DE19723572A1 - Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine.

In der Druckschrift DE 37 00 354 A1 eine Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen beschrieben, welche in der Kraftstoffleitung ein Ma­ gnetventil zur Steuerung der geförderten Kraftstoffmenge aufweist. Zwi­ schen der Kraftstoffpumpe und dem Magnetventil ist dort außerdem ein Sicherheitsventil vorgesehen, welches die Kraftstoffleitung bei geschlos­ senem Magnetventil und ab einem gewissen Druck der Pumpe sperrt bis das Magnetventil wieder öffnet beziehungsweise bis der Druck wieder fällt.

Ferner ist in der Druckschrift DE 43 35 171 A1 ein Kraftstoffeinspritzsy­ stem geoffenbart, das zwischen der Pumpe und den Einspritzdüsen ebenfalls ein Sicherheitsventil aufweist. Dieses Sicherheitsventil kann ausgelöst durch einen Drucksensor die Kraftstoffzufuhr von der Pumpe zu den Einspritzdüsen sperren.

Ein ähnliches System ist schließlich aus der Druckschrift DE 42 31 731 A1 bekannt, da dort in der Kraftstoffleitung, durch welche der unter Überdruck befindliche Kraftstoff von der Pumpe zu den Einspritzdüsen der Brenn­ kraftmaschine gefördert wird, ein Rückschlagventil angeordnet ist. Mit dem Rückschlagventil soll verhindert werden, daß der Kraftstoff von den Einspritzdüsen zurück zur Pumpe fließen kann.

Bei all diesen Systemen besteht jedoch die Gefahr, daß im Fall eines Bruchs der Kraftstoffleitung, der in der Kraftstoffleitung unter hohem Druck befindliche Kraftstoff unkontrolliert austritt, sich über die heiße Brenn­ kraftmaschine ergießt und sich entzündet. Ein derartiger Bruch kann ins­ besondere bei Unfällen der Brennkraftmaschine auftreten.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen welches bei Unfällen verhindert, daß der in der Kraftstoffleitung befindli­ che Kraftstoff unkontrolliert austreten kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Indem das Kraftstoffversorgungssystem einen unter Unterdruck stehen­ den Kraftstoffauffangbehälter aufweist, der mittels des Ventils von der Kraftstoffleitung getrennt ist, ist ein Behältnis bereitgestellt, welches im Bedarfsfalle und möglichst noch vor dem Bruch der Kraftstoffleitung, mit der Kraftstoffleitung verbunden und somit als Notspeicher für den in der Kraftstoffleitung befindlichen Kraftstoff dienen kann. Denn durch den im Kraftstoffauffangbehälter herrschenden Unterdruck wird beim Öffnen des Ventils der in der Kraftstoffleitung befindliche Kraftstoff in kürzester Zeit in den Kraftstoffauffangbehälter eingesaugt. Dadurch ist sichergestellt, daß sich der unter Druck stehende Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffleitung bei einem Unfall sofort entspannt, so daß kein unkontrolliertes Austreten und damit kein Entzünden des Kraftstoffs mehr vorkommen kann.

Zweckmäßig wird das Ventil in Abhängigkeit von einem Sensor geöffnet. Dazu können beispielsweise Airbagsensoren oder auch spezielle Defor­ mationssensoren verwendet werden. Mit Hilfe dieser Sensoren kann das Ventil immer dann, wenn die Gefahr eines Bruchs der Kraftstoffleitung besteht, noch rechtzeitig geöffnet werden.

In einer besonderen Ausführungsform weist das Ventil eine Einrichtung auf, welche das Ventil nach Ablauf einer bestimmten Öffnungsdauer schließt. Dabei kann anhand des in dem Kraftstoffauffangbehälter herr­ schenden Unterdrucks, des in der Kraftstoffleitung bestehenden Über­ drucks sowie anhand des gegebenen Ventilöffnungsquerschnitts die opti­ male Öffnungsdauer des Ventils festgelegt werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Ventil eine Einrichtung auf, welche das Ventil nach Erreichen eines bestimmten Druckes innerhalb des Kraftstoffauffangbehälters schließt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Kraftstoffauffangbehälter nicht außerhalb seiner festigkeitstechnischen Auslegung betrieben wird.

Besonders bevorzugt ist jedoch eine andere Ausführungsform, bei der das Ventil eine Einrichtung aufweist, welche das Ventil nach Erreichen eines bestimmten Differenzdruckes zwischen dem Kraftstoffauffangbehälter und der Kraftstoffleitung schließt. Denn bei dieser Ausführungsform wird zuver­ lässig vermieden, daß der in den Kraftstoffauffangbehälter bereits einge­ saugte Kraftstoff anschließend wieder in die Kraftstoffleitung zurückfließen kann.

Vorteilhaft liegt bei allen drei Ausführungsformen der Druck innerhalb des Kraftstoffauffangbehälters nach dem Schließen des Ventils unterhalb des Atmosphärendrucks.

Die drei genannten Ausführungsformen können auch alle miteinander kombiniert werden, so daß in jedem Fall ein hervorragendes Ergebnis er­ reicht wird.

Zweckmäßig ist in der Kraftstoffleitung wenigstens ein weiteres Ventil vor­ gesehen, welches in Abhängigkeit von einem Sensor, nämlich von einem Airbagsensor oder Deformationssensor, geschlossen wird. Dabei kann ein und derselbe Sensor für das erste Ventil und für das weitere Ventil ver­ wendet werden. Das weitere Ventil sollte möglichst nahe am Tank des Kraftstoffversorgungssystems angeordnet sein, damit die Pumpe keinen weiteren Kraftstoff aus dem Tank zu den Einspritzdüsen fördern kann. Denkbar ist aber auch, daß das weitere Ventil die Kraftstoffleitung in einen flexiblen unempfindlichen Teil stromauf in Richtung der Pumpe bezie­ hungsweise des Tanks und in einen starren Teil stromab in Richtung der Einspritzdüsen unterteilt.

Der Kraftstoffauffangbehälter sollte ein Volumen aufweisen, das gleich groß oder größer ist als das Volumen der Kraftstoffleitung zwischen den Einspritzdüsen, dem ersten Ventil und dem wenigstens einen weiteren Ventil. Somit ist eine ausreichende Aufnahmekapazität des Kraftstoffauf­ fangbehälters realisiert.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende Zeichnungsfigur näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffversor­ gungssystems für eine Brennkraftmaschine.

Das Kraftstoffversorgungssystem weist einen Tank 1 auf, der einen gro­ ßen Vorrat an Kraftstoff speichert. Über eine Kraftstoffleitung 2 steht der Tank 1 mit einer Pumpe 3 in Verbindung. Diese Pumpe 3 saugt aus dem Tank 1 Kraftstoff an und befördert ihn unter erhöhtem Druck zu einem im weiteren Verlauf der Kraftstoffleitung 2 angeordneten Regler 4. Dieser Regler 4 dient dazu, den Kraftstoff mit einem bestimmten Druck, der von den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abhängig ist, weiterzugeben. Am Ende der Kraftstoffleitung 2 sind schließlich noch eine Anzahl von Einspritzdüsen 5 angeordnet, die entweder im Ansaugtrakt oder direkt im Brennraum der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Durch die Einspritzdüsen 5 wird schließlich die Kraftstoffzufuhr für die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine gesteuert.

Im Bereich der Kraftstoffleitung 2 zwischen dem Regler 4 und den Ein­ spritzdüsen 5 ist außerdem ein im wesentlichen kugelförmiger Kraft­ stoffauffangbehälter 6 angeordnet, der evakuiert ist beziehungsweise un­ ter Unterdruck steht und der über ein Ventil 7 mit der Kraftstoffleitung 2 in Verbindung steht. Dieses Ventil 7 ist im normalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geschlossen und wird erst im Bedarfsfall, das heißt wenn bei einem Unfall der Bruch der Kraftstoffleitung 2 droht, geöffnet, in­ dem das Ventil 7 von einem Sensor 8 angesteuert wird, wobei dieser Sensor 8 beispielsweise ein Airbagsensor ist. Indem das Ventil 7 außer­ dem noch eine Einrichtung aufweist, die beim Erreichen eines bestimmten Differenzdrucks zwischen dem Kraftstoffauffangbehälter 6 und der Kraft­ stoffleitung 2 das Ventil 7 schließt, wirkt das Ventil 7 als ein Rückschlag­ ventil.

Durch das Öffnen des Ventils 7 strebt das Kraftstoffversorgungssystem danach, die unterschiedlichen Druckverhältnisse zwischen dem Kraft­ stoffauffangbehälter 6 und der Kraftstoffleitung 2 auszugleichen. Dabei wird sich der Kraftstoffauffangbehälter 6 in dem Maße mit dem in der Kraftstoffleitung 2 befindlichen Kraftstoff sowie gegebenenfalls mit der darin befindlichen Leckluft füllen, bis die durch die zusätzliche Einrichtung des Ventils 7 vorgegebene Druckdifferenz erreicht ist und sich das Ventil 7 wieder schließt.

Bei diesem Kraftstoffversorgungssystem ist zusätzlich noch ein weiteres Ventil 9 in der Kraftstoffleitung 2 angeordnet. Dieses Ventil 9 befindet sich in der Nähe des Tanks 1 und wird ebenfalls von dem Sensor 8 angesteu­ ert, so daß es im normalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ge­ öffnet und im Bedarfsfall, das heißt wenn bei einem Unfall der Bruch der Kraftstoffleitung 2 droht, geschlossen ist. Durch dieses weitere Ventil 9 wird verhindert, daß nach Erregung des Sensors 8 noch weiterer Kraftstoff aus dem Tank 1 von der Pumpe 3 zu den Einspritzdüsen 5 beziehungs­ weise zu dem Kraftstoffauffangbehälter 6 mit begrenzter Kapazität geför­ dert wird.

Claims (8)

1. Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffleitung (2), durch welche unter Überdruck befindlicher Kraftstoff zu den Einspritzdüsen (5) der Brennkraftmaschine beför­ dert wird, und mit einem in der Kraftstoffleitung (2) angeordneten Ventil (7), dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Unterdruck stehender Kraft­ stoffauffangbehälter (6) vorgesehen ist, der mittels des Ventils (7) von der Kraftstoffleitung (2) getrennt ist, und daß beim Öffnen des Ventils (7) der in der Kraftstoffleitung (2) befindliche Kraftstoff in den Kraftstoffauffangbehälter (6) eingesaugt wird.

2. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil (7) in Abhängigkeit von einem Sensor (8) geöffnet wird.

3. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (7) eine Einrichtung auf­ weist, welche das Ventil (7) nach Ablauf einer bestimmten Öffnungs­ dauer schließt.

4. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil (7) eine Einrichtung aufweist welche das Ventil (7) nach Erreichen eines bestimmten Drucks in­ nerhalb des Kraftstoffauffangbehälters (6) schließt.

5. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil (7) eine Einrichtung aufweist welche das Ventil (7) nach Erreichen eines bestimmten Differenz­ drucks zwischen dem Kraftstoffauffangbehälter (6) und der Kraft­ stoffleitung (2) schließt.

6. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb des Kraftstoffauf­ fangbehälters (6) beim Schließen des Ventils (7) unterhalb des At­ mosphärendrucks liegt.

7. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Kraftstoffleitung (2) wenigstens ein weiteres Ventil (9) vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit von ei­ nem Sensor (8) geschlossen wird.

8. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffauffangbehälter (6) ein Vo­ lumen aufweist, das gleich oder größer ist als das Volumen der Kraftstoffleitung (2) zwischen den Einspritzdüsen (5), dem Ventil (7) und dem wenigstens einen weiteren Ventil (9).