DE60010142T2

DE60010142T2 - Reservebehältnis für Fahrzeugkraftstofftanks

Info

Publication number: DE60010142T2
Application number: DE2000610142
Authority: DE
Inventors: Howard Iain Whittaker
Original assignee: Land Rover Group Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2020-01-22
Also published as: GB2346595B; DE60010142D1; EP1028018A3; EP1028018A2; GB9902982D0; EP1028018B1; GB2346595A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reservebehältnisse für Kraftfahrzeugkraftstofftanks. Solche Behältnisse besitzen typischerweise eine auf dem Boden eines Kraftstofftanks aufliegende Basis und eine sich von der Basis aus erstreckende aufrechte Seitenwand zur Aufnahme eines Flüssigkraftstoffreservevolumens. Eine Auffüllpumpe zieht Kraftstoff durch einen Einlaßkanal in der Basis aus dem Kraftstofftank ab und befördert ihn zur Auffüllung des Reservevolumens in das Behältnis. Üblicherweise befindet sich im Behältnis eine durch einen Elektromotor angetriebene Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff zu einem Motor des Fahrzeugs befördert. Die Auffüllpumpe kann eine Strahlpumpe sein, die durch Kraftstoff, der aus dem durch die elektrisch angetriebene Pumpe gelieferten Kraftstoff umgeleitet wird, angetrieben wird, oder sie kann ein separates Pumpelement der Kraftstoffpumpe sein. Ein Reservebehältnis mit einer Strahlpumpe ist in der GB-A-1 515 800 dargestellt, während die US-A-5 699 773, auf der der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert, eine modernere Anordnung zeigt.
In der US-A-5 699 773 zieht die Strahlpumpe Kraftstoff aus einer Einlaßkammer unterhalb der Basis des Reservebehältnisses ab, wobei die Einlaßkammer unten durch den Boden des Kraftstofftanks begrenzt ist. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, ein separates Prallblech unterhalb der Einlaßkammer bereitzustellen. Im Gebrauch ist die Einlaßkammer normalerweise zum Heck des Fahrzeugs hin vorgesehen, wenn das Reservebehältnis so im Kraftstofftank montiert ist, daß der Kraftstoff dazu neigt, in der Einlaßkammer festgehalten zu werden, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder eine Steigung befahren wird. Andererseits, wenn sich das Fahrzeug auf einer Gefällstrecke befindet, neigt der Kraftstoff dazu, durch eine Öffnung zwischen der Basis des Reservebehältnisses und dem Prallblech aus der Einlaßkammer auszutreten. Dies kann bei starker Neigung und einem niedrigen Kraftstoffniveau im Tank Probleme verursachen, weil dann nicht nur kein die Basis umgebender Kraftstoff vorhanden ist, um das Reservebehältnis auffüllen zu können, sondern der Kraftstoff auch dazu neigt, dadurch verlorenzugehen, daß er durch die Einlaßöffnung aus der Einlaßkammer ausströmt. Die Filterringe und Stege gemäß der US-A-5 699 773 stellen keine aufrechten Wehre dar.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, das Problem des Kraftstoffverlusts, wie vorstehend beschrieben, zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Reservebehältnis für einen Kraftfahrzeugkraftstofftank in Übereinstimmung mit Anspruch 1 bereitgestellt.
Herkömmlicherweise weist das Prallblech ein aufrechtes Wehr auf, das teilweise die Einlaßöffnung abdeckt. Das Wehr kann sich vorzugsweise über eine wesentliche Distanz in der Richtung des durch die Öffnung strömenden Kraftstoffs erstrecken.
Eine sich nach unten erstreckende Lippe kann sich über die Einlaßöffnung, vorzugsweise zwischen dem Wehr und dem Einlaßkanal, erstrecken. Dies trägt dazu bei, den Verlust an Kraftstofftröpfchen durch die Einlaßöffnung bei sinkendem Kraftstoffniveau, wie vorstehend beschrieben, weiter einzuschränken.
Die Einlaßöffnung ist im Gebrauch vorzugsweise so vorgesehen, daß sie der normalen Fahrtrichtung des Fahrzeugs zugewandt ist.
Herkömmlicherweise befindet sich im Behältnis eine elektrisch angetriebene Pumpe, um Kraftstoff zu einem Motor des Fahrzeugs zu befördern.
Die Auffüllpumpe kann eine Strahlpumpe sein, die einen durch den Einlaßkanal gebildeten Einlaß, eine Strahldüse zur Verbindung mit einer druckbeaufschlagten Kraftstoffquelle und eine mit dem Reservevolumen verbundene Zerstäuberleitung aufweist, und in diesem Fall kann ein Rückschlagventil vorgesehen sein, um zu verhindern, daß Kraftstoff aus dem Reservevolumen durch die Zerstäuberleitung strömen kann.
Die Erfindung wird nunmehr beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; dabei sind:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeugkraftstofftanks mit einem Reservebehältnis gemäß der Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht durch einen Teil des in 1 dargestellten Kraftstofftanks und Reservebehältnisses;
3 eine Ansicht in der Richtung des Pfeils D in 2, wobei gewisse Teile nicht dargestellt sind;
4 eine Draufsicht eines in 2 dargestellten Bauteils in der im Vergleich zu 3 entgegengesetzten Richtung;
5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 2, die eine detaillierter dargestellte Strahlpumpe zeigt; und
6 eine teilweise auf 2 basierende fragmentarische Querschnittsansicht, die eine Modifizierung zeigt.
Wie aus den 1 bis 5 ersichtlich, ist ein Kraftfahrzeugkraftstofftank 11 mit einem Reservebehältnis 12 ausgestattet, das Bestandteil eines Tankmoduls 13 ist, das durch eine Öffnung im Dach des Tanks 11 eingepaßt ist. Das Behältnis 12 hat eine Basis 14 und eine aufrechte zylindrische Seitenwand 15, die sich von der Basis aus erstreckt. Eine durch einen Elektromotor angetriebene Kraftstoffpumpe 16 befindet sich innerhalb des Behältnisses 12 und kann Kraftstoff durch eine Einlaßverbindung 17 abziehen und ihn durch einen zylindrischen Filter 20 und ein flexibles Rohr 18 zu einem Montageflansch 19 befördern, der die Öffnung im Dach des Tanks 11 schließt. Das Behältnis 12 ist mit dem Montageflansch 19 durch Abstützstreben 21 verbunden, die das Behältnis 12 auch zum Boden des Tanks 11 hin unter einer elastischen Vorspannung halten.
Die Basis 14 hat einen Montagestutzen 22, auf dem sich eine allgemein kreisförmige Filterscheibe 23 befindet, die ein Prallblech 24 beinhaltet, das sich unterhalb einer Auffüllpumpe in der Form einer Strahlpumpe 25 befindet. Die Strahlpumpe 25 entspricht allgemein der Beschreibung in der US-5,564,397 und beinhaltet eine Düse 26, die durch ein flexibles Rohr 27 versorgt wird, das druckbeaufschlagten Kraftstoff aus einem vom Montageflansch 19 getragenen (nicht dargestellten) Druckregler zuführt. Kraftstoff aus der Düse 26 wird einem Einlaßkanal 28 zugeführt und in eine Zerstäuberleitung 29 eingeleitet. Ein Rückschlagventil 31 ist vorgesehen, um eine Rückströmung aus dem Reservevolumen innerhalb des Behältnisses 12 durch die Zerstäuberleitung 29 zu verhindern.
Die Filterscheibe 23 umfaßt ein Filtergewebe 32, das auf radialen Stegen 33 ruht, die das Behältnis 12 auf dem Boden des Tanks 11 innerhalb einer flachen Vertiefung 34 abstützen, was dazu beiträgt, Kraftstoff im Bereich der Basis 14 zurückzuhalten. Wie in der US-5,699,773 dargestellt, beinhaltet die Basis 14 zickzackähnliche Zähne 35, die dazu beitragen, aus dem Hauptvolumen im Tank 11 kommenden Kraftstoff zu filtern, wobei diese für einen Strömungsweg sorgen, der parallel zum Strömungsweg durch das Filtergewebe 32 verläuft.
Eine Einlaßkammer 36 ist unterhalb der Basis 14 für den Kraftstoffdurchgang vom Tank 11 zum Einlaßkanal 28 vorgesehen, und dieser ist unten durch das Prallblech 24 begrenzt. Die Einlaßkammer 36 hat auch Seitenwände in der Form einer Verlängerung 37 der zylindrischen Seitenwand 15 sowie parallele Seitenwände 38 und 39, die sich von der Basis 14 aus nach unten erstrecken, um stumpf an der Filterscheibe 23 anzuliegen. An ihrer radial nach innen gewandten Seite ist die Einlaßkammer 36 durch eine Einlaßöffnung 41 begrenzt, die zwischen der Basis 14 und dem Prallblech 24 ausgebildet ist, und diese ist teilweise durch ein aufrechtes Wehr 42 abgedeckt, das sich über die volle Breite der Öffnung 41 erstreckt, um einen eingeschränkten Strömungsweg zwischen dem Hauptkraftstoffvolumen im Tank 11 und der Einlaßkammer 36 zu bilden.
Der Kraftstofftank ist so am Fahrzeug montiert, daß die Einlaßöffnung 41 der normalen Fahrtrichtung zugewandt ist, wie als Pfeil A in 1 dargestellt, so daß die Strahlpumpe 25 zur Rückseite des Reservebehältnisses 12 hin angeordnet ist. Im normalen Gebrauch zieht Kraftstoff, der dem Einlaßkanal 28 aus der Düse 26 zuströmt, zusätzlichen Kraftstoff aus der Einlaßkammer 36 ab und befördert ihn in die Zerstäuberleitung 29 hinein und durch das Rückschlagventil 31, um ein Kraftstoffreservevolumen innerhalb des Reservebehältnisses 12 aufzubauen und aufrechtzuerhalten. Wenn das Hauptkraftstoffniveau im Tank 11 unter der Oberkante der Seitenwand 15 liegt, schwappt überschüssiger Kraftstoff einfach über, aber das Reservebehältnis 12 bleibt gefüllt.
Wenn das Kraftstoffniveau im Tank 11 sehr niedrig ist, bekommt die Einlaßöffnung 41 Luftkontakt, und das Reservevolumen innerhalb des Behältnisses 12 beginnt verbraucht zu werden, wobei die Strahlpumpe 25 während dieser Zeit lediglich Kraftstoff umwälzt, ohne dem Volumen innerhalb des Behältnisses Kraftstoff hinzuzufügen. Unter diesen Bedingungen enthält die Einlaßkammer 36 ein Gemisch aus Luft und Kraftstofftröpfchen, wovon der größte Teil durch die Zerstäuberleitung 29 zurück in das Behältnis 12 abgezogen wird. Wenn sich jedoch das Fahrzeug auf einer extremen Gefällstrecke befindet, z. B. auf einem 30%igen Gefälle, besteht eine Tendenz, daß Kraftstoff aus der Einlaßkammer 36 durch die Einlaßöffnung 41 austritt, so daß Kraftstoff aus dem Reservebehältnis 12 schneller entleert wird, als er gerade durch den Motor des Fahrzeugs verbraucht wird. Diese Situation wird durch Kraftstoff, der weg von der Basis des Behältnisses 12 zur Vorderseite des Tanks 11 hin austritt, noch verschlimmert. Das Wehr 42 schränkt den Verlust an Kraftstofftröpfchen durch die Einlaßöffnung 41 ein, und im Gebrauch hat sich gezeigt, daß dadurch, im Vergleich zu einem Reservebehältnis mit einem vollständig flachen Prallblech 24 ohne das Wehr 42, eine stark verbesserte Reserveleistung erzielt wird.
Die Höhe der Einlaßöffnung 41, d. h. der Spalt zwischen der Oberkante des Wehrs 42 und der Basis 14, ist für die erfolgreiche Realisierung der Erfindung von einiger Bedeutung. Ein Spalt von 0,5 mm hat sich als erfolgreich erwiesen. Ein schmalerer Spalt kann besser funktionieren, kann aber die normale Leistung beeinträchtigen, wenn der vom Reservebehältnis versorgte Motor mit voller Leistung betrieben wird. Es wurde gleichermaßen festgestellt, daß es vorteilhaft ist, das Wehr über eine wesentliche Distanz in der Richtung des durch die Einlaßöffnung 41 strömenden Kraftstoffs zu verlängern. Eine Tiefe (Distanz in der Strömungsrichtung) von 10 bis 20 mm hat sich als vorteilhaft erwiesen und ergab viel bessere Ergebnisse als eine Tiefe von lediglich 3 mm.
In der in 6 dargestellten Modifizierung ist das Wehr 42A kürzer (in der Richtung der Kraftstoffströmung durch die Einlaßöffnung 41A), und eine sich nach unten erstreckende Lippe 43 erstreckt sich über die Einlaßöffnung zwischen dem Wehr 42A und dem Einlaßkanal 28. Die Lippe 43 schränkt den Verlust an Kraftstofftröpfchen durch die Einlaßöffnung 41 weiter ein und dient als eine Tropfschiene, um es Kraftstofftröpfchen zu ermöglichen, innerhalb der Einlaßkammer 36A auf das Prallblech 24A zu fallen. Es versteht sich, daß die sich nach unten erstreckende Lippe 43 mit einem Wehr ähnlich wie das Wehr 42 verwendet werden kann, das sich über eine wesentliche Distanz in der Richtung der Kraftstoffströmung durch die Einlaßöffnung 41A erstreckt.
Es versteht sich, daß die Strahlpumpe 25 durch ein zusätzliches Pumpelement an der Kraftstoffversorgungspumpe 16 ersetzt werden kann, und auch in diesem Fall kann ein Einlaßkanal oder eine solche Pumpe noch von den Vorteilen einer Einlaßkammer mit einer Einlaßöffnung und einem Wehr gemäß der Erfindung profitieren.

Claims

Reservebehältnis (12) für einen Kraftfahrzeugkraftstofftank (11), wobei das Behältnis (12) eine Basis (14) und eine sich von der Basis (14) aus erstreckende aufrechte Seitenwand (15) hat, um ein Flüssigkraftstoffreservevolumen aufzunehmen, einen Einlaßkanal (28) in der Basis (14), eine Auffüllpumpe, um Kraftstoff durch den Einlaßkanal (28) aus dem Kraftstofftank (11) zwecks Auffüllung des Reservevolumens in den Einlaßkanal (28) abzuziehen, sowie eine Einlaßkammer (36) unterhalb der Basis (14) für den Durchgang von Kraftstoff aus dem Tank (11) zum Einlaßkanal (28) aufweist, wobei die Einlaßkammer (36) unten durch ein Prallblech (24) und an einer Seite durch eine zwischen der Basis (14) und dem Prallblech (24) ausgebildete Einlaßöffnung (41) begrenzt ist, wobei die Einlaßöffnung (41) einen eingeschränkten Strömungsweg zwischen dem Hauptkraftstoffvolumen im Tank (11) und der Einlaßkammer (36) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (24) ein aufrechtes Wehr (42) hat, das teilweise die Einlaßöffnung (41) abdeckt, um so den Verlust an Kraftstofftröpfchen durch die Einlaßöffnung (41) einzuschränken, wenn das Kraftstoffniveau im Tank unter die Öffnung (41) absinkt.
Reservebehältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Wehr (42) über eine wesentliche Distanz in der Richtung der Kraftstoffströmung durch die Öffnung (41) erstreckt.
Reservebehältnis nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine sich nach unten erstreckende Lippe (43) über die Einlaßöffnung (41) erstreckt.
Reservebehältnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lippe (43) über die Einlaßöffnung (41) zwischen dem Wehr (42) und dem Einlaßkanal (28) erstreckt.
Reservebehältnis nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (41) im Gebrauch so vorgesehen ist, daß sie der normalen Fahrtrichtung des Fahrzeugs zugewandt ist.
Reservebehältnis nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine elektrisch angetriebene Pumpe (16) im Behältnis (12) befindet, um Kraftstoff zu einem Motor des Fahrzeugs zu befördern.
Reservebehältnis nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffüllpumpe eine Strahlpumpe (25) mit einem durch den Einlaßkanal (28) gebildeten Einlaß, einer Strahldüse (26) zur Verbindung mit einer druckbeaufschlagten Kraftstoffquelle (16) und einer mit dem Reservevolumen verbundenen Zerstäuberleitung (29) ist.
Reservebehältnis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin ein Rückschlagventil (31) umfaßt, um zu verhindern, daß Kraftstoff aus dem Reservevolumen durch die Zerstäuberleitung (29) strömt.