WO2001055582A1 - Kraftstoffversorgungssystem für brennkraftmaschinen mit verbesserter befüllung der kraftstoffleitung - Google Patents

Kraftstoffversorgungssystem für brennkraftmaschinen mit verbesserter befüllung der kraftstoffleitung Download PDF

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WO2001055582A1
WO2001055582A1 PCT/DE2001/000312 DE0100312W WO0155582A1 WO 2001055582 A1 WO2001055582 A1 WO 2001055582A1 DE 0100312 W DE0100312 W DE 0100312W WO 0155582 A1 WO0155582 A1 WO 0155582A1
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WO
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fuel
filling
supply system
line
fuel supply
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Application number
PCT/DE2001/000312
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schueler
Thomas Droege
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2001055582A1 publication Critical patent/WO2001055582A1/de

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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

Definitions

  • the invention is based on one
  • Fuel supply system for internal combustion engines with a fuel tank and a baffle arranged therein and means for filling the baffle with fuel from the fuel tank and with a fuel line hydraulically connecting the baffle to the internal combustion engine.
  • the swirl pot has the task of ensuring that the fuel line which is in the
  • the fuel supply system sticks out as long as possible and does not draw in air. This is particularly important when the tank is almost empty and / or when the motor vehicle is exposed to high lateral accelerations, so that the content of the fuel tank is pushed aside. This effect is achieved in that the swirl pot has a relatively small footprint and a height corresponding approximately to the overall height of the fuel tank, so that for
  • Fuel volume is conveyed into the swirl pot by one or more fuel pumps, which draw in at the low point or the low points of the fuel tank.
  • it is customary to provide an electric fuel pump in the swirl pot which drives one or more jet pumps arranged at the low point (s) of the fuel tank, the jet pumps delivering fuel into the swirl pot. This arrangement avoids having to provide an electric fuel pump at every low point in the fuel tank, which would be expensive and prone to failure.
  • the fuel is supplied via a fuel line which is in . a fuel supply system.
  • the fuel is fed through a fuel feed pump that is directly coupled to the internal combustion engine.
  • the delivery rate of the fuel delivery pump is very low.
  • the fuel delivery pump does not draw fuel from the fuel supply system or only to a small extent, which has a disadvantageous effect on the starting behavior of the internal combustion engine.
  • starter and starter battery are heavily loaded. This operating behavior is particularly problematic when the fuel tank has been run empty, when the motor vehicle is initially filled with fuel in the manufacturer's plant or at low outside temperatures when the performance of the starter battery is reduced.
  • the invention has for its object to provide a fuel supply system for internal combustion engines, which improves the starting behavior of the internal combustion engine even under unfavorable circumstances and thus to relieve the starter battery and of the starter.
  • a fuel supply system for internal combustion engines with a fuel tank and one arranged therein
  • Baffle with means for filling the baffle with fuel from the fuel tank and with a fuel line hydraulically connecting the baffle to the internal combustion engine, the means for filling the baffle at least temporarily delivering fuel into the fuel line.
  • This measure ensures that the supply to the internal combustion engine does not only depend on the delivery rate of the fuel delivery pump of the internal combustion engine, but also, in particular when the internal combustion engine is started, that the means for filling the swirl pot are also used to deliver fuel into the fuel line. This ensures that fuel reaches the internal combustion engine through the fuel line within a very short time and that its starting behavior is thus improved.
  • the fact that essentially existing means of the fuel supply system are used means that the costs for this measure are very low, which is particularly important for large-series vehicles.
  • a connecting line is provided between the means for filling the baffle and the fuel line, so that the fuel quantity fed by the means for filling the baffle is fed into the
  • Fuel line can take place regardless of location and thus an adaptation to the structural conditions is possible.
  • a pressure-maintaining valve is present between the means for filling the swirl pot and the fuel line, so that the working pressure of the jet pumps is always guaranteed. This also ensures that the swirl pot is always filled with fuel from the fuel tank.
  • the pressure control valve at least partially prevents the fuel line from running dry during idle times of the internal combustion engine.
  • a throttle is present between the means for filling the swirl pot and the fuel line, so that a defined distribution of the fuel flow delivered by the fuel pump to the jet pumps and the fuel line is made possible.
  • a throttle and a check valve are provided between the means for filling the swirl pot and the fuel line, so that, on the one hand, a defined distribution of the fuel flow conveyed by the fuel pump is possible and prevents the fuel line from running dry during idle times of the internal combustion engine becomes.
  • a 3/2-way valve is present between the means for filling the baffle and the fuel line, that the directional valve connects the means for filling the baffle with the fuel line in its first switching position and that the third / 2-way valve in its second switching position connects the means for filling the baffle with the jet pump or pumps, see above that, if necessary, the entire delivery capacity of the fuel pump is available for filling the fuel line, which brings about a further improvement in the starting behavior of the internal combustion engine.
  • the total funding is
  • Fuel pump can also be used to fill the baffle.
  • a 3/3 directional control valve is present between the means for filling the surge chamber and the fuel line, and that the 3/3 directional control valve connects the means for filling the surge chamber with the fuel line in its first switching position. that the 3/3 directional control valve connects the means for filling the baffle with the fuel line and the jet pump or pumps in its second switching position and that the 3/3 directional control valve connects the means for filling the baffle with the jet pump or pumps in its third switching position ,
  • the rapid filling is the
  • the 2/3-way valve or the 3/3-way valve is spring-loaded into its first switching position and that the 2/3-way valve or the 3/3-way valve is against a spring force using Fuel is moved from the means for filling the surge pot into the second and, if necessary, third switching position.
  • This arrangement ensures that after each shutdown of the internal combustion engine and thus also the fuel pump in the fuel supply system, the 2/3 way valve or the 3/3-way valve is brought into its first switching position so that the fuel line is filled immediately when the fuel pump begins to deliver.
  • the fuel pumped by the fuel pump actuates the directional control valves, depending on the pressure level of the fuel pumped by the fuel pump, the spring force and a possible throttle, they reach the second and possibly the third switching position after a certain time. This ensures that the jet pumps are driven by the fuel pump a short time after the start of fuel delivery and thus the surge pot is also filled.
  • the fill level of the swirl pot is kept at least at the fill level of the tank independently of the means for filling the swirl pot, so that the fuel line and the fuel pump never suck in air and, on the other hand, continuous operation of the fuel pump can be avoided.
  • the fuel pump can be designed for a shorter service life, which contributes to saving costs and reducing the need for drive energy for the fuel pump.
  • the means for filling the baffle include an electric fuel pump, so that the means for filling the baffle are inexpensive and can be controlled easily.
  • the fuel pump drives at least one jet pump arranged in the installation position in the vicinity of the low point (s) of the fuel tank and that the jet pump or the jet pumps fuel into the swirl pot promote so that all the fuel in the fuel tank is easily conveyed into the baffle.
  • the fuel line has a check valve, so that the fuel line is prevented from running dry while the internal combustion engine is at a standstill.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a fuel supply system according to the invention with a pressure holding valve
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a fuel supply system according to the invention with a throttle
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a fuel supply system according to the invention with a throttle and a check valve
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of a fuel supply system according to the invention with a 3/3-way valve in a first switching position
  • Fig. 5 shows the embodiment of FIG. 4 in a second switch position
  • FIG. 6 shows the exemplary embodiment according to FIG. 4 in a third switching position
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a fuel supply system according to the invention with a pressure maintaining valve in a schematic representation.
  • a fuel tank 1 the upper half of which is not shown in FIG. 1, has two low points 3 in the installed position.
  • a surge pot 5 is arranged in the fuel tank 1 and is open at the top.
  • the internal combustion engine not shown, or the fuel feed pump belonging to it, delivers fuel from the surge pot 5 to the internal combustion engine through a fuel line 7 projecting into the surge pot 5.
  • a first check valve 9 is provided at its end.
  • the swirl pot 5 has the task of ensuring, even with a low fuel level in the fuel tank 1, that fuel and not air is drawn in through the fuel line 7 as long as possible.
  • the surge pot 5 has a very large amount compared to the base of the tank 1 smaller footprint, and its wall has approximately the height of the fuel tank 1. This makes it possible to achieve a high level in the swirl pot 5 with a small amount of fuel and thus to ensure that the fuel line 7 draws fuel as long as possible.
  • the baffle 5 is filled with means for filling the baffle. These means essentially consist of a fuel pump 11 and one each
  • Jet pump 13 in each low point 3 of the fuel tank 1.
  • One of the jet pumps 13 feeds fuel into the baffle 5 in the lower region thereof and has a second check valve 15, which prevents fuel from flowing back into the tank 1 from the baffle 5.
  • the surge pot 5 is filled via the check valve 15, as a result of which the fill level in the surge pot 5 is at least approximated to that in fuel 1.
  • the other jet pump 13 delivers over the upper edge of the surge pot 5 into the latter, so that no check valve is required.
  • a fuel return 17 opens into the fuel tank 1 and discharges excess fuel into the fuel 1.
  • the fuel pump 11 draws fuel from the swirl pot 5 via a prefilter 19 and conveys it via supply lines 21 to the jet pumps 13 and via a connecting line 23 into the fuel line 7.
  • an overflow valve 25 is provided, which is dimensioned such that it only opens when the required working pressure of the jet pumps 13 has been reached.
  • the first check valve 9 in the fuel line 7 also prevents the fuel from the connection line 23 from getting back into the swirl pot 5. This arrangement ensures that the fuel line 7 is filled with fuel within a very short time and thus enables the internal combustion engine to be started.
  • Embodiment shown in a diagram The pressure difference is plotted in bar on the abscissa 27, while the ordinate 29 indicates the flow rate in liters per hour.
  • the characteristic curve of the first exemplary embodiment is provided with the marking 31. The result of this is that the overflow valve 25 opens only when a pressure difference of 0.3 bar is reached, and the flow, beginning at zero, increases linearly with increasing pressure difference.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a fuel supply system according to the invention, which has a throttle 33 in the connecting line 23 instead of a pressure holding valve.
  • 7 shows the characteristic curves 35 and 37 for two different throttle cross sections. It follows from this that even with a very small pressure difference, fuel is already conveyed into the connecting line 27, so that the fuel line 7 is filled more quickly. Under unfavorable circumstances, the pressure which arises on the pressure side of the fuel pump 11 may be too low to ensure the function of the jet pumps 13.
  • a throttle 33 combined with a third check valve 39. 7 shows the characteristic curve 41 of the check valve 39. It can be seen from this illustration that when a certain pressure difference, here about 0.16 bar, is reached, the third check valve 39 opens and the flow increases very sharply with an increasing pressure difference.
  • the combination of the characteristic curves of the third check valve 39 and the throttle 33 is shown in FIG. 7 as a characteristic curve 43. From this characteristic curve it follows that in this exemplary embodiment a certain pressure difference is built up before fuel is delivered from the feed pump 11 into the fuel line 7.
  • the third check valve 39 also ensures that when the internal combustion engine is at a standstill, no fuel flows back from the fuel line 7 into the surge pot 5 via the connecting line 23. This ensures that the fuel line 7 cannot run empty when the internal combustion engine is at a standstill. This also contributes to the improved starting behavior of the internal combustion engine.
  • characteristic curves 31, 35, 37, 41 and 43 from FIG. 7 are only exemplary for a specific combination of fuel pump 11, connecting line 23, overflow valve 25, throttle 33 and / or check valve 39.
  • the quantitative course of the characteristics mentioned can be varied within wide limits; however, the qualitative course of the characteristic curves is retained.
  • the fuel line 7 has a fuel filter 45 and a fuel feed pump 47.
  • the control of the by The fuel pump 11 of fuel delivered from the surge pot 5 is carried out by a 3/3-way valve 49, which is shown in a first switching position.
  • the 3/3-way valve 49 has a first connection 51, which connects the fuel pump 11 to the 3/3-way valve 49.
  • a second connection of the 3/3-way valve 49 is connected to the connecting line 23, while the third connection is connected to the supply line 21.
  • the 3/3-way valve has a piston 53.
  • This piston 53 has a connecting bore with throttle 55, which connects a first space 57 of the 3/3-way valve 49 with a second space 59.
  • a spring 63 is arranged in a third space 61, which always brings the 3/3 directional control valve into the first switching position shown in FIG. 4 when the fuel pump 11 is out of operation.
  • the fuel pump 11 As soon as the fuel pump 11 is put into operation, it pumps into the first space 57 of the 3/3 directional control valve. Since the connecting line 23 is in this switching position in connection with the first space 57, the fuel pump 11 feeds into the fuel line 7. A part of the flow of the fuel pump 11 passes through the connecting bore with throttle 55 in the piston 53 into the second space 59 and leads to it that the piston 53 moves against the force of the spring 63 in the direction of the spring 63.
  • the fourth embodiment is shown in a second switching position.
  • the piston 53 is positioned such that the space 57 is hydraulically connected to both the connecting line 23 and the supply line 21.
  • both the fuel line 7 and the jet pumps 13 are supplied with fuel by the fuel pump 11.
  • 6 shows the third switching position of the 3/3 directional control valve 49. In this switching position, the fuel pump 11 delivers exclusively into the supply line 21 and not into the connecting line 23. This means that the entire delivery flow of the power flow pump 11 benefits the jet pumps 13.
  • a throttle 65 can be provided in the connecting line 23, which leads to the fuel flow in the connecting line 23 being reduced and thus a larger part of the fuel flow conveyed by the fuel pump 11 flowing through the connecting bore 55 into the second space 59.

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Abstract

Es wird ein Kraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen mit einem Krafstofftank (1) und einem darin angeordneten Schwalltopf (5), mit einer Kraftstoffpumpe (11), die über je eine Versorgungsleitung (21) eine oder mehrere Strahlpumpen (13) antreibt, die ihrerseits den Schwalltopf (5) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (1) füllen. Ausserdem ist eine, den Schwalltopf (5) mit der Brennkraftmaschine hydraulisch verbindenden, Kraftstoffleitung (7) vorhanden. Beim Start der Brennkraftmaschine fördert die Kraftstoffupmpe (11) Kraftstoff in die Kraftstoffleitung (7), so dass das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert wird.

Description

Kraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen mit verbesserter Befüllung der Kraftstoffleitung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem
Kraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen mit einem Kraftstofftank und einem darin angeordneten Schwalltopf und Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank und mit einer den Schwalltopf mit der Brennkraftmaschine hydraulisch verbindenden Kraftstoffleitung .
Derartige Kraftstoffversorgungssysteme sind bekannt. Der Schwalltopf hat die Aufgabe, sicherzustellen, dass die Kraftstoffleitung, welche in das
Kraftstoffversorgungssystem ragt, so lange wie möglich Kraftstoff und nicht Luft ansaugt. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Tank nahezu leer ist, und/oder, wenn das Kraftfahrzeug hohen Querbeschleunigungen ausgesetzt ist, so dass der Inhalt des Kraftstofftanks an die Seite gedrückt wird. Erreicht wird dieser Effekt dadurch, dass der Schwalltopf eine verhältnismäßig kleine Grundfläche und eine in etwa der Bauhöhe des Kraftstofftanks entsprechende Höhe hat, so dass zum
Befüllen des Schwalltopfs nur ein verhältnismäßig kleines Kraftstoffvolumen erforderlich ist. Dieses Kraftstoffvolumen wird durch eine oder mehrere Kraftstoffpumpen, die an dem oder den Tiefpunkten des Kraftstofftanks ansaugen, in den Schwalltopf gefördert. Um Kosten zu sparen, ist es üblich, im Schwalltopf eine elektrische Kraftstoffpumpe vorzusehen, die eine oder mehrere an dem oder den Tiefpunkten des Kraftstofftanks angeordnete Strahlpumpen antreibt, wobei die Strahlpumpen Kraftstoff in den Schwalltopf befördern. Durch diese Anordnung wird vermieden, in jedem Tiefpunkt des Kraftstofftanks eine elektrische Kraftstoffpumpe vorsehen zu müssen, was teuer und störanfällig wäre.
Bei vielen Brennkraftmaschinen erfolgt die Kraftstoffversorgung über eine Kraftstoffleitung, die in . einem Kraftstoffversorgungssystem ansaugt. Dabei erfolgt die Kraftstoffförderung durch eine direkt mit der Brennkraftmaschine gekoppelte Kraftstoffförderpumpe . Dies bedeutet, dass bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die Förderleistung der Kraftstoffförderpumpe nur sehr gering ist. In Folge dessen saugt die Kraftstoffförderpumpe nicht oder nur in geringem Umfang Kraftstoff aus dem Kraftstoffversorgungssystem, was sich nachteilig auf das Startverhalten der Brennkraftmaschine auswirkt. Außerdem werden Anlasser und Starterbatterie stark belastet. Besonders problematisch ist dieses Betriebsverhalten, wenn der Kraftstofftank leergefahren wurde, bei der ersten Befüllung des Kraftfahrzeugs mit Kraftstoff im Herstellerwerk oder bei niedrigen Außentemperaturen, wenn die Leistungsfähigkeit der Starterbatterie reduziert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen bereitzustellen, welches das Startverhalten der Brennkraftmaschine auch unter ungünstigen Umständen verbessert und somit zur Entlastung der Starterbatterie und des Anlassers beiträgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen mit einem Kraftstofftank und einem darin angeordneten
Schwalltopf, mit Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank und mit einer den Schwalltopf mit der Brennkraftmaschine hydraulisch verbindenden Kraftstoffleitung, wobei die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs mindestens zeitweise Kraftstoff in die Kraftstoffleitung fördern.
Vorteile der Erfindung
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Versorgung der Brennkraftmaschine nicht ausschließlich von der Förderleistung der Kraftstoffförderpumpe der Brennkraftmaschine abhängt sondern zusätzlich, insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine, die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs auch dazu herangezogen werden, Kraftstoff in die Kraftstoffleitung zu fördern. Dadurch wird sichergestellt, dass innerhalb kürzester Zeit Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung zur Brennkraftmaschine gelangt und somit deren Startverhalten verbessert wird. Dadurch, dass im Wesentlichen auf bereits vorhandene Mittel des Kraftstoffversorgungssystems zurückgegriffen wird, sind die Kosten für diese Maßnahme sehr gering, was insbesondere bei Großserienfahrzeugen von Bedeutung ist.
In Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs und der Kraftstoffleitung eine Verbindungsleitung vorhanden ist, so dass das Einspeisen der von den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs geförderten Kraftstoffmenge in die
Kraftstoffleitung ortsunabhängig erfolgen kann und somit eine Anpassung an die baulichen Gegebenheiten möglich ist.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs und der Kraftstoffleitung ein Druckhalteventil vorhanden ist, so dass der Arbeitsdruck der Strahlpumpen stets gewährleistet ist. Damit ist auch die Befüllung des Schwalltopfs mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zu jeder Zeit gewährleistet. Außerdem verhindert das Druckhalteventil mindestens teilweise das Leerlaufen der Kraftstoffleitung während der Stillstandszeiten der Brennkraftmaschine.
In Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs und der Kraftstoffleitung eine Drossel vorhanden ist, so dass eine definierte Verteilung des von der Kraftstoffpumpe geförderten KraftstoffStroms auf die Strahlpumpen und die Kraftstoffleitung ermöglicht wird.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs und der Kraftstoffleitung eine Drossel und ein Rückschlagventil vorhanden, so dass einerseits eine definierte Aufteilung des von der Kraftstoffpumpe geförderten KraftstoffStroms möglich ist und ein Leerlaufen der Kraftstoffleitung während der Stillstandszeiten der Brennkraftmaschine verhindert wird.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs und der Kraftstoffleitung ein 3/2 -Wegeventil vorhanden ist, dass das Wegeventil in seiner ersten Schaltstellung die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs mit der Kraftstoffleitung verbindet und dass das 3/2-Wegeventil in seiner zweiten Schaltstellung die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs mit der oder den Strahlpumpen verbindet, so dass im Bedarfsfall die gesamte Förderleistung der Kraftstoffpumpe zum Befüllen der Kraftstoffleitung zur Verfügung steht, was eine weitere Verbesserung des Startverhaltens der Brennkraftmaschine mit sich bringt. Andererseits ist die gesamte Förderleistung der
Kraftstoffpumpe auch für die Befüllung des Schwalltopfs nutzbar .
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs und der Kraftstoffleitung ein 3/3 -Wegeventil vorhanden ist, dass das 3/3-Wegeventil in seiner ersten Schaltstellung die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs mit der Kraftstoffleitung verbindet, dass das 3/3 -Wegeventil in seiner zweiten Schaltstellung die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs mit der Kraftstoffleitung und der oder den Strahlpumpen verbindet und dass das 3/3 -Wegeventil in seiner dritten Schaltstellung die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs mit der oder den Strahlpumpen verbindet. Bei dieser Ausführungsform ist die rasche Befüllung der
Kraftstoffleitung durch die Kraftstoffpumpe sichergestellt; andererseits werden bereits mit Erreichen der zweiten Schaltstellung auch die Strahlpumpen im Kraftstofftank angetrieben, so dass ein Absinken des Kraftstoffniveaus im Schwalltopf verhindert wird.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass das 2/3 -Wegeventil oder das 3/3 -Wegeventil federbelastet in seine erste Schaltstellung gebracht wird und dass das 2/3- Wegeventil oder das 3/3 -Wegeventil gegen eine Federkraft unter Verwendung von Kraftstoff aus den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs in die zweite und gegebenenfalls dritte Schaltstellung bewegt wird. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass nach jedem Stillstand der Brennkraftmaschine und damit auch der Kraftstoffpumpe im Kraftstoffversorgungssystem, das 2/3 -Wegeventil oder das 3/3-Wegeventil in seine erste Schaltstellung gebracht wird, so dass mit dem Förderbeginn der Kraftstoffpumpe sofort die Kraftstoffleitung gefüllt wird. Dadurch, dass der von der Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoff die Wegeventile betätigt, erreichen diese, abhängig vom Druckniveau des von der Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffs, der Federkraft und einer eventuell vorhandenen Drossel, nach einer bestimmten Zeit die zweite und gegebenenfalls die dritte Schaltstellung. Damit ist sichergestellt, dass die Strahlpumpen kurze Zeit nach Beginn der Kraftstoffförderung durch die Kraftstoffpumpe angetrieben werden und somit auch der Schwalltopf gefüllt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Füllstand des Schwalltopfs unabhängig von den Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs mindestens auf dem Füllstand des Tanks zu halten, so dass die Kraftstoffleitung und die Kraftstoffpumpe nie Luft ansaugen und andererseits ein Dauerbetrieb der Kraftstoffpumpe vermeidbar wird. Dadurch kann die Kraftstoffpumpe auf eine geringere Lebensdauer ausgelegt werden, was zur Kosteneinsparung und zur Verringerung des Bedarfs an Antriebsenergie für die Kraftstoffpumpe beiträgt.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs eine elektrische Kraftstoffpumpe umfassen, so dass die Mittel zum Befüllen des Schwalltopfs kostengünstig sind und einfach ansteuerbar sind.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kraftstoffpumpe mindestens eine in der Nähe des oder der Tiefpunkte des Kraftstofftanks in Einbaulage angeordnete Strahlpumpe antreibt und dass die Strahlpumpe oder die Strahlpumpen Kraftstoff in den Schwalltopf fördern, so dass der gesamte im Kraftstofftank befindliche Kraftstoff auf einfache Weise in den Schwalltopf gefördert wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Kraftstoffleitung ein Rückschlagventil auf, so dass ein Leerlaufen der Kraftstoffleitung während des Stillstands der Brennkraftmaschine vermieden wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems mit Druckhalteventil;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen KraftstoffVersorgungssystems mit einer Drossel;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen KraftstoffVersorgungssystems mit einer Drossel und einem Rückschlagventil;
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen KraftstoffVersorgungssystems mit einem 3/3-Wegeventil in einer ersten SchaltStellung;
Fig. 5 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 in einer zweiten Schaltstellung;
Fig. 6 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 in einer dritten Schaltstellung; und
Fig. 7 die Kennlinien der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 3.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei den in den nachfolgenden Figuren übereinstimmenden Bauteilen werden die gleichen Nummern vergeben, und es gilt das anhand einer Figur Erläuterte für die anderen Figuren entsprechend.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems mit einem Druckhalteventil in schematischer Darstellung. Ein Kraftstofftank 1, dessen obere Hälfte in Fig. 1 nicht dargestellt ist, weist in Einbaulage zwei Tiefpunkte 3 auf. In dem Kraftstofftank 1 ist ein Schwalltopf 5 angeordnet, der oben offen ist.
Die nicht dargestellte Brennkraftmaschine bzw. die zu ihr gehörige Kraftstoffförderpumpe fördert durch eine in den Schwalltopf 5 ragende Kraftstoffleitung 7 Kraftstoff aus dem Schwalltopf 5 zur Brennkraftmaschine. Um ein Leerlaufen der Kraftstoffleitung 7 zu vermeiden, ist an deren Ende ein erstes Rückschlagventil 9 vorgesehen.
Der Schwalltopf 5 hat die Aufgabe, auch bei einem niedrigen Kraftstoffpegel im Kraftstofftank 1 sicherzustellen, dass durch die Kraftstoffleitung 7 so lange wie möglich Kraftstoff und nicht Luft angesaugt wird. Der Schwalltopf 5 hat gegenüber der Grundfläche des Tanks 1 eine sehr viel kleinere Grundfläche, und seine Wandung hat in etwa die Höhe des Kraftstofftanks 1. Dadurch ist es möglich, mit einer geringen Kraftstoffmenge einen hohen Füllstand im Schwalltopf 5 zu erreichen und somit sicherzustellen, dass die Kraftstoffleitung 7 so lange wie möglich Kraftstoff ansaugt .
Die Befüllung des Schwalltopfs 5 erfolgt mit Mitteln zum Befüllen des Schwalltopfs. Diese Mittel bestehen im Wesentlichen aus einer Kraftstoffpumpe 11 und je einer
Strahlpumpe 13 in jedem Tiefpunkt 3 des Kraftstofftanks 1. Eine der Strahlpumpen 13 speist im unteren Bereich des Schwalltopfs 5 Kraftstoff in diesen ein und weist ein zweites Rückschlagventil 15 auf, welches verhindert, dass Kraftstoff aus dem Schwalltopf 5 in den Tank 1 zurückfließen kann. Bei ausgeschalteter Kraftstoffpumpe 11 erfolgt die Befüllung des Schwalltopfes 5 über das Rückschlagventil 15, wodurch der Füllstand im Schwalltopf 5 mindestens dem im Kraftstoff ank 1 angenähert wird. Die andere Strahlpumpe 13 fördert über den oberen Rand des Schwalltopfs 5 in diesen, so dass kein Rückschlagventil erforderlich ist.
In den Kraftstofftank 1 mündet ein Kraftstoffrücklauf 17, der überschüssigen Kraftstoff in den Kraftstoff ank 1 abführt. Die Kraftstoffpumpe 11 saugt über einen Vorfilter 19 Kraftstoff aus dem Schwalltopf 5 an und fördert ihn über Versorgungsleitungen 21 zu den Strahlpumpen 13 und über eine Verbindungsleitung 23 in die Kraftstoffleitung 7. Um den für die Strahlpumpen 13 erforderlichen Druck zu gewährleisten, ist in der Verbindungsleitung 23 ein Überströmventil 25 vorgesehen, welches so bemessen ist, dass es erst öffnet, wenn der erforderliche Arbeitsdruck der Strahlpumpen 13 erreicht wurde. Sobald das Überströmventil 25 geöffnet ist, wird ein Teil des von der Kraftstoffpumpe 11 geförderten Kraftstoffs über die Verbindungsleitung 23 in die Kraftstoffleitung 7 gefördert. Das erste Rückschlagventil 9 in der Kraftstoffleitung 7 verhindert auch, dass der Kraftstoff aus der Verbindungsleitung 23 wieder in den Schwalltopf 5 gelangt. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass innerhalb kürzester Zeit die Kraftstoffleitung 7 mit Kraftstoff gefüllt und somit ein Starten der Brennkraftmaschine ermöglicht wird.
In Fig. 7 ist die Kennlinie dieses erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels in einem Diagramm dargestellt. Auf der Abszisse 27 ist die Druckdifferenz in bar aufgetragen, während die Ordinate 29 die Durchflussmenge in Litern pro Stunde angibt. Die Kennlinie des ersten Ausführungsbeispiels ist mit der Markierung 31 versehen. Daraus ergibt sich, dass erst mit Erreichen einer Druckdifferenz von 0,3 bar das Überströmventil 25 öffnet und der Durchfluss, beginnend bei Null, mit zunehmender Druckdifferenz linear ansteigt.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems dargestellt, das anstelle eines Druckhalteventils eine Drossel 33 in der Verbindungsleitung 23 aufweist. Daraus ergibt sich eine gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel geänderte Kennlinie. In Fig. 7 sind für zwei unterschiedliche Drosselquerschnitte die Kennlinien 35 und 37 eingetragen. Daraus ergibt sich, dass auch bei einer sehr geringen Druckdifferenz schon eine Förderung von Kraftstoff in die Verbindungsleitung 27 stattfindet, so dass das Befüllen der Kraftstoffleitung 7 rascher erfolgt. Unter ungünstigen Umständen kann der Druck, welcher sich auf der Druckseite der Kraftstoffpumpe 11 einstellt, zu gering sein, um die Funktion der Strahlpumpen 13 zu gewährleisten.
Um dieses zu verhindern, wurde in einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 eine Drossel 33 mit einem dritten Rückschlagventil 39 kombiniert. In Fig. 7 ist die Kennlinie 41 des Rückschlagventils 39 dargestellt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass mit Erreichen einer gewissen Druckdifferenz, hier etwa 0,16 bar, das dritte Rückschlagventil 39 öffnet und mit zunehmender Druckdifferenz der Durchfluss sehr stark ansteigt. Die Kombination der Kennlinien des dritten Rückschlagventils 39 und der Drossel 33 ist in Fig. 7 als Kennlinie 43 dargestellt. Aus dieser Kennlinie ergibt sich, dass bei diesem Ausführungsbeispiel erst eine gewisse Druckdifferenz aufgebaut wird, bevor eine Förderung von Kraftstoff aus der Förderpumpe 11 in die Kraftstoffleitung 7 stattfindet. Dies verbessert die Arbeitsbedingungen für die Strahlpumpen 13, und außerdem ist durch das dritte Rückschlagventil 39 gewährleistet, dass beim Stillstand der Brennkraftmaschine kein Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 7 über die Verbindungsleitung 23 in den Schwalltopf 5 zurückfließt. Somit ist gewährleistet, dass die Kraftstoffleitung 7 beim Stillstand der Brennkraftmaschine nicht leerlaufen kann. Auch dies trägt zum verbesserten Startverhalten der Brennkraftmaschine bei .
Es versteht sich von selbst, dass die Kennlinien 31, 35, 37, 41 und 43 aus Fig. 7 nur exemplarisch für eine konkrete Kombination von Kraftstoffpumpe 11, Verbindungsleitung 23, Überströmventil 25, Drossel 33 und/oder Rückschlagventil 39 gültig sind. Durch Änderungen einzelner oder mehrerer der genannten Bauteile kann der quantitative Verlauf der genannten Kennlinien in weiten Grenzen variiert werden; der qualitative Verlauf der Kennlinien bleibt jedoch erhalten.
In den Fig. 4, 5 und 6 ist ein viertes Ausführungsbeispiel in verschiedenen Betriebszuständen dargestellt. Die Kraftstoffleitung 7 weist einen Kraftstofffilter 45 und eine Kraftstoffförderpumpe 47 auf. Die Steuerung des von der Kraftstoffpumpe 11 aus dem Schwalltopf 5 geförderten Kraftstoffs erfolgt durch ein 3/3 -Wegeventil 49, welches in einer ersten Schaltstellung dargestellt ist. Das 3/3- Wegeventil 49 weist einen ersten Anschluss 51 auf, der die Kraftstoffpumpe 11 mit dem 3/3 -Wegeventil 49 verbindet. Ein zweiter Anschluss des 3/3-Wegeventils 49 ist mit der Verbindungsleitung 23 verbunden, während der dritte Anschluss mit der Versorgungsleitung 21 verbunden ist.
Das 3/3-Wegeventil weist einen Kolben 53 auf. Dieser Kolben 53 hat eine Verbindungsbohrung mit Drossel 55, welche einen ersten Raum 57 des 3/3 -Wegeventils 49 mit einem zweiten Raum 59 verbindet. In einem dritten Raum 61 ist eine Feder 63 angeordnet, welche das 3/3 -Wegeventil stets in die in Fig. 4 gezeigte erste Schaltstellung bringt, wenn die Kraftstoffpumpe 11 außer Betrieb ist.
Sobald die Kraftstoffpumpe 11 in Betrieb genommen wird, fördert sie in den ersten Raum 57 des 3/3 -Wegeventils . Da die Verbindungsleitung 23 in dieser Schaltstellung mit dem ersten Raum 57 in Verbindung steht, fördert die Kraftstoffpumpe 11 in die Kraftstoffleitung 7. Ein Teil des Förderstroms der Kraftstoffpumpe 11 gelangt durch die Verbindungsbohrung mit Drossel 55 im Kolben 53 in den zweiten Raum 59 und führt dazu, dass sich der Kolben 53 entgegen der Kraft der Feder 63 in Richtung der Feder 63 bewegt .
In Fig. 5 ist das vierte Ausführungsbeispiel in einer zweiten Schaltstellung dargestellt. Der Kolben 53 ist so positioniert, dass der Raum 57 sowohl mit der Verbindungsleitung 23 als auch der Versorgungsleitung 21 hydraulisch in Verbindung steht. In dieser Stellung werden sowohl die Kraftstoffleitung 7 als auch die Strahlpumpen 13 von der Kraftstoffpumpe 11 mit Kraftstoff versorgt. In Fig. 6 ist die dritte Schaltstellung des 3/3 -Wegeventils 49 dargestellt. In dieser Schaltstellung fördert die Kraftstoffpumpe 11 ausschließlich in die Versorgungsleitung 21 und nicht in die Verbindungsleitung 23. Das heißt: der gesamte Förderstrom der Kraftstrompumpe 11 kommt den Strahlpumpen 13 zugute.
Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel wird die
Kraftstoffleitung 7 schnellstmöglich gefüllt und zugleich die Strahlpumpen 13 so bald wie möglich angetrieben. Im
Ergebnis führt dies zu einem sehr guten Startverhalten der nicht dargestellten Brennkraftmaschine, und es ist möglich, Kraftstoffpumpe 11 klein zu dimensionieren, da sie im Dauerbetrieb ausschließlich die Strahlpumpen 13 zu versorgen hat. Optional kann in der Verbindungsleitung 23 eine Drossel 65 vorgesehen sein, die dazu führt, dass der Kraftstoffstrom in der Verbindungsleitung 23 verringert wird und somit ein größerer Teil des von der Kraftstoffpumpe 11 geförderten KraftstoffStroms durch die Verbindungsbohrung 55 in den zweiten Raum 59 strömt.
Dadurch wird die Geschwindigkeit, mit der sich der Kolben 53 von der ersten in die dritte Schaltstellung bewegt, erhöht .
Alle in der Zeichnung, der Beschreibung und den
Patentansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen mit einem Kraftstofftank (1) und einem darin angeordneten Schwalltopf (5), mit Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (1) und mit einer, den Schwalltopf (5) mit der Brennkraftmaschine hydraulisch verbindenden,
Kraftstoffleitung (7) , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mindestens zeitweise Kraftstoff in die Kraftstoffleitung (7) fördern.
2. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) und der Kraftstoffleitung (7) eine Verbindungsleitung (23) vorhanden ist.
3. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) und der Kraftstoffleitung (7) ein Überströmventil (25) vorhanden ist.
4 . Kraf tstof fversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den Mitteln ( 11 , 13 , 21 ) zum Befüllen des Schwalltopfs ( 5 ) und der Kraf tstof f leitung ( 7 ) eine Drossel
( 33 ) vorhanden ist .
5. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) und der Kraftstoffleitung (7) eine Drossel (33) und ein Rückschlagventil (39) vorhanden sind.
6. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) und der Kraftstoffleitung (7) ein 3/2-Wegeventil vorhanden ist, dass das 3/2 -Wegeventil in seiner ersten Schaltstellung die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs () mit der Kraftstoffleitung (7) verbindet, dass das 3/2- Wegeventil in seiner zweiten Schaltstellung die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mit der oder den Strahlpumpen (13) verbindet.
7. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) und der Kraftstoffleitung (7) ein 3/3 -Wegeventil (49) vorhanden ist, dass das 3/3 -Wegeventil (49) in seiner ersten Schaltstellung die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mit der Kraftstoffleitung (7) verbindet, dass das 3/3 -Wegeventil (49) in seiner zweiten
Schaltstellung die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mit der Kraftstoffleitung (7) und der oder den Strahlpumpen (13) verbindet, und dass das 3/3- Wegeventil (49) in seiner dritten Schaltstellung die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mit der oder den Strahlpumpen (13) verbindet.
8. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das 2/3- oder das 3/3- Wegeventil .(49) federbelastet in seine erste Schaltstellung gebracht wird, und dass das 2/3- oder das 3/3 -Wegeventil (49) gegen eine Federkraft mit Kraftstoff aus den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) als
Arbeitsmedium in die zweite und gegf. dritte Schaltstellung bewegt wird.
9. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand des Schwalltopfs (5) unabhängig von den Mitteln (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) mindestens auf dem Füllstand des Kraftstofftanks (1) gehalten wird.
10. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (11, 13, 21) zum Befüllen des Schwalltopfs (5) eine elektrische Kraftstoffpumpe (11) umfassen.
11. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (11) mindestens eine, in der Nähe des oder der Tiefpunkte (3) des Kraftstofftanks (1) in Einbaulage angeordnete Strahlpumpe (13) antreibt, und dass die Strahlpumpe (13) oder die Strahlpumpen (13) Kraftstoff in den Schwalltopf (5) fördern .
12. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffleitung (7) ein Rückschlagventil (9) aufweist.
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