EP2906813A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung - Google Patents

Kraftstoffversorgungseinrichtung

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Publication number
EP2906813A1
EP2906813A1 EP13776477.5A EP13776477A EP2906813A1 EP 2906813 A1 EP2906813 A1 EP 2906813A1 EP 13776477 A EP13776477 A EP 13776477A EP 2906813 A1 EP2906813 A1 EP 2906813A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
volume
tank
supply device
pot
Prior art date
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Granted
Application number
EP13776477.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2906813B1 (de
Inventor
Ronald Pott
Olaf Krabus
Ingo Helms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201210020321 external-priority patent/DE102012020321A1/de
Priority claimed from DE201210020396 external-priority patent/DE102012020396A1/de
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP2906813A1 publication Critical patent/EP2906813A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2906813B1 publication Critical patent/EP2906813B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/02—Feeding by means of suction apparatus, e.g. by air flow through carburettors
    • F02M37/025—Feeding by means of a liquid fuel-driven jet pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M37/10—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir
    • F02M37/106—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir the pump being installed in a sub-tank

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, in particular of a vehicle, comprising a fuel tank with a tank volume, a supply line for the fuel from the fuel tank to the internal combustion engine, a return line for the delivery of unused fuel from the internal combustion engine to the fuel tank, a Fuel pump, which is arranged in the flow, in the interior of the fuel tank, a flow line of the flow and / or a return line of the return and arranged in the fuel tank swirl pot whose pot volume is separated from the tank volume of the fuel tank, wherein the swirl pot connected to the suction side of the fuel pump is.
  • the invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, in particular of a vehicle, comprising a fuel tank with a tank volume, a feed line for the fuel from the fuel tank to the internal combustion engine, a return line for the delivery of unused fuel from the internal combustion engine to the fuel tank, a fuel pump disposed in the forward passage, a surge pot disposed in the fuel tank, the pot volume of which is separated from the tank volume of the fuel tank and connected to the suction side of the fuel pump, and a suction jet pump and / or a check valve disposed in the fuel tank and to fill the swirl pot connect the tank volume with the pot volume, the suction jet pump for supplying a drive current via a feed line with the flow, in particular with the flow line, is connected.
  • a fuel supply device with a flow, a return, a swirl pot and a suction jet pump for filling the swirl pot is known from the document DE 44 26 685 A1.
  • the disclosed swirl pot consists of two spatially separate chambers, wherein in the first chamber, the suction jet pump is arranged and the second chamber is associated with the suction side of a fuel pump arranged in the flow.
  • the suction jet pump fills the second chamber, wherein both chambers are also connected via an overflow line.
  • the document also shows an open connection of the return line with the swirl pot.
  • the publications DE 10 2010 034 434 A1, DE 197 50 036 A1, DE 195 41 723 A1 and WO 2009/062805 A1 show a fuel supply device with a flow, a return and a swirl pot, in which the return ends open in the swirl pot.
  • Fuel supply devices with a pressure-limiting valve arranged in the supply line are known from the publications DE 10 2008 044 904 A1 and DE 10 2004 061 874 A1. These documents further disclose a fuel tank in which a swirl pot is arranged and in which the suction side of the fuel pump is associated with the swirl pot.
  • a fuel supply device in which no swirl pot, but a fuel accumulator assigned to the pump inlet is provided, is disclosed in the document DE 196 25 629 A1. This fuel accumulator is arranged at a filter positioned between the pump inlet and the tank volume.
  • the extraction line is expediently arranged at the bottom of the fuel tank, which allows a nearly complete emptying of the fuel tank.
  • the problem arises that due to cornering of the vehicle and bumps the mouth of the extraction line is at least temporarily not surrounded by fuel. The result is that in such a case, air or an air-fuel vapor mixture is sucked.
  • a baffle pot also called jam pot and to ensure that there is always a certain storage volume in this. A few liters of fuel are enough.
  • the decisive factor is the filling level of the fuel.
  • the pot volume of the swirl pot is maintained by a pump.
  • a pump As a rule, it is an ejector pump, ie a pump operating on the Venturi principle.
  • Such pumps are usually driven by the flow or the return flow of the fuel.
  • a fuel filter is provided in the flow between the fuel tank and the internal combustion engine. The fuel filter frees the fuel from solid particles. Unfiltered fuel may contain various types of contaminants, such as pieces of paint or debris that have entered the tank during filling, but also rust, which has been formed by moisture in the steel tanks, or paraffins crystallized in the cold fuel.
  • the invention has the object of providing an optimized fuel supply device.
  • heating of the fuel for cold start and / or normal operation, in particular at low ambient temperatures, is not required, wherein the fuel supply device should also be usable for vehicles which have a heating device.
  • the respective subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.
  • the starting point of the invention is a fuel supply device for an internal combustion engine, in particular of a vehicle, comprising a fuel tank with a tank volume. men, a lead for directing the fuel from the fuel tank to the internal combustion engine, a return line for carrying unused fuel from the internal combustion engine to the fuel tank, a fuel pump, which is arranged in the flow, inside the fuel tank, a flow line of the flow and / or a return line of the return, a arranged in the fuel tank surge pot whose pot volume is separated from the tank volume of the fuel tank, wherein the surge pot is connected to the suction side of the fuel pump.
  • the fuel supply device comprises a suction jet pump and / or a check valve, which are arranged in the fuel tank and connect the tank volume with the pot volume to fill the swirl pot, the suction jet pump being supplied with a propellant flow a feed line is connected to the flow and / or the return, wherein the feed line is connected by means of a controllable in dependence on the flow ratio between flow and return control valve to the flow and / or the return and / or the suction jet pump with its conveying direction parallel to the vertical, in particular to the vertical vehicle axis, is oriented.
  • the invention thus consists, in particular, in that the feed line of the suction jet pump is connected to the supply by means of a control valve controllable in dependence on the volume flow ratio between supply and return and / or the suction jet pump is oriented with its conveying direction parallel to the vertical, in particular to the vertical vehicle axis.
  • a control valve controllable in dependence on the volume flow ratio between supply and return and / or the suction jet pump is oriented with its conveying direction parallel to the vertical, in particular to the vertical vehicle axis.
  • the use of the fuel from the supply and / or the return means that the used propellant flow is replaced by unfiltered fuel and increases the proportion of paraffins and particles in the flow.
  • the targeted control of the suction jet pump as a function of the volume flow ratio between flow and return makes it possible, at least temporarily, to reduce the delivery rate of the suction jet pump or shut off the suction jet pump at a high return rate.
  • the vertical arrangement of the suction jet pump Due to the vertical arrangement of the suction jet pump, in particular by the vertical arrangement of mixing tube and diffuser, it is possible to achieve a radially symmetrical delivery. Since the suction and delivery in a vertically oriented suction jet from the Gravity field is unaffected, the flow through the mixing tube and especially of the diffuser is uniform and free of one-sided turbulence. In the fuel tank, in particular within the swirl pot, the horizontal space is limited. Therefore, in contrast to the horizontally arranged suction jet pumps known from the prior art, the vertical orientation of the suction jet pump makes it possible to design the mixing tube and above all the diffuser almost as long as desired. The length of the suction jet pump and the avoidance of turbulence in the suction jet pump improve their efficiency. A suction jet pump with better efficiency requires less drive current to convey a given fill volume. The reduction of the driving volume requirement also reduces the proportion of paraffins and particles in the forerun, especially at low ambient temperatures.
  • the suction jet pump is arranged in the surge pot, in particular at the bottom of the surge pot. This makes it possible to perform the ejector with the surge pot as an assembly, which reduces the number of parts to be assembled. Furthermore, so the entire height of the swirl pot can be used for the formation of the suction jet pump. Moreover, it is possible to arrange the suction jet pump directly above a check valve positioned in the bottom of the swirl pot and connecting the swirl pot to the tank volume. According to a further embodiment, the check valve is arranged in the suction jet pump. The check valve is designed as a an opening in the bottom of the swirl pot occlusive mushroom valve.
  • the supply valve may for example be designed as a solenoid valve which closes when the electric motor of the fuel pump.
  • the supply valve is a simple mechanical mushroom valve.
  • the object of the invention is that a fuel supply device is provided, in which the return of the suction side of the fuel pump is associated.
  • the fuel pump is for example a centrifugal pump and preferably driven by an electric motor. The fuel pump delivers about 60 liters of fuel per hour while the engine consumes about 5 liters of fuel over the same period.
  • the return in particular the return line, opens close to the inlet of the fuel pump in the surge chamber and / or is connected to the suction side of the fuel pump. There is thus, when the return is connected to the suction side of the fuel pump, no open connection between the return and swirl pot, as is the case, for example, in the solution explained in the document DE 44 26 685 A1.
  • the fuel pump comprises a suction line, which is connected on the one hand with the pump chamber of the fuel pump and on the other hand with a arranged in the swirl pot filter.
  • the return in particular the return line, connected to the filter of the fuel pump and / or to the suction line of the fuel pump.
  • the filter screen has a mesh size of 100 to 300, preferably 200 micrometers. With a high content of paraffin particles in the unfiltered fuel, it is possible that the pores of the filter screen are narrowed. As a result of the pressure of the filtered fuel flowing directly from the return line into the filter screen, only so little unfiltered fuel penetrates through the filter screen as was consumed by the internal combustion engine. This means that on the one hand, the particle load remains low and on the other hand, the fuel heats up faster in the flow. Due to the increased fuel temperature in the flow, the paraffin particles can be dissolved on the fuel filter.
  • the fuel supply device also includes a pressure relief valve for controlling the pressure in the flow. It is advantageous that the pressure relief valve is connected on the one hand with the flow and on the other hand with the return, in particular with the return line. If the pressure in the flow exceeds a limit value, a pressure reduction in the flow is required for operational safety. This pressure reduction is usually carried out by a pressure relief valve, which the flow to the tank volume and / or pot volume opens. The flow contains a very high proportion of filtered fuel through the connection of the return to the suction side of the fuel pump.
  • a further development of the fuel supply device comprises a buffer store arranged downstream of the pressure limiting valve in the return line. This serves to receive the fuel from the opening pressure relief valve with a full return.
  • the fuel supply device comprises a temperature limiting valve.
  • This temperature limiting valve serves, in particular in the case of high heat output of the internal combustion engine and / or at high ambient temperature, to limit the fuel temperature, in particular in the flow.
  • the temperature limiting valve in the return in particular in the return line, is arranged.
  • the temperature limiting valve is preferably designed as a mechanical and / or hydraulic and / or electrical, self-regulating and / or controllable three-way valve.
  • the control of the temperature limiting valve by means of a bimetal, also called crackling frog, or by means of a Wachsdehnelements.
  • a bimetal also called crackling frog
  • a Wachsdehnelements both a partial and a complete interruption of the connection of the return to the suction side of the fuel pump is possible.
  • the temperature limiting valve connects the return line, in particular the return line, as a function of the temperature of the fuel in the return to the tank volume and / or the pot volume and / or the suction side of the fuel pump. If the fuel temperature at the temperature limiting valve exceeds a limit value, for example 303 degrees Kelvin, then at least a partial flow of the fuel returned by the internal combustion engine is released freely into the swirl pot. Here, the warm fuel from the recirculation mixes with the unfiltered fuel and cools down. Since this control is only at high temperatures, where the unfiltered fuel contains little or no paraffin particles, the proportion of filtered fuel in the flow can be lower or completely eliminated.
  • a limit value for example 303 degrees Kelvin
  • the temperature limiting valve is preferably arranged in the return flow in the flow direction of the fuel behind the pressure relief valve.
  • An increase in the fuel temperature in the flow is also possible by the fuel pump is specifically placed in an energetically unfavorable state.
  • an electric centrifugal pump is operated speed-controlled with maximum energization of the stator coils. This is possible when using an electronically commutated motor (EC motor), since in such an engine, the speed and the torque can be controlled independently.
  • EC motor electronically commutated motor
  • the excess electrical power is converted directly into heat in the coils and taken up in the pump room of the fuel, for example.
  • the fuel supply device shown so far supplies an internal combustion engine.
  • a heater is installed in the manner of a heater.
  • the invention thus also relates to a fuel supply device for supplying an internal combustion engine and a heating device.
  • the known solutions of fuel supply device are characterized by a fuel tank, which includes a tank volume, a line connecting the fuel tank with the heater, which includes a suction pipe arranged in the fuel tank, and a collecting container, which is provided for receiving the suction line, wherein the collecting container in the fuel tank and / or is arranged in a surge tank of the fuel tank.
  • the document DE 10 2005 061 604 A1 discloses a fuel supply device for removing fuel from the fuel tank of a motor vehicle for an auxiliary heater of the motor vehicle, in particular for a parking heater.
  • the fuel supply device has a collecting container which is accommodated in the fuel tank, in particular in the surge tank of the fuel tank, and is assigned exclusively to the auxiliary heater.
  • the documents DE 10 2005 000 729 A1 and DE 10 2005 059 457 A1 also show fuel supply devices with a collecting container arranged in the swirl pot.
  • DE 10 2006 017 471 A1 discloses a fuel supply device, in which for the removal of fuel from the fuel tank of a motor vehicle for a heater a suction in a arranged on the swirl pot guide is used.
  • the fuel for the combustion type heater has been taken out with a pipe from a fuel tank of a motor vehicle.
  • this has the disadvantage that, especially with a low filling level of the fuel in the fuel tank, the fuel can slosh away from an intake pipe.
  • bubbles or foams contained in the fuel which are predominantly located on the fuel surface, are sucked into the intake manifold.
  • the fuel is removed from the fuel tank by means of a built-in swirl pot.
  • These surge chambers are arranged on the fuel tank bottom and are filled, for example, by overflowing the fuel through the upper edge of the surge pot through a valved opening in the bottom of the surge pot and through an ejector jet.
  • the swirl pot stores fuel even if the fuel spills in the tank. This ensures that fuel is present at the intake pipe for the fuel supply of the internal combustion engine in all driving situations.
  • a significant improvement in the operation of the heater was achieved in that the fuel is removed from the swirl pot, since the fuel spills away less.
  • the pot volume of the swirl pot is sufficiently sized for a short-term operation of the internal combustion engine.
  • An optimized fuel supply device which makes it possible for the heating device and the internal combustion engine to be supplied with fuel from a common fuel tank independently of one another.
  • the starting point of the invention is a fuel supply device for supplying an internal combustion engine and a heater, in particular a parking heater of a motor vehicle, with fuel from a fuel tank, comprising the fuel tank, which includes a tank volume, a line connecting the fuel tank to the heater, the one in the fuel tank arranged suction line, and a collecting container which is provided for receiving the suction line, wherein the collecting container is arranged in a surge pot of the fuel tank.
  • the collecting container has a valve device which is adapted to connect the collecting volume of the collecting container with the tank volume of the fuel tank. This makes it possible to fill the sump from the tank volume without emptying the swirl pot thereby.
  • the collecting container is assigned exclusively to the heating device.
  • the collecting container includes a collecting volume, which is separated from the pot volume of the swirl pot and / or from the tank volume of the fuel tank.
  • the valve device is preferably designed as a pressure-relief valve which opens to the collecting volume of the collecting container, for example as a mushroom valve.
  • the collecting container can also be connected to the pot volume.
  • the valve device is designed, for example, as a three-way valve.
  • the swirl pot is arranged in the fuel tank and the pot volume of the swirl pot is separated from the tank volume of the fuel tank. This makes it possible to independently supply the heating device and the internal combustion engine with fuel from a common fuel tank.
  • Swirl pot is connected. This makes it possible to arrange the valve device directly in the common bottom of swirl pot and reservoir.
  • the collecting container is made with the swirl pot as an assembly.
  • the sump is integrally molded with the swirl pot.
  • the direct connection of the collecting container to the tank volume shortens the supply line to the collecting container and thus the number and complexity of the parts to be installed.
  • the volume of the collecting container can be maximized. It is favorable that the container bottom of the collecting container is executed at least in sections konturb réelle with the bottom of the swirl pot. To maintain safe operation of the heater over a period of 90 seconds, the collection volume is at least 0.03 liters.
  • the largest possible collecting volume is also available in that the inlet opening of the suction line is arranged on the container bottom of the collecting container. This arrangement is possible only by the inventive separation of the collection volume of the pot volume and the connection of the collection volume with the tank volume.
  • the sump has an opening which communicates with an end remote from the bottom of the baffle and / or at an end remote from the bottom of the fuel tank. is approximately positioned on an opposite side. This opening is therefore in the gravitational field at the top of the collection container.
  • the collecting container is filled by an overflow of the fuel from the tank volume and / or pot volume in the collecting volume.
  • the opening is connected to the pot volume of the swirl pot and / or the tank volume of the fuel tank.
  • the collecting volume is filled from the tank volume at standstill of the internal combustion engine via the valve device and during operation of the internal combustion engine and / or during operation of the surge pump via the pot volume.
  • a favorable embodiment is that the collecting container is extended over at least two thirds of the height of the swirl pot. On the one hand, this makes it possible to obtain a large collecting volume; on the other hand, if there is a lack of further filling of the collecting container and simultaneous operation of the heating device, sufficient fuel remains in the collecting container for a restart of the internal combustion engine.
  • connection of the pot volume with the tank volume is independent of the connection of the collecting volume with the tank volume. It is favorable that the removal point provided for filling the pot volume in the tank volume in the gravitational field further down, that is closer to the bottom of the fuel tank, is arranged as the connection of the collecting volume with the tank volume.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a fuel supply device
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the fuel supply device shown in FIG. 1 in a first embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the fuel supply device shown in FIG. 1 in a second embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of the fuel supply device shown in FIG. 1 in a third embodiment
  • 5 shows a schematic illustration of the fuel supply device shown in FIG. 1 in a fourth embodiment
  • Fig. 6 is a schematic representation of the suction jet pump shown in Fig. 5; 7 is a schematic representation of a fuel supply device;
  • Fig. 8 is a sectional enlarged view of a section of a fuel tank.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fuel supply device 1 for an internal combustion engine 2.
  • the fuel supply device 1 comprises a fuel tank 3 with a tank volume 4, a feed line 5 for conducting the fuel from the fuel tank 3 to the internal combustion engine 2, a return line 6 for conducting unused fuel from the engine 2 to the fuel tank 3, and a fuel pump 7 arranged in the flow 5.
  • the supply line 5 has a supply line 8 and the return line 6 has a return line 9.
  • the fuel supply device 1 further comprises a surge pot 10, which is arranged in the fuel tank 3.
  • the swirl pot 10 includes a pot volume 1 1, which is separated from the tank volume 4 of the fuel tank 3.
  • the suction side of the fuel pump 7 is connected to the pot volume 1 1, the return 6 of the suction side of the fuel pump 7 is assigned.
  • a filter screen 12 is arranged in the swirl pot 10.
  • a fuel filter 13 is arranged between the fuel pump 7 and the internal combustion engine 2.
  • the further embodiment of the fuel supply device 1, in particular of the fuel tank 3, can be taken from FIGS. 2 to 6.
  • a supply valve 31 is provided in this.
  • the supply valve 31 is a mechanical mushroom valve.
  • FIGs 2 and 3 show an enlarged detail of the fuel tank 3 of the fuel supply device 1 shown in Figure 1.
  • the fuel pump 7 is arranged in the fuel tank 3, in particular in the swirl pot 10, the fuel pump 7 is arranged.
  • the fuel pump 7 has a suction line 14, which is connected on the one hand to the pump chamber of the fuel pump 7 and on the other hand to the filter screen 12.
  • the fuel supply device 1 comprises a pressure limiting valve 15 for regulating the pressure in the supply line 5.
  • the pressure limiting valve 15 is connected on the one hand to the supply line 5 and on the other hand to the return line 6.
  • the pressure relief valve 15 is connected to the flow line 8 and the return line 9.
  • the pressure relief valve 15 is shown in the preferred Embodiment, a spring-loaded check valve.
  • the fuel supply device 1 comprises a temperature limiting valve 16.
  • the temperature limiting valve 16 is arranged in the return line 6, in particular in the return line 9.
  • the temperature limiting valve 16 is preferably designed as a two-way three-way valve.
  • the temperature limiting valve 16 connects the return line 6 as a function of the fuel temperature in the return line 6 via an outlet 17 with the pot volume 1 1 or with the suction side of the fuel pump 7.
  • the temperature limiting valve 16 is arranged in the return line 9 in the flow direction of the fuel after the pressure relief valve 15.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the fuel supply device 1.
  • the return line 9 of the return line 6 is connected to the filter screen 12 of the fuel pump 7.
  • the return line 9 ends at or in the filter screen 12.
  • the temperature limiting valve 16 connects the return line 6 with the filter screen 12 in at least one switching state.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the fuel supply device 1.
  • the return line 9 is connected to the suction line 14 of the fuel pump 7.
  • the return line 9 ends at its mouth in the suction line 14.
  • the temperature limiting valve 16 connects the return line 6 with the suction line 14 of the fuel pump 7 as a function of the fuel temperature in the return line 6.
  • FIGS. 4 to 6 show an ejector pump 18 of a fuel supply device 1 shown in FIG. 1.
  • a suction jet pump 18 is used to convey fuel from the tank volume 4 into the swirl pot 10.
  • the suction jet pump 18 is driven by a partial flow of the flow 5.
  • the suction jet pump 18 comprises a feed line 19.
  • the feed line 19 connects the suction jet pump 18 to the supply line 8.
  • the drive stream is pressed in the suction jet pump 18 through a nozzle 20 shown in FIG and at the same time greatly accelerated. After the nozzle 20, the motive flow passes through a mixing tube 21 and then passes into a diffuser 22.
  • the motive flow expands again, thus creating a negative pressure in the mixing tube 21.
  • a feed 23 is connected. Due to the negative pressure in the mixing tube 21, fuel is supplied from the inlet 23 through the mixing tube 21 and the diffuser 22.
  • the inlet 23 is associated with the bottom 24 of the swirl pot 10.
  • In the bottom 24 of the swirl pot 10 or in the vicinity of the bottom 24 is an opening 25 a brought, which connects the pot volume 1 1 with the tank volume 4.
  • the opening 25 is associated with a designed as a mushroom check valve 28.
  • a further check valve designated as a supply valve 31 is provided in the surge chamber 10.
  • the supply valve 31 is a mechanical mushroom valve.
  • FIG. 4 shows, in an enlarged section of the fuel tank 3, a third embodiment of the fuel supply device 1 shown in FIG.
  • a suction jet pump 18 is arranged in the swirl pot 10 of the fuel tank 3.
  • the suction jet pump 18 is connected via the feed line 19 and arranged in the flow line 8 control valve 29 to the flow 5.
  • the size of the drive current is adjusted and thus affects the performance of the ejector 18.
  • the suction jet pump 18 is horizontally aligned in the swirl pot 10.
  • the conveying direction of the suction jet pump 18 is oriented parallel to the bottom 24 of the swirl pot 10.
  • FIG. 5 shows in an enlarged section of the fuel tank 3, a fourth embodiment of the fuel supply device shown in Figure 1.
  • the suction jet pump 18 is vertically aligned in the swirl pot 10 in this embodiment.
  • the conveying direction of the suction jet pump 18 is oriented perpendicular to the bottom 24 of the swirl pot 10.
  • the control valve 29 is disposed in a housing 30 of the fuel pump 7.
  • FIG. 7 shows a fuel supply device 1 for supplying an internal combustion engine 2 and a heating device 300, in particular a parking heater of a motor vehicle, with fuel from a fuel tank 3.
  • the fuel supply device 1 comprises at least the fuel tank 3, which encloses a tank volume 4, and the fuel tank 3 the heating device 300 connecting line 60, which comprises a arranged in the fuel tank 3 suction line 70.
  • the fuel supply device 1 further comprises a collecting container 80, which is provided for receiving the intake line 70, wherein the collecting container 80 is arranged in a surge pot 10 of the fuel tank 3.
  • a fuel pump 7 is arranged in the surge pot 10, which conveys fuel to the internal combustion engine 2 via a supply line 5.
  • a return 6 unused fuel from the internal combustion engine 2 returns to the engine Fuel tank 3, in particular to the suction side of the fuel pump 7 in the swirl pot 10.
  • the swirl pot 10 includes a pot volume 1 1 a.
  • the pot volume 1 1 is separated from the tank volume 4.
  • the surge pot 10 has at least one inlet device 31.
  • the feed device 31 is, for example, a non-return valve arranged in the boundary surface 150 of the swirl pot 10 and designed as a mushroom valve.
  • the collecting container 80 has a valve device 160. This valve device 160 is designed as a check valve, preferably in the design of a mushroom valve. By means of the valve device 160, a collecting volume 170 of the collecting container 80 can be connected to the tank volume 4 of the fuel tank 3.
  • the valve device 160 for connecting the collecting volume 170 with the tank volume 4 is arranged in the gravity field at the same height or higher than the inlet device 31 for connecting the pot volume 1 1 with the tank volume 4.
  • the collecting volume 170 of the collecting container 80 is exclusive of the heater 300th assigned.
  • the heating device 300 has a pump device 180.
  • the heating device 300 furthermore comprises a combustion apparatus 190 in which the fuel is burned.
  • the collecting container 80 has a particularly permanent opening 230 on a bottom 24 of the swirl pot 10 shown in FIG. 2 or on a side remote from the bottom 27 of the fuel tank 3.
  • the collecting container 80 is connected to the bottom 24 of the swirl pot 10, wherein the container bottom 210 of the collecting container 80 is executed at least in sections konturbmony with the bottom 24 of the swirl pot 10.
  • the valve device 160 is arranged in an opening of the container bottom 210.
  • the bottom 24 or the container bottom 210 is at a distance from the bottom 27 of the fuel tank 3. This distance serves to ensure the inflow of fuel to the valve device 160.
  • the suction line 70 arranged in the collecting container 80 has an inlet opening 230. This inlet opening 230 is assigned to the container floor 210, wherein the distance of the inlet opening 230 from the container floor 210 is smaller than five times the diameter of the suction line 70.
  • the invention also relates to a fuel supply device 1, the features of which are formed in the description of FIGS. 1 to 6 and the description of FIGS. 7 and 8 in combination.
  • a fuel supply device 1 for an internal combustion engine 2 without heating device 300 according to FIGS. 1 to 6 and with a heating device 300 according to FIGS. 7 and 8 can be equipped.
  • a fuel supply device 1 which comprises at least the technical features of patent claim 1 and, where appropriate, its dependent claims 2 to 10 as well as the at least technical features of patent claim 11 and, if appropriate, its subclaims 12 to 20.
  • a fuel supply device 1 is formed for an internal combustion engine 2, the fuel tank 3 with a tank volume 4, and a flow 5 for guiding the fuel from the fuel tank 3 to the internal combustion engine 2, and the one return 6 for conducting unused fuel from the internal combustion engine 2 to the fuel tank 3, and the one fuel pump 7, which is arranged in the flow 5, and inside the fuel tank 3, a flow line 8 of the flow 5 and / or a Return line 9 of the return line 6, and which comprises a arranged in the fuel tank 3 swirl pot 10 whose pot volume 1 1 is separated from the tank volume 4 of the fuel tank 3, wherein the swirl pot 10 is connected to the suction side of the fuel pump 7.
  • the fuel supply device 1 for supplying the internal combustion engine 2 and the heater 300 further includes a suction jet pump 18 and / or a check valve 28, which are arranged in the fuel tank 3 and to fill the surge chamber 10, the tank volume 4 with the pot volume 1 1 connect, wherein the suction jet pump 18 is connected to the supply with a drive current via a feed line 19 to the supply line 5 and / or the return line 6, wherein the supply line 19 by means of a depending on the volume flow ratio between flow 5 and return 6 controllable control valve 29 is connected to the flow 5 and / or the return line 6 and / or the suction jet pump 18 is oriented with its conveying direction parallel to the vertical, in particular to the vertical vehicle axis.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2), insbesondere eines Fahrzeugs, umfassend einen Kraftstofftank (3) mit einem Tankvolumen (4), einen Vorlauf (5) zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank (3) zu der Brennkraftmaschine (2), einen Rücklauf (6) zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine (2) zu dem Kraftstofftank (3), eine Kraftstoffpumpe (7), welche in dem Vorlauf (5) angeordnet ist, im Inneren des Kraftstofftanks (3) eine Vorlaufleitung (8) des Vorlaufs (5) und/oder eine Rücklaufleitung (9) des Rücklaufs (6), einen in dem Kraftstofftank (3) angeordneten Schwalltopf (10), dessen Topfvolumen (11) vom Tankvolumen (4) des Kraftstofftanks (3) getrennt ist, wobei der Schwalltopf (10) mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe (7) verbunden ist. Es ist vorgesehen, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung (1) eine Saugstrahlpumpe (18) und/oder ein Rückschlagventil (28) umfasst, welchein dem Kraftstofftank (3) angeordnet sind und zum Füllen des Schwalltopfs (10) das Tankvolumen (4) mit dem Topfvolumen (11) verbinden, wobei die Saugstrahlpumpe (18) zur Versorgung mit einem Treibstrom über eine Speisleitung (19) mit dem Vorlauf (5) und/oder dem Rücklauf (6) verbunden ist, wobei die Speisleitung (19) mittels eines in Abhängigkeit des Volumenstromverhältnisses zwischen Vorlauf (5) und Rücklauf (6) steuerbaren Regelventils (29) mit dem Vorlauf (5) und/oder dem Rücklauf (6) verbunden ist und/oder die Saugstrahlpumpe (18) mit ihrer Förderrichtung parallel zur Vertikalen, insbesondere zu der vertikalen Fahrzeugachse, orientiert ist. Die Erfindung beschreibt ferner eine Kraftstoffversorgungseinrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2), die dazu dient,eine Heizeinrichtung (300), insbesondere eine Standheizung eines Fahrzeuges mit Kraftstoff zu versorgen.

Description

Beschreibung
Kraftstoffversorgungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbe- sondere eines Fahrzeugs, umfassend einen Kraftstofftank mit einem Tankvolumen, einen Vorlauf zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank zu der Brennkraftmaschine, einen Rücklauf zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine zu dem Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe, welche in dem Vorlauf angeordnet ist, im Inneren des Kraftstofftanks eine Vorlaufleitung des Vorlaufs und/oder eine Rücklaufleitung des Rücklaufs sowie einen in dem Kraftstofftank angeordneten Schwalltopf, dessen Topfvolumen vom Tankvolumen des Kraftstofftanks getrennt ist, wobei der Schwalltopf mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe verbunden ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftma- schine, insbesondere eines Fahrzeugs, umfassend einen Kraftstofftank mit einem Tankvolumen, einen Vorlauf zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank zu der Brennkraftmaschine, einen Rücklauf zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine zu dem Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe, welche in dem Vorlauf angeordnet ist, einen in dem Kraftstofftank angeordneten Schwalltopf, dessen Topfvolumen vom Tankvolumen des Kraftstofftanks getrennt ist und der mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe verbunden ist, und eine Saugstrahlpumpe und/oder ein Rückschlagventil, welche in dem Kraftstofftank angeordnet sind und zum Füllen des Schwalltopfs das Tankvolumen mit dem Topfvolumen verbinden, wobei die Saugstrahlpumpe zur Versorgung mit einem Treibstrom über eine Speisleitung mit dem Vorlauf, insbesondere mit der Vorlaufleitung, verbunden ist.
Eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einem Vorlauf, einem Rücklauf, einem Schwalltopf und einer Saugstrahlpumpe zum Füllen des Schwalltopfs ist aus der Druckschrift DE 44 26 685 A1 bekannt. Der offenbarte Schwalltopf besteht aus zwei räumlich getrennten Kammern, wobei in der ersten Kammer die Saugstrahlpumpe angeordnet ist und der zweiten Kammer die Saug- seite einer im Vorlauf angeordneten Kraftstoffpumpe zugeordnet ist. Die Saugstrahlpumpe füllt die zweite Kammer auf, wobei beide Kammern darüber hinaus über eine Überlaufleitung verbunden sind. Die Druckschrift zeigt darüber hinaus eine offene Verbindung des Rücklaufs mit dem Schwalltopf. Auch die Druckschriften DE 10 2010 034 434 A1 , DE 197 50 036 A1 , DE 195 41 723 A1 und WO 2009/062805 A1 zeigen eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einem Vorlauf, einem Rücklauf und einem Schwalltopf, bei der der Rücklauf offen in dem Schwalltopf endet.
Kraftstoffversorgungseinrichtungen mit einem im Vorlauf angeordneten Druckbegrenzungsventil sind aus den Druckschriften DE 10 2008 044 904 A1 und DE 10 2004 061 874 A1 bekannt. Diese Druckschriften offenbaren weiterhin einen Kraftstofftank, in dem ein Schwalltopf angeordnet ist und bei dem die Saugseite der Kraftstoffpumpe dem Schwalltopf zugeordnet ist.
In der Druckschrift DE 195 47 243 A1 ist ein Rücklauf für den unverbrauchten Kraftstoff aus der Brennkraftmaschine offenbart, der nicht in den Kraftstofftank, sondern in einen Kraftstofffilter mündet.
Eine Kraftstoffversorgungseinrichtung, bei der kein Schwalltopf, jedoch ein dem Pumpeneinlass zugeordneter Kraftstoffspeicher vorgesehen ist, ist in der Druckschrift DE 196 25 629 A1 offen- bart. Dieser Kraftstoffspeicher ist an einem zwischen Pumpeneinlass und Tankvolumen positionierten Filter angeordnet.
Bei den bekannten Kraftstoffversorgungseinrichtungen ist die Entnahmeleitung zweckmäßigerweise am Boden des Kraftstofftanks angeordnet, was eine nahezu restlose Entleerung des Kraftstofftanks ermöglicht. Bei einem nahezu geleerten Kraftstofftank tritt das Problem auf, dass bedingt durch Kurvenfahrten des Fahrzeugs und Straßenunebenheiten die Mündungsöffnung der Entnahmeleitung zumindest kurzzeitig nicht mehr von Kraftstoff umgeben ist. Die Folge ist, dass in einem solchen Fall Luft bzw. ein Luft-Kraftstoffdampf-Gemisch angesaugt wird. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, am Boden des Kraftstofftanks einen auch Stautopf genannten Schwalltopf anzuordnen und dafür zu sorgen, dass in diesem stets ein gewisses Speichervolumen vorhanden ist. Einige wenige Liter Kraftstoff sind dabei schon ausreichend. Entscheidend ist dabei die Füllhöhe des Kraftstoffs. Bei einer Kurvenfahrt oder bei Unebenheiten des
Straßenbelags kann die Kraftstoffflüssigkeit nicht seitlich aus dem Schwalltopf abfließen, so dass die am Boden des Staukopfs mündende Entnahmeleitung niemals frei liegt und ent- sprechend auch keine Luft angesaugt werden kann. Das Topfvolumen des Schwalltopfs wird durch eine Pumpe aufrechterhalten. In der Regel handelt es sich um eine Saugstrahlpumpe, also um eine nach dem Venturi-Prinzip arbeitende Pumpe. Angetrieben werden solche Pumpen in der Regel durch den Vorlaufstrom oder den Rücklaufstrom des Kraftstoffs. Üblicherweise ist in dem Vorlauf zwischen dem Kraftstofftank und der Brennkraftmaschine ein Kraftstofffilter vorgesehen. Der Kraftstofffilter befreit den Kraftstoff von Feststoffpartikeln. Unfil- trierter Kraftstoff kann verschiedene Arten von Verunreinigungen enthalten, beispielsweise Lackstücke oder Schmutz, die beim Befüllen in den Tank gelangt sind, aber auch Rost, welcher sich durch Feuchtigkeit in den Stahltanks gebildet hat, oder im kalten Kraftstoff auskristallisierte Paraffine. Werden diese Substanzen nicht entfernt, bevor der Kraftstoff in den Motor gelangt, sind ein vorzeitiger Verschleiß und Defekte in der Kraftstoffpumpe und dem Einspritzsystem wahrscheinlich - hervorgerufen sowohl durch Verstopfung von Düsen als auch durch eine den Verschleiß fördernde Wirkung der Partikel. Da die Paraffinpartikel den Kraftstofffilter zusetzen können, sich jedoch bei einer Erwärmung über 288 Grad Kelvin wieder auflösen, wird der in der Brennkraftmaschine erwärmte Kraftstoff in den Kraftstofftank und/oder den Kraftstofffilter zurückgeführt. Jedoch ist es bei besonders niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere unter 268 Grad Kelvin, und bei bestimmten Kraftstoffen, beispielsweise Diesel, erforderlich, schon vor und/oder bei einem Kaltstart den Kraftstoff zu erwärmen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine optimierte Kraftstoffversorgungseinrichtung auszubilden. Insbesondere soll erreicht werden, dass ein Erwärmen des Kraftstoffs für den Kaltstart und/oder den Regelbetrieb, insbesondere bei geringen Umgebungstemperaturen, nicht erforderlich ist, wobei die Kraftstoffversorgungseinrichtung auch für Fahrzeuge einsetzbar sein soll, die eine Heizeinrichtung aufweisen. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Die Aufgabe wird mit einer Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 1 1 gelöst.
Die Aufgabe wird ferner durch die Kombination der Patentansprüche 1 und 1 1 beziehungsweise der zugehörigen abhängigen Patentansprüche gelöst.
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftma- schine, insbesondere eines Fahrzeugs, umfassend einen Kraftstofftank mit einem Tankvolu- men, einen Vorlauf zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank zu der Brennkraftmaschine, einen Rücklauf zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine zu dem Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe, welche in dem Vorlauf angeordnet ist, im Inneren des Kraftstofftanks eine Vorlaufleitung des Vorlaufs und/oder eine Rücklaufleitung des Rücklaufs, einen in dem Kraftstofftank angeordneten Schwalltopf, dessen Topfvolumen vom Tank- volumen des Kraftstofftanks getrennt ist, wobei der Schwalltopf mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe verbunden ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung eine Saugstrahlpumpe und/oder ein Rückschlagventil umfasst, welche in dem Kraft- stofftank angeordnet sind und zum Füllen des Schwalltopfs das Tankvolumen mit dem Topfvolumen verbinden, wobei die Saugstrahlpumpe zur Versorgung mit einem Treibstrom über eine Speisleitung mit dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf verbunden ist, wobei die Speisleitung mittels eines in Abhängigkeit des Volumenstromverhältnisses zwischen Vorlauf und Rücklauf steuerbaren Regelventils mit dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf verbunden ist und/oder die Saugstrahlpumpe mit ihrer Förderrichtung parallel zur Vertikalen, insbesondere zu der vertikalen Fahrzeugachse, orientiert ist.
Die Erfindung besteht somit insbesondere darin, dass die Speisleitung der Saugstrahlpumpe mittels eines in Abhängigkeit des Volumenstromverhältnisses zwischen Vorlauf und Rücklauf steuerbaren Regelventils mit dem Vorlauf verbunden ist und/oder die Saugstrahlpumpe mit ihrer Förderrichtung parallel zur Vertikalen, insbesondere zu der vertikalen Fahrzeugachse, orientiert ist. Als Treibstrom für die Saugstrahlpumpe wird Kraftstoff druckseitig der Kraftstoffpumpe aus dem Vorlauf entnommen. Bei einer Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einer Rückführung kann der Anteil von Paraffinen und Partikeln im Vorlauf geringer sein als in dem Tankvolumen oder im Topfvolumen. Gerade bei einem Kaltstart sollte der Anteil von Paraffinen und Partikeln im Vorlauf möglichst gering sein. Die Verwendung des Kraftstoffs aus dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf führt dazu, dass der verwendete Treibstrom durch ungefilterten Kraftstoff ersetzt wird und sich der Anteil von Paraffinen und Partikeln im Vorlauf erhöht. Durch die gezielte An- steuerung der Saugstrahlpumpe in Abhängigkeit des Volumenstromverhältnisses zwischen Vorlauf und Rücklauf ist es möglich, bei einer hohen Rückführrate zumindest zeitweilig die Förderleistung der Saugstrahlpumpe zu mindern oder die Saugstrahlpumpe abzuschalten.
Durch die vertikale Anordnung der Saugstrahlpumpe, insbesondere durch die vertikale Anordnung von Mischrohr und Diffusor ist es möglich, eine radialsymmetrische Förderung zu errei- chen. Da die Ansaugung und Förderung bei einer vertikal orientierten Saugstrahlpumpe vom Schwerefeld unbeeinflusst ist, erfolgt die Durchströmung des Mischrohrs und vor allem des Diffusors gleichmäßig und frei von einseitigen Verwirbelungen. In dem Kraftstofftank, insbesondere innerhalb des Schwalltopfs, ist der horizontale Bauraum begrenzt. Daher ermöglicht es die vertikale Orientierung der Saugstrahlpumpe, im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten horizontal angeordneten Saugstrahlpumpen, das Mischrohr und vor allem den Diffusor nahezu beliebig lang zu gestalten. Die Länge der Saugstrahlpumpe und die Vermeidung von Verwirbelungen in der Saugstrahlpumpe verbessern deren Wirkungsgrad. Eine Saugstrahlpumpe mit besserem Wirkungsgrad benötigt zur Förderung eines bestimmten Auffüllvolumens weniger Treibstrom. Die Reduktion des Treibvolumenbedarfs reduziert insbesondere bei geringen Umgebungstemperaturen zugleich den Anteil von Paraffinen und Partikeln im Vorlauf.
Es hat sich als günstig erwiesen, dass die Saugstrahlpumpe in dem Schwalltopf, insbesondere am Boden des Schwalltopfs, angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, die Saugstrahlpumpe mit dem Schwalltopf als eine Baugruppe auszuführen, was die Anzahl der zu montierenden Teile verringert. Weiterhin kann so die gesamte Höhe des Schwalltopfs für die Ausbildung der Saug- Strahlpumpe genutzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Saugstrahlpumpe direkt über einem in dem Boden des Schwalltopfs positionierten und den Schwalltopf mit dem Tankvolumen verbindenden Rückschlagventil anzuordnen. Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform ist das Rückschlagventil in der Saugstrahlpumpe angeordnet. Das Rückschlagventil ist als ein eine Durchbrechung im Boden des Schwalltopfs verschließendes Pilzventil ausgeführt.
Für eine Befüllung des Schwalltopfs bei abgeschalteter Kraftstoffpumpe und/oder abgeschalteter Saugstrahlpumpe ist in dem Schwalltopf ein weiteres Versorgungsventil vorgesehen. Das Versorgungsventil kann beispielsweise als Magnetventil ausgeführt sein, welches bei eingeschaltetem Elektromotor der Kraftstoffpumpe schließt. Vorzugsweise ist das Versorgungsventil ein einfaches mechanisches Pilzventil.
Ferner besteht die Erfindung zur Lösung Aufgabe darin, dass eine Kraftstoffversorgungseinrichtung vorgesehen ist, bei welcher der Rücklauf der Saugseite der Kraftstoffpumpe zugeordnet ist.
Da der von der Brennkraftmaschine zurückgeführte Kraftstoff bereits den Kraftstofffilter passiert hat und somit auch bei geringer Kraftstofftemperatur keine Paraffinpartikel mehr enthält, ist es durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rücklaufs möglich, auf eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Kraftstoffs zu verzichten. Der umgewälzte und von Partikeln und Paraffinen befreite Kraftstoff stellt keine weitere Last für den Kraftstofffilter dar. Das gegenüber dem Um- wälzvolumen verhältnismäßig geringe Verbrauchsvolumen wird zwar durch einen ungefilterten Kraftstoff ersetzt, dessen Partikelfracht ist jedoch gering. Die Kraftstoffpumpe ist beispielsweise eine Kreiselpumpe und vorzugsweise angetrieben von einem Elektromotor. Die Kraftstoffpumpe fördert ungefähr 60 Liter Kraftstoff pro Stunde, während die Brennkraftmaschine im selben Zeitraum zirka 5 Liter Kraftstoff verbraucht.
Als besonders günstige Ausgestaltung der Anordnung des Rücklaufs hat es sich erwiesen, dass der Rücklauf, insbesondere die Rücklaufleitung, nahe am Einlass der Kraftstoffpumpe in den Schwalltopf mündet und/oder mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe verbunden ist. Es besteht somit, wenn der Rücklauf mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe verbunden ist, keine offene Verbindung zwischen Rücklauf und Schwalltopf, wie es beispielsweise bei der in der Druckschrift DE 44 26 685 A1 erläuterten Lösung der Fall ist. Hierdurch ist es möglich, ein Vermischen von gefiltertem und ungefiltertem Kraftstoff zu reduzieren und/oder zu vermeiden. Die Kraftstoffpumpe umfasst eine Saugleitung, welche einerseits mit dem Pumpenraum der Kraftstoffpumpe und andererseits mit einem in dem Schwalltopf angeordneten Filtersieb verbunden ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der Rücklauf, insbesondere die Rücklaufleitung, mit dem Filtersieb der Kraftstoffpumpe und/oder mit der Saugleitung der Kraftstoffpumpe verbunden. Das Filtersieb hat eine Maschenweite von 100 bis 300, vorzugsweise von 200 Mikrometern. Bei einem hohen Gehalt von Paraffinpartikeln in dem ungefilterten Kraftstoff ist es möglich, dass die Poren des Filtersiebs verengt werden. Durch den Druck des vom Rücklauf direkt in das Filtersieb strömenden gefilterten Kraftstoffs dringt gerade nur so wenig ungefilterter Kraftstoff durch das Filtersieb, wie von der Brennkraftmaschine verbraucht wurde. Das führt dazu, dass einerseits die Partikellast gering bleibt und sich andererseits der Kraftstoff im Vorlauf schneller erwärmt. Durch die erhöhte Kraftstofftemperatur im Vorlauf können die Paraffinpartikel am Kraftstofffilter aufgelöst werden.
Zur Optimierung des Wirkungsgrads der Kraftstoffpumpe hat es sich als günstig erwiesen, dass die Saugleitung möglichst kurz ist. Dies wird erreicht, indem die Kraftstoffpumpe in dem Kraftstofftank, vorzugsweise in dem Schwalltopf angeordnet ist. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung umfasst auch ein Druckbegrenzungsventil zur Regelung des Drucks in dem Vorlauf. Hierbei ist es vorteilhaft, dass das Druckbegrenzungsventil einerseits mit dem Vorlauf und andererseits mit dem Rücklauf, insbesondere mit der Rücklaufleitung, verbunden ist. Überschreitet der Druck im Vorlauf einen Grenzwert, so ist für die Betriebssicherheit eine Druckminderung im Vorlauf erforderlich. Dieser Druckabbau erfolgt üblicherweise durch ein Druckbegrenzungsventil, welches den Vorlauf zum Tankvolumen und/oder zum Topf- volumen hin öffnet. Der Vorlauf enthält durch die Anbindung der Rückführung an die Saugseite der Kraftstoffpumpe einen sehr hohen Anteil gefilterten Kraftstoffs. Durch die Anbindung des Druckbegrenzungsventils einerseits an den Vorlauf und andererseits an den Rücklauf ist es möglich, einen Verlust des gefilterten Kraftstoffs zu minimieren. Eine Weiterbildung der Kraftstoffversorgungseinrichtung umfasst einen in dem Rücklauf stromabwärts nach dem Druckbe- grenzungsventil angeordneten Pufferspeicher. Dieser dient dazu, den Kraftstoff aus dem öffnenden Druckbegrenzungsventil bei gefülltem Rücklauf aufzunehmen.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Kraftstoffversorgungseinrichtung ein Temperaturbegrenzungsventil. Dieses Temperaturbegrenzungsventil dient dazu, insbeson- dere bei hoher Wärmeabgabe der Brennkraftmaschine und/oder bei hoher Umgebungstemperatur die Kraftstofftemperatur insbesondere im Vorlauf zu begrenzen. Dazu ist vorgesehen, dass das Temperaturbegrenzungsventil in dem Rücklauf, insbesondere in der Rücklaufleitung, angeordnet ist. Im Bereich des Kraftstofftanks ist die Kraftstofftemperatur im Rücklauf erfahrungsgemäß höher als im Vorlauf. So ist es möglich, rechtzeitig ein Überschreiten des Grenzwerts zu detektieren und die Kraftstofftemperatur entsprechend zu beeinflussen. Das Temperaturbegrenzungsventil ist vorzugsweise als ein mechanisches und/oder hydraulisches und/oder elektrisches, selbstregelndes und/oder ansteuerbares Dreiwegeventil ausgeführt. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung des Temperaturbegrenzungsventils mittels eines Bimetalls, auch Knackfrosch genannt, oder mittels eines Wachsdehnelements. Dabei ist sowohl ein teilweises als auch ein vollständiges Unterbrechen der Anbindung des Rücklaufs an die Saugseite der Kraftstoffpumpe möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verbindet das Temperaturbegrenzungsventil den Rücklauf, insbesondere die Rücklaufleitung, in Abhängigkeit der Temperatur des Kraftstoffs in dem Rücklauf mit dem Tankvolumen und/oder dem Topfvolumen und/oder der Saugseite der Kraftstoffpumpe. Überschreitet die Kraftstofftemperatur an dem Temperaturbegrenzungsventil einen Grenzwert, beispielsweise 303 Grad Kelvin, dann wird zumindest ein Teilstrom des von der Brennkraftmaschine zurückgeführten Kraftstoffs frei in den Schwalltopf abgegeben. Hier durchmischt sich der warme Kraftstoff aus der Rückführung mit dem ungefilterten Kraftstoff und kühlt ab. Da diese Regelung nur bei hohen Temperaturen erfolgt, bei denen der ungefilterte Kraftstoff wenige oder keine Paraffinpartikel enthält, kann der Anteil an gefiltertem Kraftstoff im Vorlauf geringer sein oder ganz wegfallen. Unterschreitet die Kraftstofftemperatur an dem Temperaturbegrenzungsventil einen Grenzwert, beispielsweise 288 Grad Kelvin, dann wird der von der Brennkraftmaschine zurückgeführte Kraftstoff wieder vollständig der Saugseite der Kraft- stoffpumpe zugeführt. Das Temperaturbegrenzungsventil ist bevorzugt im Rücklauf in Strömungsrichtung des Kraftstoffs hinter dem Druckbegrenzungsventil angeordnet.
Eine Erhöhung der Kraftstofftemperatur im Vorlauf ist auch möglich, indem die Kraftstoffpumpe gezielt in einen energetisch ungünstigen Zustand versetzt wird. Beispielsweise wird dazu eine elektrische Kreiselpumpe drehzahlgesteuert mit maximaler Bestromung der Statorspulen betrieben. Dies ist beim Einsatz eines elektronisch kommutierten Motors (EC-Motor) möglich, da bei einem derartigen Motor die Drehzahl und das Drehmoment unabhängig voneinander geregelt werden können. Die überschüssige elektrische Leistung wird direkt in den Spulen in Wärme umgesetzt und zum Beispiel in dem Pumpenraum von dem Kraftstoff aufgenommen.
Die bisher dargestellte Kraftstoffversorgungseinrichtung versorgt eine Brennkraftmaschine. In vielen Fahrzeugen wird jedoch auch eine Heizeinrichtung, in der Art einer Standheizung installiert. Die Erfindung betrifft somit auch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine und eine Heizeinrichtung.
Die bekannten Lösungen von Kraftstoffversorgungseinrichtung zeichnen sich durch einen Kraftstofftank aus, der ein Tankvolumen einschließt, eine den Kraftstofftank mit der Heizeinrichtung verbindende Leitung, die eine im Kraftstofftank angeordnete Ansaugleitung umfasst, und einen Sammelbehälter, welcher zur Aufnahme der Ansaugleitung vorgesehen ist, wobei der Sammelbehälter in dem Kraftstofftank und/oder in einem Schwalltopf des Kraftstofftanks angeordnet ist.
Die Druckschrift DE 10 2005 061 604 A1 offenbart eine Kraftstoffversorgungseinrichtung zur Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs für ein Zusatzheizgerät des Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Standheizung. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist einen Sammelbehälter auf, der im Kraftstofftank, insbesondere in dem Schwalltopf des Kraftstofftanks, aufgenommen und ausschließlich dem Zusatzheizgerät zugeordnet ist. Auch die Druckschriften DE 10 2005 000 729 A1 und DE 10 2005 059 457 A1 zeigen Kraftstoffversorgungseinrichtungen mit einem im Schwalltopf angeordneten Sammelbehälter.
Es ist weiterhin durch die DE 10 2006 017 471 A1 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung bekannt, bei der zur Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs für eine Standheizung eine Ansaugleitung in einer am Schwalltopf angeordneten Führung eingesetzt ist. In der Vergangenheit wurde der Kraftstoff für die Heizeinrichtung der Verbrennungsbauart mit einem Rohr aus einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs entnommen. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass besonders bei niedrigem Füllstand des Kraftstoffs im Kraftstofftank der Kraftstoff von einem Ansaugrohr wegschwappen kann. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass im Kraftstoff enthaltene Blasen oder Schäume, die sich vorwiegend an der Kraftstoffoberfläche befinden, in das Ansaugrohr gesaugt werden. Für die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs wird der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank mittels eines eingebauten Schwalltopfs entnommen. Diese Schwalltöpfe sind am Kraftstofftankboden angeordnet und werden beispielsweise durch Überlaufen des Kraftstoffs über die Oberkante des Schwall- topfs durch eine mit einem Ventil versehene Öffnung im Boden des Schwalltopfs und durch eine Saugstrahlpumpe befüllt. Der Schwalltopf bevorratet Kraftstoff auch dann, wenn der Kraftstoff im Tank hin und her schwappt. Dadurch wird gewährleistet, dass am Ansaugrohr für die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors bei allen Fahrsituationen Kraftstoff ansteht. Eine deutliche Verbesserung des Betriebs der Heizeinrichtung wurde dadurch erreicht, dass der Kraftstoff aus dem Schwalltopf entnommen wird, da hier der Kraftstoff weniger wegschwappt. Bei einem nahezu leeren Tank ist das Topfvolumen des Schwalltopfs ausreichend für einen kurzzeitigen Betrieb der Brennkraftmaschine bemessen. So ist es beispielsweise möglich, noch eine Tankstelle anzufahren. Bei einem Fahrzeug kann der Betrieb der Heizeinrichtung, insbesondere bei abgeschalteter Saugstrahlpumpe oder einem nahezu leeren Tank, zur völligen Entleerung des Schwalltopfs führen. Ein von einer Heizeinrichtung entleerter Schwalltopf kann dazu führen, dass für den Start der Brennkraftmaschine kein Kraftstoff mehr zur Verfügung steht oder die Brennkraftmaschine Luft ansaugt.
Es wird eine optimierte Kraftstoffversorgungseinrichtung geschaffen, die es ermöglicht, dass die Heizeinrichtung und die Brennkraftmaschine unabhängig voneinander mit Kraftstoff aus einem gemeinsamen Kraftstofftank versorgt werden können.
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine und einer Heizeinrichtung, insbesondere einer Standheizung eines Kraft- fahrzeugs, mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank, umfassend den Kraftstofftank, der ein Tankvolumen einschließt, eine den Kraftstofftank mit der Heizeinrichtung verbindende Leitung, die eine im Kraftstofftank angeordnete Ansaugleitung umfasst, und einen Sammelbehälter, welcher zur Aufnahme der Ansaugleitung vorgesehen ist, wobei der Sammelbehälter in einem Schwalltopf des Kraftstofftanks angeordnet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung dadurch gelöst, dass der Sammelbehälter eine Ventileinrichtung aufweist, welche zur Verbindung des Sammelvolumens des Sammelbehälters mit dem Tankvolumen des Kraftstofftanks eingerichtet ist. Hierdurch ist es möglich, den Sammelbehälter aus dem Tankvolumen aufzufüllen, ohne den Schwalltopf dabei zu entleeren. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Sammel- behälter ausschließlich der Heizeinrichtung zugeordnet ist. Dabei schließt der Sammelbehälter ein Sammelvolumen ein, welches von dem Topfvolumen des Schwalltopfs und/oder von dem Tankvolumen des Kraftstofftanks getrennt ist. Die Ventileinrichtung ist bevorzugt als ein zum Sammelvolumen des Sammelbehälters öffnendes Überdruckventil, beispielsweise als ein Pilzventil ausgeführt. Bei einem Regelbetrieb der Brennkraftmaschine, bei dem die kontinuierliche Füllung des Schwalltopfs sichergestellt ist, kann der Sammelbehälter auch mit dem Topfvolumen verbunden sein. Hierzu ist die Ventileinrichtung zum Beispiel als ein Dreiwegeventil ausgeführt. Dabei ist der Schwalltopf in dem Kraftstofftank angeordnet und das Topfvolumen des Schwalltopfs ist vom Tankvolumen des Kraftstofftanks getrennt. Hierdurch ist es möglich, die Heizeinrichtung und die Brennkraftmaschine unabhängig voneinander mit Kraftstoff aus einem gemeinsamen Kraftstofftank zu versorgen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist es, dass der Sammelbehälter mit dem Boden des
Schwalltopfs verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, die Ventileinrichtung direkt in dem gemeinsamen Boden von Schwalltopf und Sammelbehälter anzuordnen. Für eine einfache Her- Stellung des Sammelbehälters und eine geringe Anzahl zu montierender Teile ist es vorteilhaft, dass der Sammelbehälter mit dem Schwalltopf als eine Baugruppe hergestellt ist. Vorzugsweise ist der Sammelbehälter mit dem Schwalltopf einteilig urgeformt. Die unmittelbare Anbindung des Sammelbehälters an das Tankvolumen verkürzt die Zuleitung zum Sammelbehälter und somit die Anzahl und die Komplexität der zu verbauenden Teile. Darüber hinaus kann so das Volu- men des Sammelbehälters maximiert werden. Dabei ist es günstig, dass der Behälterboden des Sammelbehälters zumindest abschnittsweise konturbündig mit dem Boden des Schwalltopfs ausgeführt ist. Um einen sicheren Betrieb der Heizungseinrichtung über einen Zeitraum von 90 Sekunden aufrechtzuerhalten, umfasst das Sammelvolumen wenigstens 0,03 Liter. Ein möglichst großes Sammelvolumen steht auch dadurch zur Verfügung, dass die Einlassöffnung der Ansaugleitung am Behälterboden des Sammelbehälters angeordnet ist. Diese Anordnung wird erst durch die erfindungsgemäße Trennung des Sammelvolumens von dem Topfvolumen und die Verbindung des Sammelvolumens mit dem Tankvolumen möglich.
Vorzugsweise weist der Sammelbehälter eine Öffnung auf, welche an einem von dem Boden des Schwalltopfs und/oder an einem von dem Grund des Kraftstofftanks entfernten Ende bezie- hungsweise an einer gegenüberliegenden Seite positioniert ist. Diese Öffnung liegt also im Schwerefeld an dem obersten Abschnitt des Sammelbehälters. Bei einem vollen Schwalltopf und/oder einem vollen Kraftstofftank besteht so die Möglichkeit, dass der Sammelbehälter durch ein Überlaufen des Kraftstoffs aus dem Tankvolumen und/oder Topfvolumen in das Sammelvolumen gefüllt wird. Hierzu ist die Öffnung mit dem Topfvolumen des Schwalltopfs und/oder dem Tankvolumen des Kraftstofftanks verbunden. Das Sammelvolumen wird aus dem Tankvolumen bei Stillstand der Brennkraftmaschine über die Ventileinrichtung und bei Betrieb der Brennkraftmaschine und/oder bei Betrieb der Schwallpumpe über das Topfvolumen befüllt.
Eine günstige Ausführungsform ist es, dass der Sammelbehälter über mindestens zwei Drittel der Höhe des Schwalltopfs erstreckt ist. Dies ermöglicht einerseits, ein großes Sammelvolumen zu erhalten, andererseits bleibt so bei einem Ausbleiben der weiteren Auffüllung des Sammelbehälters und gleichzeitigem Betrieb der Heizeinrichtung genügend Kraftstoff in dem Sammelbehälter für einen erneuten Start der Brennkraftmaschine.
Vorzugsweise ist die Verbindung des Topfvolumens mit dem Tankvolumen unabhängig von der Verbindung des Sammelvolumens mit dem Tankvolumen. Dabei ist es günstig, dass die zum Auffüllen des Topfvolumens vorgesehene Entnahmestelle in dem Tankvolumen im Schwerefeld weiter unten, also näher am Grund des Kraftstofftanks, angeordnet ist als die Verbindung des Sammelvolumens mit dem Tankvolumen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind einige davon in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffversorgungseinrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung in einer dritten Ausführungsform; Fig. 5 eine schematische Darstellung der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung in einer vierten Ausführungsform;
Fig. 6 eine schematische Darstellung der in Figur 5 gezeigten Saugstrahlpumpe; Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffversorgungseinrichtung;
Fig. 8 eine geschnittene, vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts eines Kraftstofftanks.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 umfasst einen Kraftstofftank 3 mit einem Tankvolumen 4, einen Vorlauf 5 zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 3 zu der Brennkraftmaschine 2, einen Rücklauf 6 zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine 2 zu dem Kraftstofftank 3 und eine Kraftstoffpumpe 7, welche in dem Vorlauf 5 angeordnet ist. Im Inneren des Kraftstofftanks 3 hat der Vorlauf 5 eine Vorlaufleitung 8 und der Rücklauf 6 eine Rücklaufleitung 9. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 umfasst weiterhin einen Schwalltopf 10, welcher in dem Kraftstofftank 3 angeordnet ist. Der Schwalltopf 10 schließt ein Topfvolumen 1 1 ein, das vom Tankvolumen 4 des Kraftstofftanks 3 getrennt ist. Die Saugseite der Kraftstoffpumpe 7 ist mit dem Topfvolumen 1 1 verbunden, der Rücklauf 6 der Saugseite ist der Kraftstoffpumpe 7 zugeordnet. An der Saugseite der Kraftstoffpumpe 7 in Strömungsrichtung des Kraftstoffs zwischen dem Topfvolumen 1 1 und der Kraftstoffpumpe 7 ist in dem Schwalltopf 10 ein Filtersieb 12 angeordnet. Im Vorlauf 5 ist zwischen der Kraftstoffpumpe 7 und der Brennkraftmaschine 2 ein Kraftstofffilter 13 angeordnet. Die weitere Ausgestaltung der Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 , insbesondere des Kraftstofftanks 3, kann den Figuren 2 bis 6 entnommen werden. Für eine Befüllung des Schwalltopfs 10 ist in diesem ein Versor- gungsventil 31 vorgesehen. Das Versorgungsventil 31 ist ein mechanisches Pilzventil.
Die Figuren 2 und 3 zeigen einen vergrößerten Ausschnitt des Kraftstofftanks 3 der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung 1. In dem Kraftstofftank 3, insbesondere in dem Schwalltopf 10, ist die Kraftstoffpumpe 7 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 7 hat eine Sauglei- tung 14, welche einerseits mit dem Pumpenraum der Kraftstoffpumpe 7 und andererseits mit dem Filtersieb 12 verbunden ist. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 umfasst ein Druckbegrenzungsventil 15 zur Regelung des Drucks in dem Vorlauf 5. Das Druckbegrenzungsventil 15 ist einerseits mit dem Vorlauf 5 und andererseits mit dem Rücklauf 6 verbunden. In den gezeigten Ausführungsformen ist das Druckbegrenzungsventil 15 mit der Vorlaufleitung 8 und der Rücklaufleitung 9 verbunden. Das Druckbegrenzungsventil 15 ist in der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ein federbelastetes Rückschlagventil. Weiterhin umfasst die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 ein Temperaturbegrenzungsventil 16. Das Temperaturbegrenzungsventil 16 ist in dem Rücklauf 6, insbesondere in der Rücklaufleitung 9, angeordnet. Das Temperaturbegrenzungsventil 16 ist bevorzugt als ein zwei Schaltzustände umfassendes Dreiwegeventil ausgeführt. Zur Ansteuerung weist das Temperaturbegrenzungsventil 16 beispielsweise ein mecha- nisch regelndes Bimetall auf. Das Temperaturbegrenzungsventil 16 verbindet den Rücklauf 6 in Abhängigkeit der Kraftstofftemperatur in dem Rücklauf 6 über einen Auslass 17 mit dem Topfvolumen 1 1 oder mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe 7. Das Temperaturbegrenzungsventil 16 ist in der Rücklaufleitung 9 in Strömungsrichtung des Kraftstoffs nach dem Druckbegrenzungsventil 15 angeordnet.
Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 . Bei dieser Ausführungsform ist die Rücklaufleitung 9 des Rücklaufs 6 mit dem Filtersieb 12 der Kraftstoffpumpe 7 verbunden. Die Rücklaufleitung 9 endet an dem beziehungsweise in dem Filtersieb 12. Das Temperaturbegrenzungsventil 16 verbindet in zumindest einem Schaltzustand den Rücklauf 6 mit dem Filtersieb 12.
Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 . Bei dieser Ausführungsform ist die Rücklaufleitung 9 mit der Saugleitung 14 der Kraftstoffpumpe 7 verbunden. Die Rücklaufleitung 9 endet an ihrer Mündung in die Saugleitung 14. Das Temperaturbe- grenzungsventil 16 verbindet in Abhängigkeit der Kraftstofftemperatur in dem Rücklauf 6 den Rücklauf 6 mit der Saugleitung 14 der Kraftstoffpumpe 7.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine Saugstrahlpumpe 18 einer in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung 1. Eine Saugstrahlpumpe 18 wird eingesetzt, um Kraftstoff aus dem Tankvolu- men 4 in den Schwalltopf 10 zu fördern. Die Saugstrahlpumpe 18 wird von einem Teilstrom des Vorlaufs 5 angetrieben. Zur Versorgung der Saugstrahlpumpe 18 mit dem auch Treibstrom genannten Teilstrom des Vorlaufs 5 umfasst die Saugstrahlpumpe 18 eine Speisleitung 19. Die Speisleitung 19 verbindet die Saugstrahlpumpe 18 mit der Vorlaufleitung 8. Der Treibstrom wird in der Saugstrahlpumpe 18 durch eine in Figur 6 dargestellte Düse 20 gepresst und dabei stark beschleunigt. Nach der Düse 20 passiert der Treibstrom ein Mischrohr 21 und gelangt dann in einen Diffusor 22. In dem Diffusor 22 expandiert der Treibstrom wieder und erzeugt so im Mischrohr 21 einen Unterdruck. Mit dem Mischrohr 21 ist ein Zulauf 23 verbunden. Durch den Unterdruck im Mischrohr 21 wird Kraftstoff aus dem Zulauf 23 durch das Mischrohr 21 und den Diffusor 22 gefördert. Der Zulauf 23 ist dem Boden 24 des Schwalltopfs 10 zugeordnet. In dem Boden 24 des Schwalltopfs 10 oder in der Nähe des Bodens 24 ist eine Durchbrechung 25 ein- gebracht, welche das Topfvolumen 1 1 mit dem Tankvolumen 4 verbindet. Bei einer im Boden 24 eingebrachten Durchbrechung 25 weist der Boden 24 des Schwalltopfs 10 einen Abstand 26 zu dem Grund 27 des Kraftstofftanks 3 auf. Der Durchbrechung 25 ist ein als Pilzventil ausgeführtes Rückschlagventil 28 zugeordnet. Für eine Befüllung des Schwalltopfs 10 bei abgeschalteter Kraftstoffpumpe 7 und/oder abgeschalteter Saugstrahlpumpe 18 ist in dem Schwalltopf 10 ein als Versorgungsventil 31 bezeichnetes, weiteres Rückschlagventil vorgesehen. Das Versorgungsventil 31 ist ein mechanisches Pilzventil.
Figur 4 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt des Kraftstofftanks 3 eine dritte Ausführungsform der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 . In dem Schwalltopf 10 des Kraft- stofftanks 3 ist eine Saugstrahlpumpe 18 angeordnet. Die Saugstrahlpumpe 18 ist über die Speisleitung 19 und ein in der Vorlaufleitung 8 angeordnetes Regelventil 29 mit dem Vorlauf 5 verbunden. Mittels des Regelventils 29 wird die Größe des Treibstroms eingestellt und somit die Leistung der Saugstrahlpumpe 18 beeinflusst. Die Saugstrahlpumpe 18 ist in dem Schwalltopf 10 horizontal ausgerichtet. Die Förderrichtung der Saugstrahlpumpe 18 ist parallel zum Boden 24 des Schwalltopfs 10 orientiert.
Figur 5 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt des Kraftstofftanks 3 eine vierte Ausführungsform der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung 1. Im Gegensatz zu der in Figur 4 gezeigten Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 ist bei dieser Ausführungsform die Saugstrahl- pumpe 18 in dem Schwalltopf 10 vertikal ausgerichtet. Die Förderrichtung der Saugstrahlpumpe 18 ist dabei senkrecht zum Boden 24 des Schwalltopfs 10 orientiert. Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform das Regelventil 29 in einem Gehäuse 30 der Kraftstoffpumpe 7 angeordnet. Figur 7 zeigt eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 zur Versorgung einer Brennkraftmaschine 2 und einer Heizeinrichtung 300, insbesondere einer Standheizung eines Kraftfahrzeugs, mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 3. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 umfasst zumindest den Kraftstofftank 3, welcher ein Tankvolumen 4 einschließt, und eine den Kraftstofftank 3 mit der Heizeinrichtung 300 verbindende Leitung 60, die eine im Kraftstofftank 3 angeordnete An- saugleitung 70 umfasst. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 umfasst weiterhin einen Sammelbehälter 80, welcher zur Aufnahme der Ansaugleitung 70 vorgesehen ist, wobei der Sammelbehälter 80 in einem Schwalltopf 10 des Kraftstofftanks 3 angeordnet ist. Für die Versorgung der Brennkraftmaschine 2 mit Kraftstoff ist in dem Schwalltopf 10 eine Kraftstoffpumpe 7 angeordnet, welche über einen Vorlauf 5 Kraftstoff zur Brennkraftmaschine 2 fördert. Über ei- nen Rücklauf 6 gelangt unverbrauchter Kraftstoff von der Brennkraftmaschine 2 zurück in den Kraftstofftank 3, insbesondere zur Saugseite der Kraftstoffpumpe 7 in den Schwalltopf 10. Der Schwalltopf 10 schließt ein Topfvolumen 1 1 ein. Das Topfvolumen 1 1 ist von dem Tankvolumen 4 getrennt. Um den Schwalltopf 10 bei einem Verbrauch von Kraftstoff aus dem Tankvolumen 4 wieder aufzufüllen, weist der Schwalltopf 10 zumindest eine Zulaufeinrichtung 31 auf. Die Zulaufeinrichtung 31 ist beispielsweise ein in der Begrenzungsfläche 150 des Schwalltopfs 10 an- geordnetes und als Pilzventil ausgeführtes Rückschlagventil. Der Sammelbehälter 80 weist eine Ventileinrichtung 160 auf. Diese Ventileinrichtung 160 ist als ein Rückschlagventil, vorzugsweise in der Bauart eines Pilzventils ausgeführt. Mittels der Ventileinrichtung 160 ist ein Sammelvolumen 170 des Sammelbehälters 80 mit dem Tankvolumen 4 des Kraftstofftanks 3 verbindbar. Die Ventileinrichtung 160 zur Verbindung des Sammelvolumens 170 mit dem Tankvo- lumen 4 ist im Schwerefeld auf derselben Höhe oder weiter oben angeordnet als die Zulaufeinrichtung 31 zur Verbindung des Topfvolumens 1 1 mit dem Tankvolumen 4. Das Sammelvolumen 170 des Sammelbehälters 80 ist ausschließlich der Heizeinrichtung 300 zugeordnet. Zur Förderung des Kraftstoffs aus dem Sammelbehälter 80 hat die Heizeinrichtung 300 eine Pumpeneinrichtung 180. Zur Erzeugung der erforderlichen Wärmeenergie umfasst die Heizeinrich- tung 300 weiterhin einen Verbrennungsapparat 190, in dem der Kraftstoff verbrannt wird. Der Sammelbehälter 80 hat an einer dem in Figur 2 gezeigten Boden 24 des Schwalltopfs 10 beziehungsweise an einer dem Grund 27 des Kraftstofftanks 3 abgewandten Seite eine insbesondere dauerhafte Öffnung 230. Figur 8 zeigt eine geschnittene und vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des in Figur 1 dargestellten Kraftstofftanks 3. Der Sammelbehälter 80 ist mit dem Boden 24 des Schwalltopfs 10 verbunden, wobei der Behälterboden 210 des Sammelbehälters 80 zumindest abschnittsweise konturbündig mit dem Boden 24 des Schwalltopfs 10 ausgeführt ist. In einer Durchbrechung des Behälterbodens 210 ist die Ventileinrichtung 160 angeordnet. Im Bereich der Ventilein- richtung 160 weist der Boden 24 beziehungsweise der Behälterboden 210 einen Abstand zu dem Grund 27 des Kraftstofftanks 3 auf. Dieser Abstand dient dazu, den Zufluss von Kraftstoff zur Ventileinrichtung 160 zu gewährleisten. Die im Sammelbehälter 80 angeordnete Ansaugleitung 70 hat eine Einlassöffnung 230. Diese Einlassöffnung 230 ist dem Behälterboden 210 zugeordnet, wobei der Abstand der Einlassöffnung 230 von dem Behälterboden 210 kleiner ist als der fünffache Durchmesser der Ansaugleitung 70.
Die Erfindung betrifft auch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 , deren Merkmale in der Beschreibung zu den Figuren 1 bis 6 und der Beschreibung zu den Figuren 7 und 8 in Kombination ausgebildet sind. Insbesondere aus den Figuren 1 und 7 wird deutlich, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 ohne Heizeinrichtung 300 gemäß den Figuren 1 bis 6 und mit einer Heizeinrichtung 300 gemäß den Figuren 7 und 8 ausgerüstet sein kann.
Das heißt, es wird eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 vorgeschlagen, die sowohl mindes- tens die technischen Merkmale des Patentanspruchs 1 und gegebenenfalls deren Unteransprüche 2 bis 10 als auch die mindestens technischen Merkmale des Patentanspruchs 1 1 und gegebenenfalls deren Unteransprüche 12 bis 20 umfasst.
Durch Kombination der technischen Merkmale der Patentansprüche 1 und 1 1 wird eine Kraft- Stoffversorgungseinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 ausgebildet, die einen Kraftstofftank 3 mit einem Tankvolumen 4, und die einen Vorlauf 5 zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 3 zu der Brennkraftmaschine 2, und die einen Rücklauf 6 zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine 2 zu dem Kraftstofftank 3, und die eine Kraftstoffpumpe 7, welche in dem Vorlauf 5 angeordnet ist, und die im Inneren des Kraftstofftanks 3 eine Vorlaufleitung 8 des Vorlaufs 5 und/oder eine Rücklaufleitung 9 des Rücklaufs 6, und die einen in dem Kraftstofftank 3 angeordneten Schwalltopf 10 umfasst, dessen Topfvolumen 1 1 vom Tankvolumen 4 des Kraftstofftanks 3 getrennt ist, wobei der Schwalltopf 10 mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe 7 verbunden ist. Ferner ist in Kombination mit den soeben genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 zur Versorgung der Brennkraftmaschine 2 und der Heizeinrichtung 300, insbesondere einer Standheizung eines Kraftfahrzeugs, eine den Kraftstofftank 3 mit der Heizeinrichtung 300 verbindende Leitung 60, die eine im Kraftstofftank 3 angeordnete Ansaugleitung 70 umfasst, und einen Sammelbehälter 80, welcher zur Aufnahme der Ansauglei- tung 70 vorgesehen ist, wobei der Sammelbehälter 80 in dem Schwalltopf 10 des Kraftstofftanks 3 angeordnet ist, wobei der Sammelbehälter 80 eine Ventileinrichtung 160 aufweist, welche zur Verbindung eines Sammelvolumens 170 des Sammelbehälters 80 mit dem Tankvolumen 4 des Kraftstofftanks 3 eingerichtet ist. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 zur Versorgung der Brennkraftmaschine 2 und der Heizeinrichtung 300 umfasst ferner eine Saugstrahlpumpe 18 und/oder ein Rückschlagventil 28, welche in dem Kraftstofftank 3 angeordnet sind und zum Füllen des Schwalltopfs 10 das Tankvolumen 4 mit dem Topfvolumen 1 1 verbinden, wobei die Saugstrahlpumpe 18 zur Versorgung mit einem Treibstrom über eine Speisleitung 19 mit dem Vorlauf 5 und/oder dem Rücklauf 6 verbunden ist, wobei die Speisleitung 19 mittels eines in Abhängigkeit des Volumenstromver- hältnisses zwischen Vorlauf 5 und Rücklauf 6 steuerbaren Regelventils 29 mit dem Vorlauf 5 und/oder dem Rücklauf 6 verbunden ist und/oder die Saugstrahlpumpe 18 mit ihrer Förderrichtung parallel zur Vertikalen, insbesondere zu der vertikalen Fahrzeugachse, orientiert ist.
Die in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 10 und 12 bis 20 gelehrten technischen Merkmale mit den erläuterten Vorteilen schließen sich entsprechend an die durch Kombination der Patentansprüche 1 und 1 1 dargestellte Lehre zum Aufbau einer Kraftstoffversorgungseinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 mit einer Heizeinrichtung 300 an.
Bezugszeichenliste
1 Kraftstoffversorgungseinrichtung
2 Brennkraftmaschine
3 Kraftstofftank
4 Tankvolumen
5 Vorlauf
6 Rücklauf
7 Kraftstoffpumpe
8 Vorlaufleitung
9 Rücklaufleitung
10 Schwalltopf
1 1 Topfvolumen
12 Filtersieb
13 Kraftstofffilter
14 Saugleitung
15 Druckbegrenzungsventil
16 Temperaturbegrenzungsventil
17 Auslass
18 Saugstrahlpumpe
19 Speisleitung
20 Düse
21 Mischrohr
22 Diffusor
23 Zulauf
24 Boden
25 Durchbrechung
26 Abstand
27 Grund
28 Rückschlagventil
29 Regelventil
30 Gehäuse der Kraftstoffpumpe
31 Zulaufeinrichtung/Versorgungsventil
60 Leitung
70 Ansaugleitung
80 Sammelbehälter 150 Begrenzungsfläche
160 Ventileinrichtung
170 Sammelvolumen
180 Pumpeneinrichtung
190 Verbrennungsapparat 210 Behälterboden
230 Öffnung/Einlassöffnung
300 Heizeinrichtung

Claims

Patentansprüche
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) für eine Brennkraftmaschine (2), insbesondere eines Fahrzeugs, umfassend einen Kraftstofftank (3) mit einem Tankvolumen (4), einen Vorlauf
(5) zur Leitung des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank (3) zu der Brennkraftmaschine (2), einen Rücklauf (6) zur Leitung von unverbrauchtem Kraftstoff von der Brennkraftmaschine (2) zu dem Kraftstofftank (3), eine Kraftstoffpumpe (7), welche in dem Vorlauf (5) angeordnet ist, im Inneren des Kraftstofftanks (3) eine Vorlaufleitung (8) des Vorlaufs (5) und/oder eine Rücklaufleitung (9) des Rücklaufs (6), einen in dem Kraftstofftank (3) angeordneten Schwalltopf (10), dessen Topfvolumen (1 1 ) vom Tankvolumen (4) des Kraftstofftanks (3) getrennt ist, wobei der Schwalltopf (10) mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) eine Saugstrahlpumpe (18) und/oder ein Rückschlagventil (28) umfasst, welche in dem Kraftstofftank (3) angeordnet sind und zum Füllen des Schwalltopfs (10) das Tankvolumen (4) mit dem Topfvolumen (1 1 ) verbinden, wobei die Saugstrahlpumpe (18) zur Versorgung mit einem Treibstrom über eine Speisleitung (19) mit dem Vorlauf (5) und/oder dem Rücklauf
(6) verbunden ist, wobei die Speisleitung (19) mittels eines in Abhängigkeit des Volumenstromverhältnisses zwischen Vorlauf (5) und Rücklauf (6) steuerbaren Regelventils (29) mit dem Vorlauf (5) und/oder dem Rücklauf (6) verbunden ist und/oder die Saugstrahlpumpe (18) mit ihrer Förderrichtung parallel zur Vertikalen, insbesondere zu der vertikalen Fahrzeugachse, orientiert ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (18) in dem Schwalltopf (10), insbesondere am Boden (24) des Schwalltopfs (10), angeordnet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (28) in dem Boden (24) des Schwalltopfs (10) und/oder in der Saugstrahlpumpe (18) angeordnet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf (6) der Saugseite der Kraftstoffpumpe (7) zugeordnet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf (6), insbesondere die Rücklaufleitung (9), nahe am Einlass der Kraftstoffpumpe (7) in den Schwalltopf (10) mündet und/oder mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe (7) verbunden ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (7) eine Saugleitung (14) umfasst, welche einerseits mit dem Pumpenraum der Kraftstoffpumpe (7) und andererseits mit einem in dem Schwalltopf (10) angeordneten Filtersieb (12) verbunden ist, wobei der Rücklauf (6), insbesondere die Rücklaufleitung (9), mit dem Filtersieb (12) der Kraftstoffpumpe (7) und/oder mit der Saugleitung (14) der Kraftstoffpumpe (7) verbunden ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) ein Druckbegrenzungsventil (15) zur Regelung des Drucks in dem Vorlauf (5) umfasst, welches einerseits mit dem Vorlauf (5) und andererseits mit dem Rücklauf (6), insbesondere mit der Vorlaufleitung (8) und/oder mit der Rücklaufleitung (9), verbunden ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) ein Temperaturbegrenzungsventil (16) umfasst, welches in dem Rücklauf (6), insbesondere in der Rücklaufleitung (9), angeordnet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturbegrenzungsventil (16) den Rücklauf (6), insbesondere die Rücklaufleitung (9), in Abhängigkeit der Temperatur des Kraftstoffs in dem Rücklauf (6) mit dem Tankvolumen (4) und/oder dem Topfvolumen (1 1 ) und/oder der Saugseite der Kraftstoffpumpe (7) verbindet.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturbegrenzungsventil (16) im Rücklauf (6) in Strömungsrichtung des Kraftstoffs nach dem Druckbegrenzungsventil (15) angeordnet ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) zur Versorgung einer Brennkraftmaschine (2) und einer Heizeinrichtung (300), insbesondere einer Standheizung eines Kraftfahrzeugs, mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (3), umfassend den Kraftstofftank (3), der ein Tankvolumen (4) einschließt, eine den Kraftstofftank (3) mit der Heizeinrichtung (300) verbindende Leitung (60), die eine im Kraftstofftank (3) angeordnete Ansaugleitung (70) umfasst, und einen Sammelbehälter (80), welcher zur Aufnahme der Ansaugleitung (70) vorgesehen ist, wobei der Sammelbehälter (80) in einem Schwalltopf (10) des Kraftstofftanks (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (80) eine Ventileinrichtung (160) aufweist, welche zur Verbindung eines Sammelvolumens (170) des Sammelbehälters (80) mit dem Tankvolumen (4) des Kraftstofftanks (3) eingerichtet ist.
12. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (80) ausschließlich der Heizeinrichtung (300) zugeordnet ist.
13. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach den Ansprüchen 1 1 oder 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Schwalltopf (10) in dem Kraftstofftank (3) angeordnet ist und ein Topfvolumen (1 1 ) des Schwalltopfs (10) vom Tankvolumen (4) des Kraftstofftanks (3) getrennt ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (80) mit einem Boden (24) des Schwalltopfs (10) verbunden ist.
15. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälterboden (210) des Sammelbehälters (80) zumindest abschnittsweise konturbündig mit dem Boden (24) des Schwalltopfs (10) ausgeführt ist.
16. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach den Ansprüchen 1 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (80) das Sammelvolumen (170) einschließt, welches von dem Topfvolumen (1 1 ) des Schwalltopfs (10) und/oder von dem Tankvolumen (4) des Kraftstofftanks (3) getrennt ist.
17. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (80) an einer dem Boden (24) des Schwalltopfs (10) und/oder an einer einem Grund (27) des Kraftstofftanks (3) abgewandten Seite eine insbesondere dauerhafte Öffnung (230) aufweist.
18. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach den Ansprüchen 1 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelvolumen (170) über eine Öffnung (230) mit dem Topfvolumen (1 1 ) des Schwalltopfs (10) und/oder dem Tankvolumen (4) des Kraftstofftanks (3) verbunden ist. Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (80) über mindestens zwei Drittel der Höhe des Schwalltopfs (10) erstreckt ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung (1 ) nach den Ansprüchen 1 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Sammelvolumens (170) mit dem Tankvolumen (4) im Schwerefeld auf derselben Höhe oder weiter oben angeordnet ist als die Verbindung des Topfvolumens (1 1 ) mit dem Tankvolumen (4).
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