DE10231616B4 - Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine, mit einer in einem Kraftstofftank angeordneten elektrisch angetriebenen Förderpumpe, von der eine zur Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung abgeht, sowie mit einer Saugstrahlpumpe, die Kraftstoff in den Ansaugbereich der Förderpumpe fördert, wobei die Saugstrahlpumpe an der Saugseite der Förderpumpe den Kraftstoff unter geringem Vordruck bereitstellt und hierzu in ein der Förderpumpe vorgelagertes Ansaugsieb oder in einen Ansaugstutzen der Förderpumpe integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der Saugstrahlpumpe eine eigenständige Zusatzpumpe vorgesehen ist oder dass die Saugstrahlpumpe über eine Hohlwelle oder über eine definierte Lagerleckage der Förderpumpe aus dem von dieser geförderten Kraftstoffstrom versorgt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.
• Die Anforderungen, die an in einem Kraftstofftank eingebaute Kraftstoff-Förderpumpen gestellt werden, steigen ständig an. So müssen heute größere Kraftstoffströme mit einem höheren Systemdruck bereitgestellt werden als in früheren Zeiten. Entwickelt wurden daher bereits die sog. Schwalltopfsysteme, mit Hilfe derer einer darin angeordneten Förderpumpe der zu fördernde Kraftstoff bereits unter einem gewissen, jedoch noch sehr niedrigen Vordruck bereitgestellt werden kann. Dabei kann ein solcher Schwalltopf mit Hilfe von außerhalb des Schwalltopfes (jedoch innerhalb des Tanks) angeordneter Saugstrahlpumpen befüllt werden, wie dies in der eingangs zweitgenannten Schrift gezeigt ist. Bei diesem bekannten Stand der Technik ist im Schwalltopf zwar eine elektrisch angetriebene Pumpe angeordnet, jedoch fördert diese vorrangig einen Versorgungs-Kraftstoffstrom zu den Saugstrahlpumpen und ist nur hilfsweise an eine zur Brennkraftmaschine bzw. zu deren Kraftstoff-Einspritzpumpe führende Vorlaufleitung ankoppelbar, da diese wie üblich an der Brennkraftmaschine und somit außerhalb des Tanks angeordnete Kraftstoff-Einspritzpumpe den benötigten Kraftstoff praktisch selbst aus dem Schwalltopf saugt. Eine einfache, elektrisch angetriebene Förderpumpe hingegen, an deren Ausgang sich eine zur Fzg.-Brennkraftmaschine oder dgl. bzw. zu einer Kraftstoff-Einspritzpumpe derselben führende Vorlaufleitung anschließt, ist bspw. in der eingangs erstgenannten Schrift gezeigt. Dabei ist die Förderpumpe nach dieser Schrift zwar nicht in einem Schwalltopf angeordnet, jedoch ist dies ebenfalls bereits bekannter Stand der Technik.
• Im Bemühen, die Förderleistung einer in einem Kraftstofftank eingebauten Kraftstoffpumpe weiter zu erhöhen, können auch 2-stufige elektrische Kraftstoffpumpen zum Einsatz kommen, die jedoch einen relativ hohen Strombedarf haben und aufwändig und teuer sind. Problematisch ist hinsichtlich der Leistungsanforderungen an eine in einem Kraftstofftank eingebaute Förderpumpe dabei insbesondere der sog. Heißförderabfall bei widrigen Umgebungsbedingungen, d.h. hohen Umgebungstemperaturen.
• In der als nächstkommender Stand der Technik erachteten US 5 427 074 A ist eine Kraftstoffpumpe (oder Förderpumpe) mit vorgeschalteter Saugstrahlpumpe gezeigt, welche in einen Ansaugstutzen der Kraftstoffpumpe integriert ist. Ferner zeigt die US 5 797 373 A die Integration einer Saugstrahlpumpe in einem Ansaugsieb einer Kraftstoffpumpe. In der EP 0 959 242 A1 eine Pumpenanordnung ähnlich dem nächstkommenden Stand der Technik, jedoch ohne Integration der Saugstrahlpumpe in einen Ansaugstutzen der Förderpumpe gezeigt. Weiter zeigt die EP 0 600 531 A1 eine Förderpumpen-Anordnung in einem Schwalltopf und die DE 91 01 313 U1 eine Saugstrahlpumpen-Anordnung an einem Schwalltopf.
• Hiermit soll nun aufgezeigt werden, wie insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen die Förderleistung einer Kraftstoff-Förderpumpe in einer Kraftstoff-Versorgungsanlage mit relativ einfachen Mitteln weiter erhöht werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung). Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des einzigen Patentanspruchs.
• Wie grundsätzlich bekannt kann eine übliche (und somit einfache, kostengünstige, insbesondere elektrisch angetriebene) Kraftstoff-Förderpumpe auf einfache Weise quasi „aufgeladen“ werden, indem dieser eine noch einfachere Pumpe vorgeschaltet wird. Dies ist eine Saugstrahlpumpe, die (bekanntermaßen) von einem Fluidstrom angetrieben bzw. versorgt wird, wobei Fluidströme unterschiedlichen Ursprungs in einem Kraftstofftank entweder bereits vorliegen können oder einfach erzeugbar sind.
• Der Ausgang bzw. die Druckseite dieser Saugstrahlpumpe liegt im Bereich der Saugseite der elektrischen Kraftstoff-Förderpumpe, um keine nennenswerten Druckverluste zwischen dem Ausgang der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe und der Eingangsseite der erfindungsgemäß „zu unterstützenden“ Förderpumpe zu haben. Dafür kann die Saugstrahlpumpe in ein der Förderpumpe vorgelagertes, geeignet gestaltetes Ansaugsieb integriert sein. Noch wirksamer ist eine Integration der Saugstrahlpumpe in einen Ansaugstutzen der Förderpumpe.
• Besonders wirksam ist die grundsätzlich vorgeschlagene Maßnahme dabei, wenn die sich im Bereich der Saugseite der Förderpumpe befindende Saugstrahlpumpe zusammen mit dieser Förderpumpe in einem Schwalltopf angeordnet ist, da dessen grundsätzliche Vorteile somit ebenfalls zum Tragen kommen. Insbesondere kann auf diese Weise der von der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe erzielte Effekt quasi nicht in der „Weite“ des Kraftstofftanks verloren gehen, da sozusagen ein nahezu druckdichter Anschluss vorliegt, was im übrigen auch bei der genannten Integration der Saugstahlpumpe in den Ansaugstutzen der Förderpumpe gegeben ist.
• Vorschlagen sind nun besonders einfache Möglichkeiten zur Versorgung der Saugstrahlpumpe, nämlich indem diese entweder quasi direkt aus dem von der Förderpumpe geförderten sog. Vorlauf-Kraftstoffstrom oder von einer Zusatzpumpe versorgt wird. Für die erstgenannte Alternative kann ein geringer Teil des Förderpumpen-Vorlaufstroms zur Versorgung der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe abgezweigt werden. Dabei kann im Hinblick auf eine einfache, effiziente Bauweise die Saugstrahlpumpe über den Innenraum einer rotierenden Hohlwelle der Förderpumpe oder über eine definierte Lagerleckage derselben mit einem Anteil aus dem von dieser geförderten Kraftstoffstrom versorgt werden. Für die zweitgenannte Alternative mit einer eigenständigen Zusatzpumpe kann als solche eine Elektropumpe einfachster Bauart vorgesehen sein, die sich durch einen relativ hohen Wirkungsgrad und geringen Aufwand und damit verbunden geringe Kosten auszeichnet.
• Zusammenfassend kann mit einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe für die eigentliche Kraftstoff-Förderpumpe ein geringer Vordruck (analog einer Vorförderstufe; dabei jedoch mit sehr einfachen Mitteln) erzeugt werden. Insbesondere bietet sich die vorgeschlagene Lösung für Anwendungen an, in denen extreme Anforderungen an die Förderleistung einer Kraftstoff-Förderpumpe gestellt werden, ohne dass hierfür eine eigene Kraftstoff-Förderpumpe entwickelt werden soll. Dies reduziert den Entwicklungsaufwand und die damit verbundene Kostenbelastung. Dabei stellt sich mit der erfindungsgemäßen Maßnahme nur eine geringe Reduktion der Kaltförderleistung, jedoch eine deutliche Verbesserung des Heißförderverhaltens ein. Vorteilhafterweise wird das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeugs nicht höher belastet, und bereits bestehende Systeme können im wesentlichen erhalten bleiben, ohne dass sich eine negative Auswirkung auf Standfestigkeit und Lebensdauer ergibt. Dabei ist die vorgeschlagene Maßnahme universell einsetzbar, also bspw. bei mengengeregelten Systemen ebenso wie bei druckgeregelten Systemen, bei einer elektronisch kommutierten Förderpumpe ebenso wie bei einer mit einer erhöhten elektrischen Bordnetzspannung arbeitenden Förderpumpe, bei Strömungspumpen ebenso wie bei Verdrängerpumpen.

Claims (1)

1. Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine, mit einer in einem Kraftstofftank angeordneten elektrisch angetriebenen Förderpumpe, von der eine zur Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung abgeht, sowie mit einer Saugstrahlpumpe, die Kraftstoff in den Ansaugbereich der Förderpumpe fördert, wobei die Saugstrahlpumpe an der Saugseite der Förderpumpe den Kraftstoff unter geringem Vordruck bereitstellt und hierzu in ein der Förderpumpe vorgelagertes Ansaugsieb oder in einen Ansaugstutzen der Förderpumpe integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der Saugstrahlpumpe eine eigenständige Zusatzpumpe vorgesehen ist oder dass die Saugstrahlpumpe über eine Hohlwelle oder über eine definierte Lagerleckage der Förderpumpe aus dem von dieser geförderten Kraftstoffstrom versorgt wird.