WO2014206632A1 - Kraftstoff- fördersystem mit teildruckentlastungsventil an treibleitung einer saugstrahlpumpe - Google Patents

Kraftstoff- fördersystem mit teildruckentlastungsventil an treibleitung einer saugstrahlpumpe Download PDF

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WO2014206632A1
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pressure
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fuel delivery
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Martin Beyer
Hans-Peter Braun
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M37/50—Filters arranged in or on fuel tanks

Definitions

  • a fuel delivery system may be disposed in a fuel tank of a motor vehicle and may be used to supply an internal combustion engine with fuel.
  • the fuel delivery system may include a fuel filter to the fuel of unwanted particles before being fed to the
  • the fuel in the fuel tank and in particular in the fuel filter can outgas.
  • Re-commissioning can lead to higher pressure build-up times in the fuel filter, since first the gases must be compressed and liquefied.
  • fuel filters can be used in the
  • a fuel delivery system includes a fuel filter that cleans or filters a fuel delivered from a storage pot to an internal combustion engine. Furthermore, the fuel delivery system has a
  • Suction jet pump for filling the storage tank with fuel from a fuel tank.
  • the fuel filter is hydraulically connected via a tether with the suction jet pump.
  • a first pressure valve is provided, which automatically in the direction of
  • Suction jet pump opens when a pressure in the fuel filter a first
  • the idea of the invention is based on integrating a pressure valve with a defined opening pressure into a feed of the ejector pump.
  • the opening pressure is between a vapor pressure of the fuel and the system pressure. That is, the opening pressure of the first pressure valve may be selected at the pressure limit for outgassing of the fuel.
  • a subsystem pressure is applied to the fuel filter.
  • Polyoxymethylene can also be used at higher system pressures while driving without sacrificing the life of the fuel filter.
  • the higher system pressures while driving can thereby be compensated be that in the Abstellfall the fuel filter is kept at a lower pressure than while driving. In this way, the
  • the overflow of the fuel can be used to feed the ejector. That is, the first pressure valve may, during operation of the internal combustion engine or of the fuel delivery system, conveyed by a fuel pump to the storage pot and not required by the internal combustion engine fuel quantity as
  • the fuel delivery system may for example be used in a fuel tank of a motor vehicle.
  • the motor vehicle may, for example, a motor vehicle with an internal combustion engine, such as a
  • the motor vehicle may have an electric drive and be designed as a hybrid vehicle.
  • the fuel delivery system one provided in a fuel tank
  • Storage cup or reservoir can be arranged.
  • the storage pot is arranged as close as possible to the bottom of the fuel tank.
  • Fuel filter can be provided in the fuel tank and in particular in the storage pot an electric fuel pump (EKP) optionally with a pre-filter and a suction jet pump.
  • EKP electric fuel pump
  • the fuel filter can be designed as a fine filter or lifetime filter.
  • the fuel filter is executed, the fuel from the fuel tank or from the storage pot to the engine or to
  • the fuel filter and in particular the filter housing can be designed to be used at a system pressure of 7 to 8 bar.
  • the fuel can be pumped from the fuel tank into the interior of the storage pot via a suction line of the suction jet pump.
  • the fuel can be pumped out of the storage pot by a fuel pump, in particular an electric fuel pump, to the filter and then through a supply line to an injection system of the internal combustion engine.
  • the suction jet pump can be arranged on the storage pot and designed as a horizontal or vertical suction jet pump.
  • Suction line delivered At the connection point between the suction line and the haulage line, a constriction is provided after which the cross section in the suction line increases again.
  • the pressure in the intake manifold decreases, so that fuel from the fuel tank is sucked through the intake manifold into the storage pot.
  • Fuel filter, a clean supply of the suction jet pump can be ensured.
  • the direct supply of the suction jet pump from the fuel filter, the life of the electric fuel pump can be increased. Furthermore, by providing the first pressure valve on the tether line of the
  • the first pressure valve can also be used as a partial pressure relief valve
  • Pressure relief valve or pressure relief valve are called. The first
  • Pressure valve is arranged on or in the treble line.
  • the first pressure valve has a defined opening pressure. That is, the pressure valve opens only when a predetermined first pressure threshold is exceeded. The first pressure valve opens when the first one is exceeded
  • Threshold automatically, that is without the need for a
  • the first pressure valve limits the maximum pressure prevailing in the fuel filter in the shutdown case of the fuel delivery system.
  • the first pressure valve may have a seal and a spring.
  • the opening pressure or the first threshold value can be determined, for example, via the spring constant.
  • the first threshold value lies between a vapor pressure of the fuel at a shutdown temperature of the fuel delivery system or the motor vehicle and a system pressure.
  • the vapor pressure of the fuel can correspond to a pressure limit of the outgassing of the fuel. In this case, this vapor pressure can both from the
  • the shutdown temperature can be between 0 ° C and 60 ° C, for example.
  • the first threshold is selected such that the first pressure valve opens at the highest possible shutdown temperature in the fuel filter of, for example, 60 ° C and at a fuel having the highest vapor pressure, only when the subsystem pressure in the fuel filter is high enough To prevent outgassing.
  • the first is N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoeth
  • Threshold between 1, 5 bar and 4 bar.
  • the first threshold is 2.5 bar.
  • the fuel delivery system further comprises a control unit and a fuel pump for delivering fuel from the storage pot to the fuel filter.
  • the control unit is designed to control the fuel pump in such a way that a supply to the ejector pump is switched off by operating the fuel pump at a pressure which is less than the first threshold value of the first one
  • Brokerage "on” and "off”. This can be done by appropriate control of the fuel pump, which can be designed as an electric fuel pump. In this way, a lower power consumption of the fuel delivery system can be realized.
  • the fuel delivery system at sufficiently high tank level in the fuel tank and at normal operating parameters of the injection system or the internal combustion engine are operated at a pressure below the first threshold pressure. In this case, the first pressure valve does not open. As a result, a smaller flow rate of the fuel pump is sufficient to operate the fuel delivery system.
  • the fuel delivery system further comprises a flow line, which is arranged between the fuel filter and the internal combustion engine. At or in the flow line, a second pressure valve is provided which opens to the fuel tank when a pressure in the flow line exceeds a second threshold. The second threshold is greater than the first threshold.
  • the flow line can also be referred to as a pressure line.
  • the second pressure valve may be similar to the first pressure valve, for example as
  • the opening pressure of the second pressure valve is higher than the first pressure valve, since the temperatures for
  • the second pressure valve opens in the direction of the fuel tank and leaves, for example, excess subsidized fuel from the flow line back into the fuel tank or in the
  • the second threshold value is between 5 bar and 7.5 bar.
  • the second threshold is 7.5 bar.
  • a first check valve is provided between the fuel pump and the fuel filter, which opens in the direction of the fuel filter.
  • the first check valve may also be referred to as a "check valve.”
  • the first check valve is arranged on or in a line between the fuel pump and the fuel filter.
  • the third threshold or the opening pressure of the first check valve may be substantially lower than the first and second threshold values.
  • the third threshold may be between 1 mbar and 2.5 bar.
  • the third threshold may, for example, correspond to a static pressure of the fuel column above the first check valve.
  • the first check valve may prevent leakage of the fuel in an accident and upside down vehicle.
  • a second is between the internal combustion engine and the fuel filter on the flow line
  • the second check valve which opens in the direction of the internal combustion engine.
  • the second check valve may be similar or identical to the first check valve and performs a similar or identical task.
  • the first and second check valves may prevent undesired backflow of the fuel.
  • Pressure valve disposed above the fuel filter when the fuel delivery system is installed in a fuel tank of a motor vehicle.
  • the treble line may branch off in an upper region of the fuel filter and in particular on a cover of the fuel filter.
  • a method of manufacturing a fuel delivery system as described above comprises the following steps: providing a fuel filter in one
  • Fuel tank for cleaning fuel which is from a storage pot to a
  • Fuel tank hydraulically connecting the suction jet pump to the
  • Fuel filter via a haulage line Arranging a first pressure valve on the hauling line; and designing the first pressure valve such that this in Direction of the suction jet pump opens when a fuel filter side pressure exceeds a first threshold.
  • Fig. 1 shows a schematic structure of a fuel delivery system
  • Fig. 2 shows vapor pressure curves of various fuels
  • Fuel tank 1 1 arranged.
  • the storage pot 5 is arranged as close to the bottom of the fuel tank 1 1 and accumulates fuel 9, to ensure a supply of the engine 7 with fuel 9 even when cornering and thereby caused slosh movements of the fuel 9 in the fuel tank 1.
  • the fuel delivery system 1 has a fuel filter 3, a fuel pump 29 and a suction jet pump 15.
  • the fuel pump 29 delivers fuel 9 from the storage cup 5 to the internal combustion engine 7.
  • the fuel 9 passes on the way to the internal combustion engine 7, the fuel filter 3 and is cleaned of unwanted particles.
  • the fuel 9 can be conveyed in the direction of the engine 7 via a flow line 13.
  • the supply line 13 extends through a tank flange 33 to an injection system 31, which supplies the fuel 9 of the internal combustion engine 7.
  • the suction jet pump 15 is shown schematically in Fig. 1 laterally on the storage pot 5.
  • the suction jet pump 15 at the lowest point, that is, for example, at the bottom of the storage pot 5 run.
  • Suction jet pump 15 ensures that the storage cup 5 remains filled regardless of the level in the fuel tank 1 1 with 9 fuel.
  • Suction jet pump 15 is driven via a drive line 17 with fuel 9.
  • the fuel 9 passes directly from the fuel filter 3 in the Treb effet 17 and is guided via a throttle element, such as a nozzle in a connected to the reservoir cup 5 suction line.
  • the jet emerging from the nozzle in the suction line tears fuel 9 from the suction line, so that the
  • the pressure in the fuel delivery system 1 decreases. In known fuel delivery systems, this can lead to the system in the system and in particular Fuel filter outgassing located fuel filter. Outgassing of the fuel 9 leads in turn to delayed start times, since the gas must first be compressed before starting. On the other hand, if the fuel filter is kept at the operating system pressure of 7.5 bar, for example, in the case of a shutdown, premature wear of the fuel filter can occur.
  • a first pressure valve 19 is provided on the treble line 17, which automatically in the direction of
  • Suction jet pump 15 opens when the pressure in the fuel filter 3 exceeds a first threshold. That is, at an output of the fuel filter 3 is a designed as a partial pressure valve first pressure valve 19 is provided. The opening pressure of the first pressure valve 19 is between the relevant vapor pressure of the fuel 9 at the boundary to the outgassing and
  • an overflow amount that is, one of the fuel pump 29 and funded by the
  • the fuel delivery system 1 may include a control unit 27, which is operatively and electrically connected to the fuel pump 29, and can control these.
  • a control unit 27 which is operatively and electrically connected to the fuel pump 29, and can control these.
  • the supply of the suction jet pump 15 via the tethering line 17 "on and off" are.
  • This can be done, for example, by the fuel pump 29 being operated at a low power or at a lower pressure, so that the first threshold value is not exceeded and the first pressure valve 19 remains closed.
  • the power consumption of the fuel delivery system 1 can be further reduced in this operating state. For example, this can be done with a sufficiently high tank level and normal operating parameters of the
  • Injection system 31 or internal combustion engine 7 may be useful.
  • a second pressure valve 21 may be provided on the flow line 13, which opens to the fuel tank 1 1 when a pressure in the flow line 13 exceeds a second threshold.
  • the second threshold is between 5 bar and 7.5 bar and is greater than the first threshold, which is, for example, between 1.5 bar and 4 bar.
  • the second pressure valve 21 has a higher opening pressure, as the temperatures in the direction of
  • a first check valve 23 may further be provided, which opens in the direction of the fuel filter 3. Furthermore, between the internal combustion engine 7 and the
  • Fuel filter 3 may be provided on the flow line 13, a second check valve 25 which opens in the direction of the internal combustion engine 7.
  • the first check valve 23 and the second check valve 25 can prevent unwanted backflow of the fuel 9.
  • vapor pressure curves of various fuels are shown in a diagram.
  • a temperature in ° C is plotted on the x-axis.
  • a vapor pressure in kPa is plotted.
  • Different fuels may have different vapor pressure profiles as a function of the temperature. For example, a fuel at a temperature of 60 ° C have a vapor pressure of about 220 kPa and 2.2 bar.
  • Another fuel may have a vapor pressure of 50 kPa or 0.5 bar at the same temperature. The individual vapor pressures can be taken into account when choosing the first threshold value.

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Abstract

Es wird ein Kraftstoff-Fördersystem (1) und ein entsprechendes Herstellungsverfahren für ein Kraftstoff-Fördersystem (1) vorgestellt. Das Kraftstoff-Fördersystem (1) weist einen Kraftstofffilter (3) auf, der einen aus einem Speichertopf (5) zu einer Brennkraftmaschine (7) geförderten Kraftstoff (9) reinigt. Ferner weist das Kraftstoff-Fördersystem (1 ) eine Saugstrahlpumpe (15) zum Befüllen des Speichertopfs (5) mit Kraftstoff (9) aus einem Kraftstofftank (11) auf. Eine Treibleitung (17) verbindet die Saugstrahlpumpe (15) mit dem Kraftstofffilter (3). Dabei ist an der Treibleitung (17) ein erstes Druckventil (19) vorgesehen, das in Richtung der Saugstrahlpumpe (15) öffnet, wenn ein Kraftstofffilter-seitiger Druck einen ersten Schwellenwert übersteigt.

Description

Beschreibung
Kraftstoff- Fördersystem mit Teildruckentlastungsventil an Treibleitung einer Saugstrahlpumpe
Stand der Technik
Ein Kraftstoff- Fördersystem kann in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden und der Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff dienen. Dabei kann das Kraftstoff- Fördersystem einen Kraftstofffilter aufweisen, um den Kraftstoff von unterwünschten Partikeln vor der Zuführung zur
Brennkraftmaschine zu reinigen.
Beim Abstellen bzw. im Abstellfall des Kraftfahrzeugs kann der Kraftstoff im Kraftstofftank und insbesondere im Kraftstofffilter ausgasen. Bei einer
Wiederinbetriebnahme kann dies zu höheren Druckaufbauzeiten im Kraftstofffilter führen, da zunächst die Gase komprimiert und verflüssigt werden müssen.
Um die Bildung von Dampfblasen zu vermeiden können Kraftstofffilter im
Abstellfall unter Druck, insbesondere unter Systemdruck gehalten werden. Dies führt jedoch zu einer über die Lebensdauer höheren Beanspruchung der
Kraftstofffilter.
Offenbarung der Erfindung
Es kann daher ein Bedarf an einem verbesserten Kraftstoff- Fördersystem und einem entsprechenden Herstellungsverfahren für ein Kraftstoff- Fördersystem bestehen, die insbesondere eine geringere Beanspruchung des Kraftstofffilters über die Lebensdauer ermöglichen. Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer
Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoff-Fördersystem vorgestellt. Das Kraftstoff-Fördersystem weist einen Kraftstofffilter auf, der einen aus einem Speichertopf zu einer Brennkraftmaschine geförderten Kraftstoff reinigt bzw. filtert. Ferner weist das Kraftstoff-Fördersystem eine
Saugstrahlpumpe (SSP) zum Befüllen des Speichertopfs mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank auf. Der Kraftstofffilter ist dabei über eine Treibleitung mit der Saugstrahlpumpe hydraulisch verbunden. An der Treibleitung ist ein erstes Druckventil vorgesehen ist, welches automatisch in Richtung der
Saugstrahlpumpe öffnet, wenn ein Druck im Kraftstofffilter einen ersten
Schwellenwert übersteigt.
Anders ausgedrückt basiert die Idee der Erfindung darauf, ein Druckventil mit einem definierten Öffnungsdruck in eine Speisung der Saugstrahlpumpe zu integrieren. Der Öffnungsdruck liegt dabei zwischen einem Dampfdruck des Kraftstoffs und dem Systemdruck. Das heißt, der Öffnungsdruck des ersten Druckventils kann an der Druckgrenze zur Ausgasung des Kraftstoffs gewählt sein. Hierbei liegt also im Abstellfall des Kraftfahrzeugs ein Teilsystemdruck am Kraftstofffilter an.
Hierdurch kann vorteilhaft die Druckbelastung und damit auch der Verschleiß des Kraftstofffilters bzw. des Filtergehäuses im Abstellfall des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Gleichzeitig kann ein Ausgasen des Kraftstoffs und damit unnötig verzögerte Widerstartzeiten der Brennkraftmaschine verhindert werden.
Ferner können dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kraftstoff- Fördersystems kostengünstige Filtergehäuse, beispielsweise aus
Polyoxymethylen (POM), auch bei höheren Systemdrücken während der Fahrt ohne Einbußen der Lebensdauer des Kraftstofffilters verwendet werden. Die höheren Systemdrücke während der Fahrt können dabei dadurch ausgeglichen werden, dass im Abstellfall der Kraftstofffilter auf einem geringeren Druck gehalten wird als während der Fahrt. Auf diese Weise steigt die
Gesamtbelastung des Kraftstofffilters über seine Lebensdauer nicht gegenüber bekannten Kraftstoff-Fördersystemen.
Durch die Anordnung des ersten Druckventils in der Treibleitung, die den Kraftstofffilter mit der Saugstrahlpumpe verbindet, kann die Überströmmenge des Kraftstoffs zur Speisung der Saugstrahlpumpe verwendet werden. Das heißt, das erste Druckventil kann bei Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftstoff- Fördersystems eine von einer Kraftstoffpumpe zum Speichertopf geförderte und von der Brennkraftmaschine nicht benötigte Kraftstoffmenge als
Überströmmenge in die Treibleitung durchlassen. Auf diese Weise kann die Überströmmenge zur Speisung der Saugstrahlpumpe verwendet werden. Dies ermöglicht wiederrum einen höheren Wirkungsgrad des Kraftstoff- Fördersystems im Vergleich zu bisherigen Lösungen, bei denen die Überströmmenge frei abgeströmt, d.h. z.B. dem Kraftstofftank wieder zugeführt wurde.
Das Kraftstoff-Fördersystem kann beispielsweise in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel einem
Verbrennungsmotor, sein. Ferner kann das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb aufweisen und als Hybridfahrzeug ausgeführt sein. Dabei kann das Kraftstoff-Fördersystem einen in einem im Kraftstofftank vorgesehenen
Speichertopf bzw. Reservoir angeordnet sein. Der Speichertopf ist dabei möglichst nah am Boden des Kraftstofftanks angeordnet. Neben dem
Kraftstofffilter können im Kraftstofftank und insbesondere im Speichertopf eine Elektrokraftstoffpumpe (EKP) gegebenenfalls mit einem Vorfilter und eine Saugstrahlpumpe vorgesehen sein. Der Kraftstofffilter kann als Feinfilter bzw. Lebensdauerfilter ausgeführt sein.
Dabei ist der Kraftstofffilter ausgeführt, den Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank bzw. aus dem Speichertopf zur Brennkraftmaschine bzw. zum
Verbrennungsmotor geleitet wird, von unerwünschten Partikeln zu reinigen. Der Kraftstofffilter und insbesondere das Filtergehäuse kann ausgeführt sein, bei einem Systemdruck von 7 bis 8 bar eingesetzt zu werden. Der Kraftstoff kann zum Beispiel über eine Saugleitung der Saugstrahlpumpe aus dem Kraftstofftank ins Innere des Speichertopfs gepumpt werden. Aus dem Speichertopf kann der Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe, insbesondere eine Elektrokraftstoffpumpe zum Filter und anschließend durch eine Vorlaufleitung zu einem Einspritzsystem der Brennkraftmaschine gepumpt werden.
Die Saugstrahlpumpe kann am Speichertopf angeordnet und als liegende oder stehende Saugstrahlpumpe ausgeführt sein. Durch die Treibleitung der
Saugstrahlpumpe wird Kraftstoff direkt aus dem Kraftstofffilter an eine
Saugleitung geliefert. An der Verbindungsstelle zwischen Saug- und Treibleitung ist eine Verengung vorgesehen, nach der sich der Querschnitt in der Saugleitung wieder vergrößert. Durch die Vergrößerung des Querschnitts sinkt der Druck im Saugrohr, so dass Kraftstoff aus dem Kraftstofftank durch das Saugrohr in den Speichertopf gesaugt wird.
Durch die Versorgung der Saugstrahlpumpe mit Kraftstoff direkt aus dem
Kraftstofffilter kann eine saubere Speisung der Saugstrahlpumpe gewährleistet werden. Durch die direkte Speisung der Saugstrahlpumpe aus dem Kraftstofffilter kann die Lebensdauer der Elektrokraftstoffpumpe erhöht werden. Ferner kann durch das Vorsehen des ersten Druckventils an der Treibleitung der
Saugstrahlpumpe wie weiter unter erläutert die Saugstrahlpumpe„an- , und „ausgeschaltet" werden.
Das erste Druckventil kann auch als Teildruckentlastungsventil,
Druckbegrenzungsventil oder Überdruckventil bezeichnet werden. Das erste
Druckventil ist an bzw. in der Treibleitung angeordnet. Dabei weist das erste Druckventil einen definierten Öffnungsdruck auf. Das heißt, das Druckventil öffnet lediglich, wenn ein vorgegebener erster Druck-Schwellenwert überschritten ist. Dabei öffnet das erste Druckventil bei Überschreiten des ersten
Schwellenwerts automatisch, das heißt ohne die Notwendigkeit einer
Ansteuerung. Insbesondere begrenzt das erste Druckventil den im Abstellfall des Kraftstoff-Fördersystems maximal im Kraftstofffilter herrschenden Druck.
Beispielsweise kann das erste Druckventil eine Dichtung und eine Feder aufweisen. Mittels der Feder kann zum Beispiel über die Federkonstante der Öffnungsdruck bzw. der erste Schwellenwert festgelegt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der erste Schwellenwert zwischen einem Dampfdruck des Kraftstoffs bei einer Abstelltemperatur des Kraftstoff-Fördersystems bzw. des Kraftfahrzeugs und einem Systemdruck. Der Dampfdruck des Kraftstoffs kann dabei einer Druckgrenze der Ausgasung des Kraftstoffs entsprechen. Dabei kann dieser Dampfdruck sowohl von der
Temperatur als auch von der Art des Kraftstoffs abhängen. Die Abstelltemperatur kann dabei zum Beispiel zwischen 0°C und 60°C liegen.
Bei der Wahl des ersten Schwellenwerts bzw. des Öffnungsdrucks des ersten Druckventils kann zum Beispiel ein Worst Case berücksichtigt werden. Das heißt, dass der erste Schwellenwert, so gewählt wird, dass das erste Druckventil bei der höchstmöglichen Abstelltemperatur im Kraftstofffilter von beispielsweise 60°C und bei einem Kraftstoff mit dem höchsten Dampfdruck, erst öffnet, wenn der Teilsystemdruck im Kraftstofffilter hoch genug ist, um ein Ausgasen zu verhindern.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der erste
Schwellenwert zwischen 1 ,5 bar und 4 bar. Vorzugsweise ist der erste
Schwellenwert größer als 2,2 bar. Insbesondere liegt der erste Schwellenwert bei 2,5 bar.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kraftstoff- Fördersystem ferner eine Steuereinheit und eine Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Speichertopf zum Kraftstofffilter auf. Die Steuereinheit ist ausgeführt, die Kraftstoffpumpe derart anzusteuern, dass eine Speisung der Saugstrahlpumpe abgeschaltet wird, indem die Kraftstoffpumpe mit einem Druck betrieben wird, der kleiner ist als der erste Schwellenwert des ersten
Druckventils.
Anders ausgedrückt, kann die Speisung der Saugstrahlpumpe, das heißt die Versorgung der Saugstrahlpumpe mit dem Treibmittel Kraftstoff über die
Treibleitung„an-" und„ausgeschalten" werden. Dies kann durch entsprechende Ansteuerung der Kraftstoffpumpe, die als Elektrokraftstoffpumpe ausgeführt sein kann, geschehen. Auf diese Weise kann eine geringere Leistungsaufnahme des Kraftstoff-Fördersystem realisiert werden. Beispielsweise kann das Kraftstoff- Fördersystem bei ausreichend hohem Tankfüllstand im Kraftstofftank und bei normalen Betriebsparametern des Einspritzsystems bzw. des Verbrennungsmotors bei einem unter dem ersten Schwellenwert liegenden Druck betrieben werden. In diesem Fall öffnet das erste Druckventil nicht. Hierdurch ist eine geringere Fördermenge der Kraftstoffpumpe ausreichend um das Kraftstoff- Fördersystem zu betreiben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kraftstoff- Fördersystem ferner eine Vorlaufleitung auf, die zwischen dem Kraftstofffilter und der Brennkraftmaschine angeordnet ist. An bzw. in der Vorlaufleitung ist ein zweites Druckventil vorgesehen, welches zum Kraftstofftank öffnet, wenn ein Druck in der Vorlaufleitung einen zweiten Schwellenwert übersteigt. Der zweite Schwellenwert ist dabei größer als der erste Schwellenwert.
Die Vorlaufleitung kann auch als Druckleitung bezeichnet werden. Das zweite Druckventil kann ähnlich zum ersten Druckventil zum Beispiel als
federbeaufschlagtes Überdruckventil ausgeführt sein und einen vorgegebenen Öffnungsdruck aufweisen. Der Öffnungsdruck des zweiten Druckventils liegt dabei höher als beim ersten Druckventil, da die Temperaturen zur
Brennkraftmaschine hin steigen und damit ein höherer Druck auf der
Brennmaschinenseite des Kraftstoff-Fördersystems angemessen ist um eine Ausgasung des Kraftstoffs zu vermeiden. Das zweite Druckventil öffnet dabei in Richtung zum Kraftstofftank und lässt zum Beispiel überschüssigen geförderten Kraftstoff aus der Vorlaufleitung zurück in den Kraftstofftank bzw. in den
Speichertopf laufen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der zweite Schwellenwert zwischen 5 bar und 7,5 bar. Vorzugsweise liegt der zweite Schwellenwert bei 7,5 bar.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstofffilter ein erstes Rückschlagventil vorgesehen, welches in Richtung des Kraftstofffilters öffnet. Das erste Rückschlagventil kann auch als„check valve" bezeichnet werden. Dabei ist das erste Rückschlagventil an bzw. in einer Leitung zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstofffilter angeordnet. Der dritte Schwellenwert bzw. der Öffnungsdruck des ersten Rückschlagventils kann dabei wesentlich geringer sein als der erste und der zweite Schwellenwert. Beispielsweise kann der dritte Schwellenwert zwischen 1 mbar und 2,5 bar liegen. Insbesondere kann der dritte Schwellenwert zum Beispiel einem statischen Druck der Kraftstoffsäule über dem ersten Rückschlagventil entsprechen. Das erste Rückschlagventil kann zum Beispiel bei einem Unfall und kopfüber positioniertem Fahrzeug ein Auslaufen des Kraftstoffs verhindern.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen der Brennkraftmaschine und dem Kraftstofffilter an der Vorlaufleitung ein zweites
Rückschlagventil vorgesehen, welches in Richtung der Brennkraftmaschine öffnet. Das zweite Rückschlagventil kann ähnlich oder identisch zum ersten Rückschlagventil ausgeführt sein und erfüllt eine ähnliche bzw. identische Aufgabe. Insbesondere können das erste und das zweite Rückschlagventil ein unerwünschtes Zurückfließen des Kraftstoffs verhindern.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das erste
Druckventil oberhalb des Kraftstofffilters angeordnet, wenn das Kraftstoff- Fördersystem in einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.
Beispielsweise kann die Treibleitung in einem oberen Bereich des Kraftstofffilters und insbesondere an einem Deckel des Kraftstofffilters abzweigen. Durch die Anordnung des ersten Druckventils oberhalb des Kraftstofffilters bzw. im oberen Bereich des Kraftstofffilters kann sichergestellt werden, dass falls sich dennoch Gase im Kraftstofffilter bilden, diese zum Beispiel über das erste Druckventil und die Saugstrahlpumpe entweichen können.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines oben beschriebenen Kraftstoff-Fördersystems vorgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Vorsehen eines Kraftstofffilters in einem
Kraftstofftank zum Reinigen von Kraftstoff, der aus einem Speichertopf zu einer
Brennkraftmaschine gefördert wird; Vorsehen einer Saugstrahlpumpe in einem Kraftstofftank zum Befüllen des Speichertopfs mit Kraftstoff aus einem
Kraftstofftank; hydraulisches Verbinden der Saugstrahlpumpe mit dem
Kraftstofffilter über eine Treibleitung; Anordnen eines ersten Druckventils an der Treibleitung; und Ausgestalten des ersten Druckventils derart, dass dieses in Richtung der Saugstrahlpumpe öffnet, wenn ein Kraftstofffilter-seitiger Druck einen ersten Schwellenwert übersteigt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem
Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter
Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Kraftstoff- Fördersystems
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 2 zeigt Dampfdruckkurven verschiedener Kraftstoffe
Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der
Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen. In Fig. 1 ist das Kraftstoff-Fördersystem 1 an einem Speichertopf 5 in einem
Kraftstofftank 1 1 angeordnet. Der Speichertopf 5 ist möglichst nahe am Boden des Kraftstofftanks 1 1 angeordnet und akkumuliert Kraftstoff 9, um auch bei einer Kurvenfahrt und den dadurch verursachten Schwappbewegungen des Kraftstoffs 9 im Kraftstofftank 1 1 eine Versorgung der Brennkraftmaschine 7 mit Kraftstoff 9 sicherstellen zu können.
Das Kraftstoff-Fördersystem 1 weist einen Kraftstofffilter 3, eine Kraftstoffpumpe 29 und eine Saugstrahlpumpe 15 auf. Die Kraftstoffpumpe 29 fördert Kraftstoff 9 aus dem Speichertopf 5 zur Brennkraftmaschine 7. Dabei passiert der Kraftstoff 9 auf dem Weg zur Brennkraftmaschine 7 den Kraftstofffilter 3 und wird von unerwünschten Partikeln gereinigt. Nach dem Kraftstofffilter 3 kann der Kraftstoff 9 in Richtung der Brennkraftmaschine 7 über eine Vorlaufleitung 13 gefördert werden. Die Vorlaufleitung 13 verläuft dabei durch einen Tankflansch 33 zu einem Einspritzsystem 31 , welches den Kraftstoff 9 der Brennkraftmaschine 7 zuführt. Die Saugstrahlpumpe 15 ist in Fig. 1 schematisch seitlich am Speichertopf 5 dargestellt. Vorzugsweise kann die Saugstrahlpumpe 15 am tiefsten Punkt, das heißt zum Beispiel am Boden des Speichertopfes 5 verlaufen. Die
Saugstrahlpumpe 15 sorgt dafür, dass der Speichertopf 5 unabhängig vom Füllstand im Kraftstofftank 1 1 mit Kraftstoff 9 gefüllt bleibt. Dabei wird die
Saugstrahlpumpe 15 über eine Treibleitung 17 mit Kraftstoff 9 angetrieben. Der Kraftstoff 9 gelangt direkt aus dem Kraftstofffilter 3 in die Treibleitung 17 und wird über ein Drosselelement, beispielsweise eine Düse, in eine mit dem Speichertopf 5 verbundene Saugleitung geführt. Der aus der Düse in die Saugleitung austretende Treibstrahl reißt Kraftstoff 9 aus der Saugleitung mit, so dass der
Kraftstoff 9 des Treibstrahls und der mitgerissene Kraftsoff 9 über einen
Mischkanal in den Speichertopf 5 gelangen.
Wenn das Kraftfahrzeug abgestellt wird, das heißt wenn zum Beispiel die Brennkraftmaschine 7 nicht mehr läuft und gegebenenfalls der Zündschlüssel abgezogen ist, sinkt der Druck im Kraftstoff-Fördersystem 1. Bei bekannten Kraftstoff-Fördersystemen kann dies dazu führen, dass der im System und insbesondere im Kraftstofffilter befindliche Kraftstoff ausgast. Eine Ausgasung des Kraftstoffs 9 führt wiederrum zu verzögerten Startzeiten, da das Gas vor dem Start zunächst komprimiert werden muss. Wird der Kraftstofffilter dagegen auch im Abstellfall auf dem Betriebssystemdruck von zum Beispiel 7,5 bar gehalten, so kann es zu einem vorzeitigen Verschleiß des Kraftstofffilters kommen.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Fördersystem 1 ist an der Treibleitung 17 ein erstes Druckventil 19 vorgesehen, das automatisch in Richtung der
Saugstrahlpumpe 15 öffnet, wenn der Druck im Kraftstofffilter 3 einen ersten Schwellenwert übersteigt. Das heißt, an einem Ausgang des Kraftstofffilters 3 ist ein als Teildruckventil ausgeführtes erstes Druckventil 19 vorgesehen. Der Öffnungsdruck des ersten Druckventils 19 liegt zwischen dem relevanten Dampfdruck des Kraftstoffs 9 an der Grenze zur Ausgasung und dem
Betriebssystemdruck.
Hierdurch wird eine Beanspruchung des Filtergehäuses über die Lebensdauer des Kraftstofffilters 3 deutlich reduziert werden. Die Zeitdauer mit hohen Drücken wird wesentlich reduziert, da im Abstellfall lediglich ein Teildruck im Kraftstofffilter
3 ansteht. Dieser Teildruck gewährleistet, dass der Kraftstoff 9 nicht ausgast. Auf diese Weise können kurze Wiederstartzeiten der Brennkraftmaschine 7 sichergestellt werden.
Bei Betrieb des Kraftstoff-Fördersystems 1 kann eine Überströmmenge, das heißt, eine von der Kraftstoffpumpe 29 geförderte und von der
Brennkraftmaschine 7 aktuell nicht benötigte Kraftstoffmenge dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kraftstoff-Fördersystems 1 zur Speisung der Saugstrahlpumpe 15 genutzt werden. Damit wird im Vergleich zu bekannten Systemen, bei denen die Überströmmenge frei in den Speichertopf abgeströmt wird, eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrads des Kraftstoff-Fördersystems 1 erreicht.
Ferner kann das Kraftstoff-Fördersystems 1 eine Steuereinheit 27 aufweisen, die funktional bzw. elektrisch mit der Kraftstoffpumpe 29 verbunden ist, und diese ansteuern kann. Durch eine geeignete Wahl des ersten Schwellenwertes des ersten Druckventils 19 und eine entsprechende Ansteuerung der Kraftstoffpumpe 29 durch die Steuereinheit 27 kann die Speisung der Saugstrahlpumpe 15 über die Treibleitung 17 "an- und abgeschaltet" werden. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass die Kraftstoffpumpe 29 mit einer geringen Leistung bzw. unter geringerem Druck betrieben wird, so dass der erste Schwellenwert nicht überschritten wird und das erste Druckventil 19 geschlossen bleibt. Auf diese Weise kann die Leistungsaufnahme des Kraftstoff-Fördersystems 1 in diesem Betriebszustand weiter reduziert werden. Beispielsweise kann dies bei ausreichend hohem Tankfüllstand und normalen Betriebsparametern des
Einspritzsystems 31 bzw. Brennkraftmaschine 7 sinnvoll sein.
Ferner kann an der Vorlaufleitung 13 ein zweites Druckventil 21 vorgesehen sein, das zum Kraftstofftank 1 1 öffnet, wenn ein Druck in der Vorlaufleitung 13 einen zweiten Schwellenwert übersteigt. Der zweite Schwellenwert liegt zum Beispiel zwischen 5 bar und 7,5 bar und ist größer als der erste Schwellenwert, der zum Beispiel zwischen 1 ,5 bar und 4 bar liegt. Das zweite Druckventil 21 weist einen höheren Öffnungsdruck auf, da die Temperaturen in Richtung zur
Brennkraftmaschine 7 steigen und hier höhere Drücke benötigt werden um eine Ausgasung des Kraftstoffs 9 zu verhindern. Zwischen der Kraftstoffpumpe 29 und dem Kraftstofffilter 3 kann ferner ein erstes Rückschlagventil 23 vorgesehen sein, welches in Richtung des Kraftstofffilters 3 öffnet. Des Weiteren kann zwischen der Brennkraftmaschine 7 und dem
Kraftstofffilter 3 an der Vorlaufleitung 13 ein zweites Rückschlagventil 25 vorgesehen sein, welches in Richtung der Brennkraftmaschine 7 öffnet. Das erste Rückschlagventil 23 und das zweite Rückschlagventil 25 können dabei ein unerwünschtes Zurückfließen des Kraftstoffs 9 verhindern.
In Fig. 2 sind Dampfdruckkurven verschiedener Kraftstoffe in einem Diagramm dargestellt. Auf der x-Achse ist dabei eine Temperatur in °C aufgetragen. Auf der y-Achse ist ein Dampfdruck in kPa aufgetragen. Dabei können unterschiedliche Kraftstoffe unterschiedliche Dampfdruckverläufe in Abhängigkeit von der Temperatur aufweisen. Beispielsweise kann ein Kraftstoff bei einer Temperatur von 60°C einen Dampfdruck von ca. 220 kPa bzw. 2,2 bar aufweisen. Ein anderer Kraftstoff kann bei der gleichen Temperatur einen Dampfdruck von 50 kPa bzw. 0,5 bar aufweisen. Die einzelnen Dampfdrücke können bei der Wahl des ersten Schwellenwertes berücksichtigt werden.
Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie„aufweisend" oder ähnliche nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.

Claims

Ansprüche
1 . Kraftstoff-Fördersystem (1 ), das Kraftstoff-Fördersystem (1 ) aufweisend einen Kraftstofffilter (3), der einen aus einem Speichertopf (5) zu einer Brennkraftmaschine (7) geförderten Kraftstoff (9) reinigt;
eine Saugstrahlpumpe (15) zum Befüllen des Speichertopfs (5) mit Kraftstoff (9) aus einem Kraftstofftank (1 1 );
wobei eine Treibleitung (17) die Saugstrahlpumpe (15) mit dem
Kraftstofffilter (3) verbindet;
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Treibleitung (17) ein erstes Druckventil (19) vorgesehen ist, das automatisch in Richtung der Saugstrahlpumpe (15) öffnet, wenn ein
Kraftstofffilter-seitiger Druck einen ersten Schwellenwert übersteigt.
2. Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß Anspruch 1 ,
wobei der erste Schwellenwert zwischen einem Dampfdruck des Kraftstoffs (9) bei einer Abstelltemperatur des Kraftstoff-Fördersystems (1 ) und einem Systemdruck liegt.
3. Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2,
wobei der erste Schwellenwert zwischen 1 ,5 bar und 4 bar liegt.
4. Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend
eine Steuereinheit (27); und
eine Kraftstoffpumpe (29) zum Fördern von Kraftstoff (9) aus dem
Speichertopf (5) zum Kraftstofffilter (3);
wobei die Steuereinheit (27) ausgeführt ist, die Kraftstoffpumpe (29) derart anzusteuern, dass eine Speisung der Saugstrahlpumpe (15) abgeschaltet wird, indem die Kraftstoffpumpe (29) mit einem Druck betrieben wird, der kleiner ist als der erste Schwellenwert des ersten Druckventils (19). Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend
eine Vorlaufleitung (13), die zwischen dem Kraftstofffilter (3) und der Brennkraftmaschine (7) vorgesehen ist;
wobei an der Vorlaufleitung (13) ein zweites Druckventil (21 ) vorgesehen ist, das zum Kraftstofftank (1 1 ) öffnet, wenn ein Druck in der Vorlaufleitung (13) einen zweiten Schwellenwert übersteigt;
wobei der zweite Schwellenwert größer ist als der erste Schwellenwert.
Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß Anspruch 5,
wobei der zweite Schwellenwert zwischen 5 bar und 7,5 bar liegt.
Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei zwischen der Kraftstoffpumpe (29) und dem Kraftstofffilter (3) ein erstes Rückschlagventil (23) vorgesehen ist, welches in Richtung des Kraftstofffilters (3) öffnet.
Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei zwischen der Brennkraftmaschine (7) und dem Kraftstofffilter (3) an der Vorlaufleitung (13) ein zweites Rückschlagventil (25) vorgesehen ist, welches in Richtung der Brennkraftmaschine (7) öffnet.
Kraftstoff-Fördersystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Druckventil (19) oberhalb des Kraftstofffilters (3) angeordnet ist, wenn das Kraftstoff-Fördersystem (1 ) in einen Kraftstofftank (1 1 ) eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.
Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoff-Fördersystems (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das Verfahren aufweisend die folgenden Schritte Vorsehen eines Kraftstofffilters (3) in einem Kraftstofftank (1 1 ) zum Reinigen von Kraftstoff (9), der aus einem Speichertopf (5) zu einer
Brennkraftmaschine (7) gefördert wird;
Vorsehen einer Saugstrahlpumpe (15) im Kraftstofftank (1 1 ) zum Befüllen des Speichertopfs (5) mit Kraftstoff (9) aus einem Kraftstofftank (1 1 ); Verbinden der Saugstrahlpumpe (15) mit dem Kraftstofffilter (3) über eine Treibleitung (17);
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner aufweist
Anordnen eines ersten Druckventils (19) an der Treibleitung (17);
Ausgestalten des ersten Druckventils (19) derart, dass dieses in Richtung der Saugstrahlpumpe (15) öffnet, wenn ein Kraftstofffilter-seitiger Druck einen ersten Schwellenwert übersteigt.
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