aus der kinetischen und/oder der Potentialenergie des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung im Kraftstoffbehälter angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung außerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung aus wenigstens einer Durchströmturbine besteht.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung wenigstens eine außen am Kraftstoffbehälter angebrachte, eine Kurbel antreibende Schwinge umfasst, deren Antriebsbewegung durch die Verlagerung des als Pendel schwingfähig aufgehängten Kraftstoffbehälters erhalten wird.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Energieerzeugung als Energieerzeuger einen Generator besitzt.