DE4201037A1

DE4201037A1 - Saugstrahlpumpe

Info

Publication number: DE4201037A1
Application number: DE19924201037
Authority: DE
Inventors: Christian Treml; Guenther Tuschl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2012-01-18
Also published as: DE4201037B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugstrahlpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits bekannt, Saugstrahlpumpen in Kraftstoff behältern von Kraftfahrzeugen einzusetzen, bei denen die Kraftstoffbehälter sattelförmig ausgebildet sind und, in Fahrtrichtung gesehen, entsprechend jeweils eine linke und rechte Kammer aufweisen. Die Saugstrahlpumpe ist in einer der beiden Kammern angeordnet und fördert den Kraftstoff aus dieser Kammer in die andere Kammer, in der sich eine Kraftstoffpumpe befindet. Der Antrieb der Saugstrahlpumpe erfolgt durch den vom Motor zurück fließenden Kraftstoff. Die Kraftstoffpumpe fördert eine konstante Menge an Kraftstoff zum Motor. Die Förderlei stung der Saugstrahlpumpe hängt vom Verbrauch des Motors ab. Beim Leerlauf oder Schubbetrieb des Motors ergibt sich eine maximale Treibmenge, die zu einer maximalen Saugmenge an Kraftstoff führt. In der Regel wird auf diese maximale Durchsatzmenge die Austrittsöffnung der Düse der Saugstrahlpumpe ausgelegt. Dadurch ergibt sich eine schlechte Förderleistung bei einem geringen Rücklauf an Kraftstoff vom Motor, wie dies bei maximaler Geschwin digkeit oder Vollast des Motors der Fall ist. Für den Be trieb des Motors ist jedoch gerade bei Vollast bzw. maxi maler Geschwindigkeit eine hohe Fördermenge der Saugstrahlpumpe erforderlich.

Aus der DE-OS 37 32 415 ist ein Kraftstoff-Kreislauf be kannt, bei dem an die Rücklaufleitung eine zusätzliche Leitung angeschlossen ist, wobei in diese Leitung ein Druckbegrenzungsventil eingebaut ist. Ferner weist die Austrittsöffnung der Düse der Saugstrahlpumpe einen ge ringeren Durchmesser auf. Bei einem hohen Rücklaufdruck fließt ein Teil des Kraftstoffes über das Druckbegren zungsventil ab, so daß diese Treibmenge nicht mehr zum Betrieb der Saugstrahlpumpe zur Verfügung steht. Der Ein satz eines Druckbegrenzungsventils ist ferner insofern unerwünscht, da ein Druckbegrenzungsventil eine Geräusch quelle darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Saugstrahlpumpe zu schaffen, die auch bei einem geringen Rücklauf an Kraft stoff eine ausreichende Förderleistung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungs gemäßen Saugstrahlpumpe durch die Merkmale des kennzeich nenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung einer Saugstrahlpumpe mit einer druckabhängig veränderbaren Austrittsöffnung ist es mög lich, daß sich bei einem geringen Rücklauf an Kraftstoff ein kleinerer Durchmesser der Austrittsöffnung einstellt als bei einem hohen Rücklauf an Kraftstoff vom Motor. Durch die Veränderbarkeit der Größe der Austrittsöffnung der Saugstrahlpumpe kann die Förderkennlinie so angepaßt werden, daß mit steigender Rücklaufmenge die angesaugte Kraftstoffmenge und der Rücklaufdruck nicht bzw. nicht mehr so stark ansteigt, wie bei bekannten Saugstrahlpum pen. Auch bei kritischen Lastzuständen des Motors, wie bei Vollast bzw. bei maximaler Geschwindigkeit, ist die vom Motor kommende geringe Rücklaufmenge an Kraftstoff für gute Saugstrahlpumpen-Förderwerte ausreichend. Da ge ringere Rücklaufmengen an Kraftstoff für den Betrieb der Saugstrahlpumpe erforderlich sind, kann die Förderlei stung der Kraftstoffpumpe verringert werden, d. h. es ist eine kleinere Kraftstoffpumpe einsetzbar. Dadurch wird der Verbrauch an elektrischer Energie verringert. Darüber hinaus läuft eine schwächere Pumpe leiser und durch die geringere Menge an umlaufenden Kraftstoff wird der Gasan fall im Kraftstoffbehälter reduziert.

Die druckabhängige Veränderung der Größe der Austritts öffnung erfolgt dadurch, daß in der Austrittsöffnung eine Nadel so geführt ist, daß sich bei einem hohen Druck ein Abschnitt der Nadel mit einem kleinen Durchmesser in der Austrittsöffnung befindet und daß bei einem niedrigen Druck ein Abschnitt der Nadel mit einem großen Durchmes ser in der Austrittsöffnung angeordnet ist. Durch einen konusförmigen Übergang vom maximalen auf den minimalen Durchmesser der Nadel ist in einfacher Weise eine Feinab stimmung möglich.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Ver schiebung der Nadel bzw. der Düse über ein elastisches und federndes Element, das entsprechend entweder mit der Düse oder der Nadel verbunden ist und auf das der Rück laufdruck wirkt.

Eine preisgünstige und einfache Herstellung einer Saugstrahlpumpe ergibt sich dadurch, daß sämtliche Teile der Saugstrahlpumpe aus einem kraftstoffresistenten Kunststoff hergestellt sind, wobei das elastische und fe dernde Element einstückig integriert ist. Bei einer be sonders beanspruchbaren Saugstrahlpumpe ist am unteren, im Gehäuse befindlichen Ende der Nadel ein Kolben ausge bildet, der gegen eine Federkraft in einem Zylinder ver schiebbar ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Veränderung der Größe der Austrittsöffnung stufenlos durch eine sich verjüngende Nadelspitze.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zei gen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Kraftstoff-Kreis laufes, bei dem in einer Kammer eines sattel förmigen Kraftstoffbehälters eine Saugstrahl pumpe angeordnet ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das vordere Ende einer ersten Ausführungsform einer Saugstrahlpumpe, bei der die Düse zum einen in der Ruhestellung und zum anderen in der ausgefahrenen Lage ge zeigt ist,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in der Fig. 2, die im wesentlichen die unterschiedli chen Durchmesser einer in der Austrittsöffnung der Düse befindlichen Nadel zeigt,

Fig. 4 ein Längschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Saugstrahlpumpe, bei der die Nadel druckabhängig verschiebbar ist und

Fig. 5 ein Längsschnitt einer dritten Ausführungsform einer Saugstrahlpumpe, bei der am unteren, im Gehäuse befindlichen Ende der Nadel ein in einem Zylinder geführter Kolben angeordnet ist.

Die Fig. 1 zeigt einen Kraftstoff-Kreislauf, bei dem ein in einem Kraftstoffbehälter 1 befindlicher Kraftstoff 2 durch eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe 3 über eine Leitung 4 zu einem Verbrennungsmotor 5 gefördert wird. Die vom Verbrennungsmotor 5 nicht verbrauchte Kraftstoffmenge V′_T wird mit einem Rücklaufdruck p_T über eine Rücklaufleitung 9 in den Kraftstoffbehälter 1 zu rückgeführt. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungs form ist der Kraftstoffbehälter 1 sattelförmig ausgebil det und weist entsprechend zwei Kammern 6 und 7 auf. Am Ende 8 der vom Motor 5 kommenden Rücklaufleitung 9 ist eine Saugstrahlpumpe 10 vorgesehen. Die Saugstrahlpumpe 10 saugt entsprechend der Kraftstoffrücklaufmenge V′_T, die auch Treibmenge genannt wird, und dem vorherrschenden Rücklaufdruck P_T, der auch Treibdruck genannt wird, eine Kraftstoffmenge V′_S, die auch Saugmenge genannt wird, aus der Kammer 6 des Kraftstoffbehälters 1 an. Die sich aus der Treibmenge V′_T und der Saugmenge V′_S zusammensetzende Gesamtmenge V′_G wird in eine Leitung 11 gepumpt, die in die andere Kammer 7 führt. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mündet das Ende 12 der Leitung 11 in einen Schwalltopf 13. Aus diesem Schwalltopf 13 fördert die Kraftstoffpumpe 3 eine konstant bleibende Kraftstoff menge V′_P mit einem gleichbleibenden Druck p_P. Wie beim Stand der Technik wird die Größe einer Austrittsöffnung 14 einer Düse 15 der Saugstrahlpumpe 10 durch die maximal zurückfließende Treibmenge V′_T ausgelegt. In der Aus trittsöffnung 14 ist eine Nadel 16 angeordnet, über deren unterschiedliche Durchmesser die Größe der Austrittsöff nung 14 druckabhängig einstellbar ist. Durch die druckab hängig einstellbare Austrittsöffnung 14 ist bei Vollast betrieb des Motors 5 bzw. bei maximaler Geschwindigkeit eine geringere Treibmenge V′_T erforderlich, damit die Saugstrahlpumpe 10 eine ausreichende Kraftstoffmenge V′_S aus der Kammer 6 ansaugt und zur anderen Kammer 7 des Kraftstoffbehälters 1 fördert. Dadurch kann eine kleinere Kraftstoffpumpe 3 verwendet werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer Saugstrahlpumpe 17, bei der eine Düse 18 koaxial zu einer Nadel 19 verschiebbar ist. Die druckabhängige Ver schiebung der Düse 18 erfolgt dadurch, daß zwischen einem Rohrabschnitt 20 der Saugstrahlpumpe 17 und der Düse 18 ein federndes und elastisches Element 21 angeordnet ist. Die Saugstrahlpumpe 17 ist vollständig aus einem kraft stoffresistenten Kunststoff hergestellt, wobei das Ele ment 21 einstückig zwischen der Düse 18 und dem Rohrab schnitt 20 integriert ist. In der in der linken Hälfte der Fig. 2 gezeigten Ruhestellung, das heißt bei einem niedrigen Druck p_T, befindet sich die Düse 18 in einer eingefahrenen Position, in der das Element 21 einen zick zackförmigen Querschnitt aufweist. In der Ruhestellung befindet sich eine Spitze 22 der Düse 18 in Höhe eines Abschnittes 23 der Nadel 19, der einen maximalen Durch messer aufweist, so daß eine zwischen der Düse 18 und dem Abschnitt 23 der Nadel 19 gebildete Austrittsöffnung 24 ihren kleinsten Querschnitt aufweist.

Zur Verbesserung der Führung der Nadel 19 in der Aus trittsöffnung 24 ist die Nadel 19 mit Führungsstegen 25 bis 28 versehen, die in der gezeigten Ausführungsform kreuzförmig zueinander angeordnet sind.

In der rechten Hälfte der Fig. 2 ist die Düse 18 in der ausgefahrenen Stellung gezeigt. Die Spitze 22 der Düse 18 befindet sich in der ausgefahrenen Stellung gegenüber einem Abschnitt 29 der Nadel 19, der einen kleinen Durch messer aufweist. Dadurch ergibt sich eine relativ große Austrittsöffnung 24.

In der Schnittdarstellung der Fig. 3 sind die unter schiedlichen Abschnitte 23 und 29 der Nadel 19 sowie die kreuzförmig an der Nadel 19 ausgebildeten Führungsstege 25 bis 28 erkennbar. Die Nadel 19 selbst ist an einem Ge häuse 30 der Saugstrahlpumpe 17 befestigt.

Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Saugstrahlpumpe 31, bei der eine Nadel 32 über ein fe derndes und elastisches Element 33 druckabhängig ver schiebbar in einer Austrittsöffnung 34 einer Düse 35 ge führt ist. Sollte die Rückstellkraft des Elementes 33 nicht ausreichend sein, kann gegebenenfalls eine Rück stellfeder 36 am unteren Ende 37 der Nadel 32 angeordnet sein. Vorzugsweise besteht das elastische und federnde Element 33 aus einem kraftstoffresistenten Kunststoff. Die Nadel 32 weist ebenfalls wie die Nadel 19 einen Ab schnitt 38 mit einem großen Durchmesser und einen Ab schnitt 39 mit einem kleinen Durchmesser auf. Der Über gang 40 vom Abschnitt 38 auf den Abschnitt 39 ist konus förmig ausgebildet. Ferner sind zumindest ab dem vorderen Bereich des Abschnittes 38 Führungsstege 41, 42, 43 oder dergleichen an der Nadel 32 angeformt.

Unterhalb einer Eintrittsöffnung 44, in der die Rücklauf leitung 9 in das Gehäuse 45 der Saugstrahlpumpe 31 mün det, ist das Element 33 an einer Innenwand 46 eines Gehäuses 45 befestigt. Das elastische Element 33 kann, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, einen zickzackförmi gen oder wellenförmigen Querschnitt aufweisen, wenn der durch die Nadel 32 bei der Verstellung zurückzulegende Weg relativ groß ist. Bei kleineren Verstellwegen der Na del 32 ist das Element 33 eine Membran mit einem gleich mäßigen Querschnitt. Das elastische Element 33 kann ein stückig aus Kunststoff oder als zusätzliches Teil aus Kunststoff, Metall oder Gummi ausgebildet sein. Zur Er möglichung des Verstellweges der Nadel 32 und ggf. zur Anordnung der Rückstellfeder 36 weist das Gehäuse 45 einen napfförmigen Abschnitt 47 auf.

In der Fig. 5 ist eine dritte Ausführungsform einer Saugstrahlpumpe 48 dargestellt, bei der eine Nadel 49 über einen Kolben 50, der am Ende 51 der Nadel 49 ange ordnet ist, druckabhängig verstellt wird. Das obere Ende 52 der Nadel 49 ist konisch ausgebildet und bildet mit einem entsprechend ausgebildeten Innenbereich 53 einer Düse 54 eine Austrittsöffnung 55. Die Nadel 49 kann mit ihrem oberen Ende 52 die Austrittsöffnung 55 komplett verschließen und somit als Rückschlagventil dienen. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Veränderung der Größe der Austrittsöffnung 55 zwischen der Düse 54 und der Nadel 49 stufenlos. Dadurch ist eine Feinabstimmung über einen längeren Verschiebeweg möglich. Die Spitze 49a der Nadel 49 kann ein Kegel oder ein Kegelstumpf mit im Querschnitt geraden Begrenzungsli nien sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Begrenzungslinien jedoch kurvenförmig mit einer rela tiv großen Querschnittverringerung, so daß der Flüssig keitsstrahl in etwa achsparallel ausströmt. Die Nadel 49 ist einerseits über einen Abschnitt 56 mit einem größeren Durchmesser in mehreren, an der Düse 54 ausgebildeten Rippen 57, 58 und andererseits über den Kolben 50 in einem zylindrischen Abschnitt 59 des Gehäuses 60 geführt. Eine Rückstellfeder 61 ist zwischen einer Kolbenrückseite 62 und einem mit mindestens einer Öffnung versehenen Bo den 63 des Gehäuses 60 angeordnet. Die Nadel 49 kann als Hohlkörper ausgebildet sein.

Claims

1. Saugstrahlpumpe, insbesondere für einen sattelförmi gen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges, der zumindest zwei, mit Kraftstoff befüllbare Kammern aufweist, wobei die Saugstrahlpumpe in einer dieser Kammern angeordnet ist und Kraftstoff aus dieser Kammer ansaugt und in eine andere Kammer fördert, in der sich eine Kraftstoffpumpe befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe einer Austrittsöffnung (14, 24, 34, 55) einer Düse (15, 18, 35, 54) der Saugstrahlpumpe (10, 17, 31, 48) druckabhängig ein stellbar ist.

2. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die druckabhängige Einstellbarkeit der Größe der Düsenaustrittsöffnung (14, 24, 34, 55) durch eine relative Verschiebbarkeit der Düse (15, 18, 35, 54) zu einer in der Austrittsöffnung (14, 24, 34, 55) angeordneten Nadel (16, 19, 32, 49) er folgt.

3. Saugstrahlpumpe nach den Ansprüchen 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Nadel (16, 19, 32, 49) an ihrem oberen Ende (52) von einem Abschnitt (23, 38, 56) mit einem großen Durchmesser auf einen Ab schnitt (29, 39, 52) mit einem kleinen Durchmesser übergeht.

4. Saugstrahlpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (16, 19, 32, 49) oder Düse (15, 18, 35, 54) mit Führungselementen (25, 26, 27, 28; 41, 42, 43; 57, 58) zur Führung der Nadel (16, 19, 32, 49) in der Austrittsöffnung (14, 24, 34, 55) versehen ist.

5. Saugstrahlpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckabhängige Verschiebung der Nadel (16, 19, 32, 49) oder der Düse (15, 18, 35, 54) durch ein elasti sches und ggf. federndes Element (21, 33) erfolgt, das entsprechend zwischen der Düse (18) und dem Ge häuse (30) der Saugstrahlpumpe (17) bzw. zwischen der Nadel (32) und dem Gehäuse (45) der Saugstrahl pumpe (31) angeordnet ist.

6. Saugstrahlpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische und ggf. federnde Element (21) der Saugstrahlpumpe (17) einstückig zwischen einem Ab schnitt (20) des Gehäuses (30) der Saugstrahlpumpe (17) und der Düse (18) integriert ist und daß das Gehäuse (30), das Element (21) und die Düse (18) aus einem kraftstoffresistenten Kunststoff hergestellt sind.

7. Saugstrahlpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische und ggf. federnde Element (33) der Saugstrahlpumpe (31) ein separates Teil aus einem kraftstoffresistenten Kunststoff, Gummi oder aus Metall ist.

8. Saugstrahlpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (49) die Austrittsöffnung (55) bei einem zu geringen Treibdruck p_T verschließt und als Rück schlagventil dient.

9. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Spitze (49a) der Nadel (49) linear oder kurvenförmig verjüngt.

10. Saugstrahlpumpe nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Nadel (49) zur Düse (54) über einen Kolben (50) erfolgt, der in einem entsprechend ausgebildeten Ab schnitt (59) des Gehäuses (60) der Saugstrahlpumpe (48) geführt ist.