DE3725773C2

DE3725773C2 -

Info

Publication number: DE3725773C2
Application number: DE19873725773
Authority: DE
Inventors: Josef 8421 Mindelstetten De Humpl; Johann Dipl.-Ing. 8070 Ingolstadt De Konradt; Reinhold 8071 Lenting De Sturm; Johann 8071 Pfoerring De Attenni
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-08-04
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1990-02-15
Also published as: DE3725773A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von Kraftstoff in einem Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine, insbe sondere in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruches 1.The invention relates to a device for degassing fuel in a fuel supply system of an internal combustion engine, in particular special in a motor vehicle, according to the preamble of the patent saying 1.

Bei Kraftstoffversorgungssystemen für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, kann sich der Kraftstoff bei hohen Außentemperaturen und durch die Wärmeabgabe der Brennkraftmaschine auf ein beachtliches Niveau erwärmen und beginnt dann unter bestimmten Bedingungen auszugasen. Diese Ausgasung, die aufgrund der Druck- und Strömungsverhältnisse, ins besondere in der Ansaugleitung der Kraftstoffpumpe, auftritt, kann eine Wirkungsgradverschlechterung der Pumpe bis hin zu deren zeitweiligem Ausfall bewirken.In fuel supply systems for internal combustion engines, in particular In motor vehicles, the fuel can change at high outside temperatures and by the heat emission of the internal combustion engine to a remarkable Warm up the level and then begin to outgas under certain conditions. This outgassing, due to the pressure and flow conditions, ins special occurs in the intake line of the fuel pump Efficiency deterioration of the pump up to its temporary Cause failure.

Durch die DE-PS 36 12 194 ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekanntgeworden, bei der im Kraftstoffbehälter eine Kraftstoffstauvor richtung vorgesehen ist. Diese weist einen am Umfang geschlossenen und mit einer Kraftstoffsaugleitung verbundenen Stautopf und eine im Kraft stoffbehälter bodenseitig angeordnete Strahlpumpe auf. Die Strahlpumpe setzt sich aus einer an eine Kraftstoffrücklaufleitung angeschlossene Injekterdüse und einen dieser im Abstand nachgeordneten Trichter zusam men, wobei der Trichter mit einer in den Stautopf in dessen oberen Be reich eintretenden und tangential zu dessen Innenwand ausmündenden, ge schlossenen Leitung verbunden ist. Durch den am Umfang geschlossenen Stautopf ist sichergestellt, daß dieser bei niedrigem Füllstand des Kraftstoffbehälters und Schräglage des Kraftfahrzeuges nicht auslaufen und damit das Fahrzeug stets problemlos gestartet werden kann. Durch das tangentiale Einströmen des Kraftstoffes in den Stautopf wird eine Kraftstoffentgasung erzielt. DE-PS 36 12 194 is a device of the generic type become known in which a fuel accumulation in the fuel tank direction is provided. This has a closed on the circumference and with a fuel suction line connected storage pot and one in force on the bottom of the jet pump. The jet pump consists of a fuel return line connected Injector nozzle and one of these funnels arranged at a distance from each other men, the funnel with one in the storage pot in its upper loading richly entering and opening tangentially to its inner wall, ge closed line is connected. By the closed on the circumference Storage pot ensures that this is at a low level of Fuel tank and incline of the vehicle do not leak and so that the vehicle can always be started without any problems. By the tangential inflow of fuel into the reservoir becomes one Fuel degassing achieved.

Bei dem beschriebenen Kraftstoffsystem kann aber nicht ausgeschlossen werden, daß bei ungünstigen Betriebsbedingungen und gegebenenfalls hohen Kraftstofftemperaturen unmittelbar in der Ansaugleitung aufgrund des Druckabfalles durch die Pumpensaugleistung eine Entgasung des Kraftstoffes auftritt, die gegebenenfalls zu Störungen führen kann.With the fuel system described, it cannot be ruled out be that in unfavorable operating conditions and possibly high fuel temperatures directly in the intake line the pressure drop due to the pump suction power a degassing of the Fuel occurs, which may lead to malfunctions.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der gattungs gemäßen Art zu schaffen, die bei einem einfachen und funktionssicheren Aufbau selbst bei relativ hohen Kraftstofftemperaturen eine zuver lässige Entgasung des Kraftstoffes sicherstellt.The object of the invention is therefore a device of the generic type appropriate way to create that simple and reliable Build up a reliable even at relatively high fuel temperatures ensures easy degassing of the fuel.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Er findung sind den Patentansprüchen 2 bis 8 entnehmbar.This object is achieved with the characteristic features of the patent Claim 1 solved. Advantageous and expedient further training of the Er invention can be found in the claims 2 to 8.

Erfindungsgemäß ist in die Saugleitung ein Speicherbehälter eingeschal tet, in dem in den stromaufliegenden Saugleitungsabschnitt sich bildende Gasblasen separiert und über die Absaugleitung und die Strahlpumpe abgezogen werden. Einschlägige Versuche haben dabei gezeigt, daß eine wirkungsvolle Absaugung der Gasblasen ohne Beeinträchtigung des Wir kungsgrades beziehungsweise der Leistung der Pumpe erzielt wird. Die abgesaugten Gasblasen werden zusammen mit dem über die Rücklaufleitung zurückströmenden Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zurückgefördert. Zweckmäßig sollte diese Rückförderung räumlich möglichst weit von der Mündung der Ansaugleitung im Kraftstoffbehälter entfernt liegen. According to the invention, a storage container is encased in the suction line tet, in the in the upstream suction line section Gas bubbles separated and via the suction line and the jet pump subtracted from. Relevant experiments have shown that a effective suction of the gas bubbles without affecting the us efficiency or the performance of the pump is achieved. The aspirated gas bubbles are together with the via the return line returned fuel flowing back into the fuel tank. This return should be spatially as far as possible from the The mouth of the intake pipe in the fuel tank must be removed.

Eine definierte Ausgasung des erwärmten Kraftstoffes in dem stromab des Speicherbehälters liegendem Saugleitungsabschnitt wird durch die Merkmale der Patentansprüche 2 und 3 erzielt, mit denen die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes erhöht und/oder dessen Druckenergie vermindert wird. Als Drossel kann dabei vorzugsweise ein an sich bekanntes engmaschiges Ansaugsieb dienen.A defined outgassing of the heated fuel in the downstream of the Storage container lying suction line section is characterized by the features of claims 2 and 3 achieved with which the flow rate of the fuel is increased and / or its pressure energy is reduced. As The throttle can preferably be a narrow-meshed suction strainer known per se serve.

Gemäß Patentanspruch 4 kann zumindest ein weiterer Speicherbehälter dem ersten Speicherbehälter nachgeschaltet sein, der ebenfalls eine Absaugleitung für Gasblasen aufweist. Damit werden gegebenenfalls den ersten Speicherbe hälter noch passierende Gasblasen nachsepariert beziehungsweise aus der Saugleitung entfernt, so daß auch bei hohen Kraftstofftemperaturen und ent sprechender Ausgasung eine wirkungsvolle Entgasung sichergestellt ist. Es versteht sich, daß gegebenenfalls auch noch weitere Speicherbehälter mit funktionell gleicher Anordnung verwendet sein können. Die Speicherbehälter können baulich hintereinander oder ineinander verschachtelt mit entsprechenden Verbindungsöffnungen angeordnet sein.According to claim 4, at least one other storage container can be connected downstream of the first storage container, which also has a suction line for gas bubbles. This may be the first memory gas bubbles that still pass through are separated or from the Suction line removed, so that even at high fuel temperatures and ent effective outgassing is ensured. It it goes without saying that other storage containers may also be used functionally the same arrangement can be used. The storage containers can be structurally one after the other or nested with one another with corresponding Connection openings can be arranged.

Da bei der Verwendung zumindest zweier Speicherbehälter erfahrungsgemäß in dem zweiten Speicherbehälter ein geringerer Anfall an Gasblasen auftritt, kann gemäß Anspruch 5 in der weiteren Absaugleitung eine Drosselstelle vor gesehen sein. Diese bewirkt eine stärkere Absaugung im ersten Speicherbe hälter und eine geringere Absaugung in dem weiteren Speicherbehälter, wodurch insgesamt die Absaugung verbessert ist. Ferner kann in einer der Absaug- Leitungen ein Entlüftungsventil gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein. Das Ent lüftungsventil (z. B. ein sogenanntes Pilzventil) ist im drucklosen Zustand geöffnet und ermöglicht die Ausscheidung von Gasblasen bei Stillstand bzw. ausgeschalteter Kraftstoffpumpe. Bilden sich hier durch die gegebenenfalls noch heiße Kraftstoffpumpe Gasblasen in der Ansaugleitung, so können sie über das geodätisch höher liegende Entlüftungsventil in der Absaugleitung in den Kraftstoffbehälter entweichen.As experience has shown when using at least two storage tanks less accumulation of gas bubbles occurs in the second storage container, can according to claim 5 in the further suction line a throttle be seen. This causes a stronger suction in the first storage area container and a lower suction in the further storage container, whereby overall suction is improved. Furthermore, in one of the suction Lines a vent valve can be provided according to claim 6. The Ent Ventilation valve (e.g. a so-called mushroom valve) is in a depressurized state opened and enables the separation of gas bubbles at standstill or the fuel pump is switched off. Form through here if necessary still hot fuel pump gas bubbles in the intake line so they can via the geodetically higher ventilation valve in the suction line escape into the fuel tank.

Gegebenenfalls kann noch entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 7 am pumpenseitigen Austritt zumindest des ersten Speicherbehälters ein engmaschiges Sieb eingesetzt sein, welches einem Übertritt von Gasblasen aus dem ersten Speicherbehälter in den weiteren Speicherbehälter entgegen wirkt. Keinesfalls darf aber ein derartiges Sieb stromauf des Entlüftungs ventiles angeordnet sein. Die Speicherbehälter und die Saugstrahlpumpe sowie die entsprechenden Verbindungsleitungen können baulich besonders vorteilhaft innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet sein. Bei erhöhtem Leitungsauf wand ist jedoch auch eine Anordnung außerhalb des Kraftstoffbehälters möglich.If necessary, can still according to the features of the claim 7 at the pump-side outlet of at least the first storage container tight-meshed sieve can be used, which prevents gas bubbles from passing over from the first storage container to the other storage container works. Under no circumstances should such a sieve be upstream of the vent valves be arranged. The storage tanks and the suction jet pump as well the corresponding connecting lines can be structurally particularly advantageous be arranged within the fuel tank. If the line is open However, an arrangement outside the fuel tank is also possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine in einem Kraftstoffbe hälter für ein Kraftfahrzeug angeordnete Vorrichtung zum Entgasen von Kraft stoff mit zwei Speicherbehältern und einer Saugstrahlpumpe.An embodiment of the invention is in the following with further details explained in more detail. The schematic drawing shows one in a fuel tank Container for a motor vehicle arranged device for degassing power fabric with two storage tanks and a suction jet pump.

In dem nur teilweise dargestellten Kraftstoffbehälter 10 für ein Kraftfahr zeug ist eine Ansaugleitung 12 und eine Rücklaufleitung 14 für Kraftstoff verlegt. Die Ansaugleitung 12 setzt sich aus einem Leitungsabschnitt 16, einer Verbindungsleitung 18 und einem Ansaugleitungsabschnitt 20 zusammen, in die ein erster Speicherbehälter 22 und ein weiterer Speicherbehälter 24 eingeschaltet ist. Der Speicherbehälter 24 ist am Boden 26 des Kraftstoff behälters 10 befestigt.In the fuel tank 10 for a motor vehicle, only partially shown, an intake line 12 and a return line 14 for fuel are laid. The suction line 12 is composed of a line section 16 , a connecting line 18 and a suction line section 20 , into which a first storage tank 22 and a further storage tank 24 are connected. The storage tank 24 is attached to the bottom 26 of the fuel tank 10 .

Der Ansaugleitungsabschnitt 20 ist mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe 28 verbunden, über die die nicht dargestellte Brennkraftmaschine beziehungs weise deren Kraftstoffzuführsystem über die nur angedeutete Vorlaufleitung 30 mit Kraftstoff und einem definierten Druck versorgt wird. Der von dem Kraftstoffzuführsystem zurückfließende Kraftstoff wird über die Rücklaufleitung 14 wieder in den Kraftstoffbehälter 10 eingeleitet.The intake line section 20 is connected to an electric fuel pump 28 , via which the internal combustion engine (not shown) or its fuel supply system is supplied with fuel and a defined pressure via the only indicated supply line 30 . The fuel flowing back from the fuel supply system is introduced into the fuel tank 10 again via the return line 14 .

Der Ansaugleitungsabschnitt 16 weist in Nähe des Bodens 26 des Kraftstoff behälters ein trichterförmiges Ansaugsieb 32 mit einer Maschenweite von ca. 30 µm auf. Am anderen Ende mündet der Ansaugleitungsabschnitt 16 an einer geodätisch hoch liegenden Stelle 34 in den Speicherbehälter 22. Die beiden Speicherbehälter 22, 24 sind durch die Verbindungsleitung 18 miteinander verbunden, wobei der Speicherbehälter 22 derart höhenversetzt angeordnet ist, daß die Verbindungsleitung 18 den Bodenbereich des Speicherbehälters 22 mit der geodätisch hoch liegenden Stelle 36 des Speicherbehälters 24 verbindet. Am pumpenseitigen Austrittsbereich des Speicherbehälters 22 ist an der Verbindungsleitung ein Sieb 38 mit einer Maschenweite von ca. 50 µm angeordnet. Der Speicherbehälter 24 ist wiederum in seinem Bodenbereich beziehungsweise der geodätisch tief liegenden Stelle 40 mit dem Ansauglei tungsabschnitt 20 verbunden.The intake pipe section 16 has near the bottom 26 of the fuel tank a funnel-shaped intake strainer 32 with a mesh size of about 30 microns. At the other end, the suction line section 16 opens into the storage container 22 at a geodetically high point 34 . The two storage containers 22 , 24 are connected to one another by the connecting line 18 , the storage container 22 being arranged such that the connecting line 18 connects the bottom region of the storage container 22 to the geodetically high point 36 of the storage container 24 . A sieve 38 with a mesh size of approximately 50 μm is arranged on the connecting line at the pump-side outlet region of the storage container 22 . The storage container 24 is in turn connected in its bottom region or the geodetically low-lying point 40 to the suction section 20 .

Von den Speicherbehältern 22, 24 zweigt jeweils an deren geodätisch am höchsten liegenden Stelle eine Absaugleitung 42 bzw. 44 ab, welche bei 46 zusammenge führt sind und über den gemeinsamen Leitungsabschnitt 48 mit einer im Kraft stoffbehälter angeordneten Saugstrahlpumpe 50 verbunden sind. Die Saugstrahl pumpe 50, die nach Art einer Lavaldüse ausgebildet sein kann, wird von der angeschlossenen Rücklaufleitung 14 betrieben.From the storage tanks 22 , 24 branches off at their geodetically highest point, a suction line 42 or 44 , which leads together at 46 and are connected via the common line section 48 to a suction jet pump 50 arranged in the fuel tank. The suction jet pump 50 , which can be designed in the manner of a Laval nozzle, is operated by the connected return line 14 .

In der Absaugleitung 44 ist ferner eine Drossel 52 vorgesehen, die den freien Querschnitt der Ansaugleitung 44 definiert. Des weiteren zweigt von der Absaug leitung 44 ein Entlüftungsventil 54 ab, dessen nicht dargestellter Ventil körper geodätisch höher als der Speicherbehälter 22 liegt. Der Querschnitt des Ansaugleitungsabschnittes 16 ist wesentlich geringer als der Querschnitt der Verbindungsleitung 18 oder der Querschnitt des Ansaugleitungsabschnittes 20.In the suction line 44 a throttle 52 is further provided which defines the free cross-section of the suction duct 44th Furthermore, a vent valve 54 branches off from the suction line 44 , the valve body, not shown, of which is geodetically higher than the storage container 22 . The cross section of the intake line section 16 is substantially smaller than the cross section of the connecting line 18 or the cross section of the intake line section 20 .

Ist die elektrische Kraftstoffpumpe 28 in Betrieb und der Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffbehälters auf ca. 40° Celsius erwärmt, so tritt in dem Ansaug leitungsabschnitt 16 aufgrund des Drosselwiderstandes des Ansaugsiebes 32 und der relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes eine Ausgasung auf, wobei sich die frei werdenden Gasbläschen im oberen Bereich des Speicher behälters 22 ansammeln. Ein Mitreißen dieser Gasbläschen durch die Verbindungs leitung 18 in den weiteren Speicherbehälter 24 wird teilweise durch das Sieb 38 unterbunden. Ferner wird eine weitere Ausgasung bewirkt, wobei die noch im Kraftstoff enthaltenen Gasbläschen sich im Speicherbehälter 24 an dessen Oberseite ansammeln. Der elektrischen Kraftstoffpumpe 28 wird somit blasenfreier, entgaster Kraftstoff zugeleitet.If the electric fuel pump 28 is in operation and the fuel inside the fuel tank is heated to approx. 40 ° Celsius, outgassing occurs in the intake line section 16 due to the throttle resistance of the intake strainer 32 and the relatively high flow rate of the fuel, with the gas being released Collect gas bubbles in the upper area of the storage container 22 . Carryover of these gas bubbles through the connecting line 18 in the other storage container 24 is partially prevented by the sieve 38 . Furthermore, a further outgassing is effected, the gas bubbles still contained in the fuel accumulating in the storage container 24 on the upper side thereof. Bubble-free, degassed fuel is thus supplied to the electric fuel pump 28 .

Die in den Speicherbehältern 22, 24 befindlichen Gasbläschen werden über die Absaugleitungen 42, 44 durch die Saugstrahlpumpe 50 abgesaugt. Die Saug wirkung wird dabei durch den in den Kraftstoffbehälter zurückströmenden Kraftstoff in der Rücklaufleitung 14 erzeugt. Der mit den Bläschen versetzte, zurückströmende Kraftstoff tritt über die Saugstrahlpumpe 50 in den Kraftstoff behälter 10 aus, wobei die entsprechende Austrittsöffnung räumlich weit von dem Ansaugsieb 32 entfernt liegt. Durch die Drossel 52 wird vermehrt über die Absaugleitung 42 abgesaugt, wodurch der im Speicherbehälter 22 in größerem Maße auftretenden Ausgasung des Kraftstoffes Rechnung getragen wird.The gas bubbles in the storage containers 22 , 24 are sucked off via the suction lines 42 , 44 by the suction jet pump 50 . The suction effect is generated by the fuel flowing back into the fuel tank in the return line 14 . The staggered with the bubbles flowing back fuel exits via the suction jet pump 50 in the fuel tank 10 , the corresponding outlet opening is spatially far from the intake strainer 32 . Through the throttle 52 , suction is increasingly carried out via the suction line 42 , as a result of which the outgassing of the fuel that occurs to a greater extent in the storage container 22 is taken into account.

Wird die Brennkraftmaschine abgestellt, wodurch auch die elektrische Kraft stoffpumpe 28 zum Stillstand kommt, so können gegebenenfalls an der erhitzten Kraftstoffpumpe 28 entstehende Gasbläschen über den Ansaugleitungsabschnitt 20, den Speicherbehälter 24, die Absaugleitung 44 und das Entlüftungsventil 54 in den Kraftstoffbehälter 10 entweichen. Dadurch ist sichergestellt, daß bei einem Wiederstarten der Brennkraftmaschine sofort eine blasenfreie Kraftstoffversorgung erfolgt. Es versteht sich, daß - wie auf der Zeichnung dargestellt - die Kraftstoffpumpe geodätisch tiefer liegen muß und daß die Saugleitung zum Entlüftungsventil hin ansteigend verlegt sein muß.If the internal combustion engine turned off, whereby the electric fuel pump 28 comes to a standstill, so 28 resulting gas bubbles through the intake line 20, the storage tank 24, the suction conduit 44 and the vent valve 54 can escape into the fuel tank 10 optionally at the heated fuel pump. This ensures that a bubble-free fuel supply takes place immediately when the internal combustion engine is restarted. It is understood that - as shown in the drawing - the fuel pump must be geodetically lower and that the suction line to the vent valve must be installed rising.

Claims

1.Device for degassing fuel in a fuel supply system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with a fuel tank from which fuel is conveyed to the fuel supply system of the internal combustion engine via a suction line and a pump and passed back into the tank via excess fuel via a fuel return line is characterized by the following features:

a) in the suction line ( 10 ) at least one storage container ( 22 ) is turned on;
b) the pump-side suction line section ( 20 ) opens into the storage container at a geodetically lower point than the container-side suction line section ( 16 );
c) a suction line ( 42 ) also opens into the storage container at a geodetically high point;
d) the suction line ( 42 ) is connected to a jet pump ( 50 );
e) the jet pump is operated by the fuel return line ( 14 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that

f) the container-side suction line section ( 16 ) has a smaller free cross-section than the pump-side suction line section ( 20 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that

g) the container-side suction line section ( 16 ) is provided with a cross-sectional constricting throttle or with a suction strainer ( 32 ) with a mesh size <150 μm, preferably around 30 μm.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that

h) at least one further storage container ( 24 ) in the suction line ( 10 ) is switched on;
i) a connecting line ( 18 ) leads from the geodetically lower point of the first storage container ( 22 ) to a geodetically higher point of the second storage container ( 24 );
j) at least one further geodetically high suction line ( 44 ) is connected to the first suction line ( 42 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that

k) a throttle point ( 52 ) is provided in the further suction line ( 44 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that

l) a vent valve ( 54 ) is arranged in the suction line ( 44 ).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that

m) a narrow-meshed sieve ( 38 ) is inserted at the pump-side outlet of at least the first storage container ( 22 ).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that

n) the one or more storage tanks ( 22 , 24 ) and the suction jet pump ( 50 ) are arranged inside the fuel tank ( 10 ).