DE19709446C1

DE19709446C1 - Fördereinrichtung für Brennstoff

Info

Publication number: DE19709446C1
Application number: DE19709446A
Authority: DE
Inventors: Kurt Frank; Detlef Dr Classe; Albert Gerhard; Ulrich Dr Projahn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2017-03-08
Also published as: JP2000509789A; BR9805936A; WO1998040621A1; US6092500A; EP0910737A1; KR20000010763A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Fördereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind bereits Fördereinrichtungen für Brennstoff bekannt, bei denen der Brennstoff in einen Brennstoffspeicher gepumpt wird, wodurch das Einspritzsystem der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges auch aus diesem Brennstoffspeicher versorgt werden kann. Dabei besteht die Gefahr, daß beim Abstellen der Brennkraftmaschine infolge undichter Einspritzventile der durch den Brennstoffspeicher unter Druck gehaltene und in dem Brennstoffspeicher gespeicherte Brennstoff in unerwünschter Weise durch die undichten Einspritzventile ausleckt. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges die Brennstoffleitung beschädigt wird und danach der im Brennstoffspeicher bevorratete Brennstoff an dieser Schadstelle austritt. Eine Fördereinrichtung für Brennstoff aus einem Brennstofftank zu einer Brennkraftmaschine zeigt die DE 88 01 728 U1, die eine Brennstoffpumpe und eine Brennstoffleitung hat, in die die Brennstoffpumpe Brennstoff aus dem Brennstofftank fördert, mit einem Brennstoffverteiler, in den die Brennstoffleitung mündet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Fördereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise verhindert wird, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall Brennstoff aus dem Brennstoffspeicher in unkontrollierter Weise austritt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Fördereinrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall eine eine Druckkraft auf den Brennstoff ausübende bewegliche Wand des Brennstoffspeichers mittels der Sperrvorrichtung zu arretieren, wodurch bereits nach dem Austreten einer sehr kleinen Menge Brennstoff aus dem Brennstoffeinspritzsystem der Druck des Brennstoffes im Brennstoffeinspritzsystem so weit verringert ist, daß Brennstoff nur noch infolge der Schwerkraft nachfließt. Die Sperrvorrichtung weist dabei vorteilhafterweise eine mit der beweglichen Wand verbundene Betätigungsstange auf, in die beim Abstellen der Brennkraftmaschine oder bei einem Unfall ein elektromagnetisch betätigter Sperrstift arretierend eingreift und somit eine auf die bewegliche Wand in Richtung des Brennstoffes wirkende Kraft unterbindet.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, als Sperrvorrichtung stromabwärts des Brennstoffspeichers in der Brennstoffleitung ein Absperrventil anzuordnen, das nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall die Brennstoffleitung zum Brennstoffspeicher absperrt, so daß der von dem Brennstoffspeicher bewirkte Druck stromabwärts des Absperrventils nicht mehr wirksam wird bzw. aus dem Brennstoffspeicher kein Brennstoff nachfließen kann. Das Absperrventil ist vorteilhafterweise elektromagnetisch betätigbar. Um zu vermeiden, daß bei geschlossenem Absperrventil der zwischen dem Absperrventil und den Einspritzventilen eingeschlossene Brennstoff nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine infolge der Nachheizphase durch die Brennkraftmaschine zu Schäden führt, ist es vorteilhaft, in einer Bypassleitung zum Absperrventil ein zum Brennstoffspeicher hin öffnendes Überdruckventil anzuordnen, das im Absperrventil integriert sein kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fördereinrichtung für Brennstoff zu einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffspeicher, Fig. 2 einen Teilausschnitt eines Brennstoffspeichers nach Fig. 1 in geändertem Maßstab, Fig. 3 eine Sperrvorrichtung in einer Brennstoffleitung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Brennstofftank bezeichnet, in den eine sogenannte Tankeinbaueinheit 2 eingesetzt ist, die über eine Ausgleichsöffnung 3 in der Wandung der Tankeinbaueinheit aus dem Brennstofftank 1 mit Brennstoff versorgt wird. In der Tankeinbaueinheit 2 ist eine Brennstoffpumpe 4 angeordnet, die beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben wird und Brennstoff in eine Brennstoffleitung 5 nach außerhalb des Brennstofftanks 1 liefert. Die Brennstoffleitung 5 mündet in einen sogenannten Brennstoffverteiler 8, von dem aus der Brennstoff in Einspritzventile 9 gelangt, die in den Brennstoffverteiler eingesetzt sind und von denen beispielsweise vier dargestellt sind. Die Einspritzventile 9 sind mit ihren einspritzseitigen Enden in jeweils ein Einzelsaugrohr eines Zylinders einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine 10 eingesetzt und spritzen Brennstoff in unmittelbarer Nähe der Einlaßventile der einzelnen Zylinder ab.

Von der Brennstoffleitung 5 zweigt außerhalb des Brennstofftanks 1 an einem Abzweigpunkt 11 eine Zweigleitung 12 ab, die mit einer Brennstoffkammer 15 eines Brennstoffspeichers 16 verbunden ist. Anstelle der Zweigleitung 12 kann die Brennstoffkammer 15 in nicht dargestellter Weise auch direkt mit der Brennstoffleitung 5 verbunden sein, so daß der zum Brennstoffverteiler 8 strömende Brennstoff vollständig durch die Brennstoffkammer 15 geleitet wird. Innerhalb des Brennstoffspeichers 16 wird die Brennstoffkammer 15 durch eine bewegliche Wand 17, die, wie auch in Fig. 2 dargestellt ist, beispielsweise durch eine Membran gebildet ist, von einer Gegenkammer 18 getrennt. Als bewegliche Wand 17 kann auch ein im Brennstoffspeicher 16 dicht geführter Kolben dienen. Der Brennstoffspeicher 16 ist als Druckspeicher ausgebildet, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Erzeugung der Druckkraft eine Druckfeder 21 vorgesehen ist, die sich in der Gegenkammer 18 befindet und mit ihrem einen Ende an einem an der beweglichen Wand 17 angreifenden Federteller 22 anliegt und mit ihrem anderen Ende an einer die Gegenkammer 18 durchdringenden Trennwand 23. Anstelle der Druckfeder 21 kann die Druckkraft auf die bewegliche Wand 17 in nicht dargestellter Weise auch in der Gegenkammer 18 pneumatisch oder hydraulisch erzeugt werden oder durch Einwirkung einer magnetischen oder elektromagnetischen Kraft auf die bewegliche Wand 17. In der Gegenkammer 18 des Brennstoffspeichers 16 ist ebenfalls eine Steuervorrichtung 26 angeordnet, die einen durch die Bewegung der beweglichen Wand 17 betätigbaren Kontakt 27 aufweist. Der Kontakt 27 ist beispielsweise an einer mit dem Federteller 22 verbundenen, die Trennwand 23 durchdringenden Betätigungsstange 28 verbunden und bewirkt entweder eine Verstellung der Versorgungsspannung für die Brennstoffpumpe 4 über einen Stellwiderstand 31 oder eine Ein-Aus-Steuerung in Abhängigkeit von der Brennstoffüllmenge im Brennstoffspeicher 16. Eine derartige Steuerung ist beispielsweise der deutschen Patentanmeldung 196 25 754 entnehmbar, deren Offenbarungsgehalt hier ebenfalls gelten soll. Der Systemdruck der Brennstoffeinspritzanlage in der Brennstoffleitung 5 bis zu den Einspritzventilen 9 wird dabei direkt von dem durch den Brennstoffspeicher 16 bewirkten Druck bestimmt. Der momentane Druck im Brennstoffspeicher 16 ist also gleich dem in der Brennstoffleitung 5 herrschenden Druck, weitere Druckregelelemente sind nicht erforderlich. Die Regelung der Brennstoffpumpe 4 erfolgt durch ein elektronisches Steuergerät 32, das über elektrische Leitungen Signale des Stellwiderstandes 31 aufnimmt und die Brennstoffpumpe 4 ansteuert.

Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 besteht die Gefahr, daß in unerwünschter Weise infolge von undichten Einspritzventilen 9 der in der Brennstoffkammer 15 vorhandene Brennstoff des Brennstoffspeichers 16 infolge der Druckkraft auf die bewegliche Wand 17 vollständig durch die Einspritzventile 9 in die Brennkraftmaschine 10 ausleckt. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges die Brennstoffleitung 5 beschädigt wird und trotz Abstellen der Brennstoffpumpe 4 Brennstoff aus der beschädigten Brennstoffleitung 5 in den Motorraum austritt, da der in der Brennstoffkammer 15 des Brennstoffspeichers 16 vorhandene Brennstoff infolge der auf die bewegliche Wand 17 wirkenden Druckkraft in die Brennstoffleitung 5 ausgeschoben wird. Hierdurch besteht die Gefahr eines Brandes oder einer Explosion. Um nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 oder im Falle eines Unfalles sicherzustellen, daß kein Brennstoff aus dem Brennstoffspeicher 16 in die Brennstoffleitung 5 nachgeschoben wird, ist eine Sperrvorrichtung 33 vorgesehen, die in diesen Fällen eine Verringerung des Brennstoffdruckes stromabwärts des Brennstoffspeichers 16 ermöglicht. Hierfür ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 die Sperrvorrichtung 33 derart ausgebildet, daß sie nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 die bewegliche Wand 17 des Brennstoffspeichers 16 arretiert. Hierfür ist die Betätigungsstange 28 als Zahnstange ausgebildet und trägt Rastzähne 36. Weiterhin weist die Sperrvorrichtung 33 einen am Brennstoffspeicher gelagerten und in die Gegenkammer 18 ragenden Elektromagneten 37 auf, durch den ein auf die Rastzähne 36 ausgerichteter Sperrstift 38 betätigbar ist. Bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 befindet sich der Sperrstift 38 außer Eingriff mit den beispielsweise sägezahnartig ausgebildeten Rastzähnen 36, so daß die Betätigungsstange 28 ungehindert der Bewegung der beweglichen Wand 17 folgen kann und die Kraft der Druckfeder 21 ungehindert auf die bewegliche Wand 17 einwirkt. Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 oder bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges, den ein sogenannter Crash-Sensor, wie er auch zur Auslösung des Airbags Verwendung findet, signalisiert, wird der Elektromagnet 37 der Sperrvorrichtung 33 derart durch das elektronische Steuergerät 32 angesteuert, daß der Sperrstift 38 in Richtung der Rastzähne 36 verschoben wird und an einem der Rastzähne 36 einrastet. Dadurch wird die Wirkung der Druckfeder auf die bewegliche Wand 17 unterbunden, und aufgrund der Inkompressibilität des Brennstoffes genügt der Austritt einer minimalen Brennstoffmenge aus der Brennstoffleitung 5, um den darin herrschenden Brennstoffdruck vollständig auf Atmosphärendruck abzubauen, wodurch ein weiteres Ausströmen von Brennstoff aus dem Brennstoffspeicher 16 vermieden wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist lediglich ein Ausschnitt der Fördereinrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei die gleichwirkenden und gleichbleibenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Dabei ist in Fig. 3 am Brennstoffspeicher 16 keine Sperrvorrichtung vorgesehen, sondern stromabwärts des Brennstoffspeichers 16 bzw. des Abzweigpunktes 11 ist in der Brennstoffleitung 5 als Sperrvorrichtung 33 ein Absperrventil vorgesehen, das elektromagnetisch betätigt durch die elektronische Steuereinrichtung 32 angesteuert wird und im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine geöffnet ist, während nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall die als Absperrventil ausgebildete Sperrvorrichtung 33 geschlossen und somit die Verbindung vom Brennstoffspeicher 16 zu den Einspritzventilen 9 bzw. zu dem Abschnitt der Brennstoffleitung 5 stromabwärts der Sperrvorrichtung 33 unterbrochen wird. Um zu verhindern, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine in der Nachheizphase durch Wärmeausdehnung des Brennstoffes infolge der nun ungekühlt den Motorraum erhitzenden Brennkraftmaschine ein Bersten von kraftstofführenden Bauteilen erfolgt, ist eine Bypassleitung 41 zum Absperrventil 33 vorgesehen, in der ein zum Brennstoffspeicher 16 hin öffnendes Überdruckventil 42 angeordnet ist. Beispielsweise ist das Überdruckventil 42 unter Bildung einer in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Einheit in das Absperrventil 33 integriert.

Claims

1. Fördereinrichtung für Brennstoff von einem Brennstofftank zu einer Brennkraftmaschine, mit einer Brennstoffpumpe, mit einer Brennstoffleitung, in die die Brennstoffpumpe Brennstoff aus dem Brennstofftank fördert, mit einem Brennstoffverteiler, in den die Brennstoffleitung mündet, und mit einem Brennstoffspeicher, der mit der Brennstoffleitung verbunden ist und in dem Brennstoff einen Druck erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrvorrichtung (33) vorgesehen ist, die eine Verringerung des Brennstoffdruckes stromabwärts des Brennstoffspeichers (16) nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine (10) oder nach einem Unfall ermöglicht.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine (10) oder nach einem Unfall eine eine Druckkraft auf den Brennstoff ausübende bewegliche Wand (17) des Brennstoffspeichers (16) mittels der Sperrvorrichtung (33) arretierbar ist.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (33) eine mit der beweglichen Wand (17) verbundene, Rastzähne (36) aufweisende Betätigungsstange (28) aufweist, in die beim Abstellen der Brennkraftmaschine (10) oder bei einem Unfall ein elektromagnetisch betätigter Sperrstift (38) arretierend eingreift.

4. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrvorrichtung ein stromabwärts des Brennstoffspeichers (16) in der Brennstoffleitung (5) angeordnetes Absperrventil (33) dient, das nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall die Brennstoffleitung (5) zum Brennstoffspeicher (16) absperrt.

5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (33) elektromagnetisch betätigbar ist.

6. Fördereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bypassleitung (41) zum Absperrventil (33) ein zum Brennstoffspeicher (16) hin öffenbares Überdruckventil (42) angeordnet ist.

7. Fördereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Absperrventil (33) das Überdruckventil (42) integriert ist.