DE19501352B4

DE19501352B4 - Brennstoffördereinrichtung mit Strahlpumpenanordnung

Info

Publication number: DE19501352B4
Application number: DE1995101352
Authority: DE
Inventors: Bernhard Radermacher; Klaus Gebert
Original assignee: TI Automotive Neuss GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2015-01-19
Also published as: DE19501352A1

Abstract

Brennstofffördereinrichtung mit Strahlpumpenanordnung (30) in einem Satteltank (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei
mittels der Strahlpumpenanordnung (30) unter Ausnutzung der vom Kraftfahrzeugmotor zurückströmenden Brennstoffüberschussmenge eine Brennstoffförderung aus einer Teilkammer des Satteltanks (1) in die andere erfolgt und der Strahlpumpenanordnung (30) zusätzlich zu der vom Kraftfahrzeugmotor zurückströmenden eine weitere Brennstoffüberschussmenge zugeführt wird, die von einer Vorpumpe (4) bereitgestellt wird, die gegenüber einer Nachpumpe (5) mit größerer Förderung arbeitet
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorpumpe (4) über einen die Elektropumpe (3) umgebenden Ringraum (7) in einen Staubehälter (2) fördert, wobei der Ringraum (7) an seiner in Einbaulage höchsten Stelle Übertrittskanäle (8) in den Staubehälter (2) aufweist und die Nachpumpe (5) aus der in Einbaulage tiefsten Stelle des Staubehälters (2) ansaugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffördereinrichtung mit Strahlpumpenanordnung in einem Brennstofftank eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE 39 40 060 C2 bekannt und dient dort dazu, der Brennkraftmaschine Brennstoff bereitzustellen, indem sie unter Ausnutzung der vom Kraftfahrzeugmotor zurückströmenden Brennstoffüberschußmenge bei einem sogenannten Satteltank aus einer Teilkammer in die andere fördert, aus der dann Brennstoff zum Motor abgesaugt wird.

In dieser Druckschrift ist bereits das Problem beschrieben, durch die Rückströmleitung zurückströmende Brennstoff dann Brennstoffdampf enthält wenn die Motortemperatur hoch ist, da der zurückströmende Brennstoff durch das Brennstoffzuführsystem des Motors zirkuliert ist. Wenn dies auftritt, wird der zurückströmende Brennstoff als ein Dampf-Flüssigkeits-Phasenstrom in den Tank eingeführt, und dort expandiert der Dampf unter Druckabfall.

Hierdurch wird die Förderleistung der Strahlpumpe erheblich herabgesetzt, so daß es zu einer unzureichenden Entleerung der Teilkammer kommen kann.

Aus der DE 37 13 276 A1 ist eine Einrichtung bekannt, bei der auch bei annähernd leerem Tank ein für Kurvenfahrten ausreichender Brennstoffvorrat zur Verfügung steht und zusätzlich bei Heißförderung eine Trennung von Gasblasen einerseits und Brennstoff andererseits derart bewirkt werden soll, daß am Einlaß einer zweiten Pumpe nur gasblasenfreier Brennstoff vorliegt, wobei vorgesehen ist, daß der Brennstoff von einer als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Vorpumpe über ein Steigrohr in einen Staubehälter gefördert wird.

Das Steigrohr verhindert das Leerlaufen des Staubehälters über die Vorpumpe, wenn diese bereits Luft fördert oder bei abgestellter Brennkraftmaschine bzw. abgestelltem Pumpenantriebsmotor.

Der Brennstoff kann im Staubehälter entgasen, die sich bildenden Dampfblasen werden über eine Leitung aus dem Staubehälter in den Tank abgeführt. Der sich im Staubehälter sammelnde Brennstoff, der von der Pumpe gefördert wurde, gelangt durch einen Einlaß in eine zweite, hier als Innenzahnradpumpe ausgebildete Pumpe. Diese fördert durch den hier nicht näher dargestellten elektromotorischen Pumpenantrieb über einen Auslaß zu einer nicht dargestellten Gemischbildungseinrichtung, sei es Vergaser oder Einspritzung.

In DE 4212698 A1 ist eine Brennstofffördereinrichtung mit einer Strahlpumpenanordnung beschrieben, bei der Brennstoff aus einer Teilkammer eines Satteltanks in die andere gefördert wird. Die Brennstofffördereinrichtung weist eine in einem Staubehälter angeordnete Elektropumpe mit einer Vor- und einer Nachpumpe auf. Die Vorpumpe fördert Brennstoff aus der Teilkammer über ein Steigrohr in den Staubehälter.

Durch die Anordnung des Steigrohres wird der Bauraum jedoch vergrößert und die Montage des Steigrohres selbst, insbesondere in der Ausführung mit gekröpftem Einpreßabschnitt, ist sehr schwierig.

Hiervon ausgehend stellt sich die Erfindungsaufgabe, eine gattungsgemäße Brennstoffördereinrichtung mit Strahlpumpenanordnung derart zu gestalten, daß eine Brennstofförderung zur Brennkraftmaschine ohne Gasanteile erfolgt und über die Strahlpumpenanordnung eine ausreichende Entleerung der einen Teilkammer eines Satteltanks und auch bei Dampfanteilen in der Rückströmleitung in vollem Umfang erhalten bleibt.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß der Strahlpumpenanordnung zusätzlich zu der vom Kraftfahrzeugmotor zurückströmenden eine weitere Brennstoffüberschußmenge zugeführt wird, die von einer Vorpumpe bereitgestellt wird, die gegenüber einer Nachpumpe mit größerer Förderung arbeitet.

Erfindungsgemäß ist die Elektropumpe von einem Ringraum umgeben, über den die Vorpumpe in den Staubehälter fördert, wobei der Ringraum an seiner in Einbaulage höchsten Stelle Übertrittskanäle in den Staubehälter aufweist und die Nachpumpe aus der Einbaulage tiefsten Stelle des Staubehälters ansaugt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend mit Angabe erreichbarer Vorteile beschrieben.
Es zeigt:
1 einen Schnitt durch einen Satteltank;
2 einen Schnitt einer Einzelheit aus 1.
1 zeigt einen Schnitt durch einen Satteltank 1, aus dem die Anordnung eines Staubehälters 2 ersichtlich ist, der in 2 ebenfalls geschnitten dargestellt ist und in dem eine Elektropumpe 3 mit zwei auf einer Antriebswelle eines Elektromotors befindlichen Pumpen angeordnet ist, von denen eine als Vorpumpe 4 aus dem Tankraum in den Staubehälter 2 fördert und die zweite als Nachpumpe 5 aus dem Staubehälter 2 über einen Druckanschluß 6 zur Brennkraftmaschine fördert.
Es ist nun vorgesehen, daß die Vorpumpe 4 über einen die Elektropumpe 3 umgebenden Ringraum 7 in den Staubehälter 2 fördert, wobei der Ringraum 7 an seiner in Einbaulage höchsten Stelle Übertrittskanäle 8 in den Staubehälter 2 aufweist und die Nachpumpe 5 aus der in Einbaulage tiefsten Stelle des Staubehälters 2 ansaugt, wie aus 2 ersichtlich ist.
Die Verbindung zwischen Staubehälter 2 und Ansaugöffnung 9 der Nachpumpe 5 wird durch ein Maschenfilter 10 kontrolliert, das hier z. B. rotationssymmetrisch an einem Kragen 11 der Ringraumwandung und einem am Stauberhälterboden ggf. unter Zwischenlage eines Gummielements angeordneten Kragen 12 befestigt ist, und ebenfalls die Verbindung zwischen Tankraum 1 und Ansaugöffnung 13 der Vorpumpe 4 durch ein Maschenfilter 14, das an einem Kragen 15 des Staubehälterbodens angeordnet ist.
Der Staubehälter 2 weist in Einbaulage an seiner höchsten Stelle einen Übertrittskanal 16 auf, der über eine Verbindungsleitung 17 mit einer Saugstrahlpumpenanordnung 30 verbunden ist, die später noch beschrieben wird.
Sofern der Staubehälter 2 einen Rücklaufanschluß 18 aufweist, ist vorgesehen, daß dieser über einen Steigkanal 19 an einer höchsten Stelle des Staubehälters 2 in diesen ausmündet.
Um einen gewissen Vordruck im Staubehälter 2 zu erreichen, ist vorgesehen, daß der Übertrittskanal 16, der über die Verbindungsleitung 17 mit der Saugstrahlpumpenanordnung 30 verbunden ist, gegenüber den Übertrittskanälen 8, die in den Staubehälter 2 führen, gedrosselt ist, wobei die Saugstrahlpumpenanordnung 30 eine Drossel darstellt, wie später noch erläutert wird.
Für eine vorteilhafte Endmontage ist vorgesehen, daß alle Funktionsteile des Staubehälters 2 bis auf die Saugstrahlpumpenanordnun 30 in einem Brennstoffördermodul 20 integriert sind, das einen mit dem Satteltank 1 verbindbaren Halteflansch 21 aufweist, wobei der außenliegende Teil des Halteflansches 21 elektrische Steckerkontakte 22 für die Elektropumpe 3 und ggf. weitere elektrische Einrichtungen sowie den Druckanschluß 6 und den Rücklaufanschluß 18 aufweist. Der Halteflansch 21 kann alternativ zur Darstellung zusätzlich Anschlüsse für außerhalb des Satteltanks 1 verlegte Verbindungsleitungen und ggf. Zuführleitungen aufweisen, falls die Verbindungsleitung 17 und eine später noch beschriebene Strahlpumpenförderleitung nicht innerhalb des Satteltanks 1, sondern außerhalb verlegt werden.
Mit der Ausführung liegt eine vorteilhaft zu fertigende Brennstoffördereinrichtung vor, die mit geringem Bauraum zu realisieren ist.
Über die Verbindungsleitung 17 gelangen die Überschußmengen vom Kraftfahrzeugmotor und von der Vorpumpe 4 zu der in der linken Tankkammer des Satteltanks 1 befindlichen Strahlpumpenanordnung 30, bestehend aus einer Rückströmleitung 31, die über eine Strahlpumpendüse 32, die die oben beschriebene Drosselwirkung aufweist, in einen Einlauf 33 einer Strahlpumpenförderleitung 34 einmündet, die wiederum in die andere Tankkammer des Satteltanks 1 ausmündet. Der Einlauf 33 ist mit der brennstoffgefüllten linken Tankkammer verbunden. Die vom Motor unter Druck zurückströmenden sowie die von der Vorpumpe bereitgestellten Brennstoffüberschußmengen werden in diesen Einlauf 33 eingestrahlt und reißen dort den bereitstehenden Brennstoff mit in die Strahlpumpenförderleitung 34 hinein und fördern ihn in die andere Tankkammer.
Bei entsprechender Auslegung der Strahlpumpenanordnung 30 kompensiert die von der Vorpumpe 4 bereitgestellte Brennstoffüberschußmenge die sich bei Motor-Heißbetrieb ergebende Verringerung der Strahlpumpenförderung. Damit ist in allen Betriebsphasen eine Entleerung der linken Tankkammer des Satteltanks 1 sichergestellt.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich für die Brennstofförderung bei einer Brennkraftmaschine verwenden, die ein Kraftfahrzeug antreibt.
Hierbei wird die Elektropumpe 3 mit elektrischer Spannung beaufschlagt und dadurch die beiden Pumpen 4, 5 angetrieben.
Hierbei fördert die Vorpumpe 4 aus dem Satteltank 1 in den Ringraum 7, füllt diesen, bis Brennstoff über die Übertrittskanäle 8 in den Staubehälter 2 eintritt. Der Brennstoff sammelt sich am Behälterboden, tritt über das Maschenfilter 10 in die Ansaugöffnung 9 der Nachpumpe 5 ein und wird über den Druckanschluß 6 zur Brennkraftmaschine gefördert. Die gegenüber der Nachpumpe 5 mit größerer Förderung arbeitende Vorpumpe 4 füllt den Staubehälter 2 solange, bis Überschußbrennstoff über den Übertrittskanal 16 und die Verbindungsleitung 17 in die linke Tankkammer bzw. in die Strahlpumpenanordnung 30 zurückfließt, mit der Wirkung, daß eine Entleerung der linken Tankkammer in die rechte Tankkammer eintritt.
Der gegenüber den Übertrittskanälen 8 durch die Strahlpumpendüse 32 gedrosselte Übertrittskanal 16 bewirkt einen gewissen Vordruck im Staubehälter 2.
Sofern Gasblasen im Brennstoff enthalten sind, werden diese mit dem Überschußbrennstoff aus dem Staubehälter 2 abgeführt. Die aus der tiefsten Stelle des Staubehälters 2 ansaugende Nachpumpe 5 kann somit keine Gasblasen ansaugen.
Die von der Brennkraftmaschine rückfließende Brennstoffmenge gelangt über den Steigkanal 19 in den Staubehälter 2 und entgast dort ebenfalls und wird zusammen mit der Überschußmenge der Vorpumpe 4 der Strahlpumpenanordnung 30 zugeführt.
Bei abgestellter Brennkraftmaschine verbleibt die im Staubehälter 2 enthaltene Brennstoffmenge und steht bei erneutem Betrieb für die Nachpumpe 5 zur Verfügung. Damit ist ein sicherer Start der Brennkraftmaschine erreichbar.
Treten bei heißer Brennkraftmaschine Gasblasen im Brennstoff auf, werden diese in den linken Tankraum bzw. zur Strahlpumpenanordnung 30 geführt und gelangen nicht zur Nachpumpe 5. Die Maschenfilter 10, 14 vor der Vorpumpe 4 und der Nachpumpe 5 halten ggf. vereinzelt auftretende Gasblasen zurück.
Bei fast entleertem Tankraum kann es bei Kurven- oder Bergfahrt zu einer Luftförderung über die Vorpumpe 4 kommen. Diese Luft wird über den Ringraum 7 und die Übertrittskanäle 8 in den Staubehälter 2 gefördert und verbleibt dort an der höchsten Stelle oder wird über den Übertrittskanal 16 in den Tank bzw. zu der Strahlpumpenanordnung 30 rückgefördert.
Für besondere Einsatzfälle kann es vorteilhaft sein, wenn parallel zum Übertrittskanal 16 eine gedrosselte Entgasungsleitung 35 vorgesehen ist, die in den Tankraum führt. Diese Maßnahme reduziert den Gasanteil in dem Übertrittskanal 16, der zur Strahlpumpenanordnung 30 führt.
Diese erfinderische Anordnung ist für viele Anwendungsfälle gedacht, z. B. für eine Vorförderung aus dem Tank zu einer weiteren Pumpe oder, wie bei dem behandelten Stand der Technik, von einer Tankkammer in die andere. Die Anordnung ist mit geringem Bauvolumen und -aufwand realisierbar und eignet sich damit für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen.

Claims

Brennstofffördereinrichtung mit Strahlpumpenanordnung (30) in einem Satteltank (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei mittels der Strahlpumpenanordnung (30) unter Ausnutzung der vom Kraftfahrzeugmotor zurückströmenden Brennstoffüberschussmenge eine Brennstoffförderung aus einer Teilkammer des Satteltanks (1) in die andere erfolgt und der Strahlpumpenanordnung (30) zusätzlich zu der vom Kraftfahrzeugmotor zurückströmenden eine weitere Brennstoffüberschussmenge zugeführt wird, die von einer Vorpumpe (4) bereitgestellt wird, die gegenüber einer Nachpumpe (5) mit größerer Förderung arbeitet dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpumpe (4) über einen die Elektropumpe (3) umgebenden Ringraum (7) in einen Staubehälter (2) fördert, wobei der Ringraum (7) an seiner in Einbaulage höchsten Stelle Übertrittskanäle (8) in den Staubehälter (2) aufweist und die Nachpumpe (5) aus der in Einbaulage tiefsten Stelle des Staubehälters (2) ansaugt.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Brennstoffüberschussmengen aus einem gemeinsamen Staubehälter (2) abgeleitet werden, in dem die Vor- (4) und die Nachpumpe (5) auf einer Antriebswelle einer Elektropumpe (3) angeordnet sind, wobei die Vorpumpe (4) aus der anderen Teilkammer in den Staubehälter (2) fördert und die Nachpumpe (5) aus dem Staubehälter (2) über einen Druckanschluss (6) zum Kraftfahrzeugmotor fördert.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Staubehälter (2) und Ansaugöffnung (9) der Nachpumpe (5) durch einen Maschenfilter (10) kontrolliert wird, der an einem Kragen (11) der Wandung des Ringraumes (7) und einem am Staubehälter (2) ggf. unter Zwischenlage eines Gummielementes angeordneten Kragen (12) befestigt ist.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Satteltank (1) und Ansaugöffnung (13) der Vorpumpe (4) durch ein Maschenfilter (14) kontrolliert wird, das an einem Kragen (15) des Bodens des Staubehälters (2) angeordnet ist.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubehälter (2) in Einbaulage an seiner höchsten Stelle einen Übertrittskanal (16) aufweist, der über eine Verbindungsleitung (17) mit der Strahlpumpenanordnung (30) und damit mit der einen Teilkammer verbunden ist.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubehälter (2) einen Rücklaufanschluss (18) für die zurückströmende Brennstoffüberschussmenge aufweist, der über einen Steigkanal (19) an seiner höchsten Stelle des Staubehälters (2) in diesem ausmündet.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrittskanal (16), der zur Strahlpumpenanordnung (30) führt, gegenüber den Übertrittskanälen (8), die in den Staubehälter (2) führen, durch eine Strahlpumpendüse (32) gedrosselt ist.
Brennstofffördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsteile des Staubehälters (2) bis auf die Strahlpumpenanordnung (30) in einem Brennstofffördermodul (20) integriert sind, das einen mit dem Satteltank (1) verbindbaren Halteflansch (21) aufweist, wobei der außenliegende Teil des Halteflansches (21) elektrische Steckerkontakte (22) für einen Elektromotor der Elektropumpe (3) und ggf. weitere elektrische Einrichtungen sowie den Druckanschluss (6) und den Rücklaufanschluss (18) aufweist.
Brennstofffördereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Übertrittskanal (16) eine gedrosselte Entgasungsleitung (35) vorgesehen ist, die in den Satteltank (1) führt.