DE19843318C5

DE19843318C5 - Kraftstofffördereinheit

Info

Publication number: DE19843318C5
Application number: DE1998143318
Authority: DE
Inventors: Helmut Kohlhaas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2018-09-23
Also published as: DE19843318A1; DE19843318C2

Abstract

Kraftstofffördereinheit für eine Brennkraftmaschine mit einem in einem Kraftstofftank angeordneten Speichertopf in dem eine Strömungspumpe und eine Saugstrahlpumpe angeordnet sind, dass die Strömungspumpe einen Ansaugkanal und einen Systemdruckauslass für einen der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffstrom hohen Drucks und einen Zwischendruckauslass für einen der Saugstrahlpumpe als Treibstrahl zuzuführenden Kraftstoffstrom aufweist, dass die Saugstrahlpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in den Speichertopf ausgebildet, im Pumpenboden der Kraftstofffördereinheit angeordnet und unmittelbar mit dem Zwischendruckauslass verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (10) von einer horizontal im Pumpenboden (13) angeordneten Durchgangsbohrung (12) gebildet ist, indem eine Treibstrahldüse (11) in die Durchgangsbohrung eingesetzt ist und die Durchgangsbohrung (12) in ihrem weiteren Verlauf das Mischrohr der Saugstrahlpumpe (10) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinheit für eine Brennkraftmaschine, die in einem Kraftstofftank angeordnet ist. Die Kraftstofffördereinheit besteht aus einer in einem Speichertopf eingesetzten Strömungspumpe, mit einer Saugstrahlpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in den Speichertopf und bei der die Strömungspumpe einen Ansaugkanal und einen Systemdruckauslass für einen der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffstrom hohen Drucks und einen Zwischendruckauslass für einen der Saugstrahlpumpe als Treibstrahl zuzuführenden Kraftstoffstrom hat.
Kraftstofffördereinheiten der vorstehenden Art werden in heutigen Kraftfahrzeugen mit Kraftstoffeinspritzung eingesetzt und sind deshalb allgemein bekannt. Dabei dient die Saugstrahlpumpe dazu, den Kraftstoff, der sich in den Vertiefungen des Kraftstofftanks sammelt, in den Speichertopf zu fördern. Dadurch wird sichergestellt, dass unter allen Betriebsbedingungen eine ausreichende Menge des Kraftstoffes im Speichertopf zur Verfügung steht, der von der Strömungspumpe angesaugt und der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Zunehmend werden hierbei Systeme eingesetzt, die je nach Betriebszustand eine Regelung der Fördermenge der Strömungspumpe besitzen, so dass stets die jeweils benötigte Menge Kraftstoff gefördert wird. Eine Rücklaufleitung ist daher nicht erforderlich. Bei solchen Kraftstofffördereinheiten wird die Strömungspumpe mittels eines Zwischendruckauslasses an der Hauptkraftstoffpumpe mit dem erforderlichen Treibstrahl versorgt. Dieser Treibstrahl wird bei bekannten Kraftstofffördereinheiten durch eine Treibstrahlleitung zu der im Bereich der Vertiefung des Kraftstofftanks angeordneten Saugstrahlpumpe geführt. Der Treibstrahl wird dann zusammen mit dem angesaugten Kraftstoff als Summenstrom in den Speichertopf gefördert, wobei der Speichertopf zumeist als Schwalltopf ausgeführt und von dem Kraftstofftank umschlossen ist.
Nachteilig wirkt sich bei den bekannten Kraftstofffördereinheiten der mit dem Verlegen der Leitungen vom Speichertopf zum Kraftstofftank verbundene Aufwand aus. Hierzu müssen alle Bauelemente und Fixiermittel durch eine der wenigen Öffnungen in den schlecht zugänglichen Kraftstofftank eingesetzt werden. Dadurch sind diese Kraftstofffördereinheiten relativ störanfällig, wobei mögliche Fehler im Allgemeinen von außen nicht erkannt werden können.

Es ist weiterhin eine Fördereinheit mit einer Peripheral- und einer Saugstrahlpumpe bekannt ( DE 195 18 755 C2 ). Die aus einer Düse und einem Venturirohr bestehende Saugstrahlpumpe ist im Boden der Peripheralpumpe angeordnet. Die Düse ist über den Ansaugbereich der Saugstrahlpumpe in einen Kanal eingesetzt, der die Peripheralpumpe mit der Saugstrahlpumpe verbindet. Nachteilig ist die aufwendige Montage der Saugstrahlpumpe, insbesondere der Düse, und der für die Montage notwendige, große Ansaugbereich.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstofffördereinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie möglichst einfach aufgebaut und problemlos zu montieren ist. Insbesondere soll dadurch das umständliche Verlegen von Leitungselementen entfallen. Zugleich soll die Kraftstofffördereinheit kostengünstig herzustellen sein und eine hohe Betriebssicherheit aufweisen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Saugstrahlpumpe zusammen mit der Strömungspumpe als eine Baueinheit ausgeführt wird, wobei die Saugstrahlpumpe im Pumpenboden der Fördereinheit angeordnet und der Zwischendruckauslass unmittelbar mit der Saugstrahlpumpe verbunden ist. Die Saugstrahlpumpe wird von einer Durchgangsbohrung gebildet, die horizontal im Pumpenboden der Strömungspumpe angeordnet ist und in die die Treibstrahldüse der Saugstrahlpumpe eingesetzt ist. Die Treibstrahldüse besitzt einen Kanal, der an seinen Enden mit dem Zwischendruckauslass und der Durchgangsbohrung in Verbindung steht. Im Mündungsbereich der Treibstrahldüse trifft eine von unten kommende Bohrung auf die Durchgangsbohrung. Durch diese vertikale Bohrung wird Kraftstoff angesaugt.

Die so geschaffene Kraftstofffördereinheit hat demnach neben dem Ansaugkanal der Strömungspumpe, welcher aus dem Speichertopf ansaugt, eine weitere, durch die integrierte Saugstrahlpumpe gebildete Ansaugöffnung, welche aus dem Kraftstofftank ansaugt und in den Speichertopf fördert. Eine entsprechende Anordnung der Kraftstofffördereinheit in dem Kraftstofftank erfordert daher keine Leitungselemente für die Saugstrahlpumpe. Hierdurch wird der Montageaufwand wesentlich reduziert und mögliche Fehlerquellen durch unzureichend oder fehlerhaft fixierte Leitungselemente zuverlässig ausgeschlossen. Zudem ist die Saugstrahlpumpe mit dem von der Durchgangsbohrung gebildeten Mischrohr besonders kostengünstig herstellbar und mit der Treibstrahldüse als einziges separates Bauteil leicht zu montieren.

Vorteilhafterweise besitzt der Zwischendruckauslass zum Ausgleich von Toleranzen einen größeren Durchmesser als der Kanal der Treibstrahldüse.

Der Zwischendruckauslass ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung am Umfang des Pumpenrades nach dem Ansaugkanal in einem Bereich von 180° bis zum Systemdruckauslass angeordnet.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist der Zwischendruckauslass in einem Bereich von 270° bis zum Systemdruckauslass angeordnet.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Zwischendruckauslasses unmittelbar vor dem Systemdruckauslass oder in Höhe des Systemdruckauslasses auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpenrades.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Saugstrahlpumpe eine nach unten weisende Ansaugöffnung hat. Dadurch lässt sich die Kraftstofffördereinheit problemlos in die zu entleerende Vertiefung des Kraftstofftanks einsetzen und der Kraftstoff nahezu restlos ansaugen. Die so geschaffene Kraftstofffördereinheit ist dadurch vielseitig einsetzbar und günstig in der Herstellung.

Besonders günstig ist hierzu auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die Ansaugöffnung in einem Stutzen der Kraftstofffördereinheit angeordnet ist, welcher in eine Öffnung in dem Speichertopf eingesetzt ist und in den Kraftstofftank hineinragt. Der Stutzen ragt dabei derart in den in einer tieferen Ebene befindlichen Kraftstofftank hinein, dass der angesaugte Kraftstoff in den in einer höheren Ebene angeordneten Speichertopf gefördert wird. Von dort gelangt der Kraftstoff in den Ansaugkanal der Strömungspumpe und kann anschließend der Brennkraftmaschine zugeführt werden.

Eine besonders günstige Weiterbildung der Erfindung ist dann gegeben, wenn die Ansaugöffnung ein Rückschlagventil aufweist. Dieses Rückschlagventil verhindert das Zurücklaufen des Kraftstoffes unter dem Einfluss der Schwerkraft aus dem Speichertopf zurück in den Kraftstofftank. Dadurch wird insbesondere bei einer völligen Entleerung des Kraftstofftanks eine ausreichende Versorgung der Brennkraftmaschine mittels der Strömungspumpe sichergestellt, sofern sich zumindest in dem Speichertopf noch eine ausreichende Kraftstoffmenge befindet. Das Rückschlagventil kann beispielsweise durch sein Eigengewicht oder auch durch eine zusätzliche Federkraft schließen.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstofffördereinheit 1, welche im Inneren eines Speichertopfes 2 angeordnet ist. Der Speichertopf 2 ist seinerseits in einem lediglich abschnittsweise dargestellten Kraftstofftank 3 eingesetzt. Die Kraftstofffördereinheit 1 umfasst eine Seitenkanalpumpe 4, welche einen ein Pumpenrad 5 antreibenden Elektromotor 6 hat. Durch einen Ansaugkanal 7 gelangt ein Teilstrom des aus dem Speichertopf 2 angesaugten Kraftstoffes zu einem Systemdruckauslass 8 und weiter zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Ein weiterer Teilstrom gelangt von dem Pumpenrad 5 zu einem Zwischendruckauslass 9 und einer unmittelbar daran angeschlossenen Saugstrahlpumpe 10. Zur Verdeutlichung dieses Prinzips sind der Zwischendruckauslass 9 und der Systemdruckauslass 8 in die Zeichenebene gedreht dargestellt. Die Saugstrahlpumpe 10 besitzt eine Treibstrahldüse 11, die in einer horizontalen Durchgangsbohrung 12 im Pumpenboden 13 angeordnet ist. In ihrem weiteren Verlauf bildet die Durchgangsbohrung 12 das Mischrohr der Saugstrahlpumpe 10. Die Saugstrahlpumpe 10 hat eine mittels eines Rückschlagventils 14 verschlossene Ansaugöffnung 15, welche in einem Stutzen 16 des Pumpenbodens 13 angeordnet ist. Dieser Stutzen 16 ragt durch eine Öffnung 17 in dem Speichertopf 2 in den unterhalb befindlichen Kraftstofftank 3. Der aus dem Kraftstofftank 3 von der Saugstrahlpumpe 10 angesaugte Kraftstoff gelangt durch eine Austrittsöffnung 18 in den Speichertopf 2 und ermöglicht so eine ständig ausreichende Füllung des Speichertopfes 2. In der dargestellten Ruheposition verschließt das Rückschlagventil 14 die Ansaugöffnung 15, so dass der in dem Speichertopf 2 befindliche Kraftstoff trotz des im Vergleich zu dem Kraftstofftank 3 höheren Flüssigkeitsniveaus nicht in den Kraftstofftank 3 fließen kann. Während des Betriebes der Kraftstofffördereinheit 1 öffnet das Rückschlagventil 14, so dass weiterer Kraftstoff vom Kraftstofftank 3 in den Speichertopf 2 gefördert werden kann.

Claims

Kraftstofffördereinheit für eine Brennkraftmaschine mit einem in einem Kraftstofftank angeordneten Speichertopf in dem eine Strömungspumpe und eine Saugstrahlpumpe angeordnet sind, dass die Strömungspumpe einen Ansaugkanal und einen Systemdruckauslass für einen der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffstrom hohen Drucks und einen Zwischendruckauslass für einen der Saugstrahlpumpe als Treibstrahl zuzuführenden Kraftstoffstrom aufweist, dass die Saugstrahlpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in den Speichertopf ausgebildet, im Pumpenboden der Kraftstofffördereinheit angeordnet und unmittelbar mit dem Zwischendruckauslass verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (10) von einer horizontal im Pumpenboden (13) angeordneten Durchgangsbohrung (12) gebildet ist, indem eine Treibstrahldüse (11) in die Durchgangsbohrung eingesetzt ist und die Durchgangsbohrung (12) in ihrem weiteren Verlauf das Mischrohr der Saugstrahlpumpe (10) bildet.
Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstrahldüse (11) einen Kanal besitzt, der an einem Ende mit dem Zwischendruckauslass (9) und an seinem anderen Ende mit der Durchgangsbohrung (12) verbunden ist.
Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischendruckauslass (9) einen größeren Durchmesser als der Kanal der Treibstrahldüse (11) besitzt.
Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchgangsbohrung (12) im Anschluß an die Treibstrahldüse (11) verjüngt.
Kraftstofffördereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (10) im Bereich der Mündung der Treibstrahldüse (11) eine nach unten weisende Ansaugöffnung (15) hat.
Kraftstofffördereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (15) in einem Stutzen (16) des Pumpenbodens (13) der Kraftstofffördereinheit (1) angeordnet ist, welcher in eine Öffnung (17) des Speichertopfs (2) eingesetzt ist und in den Kraftstofftank (3) hineinragt.
Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (15) ein Rückschlagventil (14) aufweist.
Kraftstofffördereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischendruckauslass (9) nach dem Ansaugkanal (7) in einem Bereich von 180° bis zum Systemdruckauslass angeordnet ist.
Kraftstofffördereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischendruckauslass (9) nach dem Ansaugkanal (7) in einem Bereich von 270° bis zum Systemdruckauslass angeordnet ist.
Kraftstofffördereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischendruckauslass (9) vor dem Ende des Systemdruckauslasses angeordnet ist.