DE4111341A1

DE4111341A1 - Kraftstoffbehaelteranlage

Info

Publication number: DE4111341A1
Application number: DE19914111341
Authority: DE
Inventors: Helmut Kohlhaas; Christoph Schmidt; Frank Lenz
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Continental Automotive GmbH
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1992-10-15
Also published as: DE4111341C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffbehälteranlage mit einem zwei Kammern aufweisenden Kraftstofftank, bei dem in einer Kammer eine Entnahmeeinrichtung mit einer Kraftstoff- Förderpumpe angeordnet ist sowie mit einer mit einem Kraftstoffstrahl arbeitenden Saugstrahlpumpe zur Förderung des Kraftstoffes aus der anderen Kammer in die die Entnahmeeinrichtung aufweisende Kammer, wobei der Druckanschluß der Saugstrahlpumpe mit dem Auslaß einer Treibmittelpumpe in der die Entnahmeeinrichtung aufweisenden Kammer des Kraftstofftanks verbunden ist.

Solche Kraftstoffbehälteranlagen werden in Kraftfahrzeugen sattelartig zu beiden Seiten des Kardantunnels angeordnet. Der Kardantunnel teilt dabei den Kraftstofftank in zwei Hälften auf. Da nur in einer Kammer des Kraftstofftanks eine Entnahmeeinrichtung vorgesehen wird, ist es erforderlich, den Kraftstoff aus der anderen Kammer in die Kammer mit der Entnahmeeinrichtung zu pumpen. Das geschieht bei bekannten, in derzeitige Kraftfahrzeuge eingebauten Kraftstoffbehälteranlagen mittels einer Saugstrahlpumpe, der als Treibmittel der vom Druckregler der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine zurückfließende Kraftstoff zugeführt wird. Durch die dabei entstehende Injektorwirkung wird aus der die Entnahmeeinrichtung nicht aufweisenden Kammer Kraftstoff angesaugt, der zusammen mit dem Treibmittel über eine Leitung in die andere Kammer des Kraftstofftanks gefördert wird.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß solche Kraftstoffbehälteranlagen oftmals nicht zufriedenstellend arbeiten und nicht immer eine Förderung von Kraftstoff aus der Kammer mit der Saugstrahlpumpe in die Kammer mit der Entnahmeeinrichtung ermöglichen. Dieser Mißstand tritt insbesondere bei längerer Vollgasfahrt auf, weil sich dann der Kraftstoff in der zur Saugstrahlpumpe führenden Rücklaufleitung so stark erhitzt, daß Dampfblasen entstehen, die zu einem Ausfall der Saugstrahlpumpe führen.

Man könnte diesem Mißstand natürlich dadurch begegnen, daß man auf die mit der rückfließenden Kraftstoffmenge als Treibmittel arbeitende Saugstrahlpumpe verzichtet und stattdessen in der Kammer eine übliche, elektrisch angetriebene Druckpumpe anordnen würde, insbesondere müßte für sie eine elektrische Energieversorgung vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffbehälteranlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit möglichst geringem Aufwand mittels einer mit Kraftstoff als Treibmittel arbeitenden Saugstrahlpumpe aus einer Kammer in die andere Kraftstoff gefördert werden kann, ohne daß es dabei infolge hoher Temperaturen des Kraftstoffes zu einem Ausfall der Saugstrahlpumpe durch Dampfblasenbildung kommen kann.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Treibmittelpumpe für die Saugstrahlpumpe und die Kraftstoff- Förderpumpe der Entnahmeeinrichtung einen gemeinsamen Antrieb aufweisen, der z. B. dadurch eine von einem Elektromotor antreibbare Antriebswelle beider Pumpen gebildet sein kann.

Durch diese Gestaltung wird auf einfache und kostengünstige Weise erreicht, daß die Saugstrahlpumpe statt mit vom Motor zurückfließendem und deshalb oftmals stark erwärmtem Kraftstoff stets mit relativ kühlem und daher gasblasenfreiem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank betrieben wird.

Die Saugstrahlpumpe kann prinzipiell in jeder der Kammern des Kraftstofftanks angeordnet sein.

Besonders günstig ist es aber, wenn die Saugstrahlpumpe in der die Entnahmeeinrichtung aufweisenden Kammer des Kraftstofftanks angeordnet ist und einen in die andere Kammer ragenden Sauganschluß aufweist. Auf diese Art ist eine leichte und unkomplizierte Montage der Pumpen möglich.

Es ist aber auch möglich, daß die Entnahmeeinrichtung in der einen Kammer und die Saugstrahlpumpe in der anderen Kammer des Kraftstofftanks angeordnet ist.

Die Treibmittelpumpe und die Kraftstoff-Förderpumpe arbeiten auch bei starken Erschütterungen des Kraftfahrzeugs, bei Kurvenfahrt, Beschleunigungen oder Berg- und Talfahrten zuverlässig, wenn sie in einem gemeinsamen Schwalltopf einer Kammer des Kraftstofftanks angeordnet sind.

Üblicherweise ist bei Kraftstoffbehälteranlagen die Kraftstoff- Förderpumpe zweistufig mit einer Vorstufenpumpe und eine Hauptförderpumpe ausgebildet. In einem solchen Fall kann man die Erfindung mit geringstmöglichem Aufwand verwirklichen, indem die Vorförderpumpe zugleich die Treibmittelpumpe für die Saugstrahlpumpe bildet.

Die Kraftstoff-Förderpumpe ist besonders einfach ausgebildet und braucht sich von üblichen Kraftstoff-Förderpumpen kaum zu unterscheiden, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Kraftstoff-Vorförderpumpe eine Strömungspumpe mit einem in einer übereinander zwei Strömungskanäle bildenden Pumpenkammer angeordneten Laufrad hat und wenn der Strömungskanal der einen Laufradseite den mit der Saugstrahlpumpe zu verbindenden Auslaß und der Strömungskanal der anderen Laufradseite eine zur Hauptförderpumpe führende Druckmittelverbindung aufweist. Die Vorförderpumpe kann dabei nach dem Peripheralrad-Prinzip oder nach dem Seitenkanalprinzip arbeiten.

Die Trennung der vom Laufrad erzeugten Strömung in einem zur Hauptpumpe führenden Strom und einem zur Saugstrahlpumpe führenden Strom kann besonders einfach dadurch erfolgen, daß im Bereich des Auslasses und der Druckmittelverbindung an der Peripherie des Laufrades ein Abstreifer zur axialen und radialen Trennung des Druckmittelstromes vorgesehen ist.

Um eine leichte Montierbarkeit zu erhalten können Saugstrahlpumpe und Kraftstoff-Förderpumpe und/oder Treibmittelpumpe eine Baueinheit bilden.

Besonders günstig ist es dazu, wenn Saugstrahlpumpe und Kraftstoff-Förderpumpe und/oder Treibmittelpumpe einen gemeinsamen Pumpenhalter besitzen.

Eine weitere Verringerung der Bauteile wird dadurch erreicht, daß der Pumpenhalter das Pumpengehäuse der Kraftstoff- Förderpumpe und/oder der Treibmittelpumpe und/oder der Saugstrahlpumpe bildet.

Dabei ist der Pumpenhalter besonders leicht herstellbar, wenn er ein Spritzgußteil aus einem Kunststoff ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigt die

Fig. 1 eine erfindungsgemäß gestaltete Kraftstoffbehälteranlage mit einem horizontal geschnitten dargestellten Kraftstofftank,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch eine Pumpenkammer einer zweistufigen Kraftstoffförderpumpe der Kraftstoffbehälteranlage nach Fig. 1

Fig. 3 ein Horizontalschnitt des Pumpenbereichs eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoffbehälteranlage

Fig. 4 ein Horizontalschnitt des Pumpenbereichs eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoffbehälteranlage.

Die Fig. 1 zeigt einen Kraftstofftank 1, welcher in zwei Kammern 2, 3 aufgeteilt ist und deshalb in einem Kraftfahrzeug so angeordnet werden kann, daß sich eine Kammer 2 auf einer Seite und die andere Kammer 3 auf der anderen Seite eines nicht gezeigten Kardantunnels befinden. In der Kammer 3 ist eine Kraftstoff-Entnahmeeinrichtung 4 angeordnet, welche im wesentlichen eine im Kraftstoff eintauchende Kraftstoff-Förderpumpe 5 hat, welche nahe des Bodens der Kammer 3 mit einem Ansaugstutzen 6 versehen ist. Der dort angesaugte Kraftstoff gelangt über eine Leitung 7 zur Einspritzanlage eines Motors 8 des Kraftfahrzeugs. Die nicht verbrauchte Kraftstoffmenge wird über eine Rücklaufleitung 9 zurück in einen Schwalltopf 10 der Kammer 3 gefördert. In diesem Schwallkopf 10 ist auch die Kraftstoff-Förderpumpe 5 angeordnet.

Wichtig für die Erfindung ist ein Auslaß 11 am unteren Ende der Kraftstoff-Förderpumpe 5, von dem aus Kraftstoff über eine Leitung 12 als Treibmittel zu einer Saugstrahlpumpe 13 am Boden der Kammer 2 zu gelangen vermag. Die Saugstrahlpumpe 13 saugt Kraftstoff in der Kammer 2 an und fördert ihn zusammen mit dem als Treibmittel dienenden Kraftstoff über einen Rücklauf 14 in den Schwalltopf 10.

Die Kraftstoff-Förderpumpe 5 hat als Antrieb einen Elektromotor 15, der eine Welle 16 antreibt, welche einer Hauptförderpumpe 17 und einer Vorförderpumpe 18 gemeinsam ist. Die Hauptförderpumpe 17 ist als Innenzahnradpumpe ausgebildet und hat auf der Welle 16 einen als Zahnradsatz ausgebildeten Pumpenrotor 19.

Die Vorförderpumpe 18 hat in einer Pumpenkammer 20 ein Pumpenrad 21, welches Kraftstoff vom Ansaugstutzen 6 in einem unteren Strömungskanal 22 zum Auslaß 11 und in einem oberen Strömungskanal 23 zu einer zur Hauptförderpumpe 17 führenden Druckmittelverbindung 24 zu fördern vermag. Die Trennung der beiden Strömungskanäle 22, 23 erfolgt im Bereich des Auslasses 11 und der Druckmittelverbindung 24 durch einen Abstreifer 25.

Die Gestaltung der Pumpenkammer 20 ergibt sich insbesondere aus Fig. 2. Je nachdem, ob sie nach dem Peripheralprinzip oder Seitenkanalprinzip arbeitet, können die Strömungskanäle 22, 23 einen nach außen zunehmenden oder einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, was in Fig. 2 dargestellt ist. Gezeigt sind in Fig. 2 auch der Auslaß 11 und der Ansaugstutzen 6. Zu sehen ist, daß im Bereich des Auslasses 11 und des Ansaugstutzens 6 die Trennung der Volumenströme durch den Abstreifer 25 erfolgt.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 sind Saugstrahlpumpe 13 und Kraftstoff-Förderpumpe 5 zu einer Baueinheit zusammengefaßt und gemeinsam im Schwalltopf 10 der Kammer 3 angeordnet.

Die Kraftstoff-Förderpumpe 5 kann dabei aus einer Vorförderpumpe und einer Hauptförderpumpe bestehen, die aber als eine Einheit dargestellt sind.

Von der Kraftstoff-Förderpumpe 5 führt ein Auslaß 11 zur Saugstrahlpumpe 13, während eine Saugleitung 26 in die Kammer 2 geführt ist.

Weiterhin mündet ein Rücklauf 14 in den Schwalltopf 10.

In Fig. 3 besitzen Saugstrahlpumpe 13 und Kraftstoff-Förderpumpe 5 einen gemeinsamen Pumpenhalter 27 während in Fig. 4 der Pumpenhalter 27 der Saugstrahlpumpe 13 gleichzeitig das Pumpengehäuse der Kraftstoff-Förderpumpe 5 bildet. Sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. 4 ist der Pumpenhalter 27 ein Spritzgußteil aus Kunststoff.

Claims

1. Kraftstoffbehälteranlage mit einem zwei Kammern aufweisenden Kraftstofftank, bei dem in einer Kammer eine Entnahmeeinrichtung mit einer Kraftstoff-Förderpumpe angeordnet ist sowie mit einer mit einem Kraftstoffstrahl arbeitenden Saugstrahlpumpe zur Förderung des Kraftstoffes aus der anderen Kammer in die die Entnahmeeinrichtung aufweisende Kammer wobei der Druckanschluß der Saugstrahlpumpe mit dem Auslaß einer Treibmittelpumpe in der die Entnahmeeinrichtung aufweisenden Kammer des Kraftstofftanks verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittelpumpe für die Saugstrahlpumpe (13) und die Kraftstoff- Förderpumpe (5) der Entnahmeeinrichtung (4) einen gemeinsamen Antrieb (Elektromotor 15) aufweisen.

2. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugstrahlpumpe (13) in der die Entnahmeeinrichtung (4) aufweisenden Kammer (3) des Kraftstofftanks (1) angeordnet ist und einen in die andere Kammer (2) ragenden Sauganschluß aufweist.

3. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeeinrichtung (4) in der einen Kammer (3) und die Saugstrahlpumpe (13) in der anderen Kammer (2) des Kraftstofftanks (1) angeordnet ist.

4. Kraftstoffbehälteranlage nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittelpumpe und die Kraftstoff-Förderpumpe (5) in einem gemeinsamen Schwalltopf (10) einer Kammer (3) des Kraftstofftanks (1) angeordnet sind.

5. Kraftstoffbehälteranlage nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Kraftstoff-Förderpumpe zweistufig mit einer Vorstufenpumpe und einer Hauptförderpumpe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (18) zugleich die Treibmittelpumpe für die Saugstrahlpumpe (13) bildet.

6. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (18) eine Strömungspumpe mit einem in einer übereinander zwei Strömungskanäle (22, 23) bildenden Pumpenkammer (20) angeordneten Laufrad (21) hat und daß der Strömungskanal (22) der einen Laufradseite den mit den Saugstrahlpumpe (13) zu verbindenden Auslaß (11) und der Strömungskanal (23) der anderen Laufradseite eine zu Hauptförderpumpe (17) führende Druckmittelverbindung (24) aufweist.

7. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auslasses (11) und der Druckmittelverbindung (24) an der Peripherie des Laufrades (21) ein Abstreifer (25) zur axialen und radialen Trennung des Druckmittelstromes vorgesehen ist.

8. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Saugstrahlpumpe (13) und Kraftstoff- Förderpumpe (5) und/oder Treibmittelpumpe eine Baueinheit bilden.

9. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Saugstrahlpumpe (13) und Kraftstoff-Förderpumpe (5) und/oder Treibmittelpumpe einen gemeinsamen Pumpenhalter (27) besitzen.

10. Kraftstoffbehälteranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenhalter (27) das Pumpengehäuse der Kraftstoff-Förderpumpe (5) und/oder der Treibmittelpumpe und/oder der Saugstrahlpumpe (13) bildet.

11. Kraftstoffbehälteranlage nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenhalter (27) ein Spritzgußteil aus einem Kunststoff ist.