DE19516663A1 - Entlüfteter Kraftstoffmodulspeicher - Google Patents

Description

Es wird ein Kraftstoffspeicher in einem Hauptkraftstofftank eines Fahrzeuges mit einer motorbetriebenen Pumpe im Spei­ cher beschrieben, der Kraftstoff von einer Rückführleitung im Kraftstoffsystem des Fahrzeuges empfängt.

In Kraftstoffsystemen von Fahrzeugen ist eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe in einem Kraftstoffspeicher montiert, der wiederum im Hauptkraftstofftank des Fahrzeu­ ges angeordnet ist. Die Pumpe besitzt einen Auslaß, der zu einer Kraftstoffschiene führt, die Betriebskraftstoff auf Kraftstoffeinspritzeinheiten in einer Kraftstoffschiene am Motor verteilt. Bei einigen Kraftstoffsystemen besitzt die Pumpe eine Leistung, die größer ist als vom Motor gefor­ dert, und ein Druckentlastungsventil gibt überschüssigen Kraftstoff an eine Rückführleitung ab, die in den Speicher führt.

Bei einigen Systemen besitzt die Kraftstoffpumpe ferner einen Hauptauslaß, der zum Motor führt, und einen abgelei­ teten Auslaß, der zu einer Strahlpumpe an der Basis des Speichers führt. Die Strahlpumpe besitzt einen Kraft­ stofftankeinlaß, der unabhängig vom Hauptpumpeneinlaß ist und in Verbindung mit einem Venturikanal Kraftstoff in den Speicher bewegt, um unabhängig vom Kraftstoff im Haupttank des Fahrzeuges eine Kraftstoffversorgung im Speicher auf­ rechtzuerhalten.

Einige Systeme haben für ein Überströmen von Kraftstoff vom Speicher in den Haupttank gesorgt. Der Kraftstoff im Spei­ cher kann jedoch infolge des Rückflusses heiß sein, und es ist nicht wünschenswert, daß heißer Kraftstoff den Haupt­ tank erreicht. Ferner ist es wünschenswert, daß der Spei­ cher am oberen Ende geschlossen ist, um einen Rückdruck auf die Strahlpumpe auszuüben und auf diese Weise den Druck am Hauptkraftstoffeinlaß zu erhöhen, damit die Hauptpumpe un­ ter Druck beaufschlagt wird.

Ein Hauptkraftstofftank in einem Kraftfahrzeug enthält einen Speicher, der eine elektrisch betätigte Pumpe hal­ tert. Die Pumpe besitzt einen Hauptkraftstoffauslaß am obe­ ren Ende des Speichers, der Kraftstoff dem Fahrzeugmotor zuführt, und einen sekundären Auslaß, der unter Druck ste­ henden Kraftstoff einer Strahlpumpe zuführt, die Kraftstoff von einem Einlaß an der Basis des Speichers in das Innere des Speichers bewegt. Ein Kraftstoffrückführkanal vom Kraftstoffsystem führt in das obere Ende des Speichers. Bei einigen vorhandenen Kraftstoffsystemen strömt Kraftstoff im Speicher in den Haupttank über. Bei der vorliegenden Erfin­ dung wird der Speicher wahlweise gegenüber einem Überströ­ men geschlossen, und zwar entweder über eine kalibrierte Entlüftung am oberen Ende oder über ein Schwimmerventil, das schließt, wenn das Kraftstoffniveau im Speicher das obere Ende des Speichers erreicht. Dieser Verschluß be­ wirkt, daß der Druck von der Strahlpumpe im Speicher erhöht wird und den Ausfluß von der Strahlpumpe im wesentlichen absperrt. Der erhöhte Druck im Speicher wirkt auf den in den Hauptpumpeneinlaß eindringenden Kraftstoff ein und drückt Kraftstoff in die Pumpe, so daß auf diese Weise der Wirkungsgrad des Systems erhöht wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zum Speicher zurückkehrender heißer Kraftstoff den Kraftstoff im Haupttank nicht erhitzt. Noch ein weiteres Merkmal be­ trifft die Reduzierung des Kraftstoffdurchflusses durch das Primärfilter an der Basis des Speichers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschluß am oberen Ende eines Kraftstofftankspeichers zu schaffen, der ein Überströmen von heißem Kraftstoff in einen Haupt­ tank verhindert. Des weiteren soll ein planmäßiges Schließen des Speichers in Abhängigkeit vom Kraftstoff­ niveau erreicht werden, um einen Rückdruck gegen den Auslaß einer Strahlpumpe zu erzeugen und auf diese Weise den Zu­ fluß in den Speichern zu hemmen und den Aufbau eines Drucks zu bewirken, um den Zufluß von Kraftstoff zum Einlaß der Hauptpumpe zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines in einem Tank ange­ ordneten Speichers mit der eingeschlossenen Kraftstoffpumpe;

Fig. 2 eine Teilansicht des oberen Endes des Spei­ chers mit einer wahlweisen Steuerentlüftung; und

Fig. 3 eine Schnittansicht des unteren Endes eines Speichers, wobei die Strahlpumpe gezeigt ist.

In Fig. 1 der Zeichnung ist der Hauptkraftstofftank eines Fahrzeuges durch eine Bodenwand 20 und eine Deckwand 22 verdeutlicht. Die Deckwand besitzt eine Öffnung 24, die durch einen vertieften Ringflansch 26 gebildet ist. Eine abdichtende Verschlußabdeckung 30 besitzt einen Umfangsflansch 32, der in einem Dichtungsring 34 ruht.

Ein im Tank angeordneter Kraftstoffspeicher 40 besitzt ein verengtes unteres Ende, das in einem runden Vorsprung 42 endet, der in einem Kragen 44 im oberen Ende eines strumpf­ förmigen Filters 46, der am Tankboden 20 ruht, aufgenommen ist. Der runde Vorsprung 42 besitzt axial beabstandete ringförmige Rippen 48 und 50, zwischen denen sich eine Fuß­ ventilplatte 52 befindet. Die Öffnung in der Rippe 48 bil­ det einen Kraftstoffeinlaß 49. Eine ringförmige Dichtung 54 ist in das obere Ende des runden Vorsprungs 42 eingepaßt und ruht an der Rippe 50. In diese Dichtung erstreckt sich ein Rohr 56, dessen Inneres eine Kammer 58 (Fig. 3) bil­ det, welche zur Basis 60 einer elektrisch angetriebene Pumpe 62 im Speicher 40 offen ist. Bei der Pumpe 62 kann es sich um eine elektrisch angetriebene Turbinenpumpe handeln, wie sie in der US-PS 5 257 916 beschrieben ist. In die Pum­ penbasis 60 erstreckt sich ein Venturirohr 64 (Fig. 3), dessen inneres Ende in der Kammer 58 endet und dessen äußeres Ende sich in das Innere des Speichers 40 öffnet. Wie in Fig. 3 gezeigt, besitzt ein Pumpenauslaß 65 eine Strahlöffnung 66, die in das innere Ende des Venturirohres 64 mündet. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Pumpenba­ sis 60, der gegenüber der Darstellung der Fig. 1 vergrößert ist. Die Funktionsweise der Strahlpumpe wird später beschrieben.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, ist ein ringförmiges Kraftstoffilter 70 an seinem inneren und seinem äußeren Um­ fang über Kragen 72 und 74 abgedichtet. Wie in Fig. 1 ge­ zeigt, ist ein Hauptkraftstoffpumpeneinlaß bei 80 darge­ stellt. Kraftstoff vom Inneren des Speichers 40 fließt durch das Filter 70 in den Einlaß 80.

Es wird nunmehr auf das obere Ende der Pumpe und des Speichers Bezug genommen. Die Pumpe besitzt elektrische An­ schlüsse 82 und 84, und ein Pumpenauslaßrohr 86 steht in abgedichteter Beziehung zu einer hohlen Auslaßleitung 88, die von einer oberen Deckplatte 90 am Speicher 40 herab­ hängt. Ein herkömmliches Verdrahtungssystem (nicht gezeigt) initiiert den Betrieb der Pumpe, wenn das Zündsystem des Fahrzeuges eingeschaltet wird. Die Leitung 88 endet über der Abdeckplatte 80 in einer Nippelverbindung 92, die über eine flexible Kupplung 94 an einem Kraftstoffkanal 96 befe­ stigt ist, welcher durch die Abdeckung 30 vorsteht und zu einem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) führt.

Die obere Deckplatte 90 besitzt ferner einen herabhängenden Kanal 97 und einen nach oben vorstehenden Kanal 98, welche einen Durchgangskanal 100 bilden. Eine flexible Kupplung 102 verbindet den Kanal 100 mit einer Systemleitung 104, die sich durch die Abdeckung 30 erstreckt. Die Systemlei­ tung 104 ist ein Kraftstoffrückführkanal in einem Kraft­ stoffsystem, bei dem unter Druck stehender Kraftstoff von der Pumpe Kraftstoff an einen Motor abgibt, jedoch ein Druckregelventil in der Auslaßleitung Kraftstoff über einem vorgegebenen Rückdruck zum Speicher zurückführt. Dies ist in der US-PS 47 47 388 erläutert. Am Ende des herabhängen­ den Kanales 97 ist ein Einweg-Schnabelventil 110 festge­ klemmt, das zurückgeführten Kraftstoff in das Innere des Speichers läßt, jedoch jeden auswärts gerichteten Durchfluß blockiert.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Entlüftung am oberen Ende des Speichers. Wenn Kraftstoff in den Speicher ein­ dringen soll, muß eine Einrichtung zum Abführen von Luft über dem Kraftstoff vorhanden sein. In Fig. 1 ist eine nach oben vorstehende Ventilkammer 120 mit einer Ventil­ sitzöffnung 122 versehen. Ein Ventilschaft 124 besitzt eine lose Passung in der Kammer 120 und ist auf einem schwimmenden Block 126 gelagert, der über einen kurzen Vor­ sprung 130 in einer untersten Position gehalten wird. Wenn sich der Speicher füllt, kann daher Luft um den Ventil­ schaft 124 entweichen. Wenn das Niveau des flüssigen Kraft­ stoffs das obere Ende erreicht, hebt der Schwimmer den Ven­ tilschaft an, so daß das konische Ende die Ventilöffnung 122 verschließt und ein Druckaufbau im Speicher stattfin­ det.

In Fig. 2 ist eine Entlüftung in der Form einer kleinen kalibrierten Öffnung 140 dargestellt. Durch diese Öffnung wird Luft vom Speicher abgeführt, während dieser gefüllt wird. Wenn die Flüssigkeit die Öffnung erreicht, passiert sie diese nicht ohne weiteres, und es erfolgt ein Druckauf­ bau im Speicher.

Wenn man davon ausgeht, daß sich im Speicher 40 Kraftstoff befindet, wird durch Inbetriebnahme der Pumpe 62 Kraftstoff durch das Filter 70 in den Hauptpumpeneinlaß 80 und aus dem Hauptauslaß 86 herausgeführt (Fig. 1). Zur gleichen Zeit führt ein sekundärer abgeleiteter Pumpenauslaß 65 (Fig. 3) unter Druck stehenden Kraftstoff der Strahlöffnung 66 zu und in den Venturikanal 64. Durch den Druckabfall infolge der Venturiwirkung wird Kraftstoff aus dem Hauptkraft­ stofftank durch den Kraftstoffeinlaß 49 in die Kammer 58 gezogen, wo er durch den Venturikanal zum Inneren des Spei­ chers abgegeben wird. Der Speicher empfängt flüssigen Kraftstoff, und Luft wird über die Öffnung 122 abgeführt, bis der Kraftstoff den in Fig. 1 gezeigten Schwimmer 126 erreicht. Durch Anheben des Schwimmers bewirkt der Ventil­ schaft 124 ein Schließen der Öffnung 122. Dies führt zu einem Druckaufbau im Speicher und zur Erzeugung von Rück­ druck am Auslaßende des Venturirohres, so daß das Eindrin­ gen von Kraftstoff in den Speicher wirksam gestoppt wird. Dieser Rückdruck im Speicher bewirkt ferner eine Zufuhr von Kraftstoff unter Druck aus dem Speicher in den Hauptpumpen­ einlaß 80 und somit zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Hauptpumpe, die Kraftstoff einem Fahrzeugmotor zuführt.

In Fig. 2 ist das in Fig. 1 gezeigte Ventil 124 nicht vorhanden, und die kalibrierte Entlüftung 140 ermöglicht das Entweichen von Luft, wenn sich der Speicher füllt. Wenn flüssiger Kraftstoff die Entlüftung 140 erreicht, wird durch die zusätzliche Viskosität des Kraftstoffs jedwedes signifikantes Entweichen von Kraftstoff durch die Entlüf­ tung verlangsamt, und im Speicher wird ein Druck aufgebaut, um hier einen entsprechenden Rückdruck und eine hieraus re­ sultierende Reduzierung des das Venturirohr verlassenden Kraftstoffes zu erzeugen. Dieser Druckaufbau erhöht wie­ derum den Druck auf den Kraftstoff, der in den Hauptpum­ peneinlaß eindringt, sowie den Wirkungsgrad der Hauptkraft­ stoffpumpe.

Der Kraftstoffrückführkanal 104 führt überschüssigen Kraft­ stoff auf niedrigem Druck von einem Druckregler (nicht ge­ zeigt) in den Speicher durch das schnabelförmige Ventil 110, bei dem es sich um ein Einwegeventil handelt.

Claims (8)

1. Kraftstoffzuführsystem für ein Kraftfahrzeug, gekenn­ zeichnet durch einen geschlossenen Speicher (40), der in einem Hauptkraftstofftank eines Fahrzeuges anordbar ist, eine erste Pumpe (62), die im Speicher (40) ange­ ordnet ist und eine Strahlöffnung (66) sowie einen Venturikanal (64) mit einem Einlaß (80) aufweist, der mit dem Haupttank benachbart zum Boden des Haupttanks in Verbindung steht, und einem Auslaß (86), der sich in das Innere des Speichers benachbart zum Boden des­ selben öffnet und damit in Verbindung steht, ein erstes Ventil, das mit dem ersten Einlaß in Verbindung steht und sich öffnet, so daß flüssiger Kraftstoff vom Haupttank durch den ersten Einlaß fließen kann, und sich schließt, um einen rückwärts gerichteten Kraft­ stofffluß vom Speicher (40) durch den ersten Einlaß in den Haupttank zu verhindern, wenn während des Betrie­ bes des Systems sich der flüssige Kraftstoff im Spei­ cher auf einem überatmosphärischen Druck befindet, eine zweite Pumpe, die im Speicher (40) enthalten ist und einen Elektromotor zum Antrieb der zweiten Pumpe aufweist, einen zweiten Kraftstoffeinlaß, der mit dem inneren des Speichers benachbart zum Boden desselben in Verbindung steht und vom ersten Einlaß und ersten Auslaß der ersten Pumpe unabhängig ist, einen zweiten Auslaß, der sich zur Außenseite des Speichers hin öffnet, um unter Druck stehenden Kraftstoff vom Inne­ ren des Speichers einem Motor des Fahrzeuges zuzufüh­ ren, und einen sekundären abgeteilten Auslaß (65), der mit der Strahlöffnung verbunden ist, um unter Druck stehenden flüssigen Kraftstoff von der zweiten Pumpe der Strahlöffnung (66) zuzuführen, um die erste Pumpe (62) zu betätigten, einen Rückführeinlaß, der mit dem Inneren des Speichers benachbart zum oberen Ende des­ selben in Verbindung steht, um ungebrauchten Kraft­ stoff vom Motor zum Speicher (40) zurückzuführen, ein zweites Einwegventil, das mit dem Rückführeinlaß in Verbindung steht und einen Kraftstofffluß in das In­ nere des Speichers zuläßt sowie sich schließt, um einen rückwärts gerichteten Kraftstofffluß aus dem Speicher durch den Rückführeinlaß zu verhindern, und eine Entlüftung, die mit dem Inneren des Speichers (40) benachbart zum oberen Ende desselben in Verbin­ dung steht, um Gas und Kraftstoffdämpfe aus dem Inne­ ren des Speichers abzuführen, wenn das Niveau der Flüssigkeit im Speicher ansteigt, und zum wirksamen Verzögern oder Stoppen des Abführens von Gas und Kraftstoffdämpfen, wenn das Kraftstoffniveau im Spei­ cher bis auf eine Höhe benachbart zum oberen Ende des­ selben ansteigt, während die zweite Pumpe vom Elektro­ motor betrieben wird, um auf diese Weise den Kraft­ stoffdruck im Speicher auf einen überatmosphärischen Druck anzuheben und die Lieferung von Kraftstoff durch die erste Pumpe in das Innere des Speichers zu verzö­ gern und wirksam zu stoppen, während sich das Niveau des flüssigen Kraftstoffs benachbart zum oberen Ende des Speichers befindet, wobei bei einem ausreichenden Abfall des Kraftstoffniveaus im Speicher die Entlüf­ tung den überatmosphärischen Druck im Speicher redu­ ziert, so daß die erste Pumpe flüssigen Kraftstoff vom Haupttank in das Innere des Speichers führt, um auf diese Weise das Niveau des flüssigen Kraftstoffs im Speicher zu erhöhen.

2. Kraftstoffzuführsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Belüftung benachbart zum oberen Ende des Speichers eine Ventilöffnung und ein Schwim­ merventil umfaßt, das mit der Öffnung zusammenwirkt, um diese in Abhängigkeit von einem Kraftstoffniveau benachbart zum oberen Ende des Speichers zu schließen.

3. Kraftstoffzuführsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung benachbart zum obe­ ren Ende des Speichers eine kalibrierte Entlüftungs­ öffnung (140) aufweist, die Luft und Dampf aus dem Speicher sofort abführt, jedoch in Abhängigkeit von der Gegenwart des flüssigen Kraftstoffs in wirksamer Weise einen Druckaufbau im Speicher bewirkt.

4. Kraftstoffzuführsystem nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ein­ wegventil ein schnabelförmiges Ventil (110) umfaßt.

5. Kraftstoffzuführsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ven­ til ein Fußventil umfaßt.

6. Kraftstoffzuführsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ven­ til ein Fußventil umfaßt, das einen Sitz aufweist, der mit dem Hauptkraftstofftank in Verbindung steht, und eine Ventilplatte, die den Sitz überlagert und in eine erste Position im Abstand vom Sitz, um das Fließen von flüssigem Kraftstoff aus dem Tank in den ersten Einlaß der ersten Pumpe zu ermöglichen, sowie in eine zweite Position bewegbar ist, in der sie auf dem Sitz gelagert ist, um das rückwärts gerichtete Fließen des flüssigen Kraftstoffs aus dem Inneren des Speichers (40) durch die erste Pumpe (62) in den Hauptkraft­ stofftank zu verhindern.

7. Kraftstoffzuführsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein Kraftstoffilter (46) aufweist, das im Speicher (40) zwischen dem ersten Auslaß der ersten Pumpe (62) und dem zweiten Einlaß der zweiten Pumpe angeordnet ist.

8. Kraftstoffzuführsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein ringförmiges Kraftstoffilter aufweist, das in dem Speicher zwischen einer Wand des Speichers und einem Gehäuse der ersten Pumpe (62) angeordnet ist, um den dem zweiten Einlaß der zweiten Pumpe zugeführten flüs­ sigen Kraftstoff zu filtern.