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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffversorgungseinheit zum
Zuführen von Kraftstoff zu einem Kraftstoffversorgungssystem einer
Maschine aus einem Kraftstofftank, der an einem Fahrzeug wie z. B. einem
Motorrad montiert ist.
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Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho. 63-227949
offenbart eine Kraftstoffversorgungseinheit für ein Fahrzeug, in welchem ein
Kraftstofftank einen Zusatztank enthält, der eine Kraftstoffpumpe umschließt.
Eine Kraftstoffrückführungsleitung steht über ihr offenes Ende mit der
Kraftstoffpumpe in Verbindung. Fig. 6 zeigt schematisch die Konfiguration
einer Kraftstoffversorgungseinheit, die eine Kraftstoffpumpe des im Tank
angeordneten Typs enthält und an einem Motorrad angebracht ist.
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Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 2 in einem Kraftstofftank 1
an einem hinteren Boden desselben aufgenommen und an ihrem
Einlaßanschluß 3 mit einem Sieb 4 verbunden, das ein Kunstharzmaschenfilter
aufweist, um Fremdkörper zu beseitigen. Eine Auslaßleitung 5, die sich
ausgehend von einem Auslaßanschluß der Kraftstoffpumpe 2 erstreckt, leitet
Kraftstoff über einen Hochdruckkraftstoffilter 6 zu einem Drosselkörper 7
außerhalb des Kraftstofftanks 1. Der Kraftstoff wird anschließend mittels
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in die Brennkammern einer Maschine
eingespritzt. Ein Teil des Kraftstoffes wird als überschüssiger Kraftstoff zu
einem Bereich nahe des Siebes 4 mittels eines Druckreglers 9 des
Drosselkörpers 7 über einen Verbindungsschlauch 10a und eine
Kraftstoffrückführungsleitung 10 zurückgeführt.
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Im obenbeschriebenen Stand der Technik enthält der über die
Kraftstoffrückführleitung zurückgeführte Kraftstoff viele Gase. Die Kraftstoffpumpe
zieht einen solchen zurückgeführten Kraftstoff nach oben, wenn der Kraftstoff
entweder im Kraftstofftank oder im Hilfstank bis nahe an eine Untergrenze
verringert worden ist. Somit erleidet die Maschine manchmal einen
Druckstoß. In einem solchen Fall trägt der Maschenfilter im Sieb nicht zu einer
Trennung der Gase aus dem Kraftstoff bei.
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Wenn ein Motorrad beschleunigt, verzögert oder eine Kurve fährt, ändert es
im Vergleich zu einem Vierradfahrzeug seine Lage beträchtlich. In einem
solchen Fall erleidet die Motorradmaschine tendenziell einen Druckstoß, da
der Pegel des Kraftstoffes im Kraftstofftank schwankt. Es bestand starker
Bedarf, den durch die vorangehenden Gründe hervorgerufenen Druckstoß zu
verhindern.
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DE 195 23 634A offenbart eine Kraftstoffpumpe, die von schwammartigen
Dämpfungsmitteln umgeben ist.
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Um die vorangehenden Probleme zu beseitigen, schafft die Erfindung eine
Kraftstoffversorgungseinheit gemäß Anspruch 1.
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Das Kraftstoff adsorbierende Element ist aus einem schwammartigen
Material gefertigt, das voller kleiner Poren ist und elastisch und flexibel ist,
Kraftstoff anziehen kann und Gase aus dem zurückgeführten Kraftstoff
abtrennen kann. Das Kraftstoff adsorbierende Element kann aus einem
natürlichen Material, einem geschäumten Kunstharzmaterial oder einem
metallischen Material gebildet werden. Zum Beispiel kann es aus einem
korrosionsfesten Metall gefertigt werden. In der Beschreibung bezeichnen die
Ausdrücke "Vorwärtsrichtung" und "Rückwärtsrichtung" die Richtungen, in
denen das Fahrzeug fährt, während "Aufwärtsrichtung" und
"Abwärtsrichtung" die Richtungen bezüglich des stehenden Fahrzeuges bezeichnen.
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In der Kraftstoffversorgungseinheit ist vorzugsweise eine Trennwand im
Kraftstofftank angeordnet, um wenigstens einen Bereich nahe des
Einlaßanschlusses der Kraftstoffpumpe und den Bereich vor dem Einlaßanschluß zu
trennen. Das Kraftstoff adsorbierende Element wird von der Trennwand
un
terstützt.
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Die Kraftstoffversorgungseinheit ist vorzugsweise für ein Motorrad ausgelegt.
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Gemäß der Erfindung ist das schwammartige, Kraftstoff adsorbierende
Element zwischen dem Sieb und der Spitze der Kraftstoffrückführungsleitung
angeordnet, wodurch ermöglicht wird, daß das über die
Kraftstoffrückführungsleitung zurückgeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch in Gase und flüssigen
Kraftstoff getrennt wird. Der flüssige Kraftstoff wird am Kraftstoff
adsorbierenden Element adsorbiert und verbleibt üblicherweise in der Nähe des
Siebes. Selbst wenn die Menge des Kraftstoffs bis nahe der Untergrenze
verringert wird, ist es möglich, den obenerwähnten flüssigen Kraftstoff vom
adsorbierenden Element dem Kraftstofftank zuzuführen, so daß die
Maschine vor einem Druckstoß geschützt werden kann. Ferner verbleibt der am
Kraftstoff adsorbierenden Element adsorbierte flüssige Kraftstoff im Bereich
des Siebes, was ermöglicht, daß der Kraftstoff zugeführt werden kann, ohne
durch die variierende Lage des fahrenden Fahrzeuges wesentlich beeinflußt
zu werden.
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Das Kraftstoff adsorbierende Element wird leicht hergestellt unter
Verwendung eines schwammartigen Materials, wie z. B. eines geschäumten
Kunstharzmaterials, das elastisch ist, so daß es gegen Schwingungen
widerstandsfähig ist und Geräusche wirksam unterdrückt. Alternativ ist ein
Kraftstoff adsorbierendes Element, das aus einem korrosionsbeständigen Metall
gefertigt ist und eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, ausreichend haltbar
gegenüber dem zurückgeführten sauren Kraftstoff und kann den adsorbierten
Kraftstoff kühlen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trennt die
Trennwand im Kraftstofftank wenigstens den Bereich nahe des Einlaßanschlusses
der Kraftstoffpumpe und den Bereich vor dem Einlaßanschluß. Selbst wenn
somit das Fahrzeug plötzlich durch Bremsen verzögert wird, kann ein
Kraftstoffpegel nahe dem Einlaßanschluß des Kraftstofftanks im
wesentlichen normal gehalten werden, wodurch die Maschine vor einem Druckstoß
geschützt wird. Ferner kann das auf der Trennwand unterstützte Kraftstoff
adsorbierende Element leicht nahe dem Sieb angeordnet werden.
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Wenn die Kraftstoffversorgungseinheit auf ein Motorrad angewendet wird,
dessen Lage sich während des Fahrens deutlich ändert, kann dessen
Maschine vor einem Druckstoß geschützt werden. Die
Kraftstoffversorgungseinheit ist somit für Motorräder vorteilhaft.
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Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der Kraftstoffversorgungseinheit gemäß
der Ausführungsform der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Motorrades, auf das die Erfindung
angewendet wird.
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer Kraftstoffpumpenbaugruppe.
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Fig. 4 ist eine Rückseitenansicht der Kraftstoffpumpenbaugruppe.
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Fig. 5 ist eine Bodenansicht der Kraftstoffpumpenbaugruppe.
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Fig. 6 ist eine schematische Ansicht der Kraftstoffversorgungseinheit des
Standes der Technik, die auf ein Motorrad angewendet wird.
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Bauteile, die mit denjenigen des Standes der Technik identisch sind, sind mit
Bezugszeichnen bezeichnet, die identisch mit denjenigen in Fig. 6 sind.
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Wie zuerst in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Motorrad 2 mit einer
V-Typ-Vierzylinder-Maschine 13 versehen, die zwischen den vorderen und hinteren Rädern
11 und 12 angeordnet ist. Ein Hauptrahmen 14, an welchem die Maschine 13
aufgehängt und unterstützt ist, enthält ein Paar von Elementen, die sich von
einem Kopfrohr 15 und über die Maschine 13 in Richtung zum hinteren Ende
des Motorrades 2 erstrecken. Ein Kraftstofftank 1 ist am Hauptrahmen 14
unterstützt.
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Ein Boden des Kraftstofftanks 1 ist teilweise angehoben, um darunter einen
Raum zu definieren. Ein Luftfilter 16, der im obenerwähnten Raum
aufgenommen ist, leitet unter Verwendung eines Fallstromsystems Luft in die
jeweiligen Zylinder der Maschine 13. Der Kraftstoff im Kraftstofftank 1 wird
gleichzeitig über einen Drosselkörper 7 (in Fig. 1 gezeigt) den Zylindern
zugeführt.
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Ein Teil des Kraftstoffes wird als zurückgeführter Kraftstoff vom
Drosselkörper 7 zum Kraftstofftank 1 zurückgeführt, wie später beschrieben wird. Der
Drosselkörper 7 ist ähnlich demjenigen in Fig. 6, wobei seine genaue
Struktur und seine Leitungsanordnung am Kraftstofftank 1 hier nicht
beschrieben wird.
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In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Lenkstange, 21 bezeichnet
eine Vordergabel, 22 bezeichnet einen Sitzschienenträger, der sich vom
hinteren Teil des Hauptrahmens 14 schräg nach oben zum hinteren Teil des
Motorrades erstreckt, 23 bezeichnet eine hintere Haube, und 25 bezeichnet
hintere Schwingenarme. Die hinteren Schwingenarme 25 sind mit ihren
Vorderenden direkt an einem hinteren Teil des Gehäuses 26 angebracht, das
die Maschine 13 bildet, um sich frei zu drehen. Das Gehäuse 26 ist in obere
und untere Teile unterteilt. Eine Kurbelwelle 27, eine Hauptwelle 28, eine
Abtriebsritzelwelle (Gegenwelle) 29, eine Gelenkwelle 25a usw. sind im
wesentlichen geradlinig auf einer Teilungsfläche 13a angeordnet.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, fällt der Boden 30 des Kraftstoffs 1 leicht schräg
nach unten und hinten ab, wobei ein hinterer Teil 31 des Bodens 30 flach ist.
Eine Kraftstoffpumpenbaugruppe 33 ist ausgehend von einer Unterseite an
einer Öffnung 32 angebracht, die am hinteren Teil 31 ausgebildet ist, und ist
durch eine Grundplatte 34 abgedeckt.
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Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, enthält die Kraftstoffpumpenbaugruppe 33
die Kraftstoffpumpe 2, ein Sieb 4, einen Hochdruckkraftstoffilter 6, eine
Kraftstoffrückführungsleitung 10, ein Kraftstoff adsorbierendes Element 35,
eine Trennwand 36 usw., die alle gemeinsam dicht nebeneinander auf der
Grundplatte 34 angeordnet sind.
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Die Kraftstoffpumpe 2 ist durch eine Stütze 37 unterstützt, die von der Mitte
der Grundplatte 34 hervorsteht, so daß sie schräg nach vorne geneigt ist.
Der Hochdruckkraftstoffilter 6 ist auf der Stütze 37 an einer Position
gegenüberliegend der Kraftstoffpumpe 2 angeordnet. Ein Auslaßanschluß der
Kraftstoffpumpe 2 und ein Einlaßanschluß des Hochdruckkraftstoffilters 6
sind unter Verwendung einer Auslaßleitung 5 verbunden.
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Ein Auslaßanschluß des Hochdruckkraftstoffilters 6 steht über eine Leitung
38 mit einer Verbindungsleitung eines Verzweigungsanschlusses 39 in
Verbindung, der auf der Grundplatte 34 angeordnet ist. Hochdruckkraftstoff
wird über den Verzweigungsanschluß 39 dem Drosselkörper 7 zugeführt.
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Der Einlaßanschluß 3 der Kraftstoffpumpe 2 ist direkt mit dem Sieb 4
verbunden, welches einen wohlbekannten Maschenfilter enthält, um
Fremdkörper wie z. B. Metallpartikel aus dem Kraftstoff zu entfernen.
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Ein Kraftstoff adsorbierendes Element 35 aus rostfreiem Stahl ist auf dem
Sieb 4 angeordnet. Genauer ist das Kraftstoff adsorbierende Element 35 aus
einem rostfreien Stahldraht oder einer Streifenspule gebildet, die gewickelt
ist, um einen Ring zu bilden, oder verschlungen ist, um einen Block zu
bilden, z. B. ist sie einer metallischen Schrubbürste ähnlich, die als
Haushaltsartikel bekannt ist.
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Das Kraftstoff adsorbierende Element 35 ist porös und elastisch, d. h. es ist
voller kleiner Poren, im Vergleich zu den Maschen des am Sieb 4
angebrachten Metallfilters, und weist eine Gesamthohlfläche auf, die sehr viel
größer ist als diejenige des Metallmaschenfilters, was die Trennung des
zurückgeführten Kraftstoffes in Gase und flüssigen Kraftstoff ermöglicht.
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Die Trennwand 36 ist aus einem relativ flexiblen Material wie z. B. Gummi
gefertigt und ist etwas größer als das Sieb 4, ist jedoch relativ klein im
Vergleich zu einer Trennwand, die einen herkömmlichen Untertank bildet.
Die Trennwand 36 weist eine Höhe auf, die ausreicht, um die vorderen Teile
des Einlaßanschlusses 3, das Sieb 4 und das Kraftstoff adsorbierende
Element 35 abzudecken.
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Die Trennwand 36 erstreckt sich von der Grundplatte 34 nach oben, um die
Unterseite der Kraftstoffpumpe 2 und die vorderen, rechten und linken Seiten
des Siebes 4 abzudecken. Ferner decken die rechte und die linke Seite 40
der Trennwand 36 die rechten und linken Seiten des Kraftstoff
adsorbierenden Elements 35 ab und sind hinten und oben offen. Die Trennwand 36 ist in
Baueinheit mit einem Halteelement 41 ausgebildet, das sich über die oberen
Teile der Seiten 40 erstreckt und einen oberen Teil des Kraftstoff
adsorbierenden Elements 35 hält.
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Der obere Teil des Kraftstoff adsorbierenden Elements 35 liegt frei, mit
Ausnahme eines Bereiches, der vom Halteelement 41 gehalten wird. Ein
Ende 42 der Kraftstoffrückführungsleitung 10 in Form eines umgekehrten
Buchstabens U erstreckt sich nach unten, um dem freiliegenden Bereich des
Kraftstoff adsorbierenden Elements 35 gegenüberzuliegen. Das untere Ende
der Kraftstoffrückführungsleitung 10 ist mit einem oberen Ende der
Verbindungsleitung 43 verbunden, die sich vertikal durch die Grundplatte 34
erstreckt. Das untere Ende der Verbindungsleistung 43, das nicht gezeigt ist,
ist über einen Verbindungsschlauch (ähnlich dem Schlauch 10a in Fig. 6) mit
dem Drosselkörper 7 verbunden.
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In den Fig. 3 und 4 bezeichnet das Bezugszeichen 44 Leiter für die
Kraftstoffpumpe 2, während 45 ein Bolzenloch bezeichnet, in das ein Bolzen 46,
der von der Umfangsoberfläche der Grundplatte 43 nach unten hervorsteht,
eingesetzt wird und mittels einer Mutter 47 befestigt wird.
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Im folgenden wird die Operation der Ausführungsform beschrieben. Wie in
Fig. 1 gezeigt ist, wird der im Kraftstofftank 1 enthaltene Kraftstoff von der
Kraftstoffpumpe 2 nach oben gezogen und über das Sieb 4 und den
Einlaßanschluß 3, der sich im wesentlichen am Boden des Kraftstofftanks 1
befindet, und über den Hochdruckkraftstoffilter 6 dem Drosselkörper 7
zugeführt.
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Der zurückgeführte und über die Spitze 42 der Kraftstoffrückführungsleitung
10 auf das Kraftstoff adsorbierende Element 35 abgegebene Kraftstoff
enthält eine relativ große Menge an Gasen. Die Gase dringen jedoch durch
die Poren des Kraftstoff adsorbierenden Elements und werden aus dem
zurückgeführten Kraftstoff ausgesiebt, so daß der Kraftstoff am Kraftstoff
adsorbierenden Element 35 als flüssiger Kraftstoff adsorbiert bleibt und in der
Nähe des Siebes 4 verbleibt.
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Selbst wenn der Kraftstoff bis nahe der Untergrenze im Kraftstofftank 1
verringert worden ist, wird dem Sieb vom Kraftstoff adsorbierenden Element
35 gasfreier flüssiger Kraftstoff zugeführt. Somit wird die Maschine effektiv
vor einem Druckstoß geschützt, der durch die im Kraftstoff enthaltenen Gase
hervorgerufen wird.
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Ferner bleibt der obenerwähnte Kraftstoff am Kraftstoff adsorbierenden
Element 35 adsorbiert und wird selbst dann langsam bewegt, wenn sich die
Lage des Fahrzeuges ändert. Selbst wenn daher auf der Oberfläche des
Kraftstoffes um das Kraftstoff adsorbierende Element 35 Wellen
hervorgerufen werden, können sie durch den vom Kraftstoff adsorbierenden Element 35
zugeführten Kraftstoff stabilisiert werden.
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In dieser Ausführungsform ist das Kraftstoff adsorbierende Element 35 ein
schwammartiger Filter, der aus rostfreiem Stahl gefertigt ist, welcher gegen
stark sauren Kraftstoff beständig ist und sehr haltbar ist. Der rostfreie Stahl
hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, so daß das Kraftstoff adsorbierende
Element 35 den daran haftenden Kraftstoff effizient kühlen kann. Dies ist
sehr wirksam bei der Abtrennung von Gasen aus dem zurückgeführten
heißen Kraftstoff, bei der Unterdrückung der Senkung des Kraftstoffdrucks
und bei der Verbesserung der Kraftstoffzuführungseffizienz.
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Die Trennwand 36 trennt das Sieb 4 und den Bereich vor dem Sieb 4 bis zu
der vorgegebenen Höhe, was bewirkt, daß die Oberfläche des Kraftstoffs vor
einer Wellenbildung nahe des Siebs 4 bewahrt wird, selbst wenn die Lage
des Fahrzeugs verändert wird.
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Genauer tendiert der Kraftstoff dazu, sich schnell nach vorne zu bewegen,
wenn das Motorrad plötzlich abgebremst wird. Die Trennwand 36 bewirkt die
Unterdrückung von Änderungen der Oberfläche des Kraftstoffes nahe des
Siebes 4, das sich zwischen der Trennwand 36 und der Rückwand des
Kraftstofftanks 1 befindet.
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Die Trennwand 36, die aus einem elastischen Material wie z. B. Gummi
gefertigt ist, kann Geräusche unterdrücken, die hervorgerufen werden, wenn
sie mit der Kraftstoffpumpe 2 oder dem Sieb 4 in Kontakt kommt, wenn der
Kraftstofftank 1 durch das fahrende Fahrzeug in Schwingungen versetzt wird.
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Die Trennwand 36 unterstützt zuverlässig das Kraftstoff adsorbierende
Element 35, das elastisch ist und leicht verformt wird, so daß es möglich ist,
effizient Geräusche zu verhindern, die hervorgerufen werden, wenn diese
Elemente miteinander in Kontakt kommen.
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Ferner ist die Trennwand 36 nahe der Kraftstoffpumpenbaugruppe 33
angeordnet, die unabhängig vom Boden 30 des Kraftstofftanks 1 ist. Somit ist
es nicht erforderlich, die Trennwand 36 in eine komplizierte Form zu pressen,
wobei die Kraftstoffpumpenbaugruppe 33 auf dem flachen Abschnitt 31 des
Bodens 30 unterstützt werden kann. Der flache Abschnitt 31 ist leicht zu
formen, was bedeutet, daß der Kraftstofftank 1 leicht ausgebildet werden
kann.
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Das Kraftstoff adsorbierende Element kann verwirklich werden unter
Verwendung einer filzartigen Metallwolle, die durch Weben und Verfilzen kleiner
Metallfasern, die so dünn wie Haare sind, hergestellt wird, oder unter
Verwendung eines gewobenen oder ungewebten Stoffes aus Metallfasern,
oder unter Verwendung eines Maschenetzes, das durch Stricken der
Metallfasern erhalten wird. Ferner können ein Kunstharzschwamm, wie z. B.
geschäumtes Polyurethan, oder ein natürlicher Schwamm oder ein
Gummischwamm als Kraftstoff adsorbierendes Element verwendet werden.
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Alternativ kann der Kraftstoff auf der Grundlage eines natürlichen
Lufteinlaßsystems unter Verwendung eines Vergasers anstelle der
Kraftstoffeinspritzung zugeführt werden. Die Kraftstoffpumpe kann ferner außerhalb des
Kraftstofftanks angeordnet sein, anstelle des In-Tank-Systems, das in der
Ausführungsform verwendet wird. Außerdem ist die
Kraftstoffversorgungseinheit auf verschiedene Typen von Fahrzeugen anwendbar, wie z. B. auf
Vierradfahrzeuge sowie auf Motorräder.
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Die Erfindung fördert die Trennung des zurückgeführten Kraftstoffs in
flüssigen Kraftstoff und Gase.
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Eine Grundplatte 34 einer Kraftstoffpumpenbaugruppe 33 ist von der
Unterseite her an einem hinteren Teil eines Bodens 30 eines Kraftstofftanks 1
angebracht. Eine Kraftstoffpumpe 1 und ein Sieb 4, das mit einem
Einlaßanschluß 3 in Verbindung steht, sind im Kraftstofftank 1 enthalten. Eine kleine
Trennwand 36, die aus einem elastischen Material wie z. B. Gummi gefertigt
ist, bedeckt die vorderen, rechten und linken Seiten des Siebes 4 und
unterstützt teilweise ein Kraftstoff adsorbierendes Element 35, das auf dem
Sieb 4 angeordnet ist. Das Kraftstoff adsorbierende Element 36 ist ein
schwammartiger Filter, der aus rostfreien Stahlspulen gefertigt ist und eine
große Anzahl von kleinen Poren aufweist, und absorbiert den über eine
Kraftstoffrückführungsleitung 10 zurückgeführten Kraftstoff und trennt den
Kraftstoff in Gase und flüssigen Kraftstoff. Der flüssige Kraftstoff bleibt am
Kraftstoff adsorbierenden Element 35 adsorbiert und verbleibt in der Nähe
des Siebes 4.