DE102012220099A1 - System for supplying fuel e.g. diesel, for passenger car, has fuel supply pump conveying fuel from fuel suction region to injection pump, and filtering apparatus supplying filtered fuel from supply region into suction region - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstoffvorratsbereich zum Bevorraten von Kraftstoff, einem Kraftstoffansaugbereich zum Bereitstellen von anzusaugendem Kraftstoff und einer Kraftstoffförderpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffansaugbereich zu einer Kraftstoffeinspritzpumpe. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Kraftstoffversorgungssystems an einem Kraftfahrzeug. The invention relates to a fuel supply system of a motor vehicle having a fuel storage area for storing fuel, a fuel intake area for supplying fuel to be sucked, and a fuel delivery pump for delivering fuel from the fuel intake area to a fuel injection pump. Furthermore, the invention relates to the use of such a fuel supply system on a motor vehicle.
Kraftstoffversorgungssysteme moderner Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, weisen einen Kraftstofftank auf, in dem sich ein Kraftstoffvorratsbereich und ein davon räumlich getrennter Kraftstoffansaugbereich befinden. Der Kraftstoff wird als Fluid unter geringem Druck (Niederdruck) mittels einer Kraftstoffförderpumpe aus dem Kraftstoffansaugbereich zu einer Kraftstoffeinspritzpumpe gefördert. Von der Kraftstoffeinspritzpumpe wird der Druck des Kraftstoffs derart auf Hochdruck erhöht, dass dieser an einer zugehörigen Brennkraftmaschine bzw. einem Verbrennungsmotor eingespritzt werden kann. Fuel supply systems of modern motor vehicles, such as passenger cars or trucks, have a fuel tank in which a fuel storage area and a spatially separate Kraftstoffansaugbereich are. The fuel is delivered as a fluid under low pressure (low pressure) by means of a fuel delivery pump from the Kraftstoffansaugbereich to a fuel injection pump. From the fuel injection pump, the pressure of the fuel is increased to high pressure so that it can be injected to an associated internal combustion engine or an internal combustion engine.
Dabei ist zwischen der Kraftstoffförderpumpe (die auch als elektrische Kraftstoffpumpe (EKP) bezeichnet wird) und der Kraftstoffeinspritzpumpe (die auch als Hochdruckpumpe (HDP) bezeichnet wird) in einer hydraulischen Leitung ein Kraftstofffilter vorgesehen. Dieser Kraftstofffilter dient zum Herausfiltern von Partikeln und zum Abscheiden von Wasser aus dem Kraftstoff, so dass diese Stoffe nicht zu Schädigungen im Bereich der Kraftstoffeinspritzpumpe sowie der nachgeordneten Kraftstoffeinspritzung führen. Here, a fuel filter is provided between the fuel delivery pump (also referred to as electric fuel pump (EKP) and the fuel injection pump (also referred to as high pressure pump (HDP)) in a hydraulic line. This fuel filter is used to filter out particles and to separate water from the fuel, so that these substances do not lead to damage in the fuel injection pump and the downstream fuel injection.
Die derartigen Kraftstofffilter unterliegen während der Kraftstoffförderung den Einflüssen sowohl der Kraftstoffförderpumpe als auch der Kraftstoffeinspritzpumpe. Störeinflüsse, wie hydraulische Pulsationen und dynamische Volumenströme wirken sich daher voll auf den Kraftstofffilter aus. Aufgrund dieser Einflüsse sind die Partikelbelastung und die Effizienz solcher Kraftstofffilter vergleichsweise schlecht. Such fuel filters are subject to the influences of both the fuel delivery pump and the fuel injection pump during fuel delivery. Disturbing influences, such as hydraulic pulsations and dynamic volume flows, therefore have a full effect on the fuel filter. Due to these influences, the particle load and the efficiency of such fuel filters are comparatively poor.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß ist ein Kraftstoffversorgungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstoffvorratsbereich zum Bevorraten von Kraftstoff, vorliegend insbesondere Benzin oder Diesel, geschaffen, einem Kraftstoffansaugbereich zum Bereitstellen von anzusaugendem Kraftstoff und einer Kraftstoffförderpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffansaugbereich zu einer Kraftstoffeinspritzpumpe. Dabei ist eine Filtervorrichtung zum Bereitstellen von gefiltertem Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbereich hinein in den Kraftstoffansaugbereich vorgesehen. According to the invention, a fuel supply system of a motor vehicle is provided with a fuel storage area for storing fuel, presently in particular gasoline or diesel, a Kraftstoffansaugbereich for providing zuzusugendem fuel and a fuel delivery pump for conveying fuel from the Kraftstoffansaugbereich to a fuel injection pump. In this case, a filter device is provided for providing filtered fuel from the fuel storage area into the fuel intake area.
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ist als eine Art „Bypassfiltration“ in Strömungsrichtung vor bzw. stromauf von der Kraftstoffförderpumpe angeordnet. Dabei ist die Filtervorrichtung aus der direkten Leitungsverbindung zwischen der Kraftstoffförderpumpe und der Kraftstoffeinspritzpumpe herausgenommen. Gemäß der Erfindung findet die Filtration also bereits in Strömungsrichtung vor der Kraftstoffförderpumpe statt, so dass auch diese (wie auch die Kraftstoffeinspritzpumpe) mit gefiltertem Kraftstoff versorgt wird. Ferner findet die Filtration insbesondere unabhängig von der Förderung mittels der Kraftstoffförderpumpe statt. The filter device according to the invention is arranged as a kind of "bypass filtration" in the flow direction upstream or upstream of the fuel feed pump. The filter device is taken out of the direct line connection between the fuel delivery pump and the fuel injection pump. According to the invention, the filtration thus takes place already in the flow direction before the fuel pump, so that these (as well as the fuel injection pump) is supplied with filtered fuel. Furthermore, the filtration takes place in particular independently of the promotion by means of the fuel pump.
Damit sind alle mit der Kraftstoffförderpumpe und nachfolgend der Kraftstoffeinspritzpumpe verbundenen Störeinflüsse auf die Filtereffizienz eliminiert. Ferner ist es unter anderem möglich, die Ausführung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung zu standardisieren und für verschiedene Motor- und Fahrzeugtypen nutzbar zu machen. Thus, all the influences on the filter efficiency associated with the fuel delivery pump and subsequently the fuel injection pump are eliminated. Furthermore, among other things it is possible to standardize the design of the filter device according to the invention and to make it usable for different types of engine and vehicle.
Vorzugsweise werden mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung nicht nur Partikel aus dem Kraftstoff abgetrennt, sondern es findet auch eine Abscheidung von Wasser statt, welches in Form von Tröpfchen im Kraftstoff gebunden ist. Diese Wassertröpfchen können dann mit der erfindungsgemäßen Filtration nicht von der Kraftstoffförderpumpe fein dispergiert werden. Das Wasser im Kraftstoff passiert den erfindungsgemäß platzierten Kraftstofffilter noch vor der Kraftstoffförderpumpe und damit als größere Tröpfchen. Damit ergibt sich eine wesentlich effektivere Wasserabscheidung an der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung. Preferably, not only particles are separated from the fuel with the filter device according to the invention, but there is also a separation of water, which is bound in the form of droplets in the fuel. These water droplets can then not be finely dispersed by the filtration according to the invention by the fuel delivery pump. The water in the fuel passes through the fuel filter placed according to the invention even before the fuel delivery pump and thus as larger droplets. This results in a much more effective separation of water on the filter device according to the invention.
Mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird insgesamt die Sauberkeit des Kraftstoffs vor der Kraftstoffeinspritzung wesentlich erhöht, da die Störeinflüsse der Kraftstoffförderpumpe auf die Filtervorrichtung wesentlich reduziert sind. With the filter device according to the invention, overall, the cleanliness of the fuel before the fuel injection is substantially increased, since the disturbing influences of the fuel delivery pump on the filter device are substantially reduced.
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystem die Kraftstoffförderpumpe in besonders kompakter Bauweise in dem Kraftstoffansaugbereich angeordnet. Preferably, in the fuel supply system according to the invention, the fuel delivery pump is arranged in a particularly compact design in the Kraftstoffansaugbereich.
Ferner ist vorteilhaft eine Fördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbereich durch die Filtervorrichtung hindurch und in den Kraftstoffansaugbereich hinein vorgesehen. Mit der derartigen Fördereinrichtung wird die erfindungsgemäße Filtration von der Förderung von Kraftstoff mittels der Kraftstoffförderpumpe und der Kraftstoffeinspritzpumpe entkoppelt. Damit kann der Volumenstrom durch die Filtervorrichtung hindurch unabhängig vom Volumenbedarf der Einspritzanlage eingestellt werden. Dies hat zusätzliche Vorteile, da bei geregelten Kraftstoffeinspritzsystemen vergleichsweise große Volumenströme nach Bedarf bereitgestellt werden können und zugleich das Filtrationsvolumen gering gehalten werden kann. Zugleich kann vorteilhaft der Filtrationskreislauf mit einem geringen Druck und entsprechend energiesparsamen Pumpen betrieben werden. Dadurch lässt sich zusätzlich Kraftstoff sparen. Schließlich bewirkt ein derartiger Filtrationskreislauf, auch Bypass-Filterung genannt, vorteilhaft, dass nach einer relativ kurzen Zeitspanne im Kraftstoffvorratsbereich im Wesentlichen gereinigtes, von Partikeln und/oder Wasser befreiter Kraftstoff vorliegt. Bei geregelten Kraftstoffeinspritzsystemen, welche in Zukunft an Bedeutung zunehmen werden, wird die Kraftstoffförderpumpe bedarfsgerecht geregelt. Dabei wird die von der Kraftstoffförderpumpe pro Zeiteinheit geförderte Kraftstoffmenge an den Bedarf der Kraftstoffeinspritzpumpe angepasst. Die von einer solchen Kraftstoffförderpumpe pro Zeiteinheit geförderte Fördermenge, welche bisher durch einen zugehörigen Kraftstofffilter gefördert wird, kann entsprechend recht unterschiedlich groß sein. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist, wie oben erläutert, eine Filtervorrichtung zum Bereitstellen von gefiltertem Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbereich hinein in den Kraftstoffansaugbereich der Kraftstoffförderpumpe vorgesehen. Die derartige erfindungsgemäße Filtervorrichtung ist also insbesondere nicht solch stark unterschiedlichen Fördermengen einer geregelten Kraftstoffförderpumpe unterworfen. Furthermore, a conveying device for conveying fuel from the fuel storage area through the filter device and into the fuel intake area is advantageously provided. With the conveying device of this kind, the filtration according to the invention is decoupled from the delivery of fuel by means of the fuel delivery pump and the fuel injection pump. This can be the Volume flow through the filter device through regardless of the volume requirement of the injection system can be adjusted. This has additional advantages, since in regulated fuel injection systems comparatively large volume flows can be provided as needed and at the same time the filtration volume can be kept low. At the same time, the filtration circuit can advantageously be operated with a low pressure and correspondingly energy-saving pumps. This can also save fuel. Finally, such a filtration cycle, also referred to as bypass filtration, advantageously has the effect that, after a relatively short period of time in the fuel storage area, substantially purified fuel, freed of particles and / or water, is present. In regulated fuel injection systems, which will become increasingly important in the future, the fuel delivery pump is regulated as needed. In this case, the amount of fuel delivered by the fuel delivery pump per unit time is adapted to the needs of the fuel injection pump. The funded by such a fuel delivery pump per unit time flow rate, which has been promoted by an associated fuel filter can be correspondingly quite different in size. With the solution according to the invention, as explained above, a filter device is provided for providing filtered fuel from the fuel storage area into the fuel intake area of the fuel delivery pump. The inventive filter device according to the invention is therefore not subjected to such different delivery rates of a regulated fuel delivery pump.
Mit der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung kann im Kraftstoffvorratsbereich an beliebig vielen Stellen Kraftstoff abgesaugt werden, so dass dieser Kraftstoffvorratsbereich auf vielfältige Weise geformt und dennoch sicher sowie vollständig entleert werden kann. Zusätzliche „Jet-Pumps“ im Kraftstofftank, wie sie bei bekannten Tanksystemen verwendet werden, entfallen damit. With the conveyor according to the invention fuel can be sucked in any number of places fuel in the fuel storage area, so that this fuel storage area can be shaped in many ways and yet safely and completely emptied. Additional "jet pumps" in the fuel tank, as used in known tank systems, account for it.
Vorzugsweise sind der Kraftstoffvorratsbereich und der Kraftstoffansaugbereich in einem Kraftstofftank angeordnet, um eine kompakte Bauform zu erhalten. Die Bereiche sind vorzugsweise als Kammern innerhalb des Kraftstofftanks gestaltet. Dabei kann der erfindungsgemäße Kraftstoffansaugbereich vorteilhaft als ein geschlossener bzw. hermetisch abgeschlossener Bereich gestaltet sein, in den nur durch die Filtervorrichtung hindurch Kraftstoff eingebracht und von der Kraftstoffförderpumpe Kraftstoff ausgetragen werden kann. Preferably, the fuel storage area and the fuel intake area are arranged in a fuel tank to obtain a compact design. The areas are preferably designed as chambers within the fuel tank. In this case, the fuel intake region according to the invention can advantageously be designed as a closed or hermetically sealed region into which fuel can be introduced only through the filter device and fuel can be discharged by the fuel delivery pump.
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ist vorzugsweise außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet. Die Filtervorrichtung kann dabei als eine standardisierte Baugruppe gestaltet sein, die als vorzugsweise baugleiche Einheit auch bei verschiedenen Typen von Kraftstofftanks verbaut werden kann. The filter device according to the invention is preferably arranged outside of the fuel tank. The filter device can be designed as a standardized assembly, which can be installed as a preferably identical unit even with different types of fuel tanks.
Vorteilhafterweise ist ferner die Fördereinrichtung außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet. Auf diese Weise kann auch die Fördereinrichtung auf ihre Funktionen speziell angepasst und zugleich standardisiert werden. Advantageously, the conveyor is further arranged outside of the fuel tank. In this way, the conveyor can be specially adapted to their functions and at the same time standardized.
Bei dem Kraftstoffversorgungssystem gemäß der Erfindung ist dabei vorteilhaft die Fördereinrichtung an der Filtervorrichtung angeordnet. Die Filtervorrichtung und die Fördereinrichtungen können derart aufeinander angepasst und in sehr kompakter Bauart verbaut werden. In the fuel supply system according to the invention, the conveying device is advantageously arranged on the filter device. The filter device and the conveyors can be adapted to each other and installed in a very compact design.
Besonders bevorzugt ist die Fördereinrichtung mit der Filtervorrichtung zu einem separat montierbaren Filtermodul kombiniert. Das derartige Filtermodul kann weitgehend standardisiert und auf seinen Funktionsumfang optimal angepasst werden. Particularly preferably, the conveyor is combined with the filter device to a separately mountable filter module. The filter module of this type can be largely standardized and optimally adapted to its range of functions.
Der Kraftstoffansaugbereich verfügt darüber hinaus vorzugsweise über einen Überlauf zum Zurückführen von überschüssigem bzw. aktuell nicht benötigtem Kraftstoff aus dem Kraftstoffansaugbereich zurück in den Kraftstoffvorratsbereich. Ansonsten ist der Kraftstoffansaugbereich, wie oben bereits erwähnt, vorzugsweise geschlossen bzw. fluiddicht gestaltet, so dass nur Filtrat aus dem Kraftstoffvorratsbereich in den Kraftstoffansaugbereich gelangen kann. Auch der Überlauf erfolgt vorzugsweise nicht offen, sondern mit einem Rückschlagventil, so dass kein ungefilterter Kraftstoff in den Kraftstoffansaugbereich hineingelangen kann. In addition, the fuel intake region preferably has an overflow for returning excess fuel or not currently required fuel from the fuel intake region back into the fuel supply region. Otherwise, as already mentioned above, the fuel intake region is preferably closed or fluid-tight, so that only filtrate can pass from the fuel storage region into the fuel intake region. The overflow is preferably not open, but with a check valve, so that no unfiltered fuel can get into the fuel intake.
Das derartige, erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem wird vorzugsweise an einem Kraftfahrzeug verwendet, wobei es mit dessen Kraftstofftank in vorteilhafter Weise gekoppelt werden kann. The fuel supply system according to the invention is preferably used on a motor vehicle, wherein it can be advantageously coupled to its fuel tank.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: An exemplary embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:
In den Fig. ist ein Kraftstoffversorgungssystem
Von dem Einspritzsystem
Von dem Kraftstoffvorratsbereich
Gemäß der
Die
In der
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist die Filtervorrichtung
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