DE4338504C2

DE4338504C2 - Zum Fördern von Kraftstoff aus einer Kraftstoffkammer ausgebildete Saugstrahlpumpe

Info

Publication number: DE4338504C2
Application number: DE19934338504
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Werkmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2013-11-12
Also published as: DE4338504A1

Description

Die Erfindung betrifft eine zum Fördern von Kraftstoff aus einer Kraftstoffkammer ausgebildete Saugstrahlpumpe, welche eine Treibdüse, eine Fangdüse, ein Mischrohr und einen Diffusor an der Austrittsseite des Mischrohres auf weist.

Saugstrahlpumpen der vorstehenden Art werden derzeit in Kraftstofftanks heutiger Kraftfahrzeuge eingebaut, um Kraftstoff aus einer Kraftstoffkammer in eine andere Kraftstoffkammer oder in einen eine Kraftstoffpumpe auf weisenden Schwalltopf einer anderen Kraftstoffkammer zu fördern. Zum Betrieb solcher Saugstrahlpumpen benutzt man als Treibstrahl den von der Einspritzanlage des Fahrzeug motors zurückfließenden Kraftstoff. Hierbei macht es sich nachteilig bemerkbar, daß die als Treibstrahl benutzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf des Kraftfahrzeugs beträchtlichen Schwankungen unterworfen ist. Da der Querschnitt des Mischrohres so groß sein muß, daß die maximal fließende Kraftstoffmenge ohne unzulässig starken Druckverlust durch das Mischrohr fließen kann, wird bei geringeren Treibmengen der entsprechende Druckaufbau im Mischrohr bzw. der nötige Unterdruck im Ansaugkanal der Saugstrahlpumpe nicht mehr erzeugt.

Kraftstoff in der von der Saugstrahlpumpe wegführenden Leitung fließt dann in ihr zurück und gelangt über die Ansaugöffnung der Saugstrahlpumpe in die Kraftstoff kammer mit der Saugstrahlpumpe. Die Leitung ist dann nicht mehr mit Kraftstoff ge füllt. Bei ungünstigen Bedingungen infolge hoher Temperatur kann es vorkommen, dass auch bei einer hohen Treibmittelmenge der Treibstrahl nach Austritt aus der Düse expandiert bzw. aufplatzt und an der Fangdüse abgebremst wird. Dadurch kann kein Kraftstoff mehr über die Ansaugöffnung angesaugt werden, so dass die Saugstrahlpumpe funktionsunfähig wird.

Um diesen Mißstand zu vermeiden, baut man oftmals in die Ansaugöffnung solcher Saugstrahlpumpen ein entgegen der Förderrichtung schließendes Rückschlagventil ein. Ein solches Ventil vermag zwar das Zurückfließen von Kraftstoff zu verhindern und sichert deshalb die Funktionsfähigkeit der Saugstrahlpumpe, es stellt jedoch ei nen erheblichen Kostenfaktor dar, so dass man aus Preisgründen häufig darauf ver zichtet.

Weiterhin ist es bekannt, in der Treibstrahldüse einer Saugstrahlpumpe ein Strö mungsleitelement anzuordnen (DE 39 40 060 A1). Dieses Strömungsleitelement zwingt dem Treibstrahl eine Rotationsbewegung auf, so dass der Treibstrahl als Wir belstrom die Treibdüse verläßt und in das Mischrohr eintritt. Nachteilig ist die kompli zierte Gestaltung dieses Strömungsleitteils mit der damit verbundenen Herstellung und der zusätzlichen Montage dieses weiteren Bauteils in der Saugstrahlpumpe.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine zum Fördern von Kraftstoff aus einer Kraftstoffkammer ausgebildete Saugstrahlpumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, dass auch bei schwankenden Treibstrahlmengen ein Zurückfließen von Kraftstoff aus der von der Saugstrahlpumpe wegführenden Leitung mit möglichst ge ringem Aufwand vermieden wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Querschnitt des Mischrohres an der Fangdüse zugewandten Einlaß größer ist als am dem Diffusor zugewandten Auslaß.

Durch eine solche Querschnittsvergrößerung an der Einlaß seite des Mischrohres wird erreicht, daß auch ein bei kleinen Treibstrahlmengen und hohen Kraftstofftemperatu ren nach Verlassen der Treibdüse zu einem Aufplatzen nei gender Treibstrahl noch vollständig in das Mischrohr ge langt. Das Mischrohr kann nach dem anfänglichen Bereich mit relativ großem Durchmesser einen ausreichend kleinen Durchmesser aufweisen, um bei geringen Treibstrahlmengen ein Zurückfließen von Kraftstoff auszuschließen, da auf grund des Diffusors am Auslaß des Mischrohres es inner halb des Mischrohres zu einer ausreichenden Beschleuni gung der Strömung kommt, wodurch der kleinere Querschnitt zur Seite des Auslasses hin bezüglich des Druckabfalles vernachlässigbar wird. Die erfindungsgemäße Saugstrahl pumpe vermag selbst dann noch zu arbeiten, wenn sie in folge von hin und her schwappendem Kraftstoff kurzfristig mit ihrer Ansaugöffnung aus dem Kraftstoff heraus ge langt.

Die Strömungsverluste im Mischrohr sind besonders gering, wenn das Mischrohr an der der Fangdüse zugewandten Seite mit einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Konfusor beginnt.

Als optimale Bemessung hat sich herausgestellt, wenn die Fangdüse einen Kegelwinkel von 8° bis 90°, vorzugsweise 42° hat.

Ein ausreichend hoher Druckaufbau bei hoher Förderlei stung ergibt sich, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Mischrohr zwischen dem Konfusor und dem Diffusor einen Strömungsbereich konstanten Querschnitts aufweist.

Zur weiteren Erhöhung der Leistung der Saugstrahlpumpe trägt es bei, wenn der Querschnitt des Mischrohres in Strömungsrichtung zumindest einmal im Sinne einer Quer schnittsverminderung abgestuft ist.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Mischrohres in Strömungsrichtung zweimal im Sinne einer Querschnittsverminderung abgestuft ist.

Je nach den Einbauerfordernissen kann man vorsehen, daß die Abstufung jeweils mit einer Schulter oder jeweils mit einem Übergangskegel beginnt.

Der Diffusor ist optimal bemessen, wenn er einen Kegel winkel von 2° bis 90°, vorzugsweise 8° hat.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Saugstrahlpumpe nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 geänderte Ausführungsform eines Mischrohres,

Fig. 3 einen Längschnitt durch eine dritte Ausfüh rungsform eines Mischrohres,

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Mischrohres.

Die in Fig. 1 als Ganzes dargestellte Saugstrahlpumpe hat ein Gehäuse 1, in welchem eine Treibdüse 2 angeordnet ist. Dieser Treibdüse 2 wird über einen Anschluß 3 der von einer Einspritzanlage eines Kraftfahrzeugmotors zu rückfließende Kraftstoff zugeführt, so daß ein Treib strahl aus der Treibdüse 2 heraus über eine Fangdüse 4 in ein Mischrohr 5 spritzt. Die Fangdüse 4 ist bei dieser Ausführungsform im vorderen Bereich des Mischrohres 5 vorgesehen.

In Strömungsrichtung hinter der Fangdüse 4 folgt ein Konfusor 6, dem ein Strömungsbereich 7 konstanten Quer schnitts und danach ein Diffusor 8 folgt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 folgt der Fangdüse 4 statt des Konfusors 6 ein zylindrischer Bereich 9, dem hinter einer durch eine Abstufung gebildeten Schulter 10 der Strömungsbereich 7 verminderten Durchmessers und da nach wiederum der Diffusor 8 folgen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind im Mischrohr 5 durch zwei Abstufungen zwei Schultern 10, 11 gebildet, so daß dem ersten zylindrischen Bereich 9 zwei jeweils im Querschnitt abnehmende Strömungsbereiche 7 und 12 folgen.

Die schematische Darstellung eines Mischrohres 5 gemäß Fig. 4 zeigt, daß der zylindrische Bereich 9 durch einen Übergangskegel 13 vom Strömungsbereich 7 und der Strö mungsbereich 7 durch einen Übergangskegel 14 vom Strö mungsbereich 12 getrennt sein können. Hierdurch vermin dern sich die Strömungsverluste. In Fig. 4 ist desweite ren ein Winkel phi₁ eingetragen, bei dem es sich um den Kegelwinkel der Fangdüse 4 handelt. Dieser soll 8° bis 90°, vorzugsweise 42° betragen. Für den Diffusor 8 wurde ein entsprechender Kegelwinkel phi₂ eingezeichnet, der zwischen 2° bis 90°, vorzugsweise bei 8° liegen soll.

Claims

1. Zum Fördern von Kraftstoff aus einer Kraftstoffkammer ausgebildete Saugstrahlpumpe, welche eine Treibdüse, eine Fangdüse, ein Mischrohr und einen Diffusor an der Aus trittsseite des Mischrohres aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Querschnitt des Mischrohres (5) am der Fangdüse (4) zugewandten Einlaß größer ist als am dem Diffusor (8) zugewandten Auslaß.

2. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Mischrohr (5) an der der Fangdüse (4) zuge wandten Seite mit einem sich in Strömungsrichtung verjün genden Konfusor (6) beginnt.

3. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Fangdüse (4) einen Kegelwinkel von 8°-90°, vorzugsweise 42° hat.

4. Saugstrahlpumpe nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (5) zwischen dem Konfu sor (6) und dem Diffusor (8) einen Strömungsbereich (7) konstanten Querschnitts aufweist.

5. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Querschnitt des Mischrohres (5) in Strömungsrichtung zumindest einmal im Sinne einer Quer schnittsverminderung abgestuft ist.

6. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Querschnitt des Mischrohres (5) in Strömungsrichtung zweimal im Sinne einer Querschnittsver minderung abgestuft ist.

7. Saugstrahlpumpe nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung jeweils mit einer Schulter (10, 11) beginnt.

8. Saugstrahlpumpe nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung jeweils mit einem Über gangskegel (13, 14) beginnt.

9. Saugstrahlpumpe nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (8) einen Kegelwinkel von 2° bis 90°, vorzugsweise 8° hat.