DE19710299A1

DE19710299A1 - Fördereinrichtung für Kraftstoff

Info

Publication number: DE19710299A1
Application number: DE19710299A
Authority: DE
Inventors: Peter Schelhas; Kurt Frank; Ingo Dr Richter; Albert Gerhard; Willi Strohl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-01-02
Also published as: KR980002797A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für Kraft stoff nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind bereits Fördereinrichtungen für Kraftstoff der gattungsgemäßen Art bekannt, bei denen der Kraftstoff in einen Kraftstoffspeicher gepumpt wird und dadurch das Einspritzsystem des Verbrennungsmotors eines Kraftfahr zeugs auch aus diesem Kraftstoffspeicher versorgt werden kann.

Diese bekannte Art der Kraftstofförderung macht zwar eine Rückführung des überschüssigen Kraftstoffs überflüssig, jedoch erfordert die hier gewählte Speicherung in einem Druckspeicher relativ aufwendige Regelmechanismen für den jeweils erforderlichen, möglichst genau einzustellenden Flüssigkeitssystemdruck am Einspritzsystem des Verbren nungsmotors. Der unter einem relativ hohen permanenten Druck gehaltene Kraftstoff im Druckspeicher und im gesam ten Fördersystem muß bei der bekannten Anordnung zusätz lich über Druckminderer geführt werden. Der resultierende Druck am Einspritzsystem muß dabei zur Einhaltung der ge nauen Dosierung des Kraftstoffs mittels Drucksensoren überwacht werden.

Vorteile der Erfindung

Die eingangs beschriebene Fördereinrichtung für Kraft stoff ist mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des Kenn zeichens des Hauptanspruchs dadurch vorteilhaft, daß auf einfache Weise der Kraftstoff zunächst in einen Kraft stoffspeicher gefördert wird, wobei ein einfaches Regel system zur Regelung des Füllgrades des Kraftstoffspeicher angewandt werden kann. Die Kraftstoffpumpe braucht hierzu nur gegen den Systemdruck zu arbeiten, der von der Zulei tung und vom Speicherinhalt bewirkt wird. Der durch diese Regelung bedingte bedarfsorientierte Betrieb sorgt für eine lange Lebensdauer der Kraftstoffpumpe. Dabei kann die Kraftstoffpumpe entweder diskontinuierlich oder auch kontinuierlich betrieben werden.

Der Kraftstoffspeicher ist erfindungsgemäß als Druckspei cher aufgebaut und sorgt gleichzeitig für die Vergleich mäßigung des Flüssigkeitssystemdrucks am Auslaß. Verblei bende, relativ geringe Druckschwankungen können hierbei von der Motorsteuerung am Einspritzsystem ausgeglichen werden; jedenfalls ist auch bei der Erfindung sicherge stellt, daß eine Rückführung von Kraftstoff nicht erfol gen braucht und damit auch eine Erwärmung des Kraftstoff tanks ausgeschlossen ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Erfassung der Kraftstoffmenge im Speicher kontinuierlich, beispielswei se über einen Stellwiderstand, erfolgt. Die Kraftstoff pumpe kann dabei entsprechend linear oder nach einer an deren vorgegebenen Funktion gesteuert werden.

Eine an räumlich besonders enge Verhältnisse angepaßte Ausführungsform ist in den Unteransprüchen 10 und folgen de angegeben. Hier wird in vorteilhafter Weise der Kraft stoffspeicher mit der Kraftstoffpumpe konstruktiv zusammengefaßt und darüber hinaus ist noch eine Integration eines Kraftstoffilters auf einfache Art und Weise mög lich. Die Anordnung des Kraftstoffspeichers und des Kraftstoffilters kann entweder axial hintereinander oder radial nebeneinander erfolgen, wobei auch die Reihenfolge der Anordnung und der Durchströmung mit dem Kraftstoff auf einfache Weise den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden kann.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fördereinrich tung für Kraftstoff werden anhand der Zeichnung erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Förder systems mit einem durchströmten Kraftstoffspeicher,

Fig. 2 ein Diagramm des Spannungsverlaufs an der Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit vom Inhalt des Kraftstoffspeichers mit Ein-Aus-Steuerung,

Fig. 3 ein Diagramm des Spannungsverlaufs an der Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit vom Inhalt des Kraftstoffspeichers nach einer linearer oder ähnli chen Funktion,

Fig. 4 ein Diagramm des Drucks im Kraftstoffspei cher in Abhängigkeit vom Inhalt des Kraftstoffspei chers,

Fig. 5 ein Diagramm des Systemdrucks über der Zeit bei Ein-Aus-Steuerung der Kraftstoffpumpe in unter schiedlichen Verbrauchssituationen des Verbrennungs motors,

Fig. 6 ein Diagramm des Systemdrucks über der Zeit bei linearer Steuerung der Kraftstoffpumpe in unter schiedlichen Verbrauchssituationen des Verbrennungs motors,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel mit einem konzen trisch um die Kraftstoffpumpe angeordneten Kraft stoffspeicher,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 zusätz lich mit einem konzentrisch um die Kraftstoffpumpe angeordneten Kraftstoffilter,

Fig. 9 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 mit einer anderen Anordnung der Bauelemente und

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel mit radial außen konzentrisch um den Kraftstoffspeicher angeordnetem Kraftstoffilter.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist Kraftstofftank 1 mit einem Einfüllstutzen 2 dargestellt, über den dieser mit Kraftstoff 3 befüllt wird. Eine Kraftstoffpumpe 4 fördert den Kraftstoff 3 aus dem Kraftstofftank 1 in einen Kraftstoffspeicher 5. Im Kraftstoffspeicher 5 ist eine Steuervorrichtung 6 ange ordnet, bei der über eine federbelastete Membran 7 ein Kontakt 8 gesteuert wird. Dieser Kontakt 8 bewirkt entwe der eine Verstellung der Versorgungsspannung U_v für die Kraftstoffpumpe 4 über einen Stellwiderstand 9 oder eine Ein-Aus-Steuerung in Abhängigkeit vom der Füllmenge im Kraftstoffspeicher 5. Der Systemdruck wird dabei direkt vom Kraftstoff-Druckspeicher 5 bestimmt. Der momentane Druck im Kraftstoffspeicher 5 ist dabei gleich dem Sy stemdruck, weitere Druckregelelemente sind hierbei nicht erforderlich. Der Kraftstoffspeicher 5 ist hierbei ein Druckspeicher, bei dem die erforderliche Kraft zur Erzeu gung des Drucks mittels einer Feder 13 erzeugt wird.

Vom Auslaß 10 des Kraftstoffspeichers 5 wird der Kraft stoff über einen Kraftstoffilter 11 dem Einspritzsystem 12 eines hier nicht dargestellten Verbrennungsmotors zu geführt.

Bei einer hier nicht dargestellten Alternative zum Aus führungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Kraftstoffspeicher 5 nicht in den Strömungsweg der Kraftstoffleitung ge schaltet sondern an das Ende einer Abzweigung/Stich leitung von der Kraftstoffleitung, so daß er nicht von der gesamten Kraftstoffmenge durchströmt wird.

In Fig. 2 ist der Verlauf der Versorgungsspannung U_v für die Kraftstoffpumpe 4 in Abhängigkeit von der Füllmenge im Kraftstoffspeicher 5 mit einem Ein-Aus-Schalter in der Steuervorrichtung 6 dargestellt. Die Größe der Versor gungsspannung U_v in Abhängigkeit von der Füllmenge im Kraftstoffspeicher 5 nach Fig. 3 besitzt dagegen einen linear oder in ähnlicher Weise ansteigenden Verlauf, der beispielsweise durch einen Stellwiderstand 9 in der Steu ervorrichtung 6 bewirkt werden kann.

Die Schwankungen des Flüssigkeitsdrucks P_sys des Kraft stoffs im Kraftstoffspeicher 5 in Abhängigkeit vom der Schwankung der Füllmenge des Kraftstoffspeichers 5 sind in Fig. 4 gezeigt. Hieraus ist deutlich erkennbar, daß die Schwankung des Flüssigkeitsdrucks P_sys sehr flach ver läuft, so daß keine zusätzliche Druckregelung erforder lich ist. Die verbleibenden geringen Druckschwankungen können mit der ohnehin vorhanden Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs ausgeglichen werden.

Das Diagramm nach Fig. 5 bzw. nach Fig. 6 zeigt den Verlauf des Drucks P_sys über der Zeit t bei vorgegebenen Verbrauchszuständen des mit dem Verbrennungsmotor ange triebenen Fahrzeugs. In der Fig. 5 ist der Verlauf des Drucks P_sys bei einer Ein-Aus-Steuerung der Kraftfahrzeug pumpe 4 zum Füllen des Kraftfahrzeugspeichers 5 darge stellt (vgl. auch Fig. 2). Hier ergibt sich ein säge zahnförmiger Verlauf des Auffüllens und des Entleerens des Kraftfahrzeugspeichers 5 mit einem vom jeweiligen Fahrzustand abhängigen Verlauf bei der Entleerung. Im Be reich 15 ist ein konstanter maximaler Verbrauch, im Be reich 16 ist ein konstanter minimaler Verbrauch und im Bereich 17 ist ein beliebig wechselnder Verbrauch ange nommen.

Das Diagramm nach Fig. 6 zeigt die Druckschwankungen P_sys bei einer kontinuierlichen Steuerung der Kraftfahrzeug pumpe 4 (vgl. auch Fig. 3). Hier sind die relativ gerin gen Schwankungen des Drucks P_sys erkennbar, die zu einer Vergleichmäßigung des Druckverlaufs im gesamten System führen.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist die Kraft stoffpumpe 4 mit einem Kraftstoffspeicher 20 konzentrisch umgeben. Der Kraftstoff fließt dabei unten in die Kraft stoffpumpe 4 und gelangt größtenteils über den Kraft stoffspeicher 20 zu einem Kraftstoffilter 11, über den er, wie oben beschrieben zum Einspritzsystem geführt wird. Über elektrische Anschlüsse 21 erfolgt die Spei chersteuerung, wie sie anhand der Fig. 1 und den nach folgenden Diagrammen beschrieben ist.

In Abwandlung der Anordnung nach Fig. 7 weist ein Aus führungsbeispiel nach Fig. 8 einen Kraftstoffilter 22 auf, der ebenfalls konzentrisch um die Achse der Kraft stoffpumpe 4 oben auf den Kraftstoffspeicher 20 aufge setzt ist. Zur Verdeutlichung der Flußrichtung des Kraftstoffs sind Pfeile 23 eingezeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 8 dadurch, daß hier die Einbaulage von dem Kraftstoffspeicher 20 und dem Kraft stoffilter 22 vertauscht sind, so daß der Kraftstoff zu nächst durch den Kraftstoffilter 22 und dann in den Kraftstoffspeicher 20 fließt.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist der Kraftstoffilter 22 radial außen konzentrisch um den Kraftstoffspeicher 20 herumgelegt und die Strömungskanäle für den Kraftstoff (Pfeile 23) sind hier entsprechend angepaßt. Auch hier ist eine Vertauschung der Einbaulage vom Kraftstoffspeicher 20 und dem Kraftstoffilter 22 mit entsprechend angepaßten Strömungskanälen möglich (vgl. Fig. 8 und 9). Die Speichersteuerung für den Kraft stoff erfolgt auch bei den zuletzt angegebenen Ausfüh rungsbeispielen vorzugsweise nach den für die Anordnung nach Fig. 1 angegebenen Prinzipien.

Claims

1. Fördereinrichtung für Kraftstoff von einem Kraftstoff tank zu einem Verbrennungsmotor, mit

- einem Kraftstoffspeicher (5; 20) in den der Kraftstoff mittels einer Kraftstoffpumpe (4) förderbar ist und mit
- einer Steuervorrichtung (6), mit der die Menge des zu fördernden Kraftstoffs regulierbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß
- der Kraftstoff vom Kraftstofftank (1) zumindest teil weise in den Kraftstoffspeicher (5; 20) förderbar ist, wo bei die Förderung so erfolgt, daß der Inhalt des Kraft stoffspeichers (5; 20) in vorgegebenen Grenzen schwankt und daß
- der Kraftstoffspeicher (5; 20) an seinem Auslaß einen von der Füllmenge des Kraftstoffs in seinem Inneren ent sprechend einer vorgegebenen Kennlinie abhängigen System druck (P_sys) aufweist.

2. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß

- der Kraftstoffspeicher (5; 20) ein Druckspeicher ist, bei dem die erforderliche Kraft zur Erzeugung des Drucks mittels einer Feder erzeugt wird.

3. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß

- der Kraftstoffspeicher (5; 20) ein Druckspeicher ist, bei dem die erforderliche Kraft zur Erzeugung des Drucks pneumatisch erzeugt wird.

4. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß

- der Kraftstoffspeicher (5; 20) ein Druckspeicher ist, bei dem die erforderliche Kraft zur Erzeugung des Drucks magnetisch erzeugt wird.

5. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß

- der Kraftstoffspeicher (5; 20) ein Druckspeicher ist, bei dem die erforderliche Kraft zur Erzeugung des Drucks elektromagnetisch erzeugt wird.

6. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß

- der Kraftstoffspeicher (5; 20) ein Druckspeicher ist, bei dem die erforderliche Kraft zur Erzeugung des Drucks hydraulisch erzeugt wird.

7. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Kraftstoffpumpe (4) in ihrer Pumpleistung abhängig von der Füllmenge im Kraftstoffspeicher (5; 20) gesteuert ist, wobei die höhere Pumpleistung im Bereich des Mini malpegels und die minimale oder keine Pumpleistung im Be reich des Maximalpegels auftritt.

8. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Kraftstoffpumpe (4) derart abhängig von der Füll menge im Kraftstoffspeicher (5; 20) gesteuert ist, daß sie beim Minimalpegel eingeschaltet und beim Maximalpegel ausgeschaltet wird.

9. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Regelung der Kraftstoffpumpe (4) über eine federbe lastete Membran (7) des Kraftstoffspeichers (5; 20) er folgt, mit der elektrische Kontakte oder Stellglieder (9) betätigbar sind.

10. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Kraftstoffspeicher (20) konzentrisch um die Kraft stoffpumpe (4) herum angeordnet ist.

11. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Kraftstoffilter (22) konzentrisch um die Achse der Kraftstoffpumpe (4) in Achsrichtung vor oder hinter dem Kraftstoffspeicher (20) angeordnet ist und vom Kraftstoff jeweils entweder vor dem Einfließen in den Kraft stoffspeicher (20) oder nach dem Kraftstoffspeicher (20) durchströmt wird.

12. Fördereinrichtung für Kraftstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Kraftstoffilter (22) und der Kraftstoffspeicher (20) konzentrisch um die Kraftstoffpumpe (4) radial außen aneinanderliegen und der Kraftstoffilter (22) je nach Einbaulage vom Kraftstoff entweder vor dem Einfließen in den Kraftstoffspeicher (20) oder nach dem Kraftstoffspei cher (20) durchströmt wird.