DE102005002264A1

DE102005002264A1 - Strahlpumpe mit verbesserter Starteigenschaft

Info

Publication number: DE102005002264A1
Application number: DE200510002264
Authority: DE
Inventors: Tamas Vitalis; Zoltan Horvath
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Automotive Components Holdings LLC
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2005-08-18
Also published as: HU0400276D0; GB2410529A; GB2410529B; HUP0400276A2; US7066153B2; US20050183781A1; GB0415813D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strahlpumpe (1) mit einem Pumpenkörper (1a) mit einem ersten Zuflusskanal (10), einem zweiten Zuflusskanal (20) und einem Abflusskanal (30), wobei die Kanäle (10, 20, 30) jeweils Hohlräume definieren, die miteinander über einen Mischbereich (32) verbunden sind, der hohle Innenraum des Abflusskanals (30) einen Diffusorbereich (34) definiert, dessen Querschnitt in die vom Mischbereich (32) wegweisende Richtung zunimmt und ein Abflussende (36) aufweist; der erste Zuflusskanal (10) ein Zuflussende (12), das mit einem Düsenbereich (14) verbunden ist, umfasst, der einen abnehmenden inneren Querschnitt in Richtung des Mischbereiches (32) aufweist und eine Abflussöffnung (16) als Mündungsöffnung in Richtung des Mischbereichs (32) definiert; sich der erste Zuflusskanal (10) und der Abflusskanal (30) gegenseitig verlängern und der zweite Zuflusskanal (20) winklig zu den Kanälen (10, 30) angeordnet ist. Eine den Abflusskanal (30) zumindest teilweise bedeckende und um diesen herum angeordnete Pumpenaufsteckhülse (1b) ist vorgesehen, die ein offenes Ende (40), ein geschlossenes Ende (41), eine feste Wand (46) und eine durch die Wand (46) zwischen den beiden Enden (40, 41) angeordnete seitliche Öffnung (43) aufweist, wobei das Abflussende (36) des Abflusskanals (30) tiefer als die seitliche Öffnung (43) in die Pumpenaufsteckhülse (1b) eingesetzt ist, und ein kontinuierlicher Strömungsweg (45) mit unterschiedlichen Strömungsrichtungen innerhalb der ...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Strahlpumpe mit verbesserten Starteigenschaften. Die Strahlpumpe kann für die kontinuierliche Zufuhr von Flüssigbrennstoff aus entfernten Behältern oder Tanks zu Vorrichtungen benutzt werden, die Nutzen aus dem Kraftstoff gewinnen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf den Gebrauch der Strahlpumpe in den Kraftstoffzufuhrsystemen von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor, besonders in solchen Systemen, welche mit einem so genannten Sattelkraftstofftank ausgestattet sind.

Heutzutage werden in der Kraftfahrzeugindustrie Sattelkraftstofftanks aufgrund ihrer im Vergleich mit Standardkraftstofftanks größeren Kraftstofflagerkapazitäten sehr häufig verwendet. Sattelkraftstofftanks werden am häufigsten bei Allrad- und Hinterradangetriebenen Fahrzeugen verwendet und haben zwei genau über dem Sattelbereich desselben durch einen Kanal innerhalb des Tanks miteinander verbundene Kammern. Als eine Konsequenz dieser zwei Kammern sollte ein spezielles Kraftstoffzufuhrsystem in dieser Art Kraftstofftanks installiert werden, um den Kraftstoff von einer der Kammern ("passive Seite") zu der anderen Kammer ("aktive Seite") und dann zum Motor zum leiten. Um dieses zu ermöglichen, sind in den meisten Fällen tankinterne Kraftstoffzufuhreinheiten innerhalb des Tankes vorgesehen.

Die US 6,619,272 beschreibt eine in die passive Seite des Kraftstofftanks anzu bringende tankinterne Kraftstoffzufuhreinheit. Die Kraftstoffzufuhreinheit hat eine Kraftstoffpumpe die in Fließverbindung mit einer Strahlpumpe steht und Kraftstoff von der passiven Seite des Tankes auf die aktive Seite desselben pumpt, wenn eine zweite, auf der aktiven Seite gelegene Pumpe in Betrieb ist.

Nichtsdestotrotz kann die Strahlpumpe nur arbeiten, wenn das Kraftstoffniveau hoch genug ist, um zumindest teilweise die Mischkammer der Strahlpumpe zu fluten. Die Strahlpumpe kann ihre Mischkammer nicht durch den treibenden Durchfluss ansaugen lassen, da der gesamte in der Mischkammer gesammelte Durchfluss in den Kraftstofftank zurückgeführt wird, wenn das Kraftstoffniveau zu niedrig ist. Folglich ist der Betrieb der Strahlpumpe nicht vom Kraftstoffniveau unabhängig; ein gut definiertes minimales Kraftstoffniveau wird verlangt, damit die Strahlpumpe ihren Betrieb beginnt. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist der Gebrauch zwei Kraftstoffpumpen, eine auf der aktiven Seite und eine auf der passiven Seite, welche das Kraftzufuhrsystem verkomplizieren und teurer in der Herstellung machen. Außerdem wirft der Gebrauch zweier Kraftstoffpumpen auch die Gefahr einer Störung im System auf.

In Anbetracht dieser Hintergründe besteht die Notwendigkeit für solche Kraftstoffzufuhrsysteme, welche einfach in der Konstruktion sind, d.h. die aktive Komponenten nur innerhalb der aktiven Seite des Tanks enthalten, zuverlässig und preiswert herzustellen sind. Außerdem besteht auch die Notwendigkeit einer verbesserten Strahlpumpe, welche in dieser Art Kraftstoffzufuhrsysteme benutzt werden kann und einen zuverlässigen Durchfluss des Kraftstoffs von der passiven Seite des Sattelkraftstofftanks auch dann ermöglicht, wenn das Kraftstoffniveau innerhalb des Tanks extrem niedrig ist. Mit anderen Worten, besteht die Notwendigkeit einer Strahlpumpe, die fähig ist, unabhängig vom Kraftstoffniveau innerhalb des Sattelkraftstofftanks zu arbeiten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Strahlpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung erreicht diese Zielsetzungen, indem sie eine Strahlpumpe zur Verfügung stellt, die einen ersten Zuflusskanal, einen zweiten Zuflusskanal und einen Abflusskanal mit einem Abflussende aufweist, wobei die Ka näle an einem zentralen Mengenbereich in Fließverbindung miteinander stehen. Die Strahlpumpe enthält außerdem eine Aufsteckhülse mit einem an der Unterseite geschlossenen Ende, die den Abflusskanal bereichsweise einschließt. Die Aufsteckhülse hat eine seitliche laterale Öffnung auf einer vorbestimmten Höhe über dem Abflussende des besagten Abflusskanals. Darüber hinaus besteht ein ununterbrochener Fließweg mit unterschiedlichen Strömungsrichtungen innerhalb der Aufsteckhülse, entlang der inneren und äußeren Oberflächen des beschriebenen Abflusskanals in Richtung der seitlichen Öffnung.

Die Erfindung, ihre Arbeitsweise und weiteren Vorteile werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detailliert erklärt. Es zeigen:
1: eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführung der Strahlpumpe entsprechend der Erfindung, in einer Explosionsdarstellung zeigt;
2: die Querschnittsansicht der Strahlpumpe, aus 1 in ihrem zusammengebauten Zustand gezeigt wird, das heißt, wenn der Pumpenkörper von der Aufsteckhülse umschlossen wird;
3A bis 3B die Arbeitsweise der Strahlpumpe entsprechend der Erfindung und
4A und 4B schematische Ansichten von zwei möglichen Ausführungen des Kraftstoffzufuhrsystems, ausgerüstet mit Strahlpumpen entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Sich auf 1 beziehend, umfasst eine Strahlpumpe 1 der vorliegenden Erfindung grundsätzlich einen Pumpenkörper 1a und eine Pumpenaufsteckhülse 1b.
Der Pumpenkörper 1a hat einen ersten Zuflusskanal 10, einen zweiten Zuflusskanal 20 und einen Abflusskanal 30. Der erste Zuflusskanal 10 hat ein Zuflussende 12 und einen Düsenbereich 14. Die Außenoberfläche 13 des ersten Zuflusskanals 10 oder zumindest eines Teiles davon in der Nähe des Zuflussendes 12 ist mit Rippen 15 für die Verbindung mit einem Endbereich eines ersten Kraft stoffzufuhrschlauches 54 ausgestattet (siehe 2). Das Zuflussende 12 definiert einen hohlen Bereich, der im Düsenbereich 14 landet, welcher eine sich nach vorne verjüngende innere Oberfläche aufweist, d.h. dass sich der innere Querschnitt des Düsenbereichs 14 fortschreitend verringert und in einer kleinen Abflussöffnung 16 endet.
Der Abflusskanal 30 umfasst nahe der Abflussöffnung 16 einen sich in einen Diffusorbereich 34 übergehenden Mischbereich 32. Der innere Querschnitt des Mischbereichs 32 ist im Wesentlichen konstant, während sich der innere Querschnitt des Diffusorbereichs 34 in Abwärtsrichtung grössenmässig fortschreitend erweitert. Der Diffusorbereich 34 endet in einem Abflussende 36 am Ende des Abflusskanals 30.
Der erste Zuflusskanal 10 und der Abflusskanal 30 sind koaxial, d.h. sie haben eine gemeinsame Achse 5. Der zweite Zuflusskanal 20 schließt einen Winkel mit dieser Achse 5 ein. Die inneren Enden des ersten Zuflusskanals 10, des zweiten Zuflusskanals 20 und des Abflusskanals 30 stehen über einen zentralen Bereich miteinander in Verbindung. Vorzugsweise verläuft der zweite Zuflusskanal 20 senkrecht zur Achse 5, so hat der Pumpenkörper 1a eine T-Form. In diesem speziellen Fall treffen sich die Zuflusskanäle 10, 20 und der Abflusskanal 30 an der Kreuzung der T-Form. Weiterhin ist das äußere Ende des zweiten Zuflusskanals 20 für den Anschluss an einen zweiten Kraftstoffzufuhrschlauch 56 angepasst (siehe 2).
Die Pumpenaufsteckhülse 1b hat ein offenes Ende 40 mit einer Kante 44, ein geschlossenes Ende 41 und eine sich zwischen den beiden Enden 40, 41 verlängernde, feste zylinderförmige Wand 46. Die Innenoberfläche der Wand 46 und die Innenoberfläche des geschlossenen Endes 41 legen das gesamte Innenvolumen 42 der Pumpenaufsteckhülse 1b fest. Die Aufsteckhülse 1b hat außerdem mindestens eine seitliche Öffnung 43, in der Wand 46 zwischen den zwei Enden 40, 41. Diese Öffnung 43 erlaubt eine Fließverbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Aufsteckhülse 1b. Weiterhin steht das Abflussende 36 des Abflusskanals 30 über einen ununterbrochenen Strömungsweg 45 mit unterschiedlichen Strömungsrichtungen, begrenzt durch die Innenfläche 42 und die Pumpenaufsteckhülse 1b, in Fließverbindung mit der Öffnung 43.
2 zeigt dem Pumpenkörper 1a und die Pumpenaufsteckhülse 1b im zusammengebauten Zustand, um die Strahlpumpe 1 entsprechend der Erfindung zu bilden. Die Pumpenaufsteckhülse 1b bedeckt den Abflusskanal 30 mindestens in seinem unteren Bereich. Wie in 2 dargestellt, ist ein Flansch 37 auf der Außenseite des Abflusskanals 30 angebracht, um eine Kontrolle zu ermöglichen, wie tief der Abflusskanal 30 in die Pumpenaufsteckhülse 1b eingeführt werden kann. Im Allgemeinen wird die Position des Flansches 37 auf dem Abflusskanal 30 in einer Weise gewählt, dass, wenn der Pumpenkörper 1a innerhalb der Pumpenaufsteckhülse 1b in seiner betriebsbereiten Position angeordnet ist, d.h., wenn der Flansch 37 die Kante 44 der Pumpenaufsteckhülse 1b berührt, das Abflussende 36 des Abflusskanals 30 das geschlossene Ende 41 der Pumpenaufsteckhülse 1b nicht erreichen kann. Anders beschrieben ist der Abstand zwischen dem Abflussende 36 und dem geschlossenen Ende 41 kürzer, als der zwischen der in der Wand 46 gebildeten Öffnung 43 und dem geschlossenen Ende 41.
Die Öffnung 43 kann verschiedene Formen aufweisen. In einer Ausführung der Strahlpumpe 1 ist sie durch eine oder mehrere Durchbohrungen in der Wand 46 gebildet. In einer bevorzugten Ausführung ist die Öffnung 43 als ein oder mehrere unterschiedliche Schlitze ausgeführt, der/die sich, parallel zu der Achse 5, vom offenen Ende 40 der Pumpenaufsteckhülse 1b in Richtung des geschlossenen Endes 41 derselben erstreckt/erstrecken, wie in den 1 und 2 dargestellt.
In bestimmten weiteren Ausführungen der Strahlpumpe 1 ist, um jeden Schwenkbewegung des Pumpenkörpers 1a um die Achse 5 innerhalb der Pumpenaufsteckhülse 1b zu verhindern, mindestens ein Befestigungsvorsprung 38 auf der Außenseite des Abflusskanals 30 gebildet; wenn die Strahlpumpe 1 komplett zusammengebaut ist, greift jeder Befestigungsvorsprung 38 in einen speziell zu diesem Zweck in der Wand 46 gebildeten entsprechenden Schlitz. Die Befestigungsvorsprünge 38 können ebenso in die Schlitze greifen, die für die Fließverbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite der Pumpenaufsteckhülse 1b vorgesehen sind. Die Positionierung der Befestigungsvorsprünge 38 sollte nicht den Fließweg entlang der inneren und äußeren Oberflächen des Abflusskanals 30 versperren.
Da die Strahlpumpe 1 darauf ausgerichtet ist, in einem Kraftstoffzufuhrsystem eines Kraftfahrzeugs benutzt zu werden, ist sie vorzugsweise mit entsprechenden Befestigungsmitteln 39 versehen, um ihre Montage in das Kraftstoffzufuhrsystem zu ermöglichen, so wie es in den 4A und 4B schematisch veranschaulicht ist. Die Befestigungsmittel 39 können auf der äußeren Oberfläche des Abflusskanals 30 angeordnet oder ganzheitlich darin gebildet sein. In den meisten Fällen sind die Befestigungsmittel 39 als Haken geformt, um fest in die in bestimmten Komponenten des Kraftstoffzufuhrsystems gebildeten entsprechenden aufnehmenden Elemente zu greifen. Die Befestigungsmittel 39 können vollständig ausserhalb der Pumpenaufsteckhülse 1b angebracht sein 2 oder es können spezielle Nuten für die Befestigungsmittel 39 in der Wand 46 angeordnet sein, so dass diese sie erreichen und in diese greifen können. Die seitliche Öffnung 43 kann ebenso die Rolle dieser Nuten übernehmen, jedoch sollte darauf geachtet werden, dass die Befestigungsmittel 39 die Öffnung 43 nicht versperren.
In Anbetracht der Innen- und Außenabmessungen der Strahlpumpe 1 entsprechend der Erfindung sollte beachtet werden, dass der innere Durchmesser der Abflussöffnung 16 von der geplanten Anwendung der Strahlpumpe 1 abhängt; im allgemeinen ist er viel kleiner als der innere Durchmesser des Mischbereichs 32 und des zweiten Zuflusskanals 20. Vornehmlich liegt der innere Durchmesser der Abflussöffnung 16 vorzugsweise im Bereich von etwa 0,4–2,5 mm, der innere Durchmesser des zweiten Zuflusskanals 20 vorzugsweise zwischen ungefähr 4 und 5 mm, der innere Durchmesser des Mischbereichs 32 beträgt vorzugsweise ungefähr 5 mm und der äußere Durchmesser des Abflusskanals 30 genau am Abflussende 36 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 7 – 8 mm. Weiterhin beträgt die volle Länge und der innere Durchmesser der Pumpenaufsteckhülse 1b vorzugsweise ungefähr 43 mm bzw. etwa 11 mm. Der Abstand zwischen dem geschlossenen Ende 41 und der Öffnung 43 beträgt vorzugsweise 17–18 mm, während der Abstand zwischen dem geschlossenen Ende 41 und dem Abflussende 36 vorzugsweise 6–10 mm beträgt. So ist in einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe 1 mit den oben genannten Massen die Öffnung 43 ungefähr in der Mitte der Pumpenaufsteckhülse 1b gebildet. Außerdem kommt die Innenfläche 42 der Pumpenaufsteckhülse 1b nicht in Kontakt mit dem Abflusskanal 30 entlang dem Strömungsweg 45, wenn die Achsen der Pumpenaufsteckhülse 1b und des Abflusskanals 30 auf der gleichen Linie verlaufen.
Sich nun auf die 4A und 4B beziehend ist die erfindungsgemäße Strahlpumpe 1 in unterschiedliche Arten von Kraftstoffzufuhrsystemen 100 bzw. 100' eingebaut dargestellt.
4A veranschaulicht ein erstes Kraftstoffzufuhrsystem 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung, nützlich im Wesentlichen in benzinangetriebenen Kraftfahrzeugen (nicht dargestellt) mit einem Sattelkraftstofftank 110, welcher Kraftstoff beinhaltet (in diesem Fall Benzin, nicht gezeigt), der verwendet wird, um den Fahrzeugmotor 120 anzutreiben. Ein Überstand 114 in der Bodenwand des Sattelkraftstofftanks 110 teilt den Sattelkraftstofftank 110 in zwei miteinander über einen Kanal 118 verbundene Kammern eine Aktivseite 112 und eine Passivseite 116. Im Normalbetrieb wird Kraftstoff sowohl in der Aktivseite 112 als auch in der Passivseite 116 des Sattelkraftstofftanks 110 gespeichert. Auf der Aktivseite 112 ist ein Vorratsbehälter 140 an die Bodenwand des Sattelkraftstofftanks 110 angebracht. Der Vorratsbehälter 140 ist mit einem Prüfventil 142 auf seinem Boden versehen, um das Sickern von Kraftstoff von der Aktivseite 112 in den Vorratsbehälter 140 auf extrem niedrigen Kraftstoffniveaus innerhalb der aktiven Seite des Sattelkraftstofftanks 110 zu ermöglichen. Der Vorratsbehälter 140 ist weiter mit einer offenen Überlaufrinne 146 auf seiner Oberseite versehen, um den Überlauf von ansteigenden Mengen Kraftstoff innerhalb des Vorratsbehälters 140 zu ermöglichen. Eine elektrische Kraftstoffpumpe 130 und eine Strahlpumpe 1 sind ebenfalls in dem Vorratsbehälter 140 angebracht. Die Strahlpumpe 1 ist mit der Oberseite des Vorratsbehälters 140 mittels ihrer Befestigungsmittel 39 in solch einer Position verbunden (siehe z.B. 1), dass ihre Pumpenaufsteckhülse 1b und ihr Abflusskanal 30 innerhalb der Pumpenaufsteckhülse 1b (siehe z.B. 1) in das Innere des Vorratsbehälters 140 reichen, während der erste Zuflusskanal 10 und der zweite Zuflusskanal 20 der Strahlpumpe 1 ausserhalb des Vorratsbehälters 140 angeordnet sind. Die Kraftstoffpumpe 130 wird mit Strom versorgt und angetrieben (nicht gezeigt). Die Kraftstoffpumpe 130 hat einen Ausgang 132, der mit einem Eingang 152 eines 3-Wege-Kraftstoffverteilers 150, vorzugsweise in Form eines T-Ventils, über einen zweiten Kraftstoffzufuhrschlauch 55 verbunden ist. Der 3-Wege-Kraftstoffverteiler 150 hat außer dem Eingang 152 zwei Ausgänge 154 u. 156; einer der Ausgänge ist an den ersten Zuflusskanal 10 der Strahlpumpe 1 über einen ersten Kraftstoffzufuhrschlauch 54 angeschlossen, um die Strahlpumpe 1 direkt anzutreiben, während der zweite Ausgang 156 über ein Rohr 57 an den Fahrzeugmotor 120 angeschlossen ist. Wie es durch die Benennung "Kraftstoffverteiler" suggeriert wird, verteilt der 3-Wege-Kraftstoffverteiler 150 den Kraftstoff, der durch die Kraftstoffpumpe 130 in zwei verschiedenen Richtungen zum Fahrzeugmotor 120 und zur Strahlpumpe 1.
Weiterhin steht der zweite Zuflusskanal 20 (siehe z.B. 1) der Strahlpumpe 1 über den dritten Kraftstoffzufuhrschlauch 56, der vorzugsweise innerhalb des Kanals 118 über den Überstand 114 hinaus verlängert ist, mit der Passivseite 116 des Sattelkraftstofftanks 110 in Kontakt. Der zweite Kraftstoffzufuhrschlauch 56 hat einen mit dem zweiten Zuflusskanal 20 der Strahlpumpe 1 verbundenen Abfluss 51 und einen, in einem meist niedrigeren Bereich der Passivseite 116 des Sattelkraftstofftanks 110 angeordneten, Eingang 52. Das erste Kraftstoffzufuhrsystem 100 gemäß 4A betrachtend, besteht die Funktion der Kraftstoffpumpe 130 darin, den Kraftstoff vom Vorratsbehälter 140, also von der Aktivseite 112, entsprechend der benötigten Menge des Fahrzeugmotors 120, zum Fahrzeugmotor 120 zu pumpen. Die Funktion der Strahlpumpe 1 besteht darin, Kraftstoff zuverlässig von der Passivseite 116 in die Aktivseite 112 des Sattelkraftstofftankes 110 zu saugen, auch dann, wenn der Kraftstofflevel innerhalb des Sattelkraftstofftankes 110 extrem niedrig ist.
4B zeigt ein modifiziertes zweites Kraftstoffzufuhrsystem 100' besonders verwendbar in dieselbetriebenen Kraftfahrzeugen. Der Unterschied zwischen diesem zweiten Kraftstoffzufuhrsystem 100' und dem in 4A dargestellten ersten Kraftstoffzufuhrsystem 100 besteht darin, dass hier kein Kraftstoffverteiler verwendet wird, sondern dass der Ausgang 132 der Kraftstoffpumpe 130 über eine Rohrleitung 57' und ein vom Fahrzeugmotor 120 zum ersten Zuflusskanal 10 (siehe z.B. l) der Strahlpumpe 1 führendes Vorratsrücklaufrohr 58 direkt mit dem Fahrzeugmotor 120 verbunden ist. Das Ergebnis dieser Modifizierung ist, dass in der vorliegenden Erfindung die Kraftstoffpumpe 130 indirekt die Strahlpumpe 1 antreibt (d.h. über den Fahrzeugmotor 120 durch Verwendung des im Überfluss an den Fahrzeugmotor 120 gelieferten Kraftstoffes). Weitere Komponenten des zweiten Kraftstoffzufuhrsystems 100', die Funktion und die gemeinsame Anordnung dieser, sind analog zu den Komponenten des ersten Kraftstoffzufuhrsystems 100 und deren Funktion und gemeinsamer Anordnung, folglich wird das zweite Kraftstoffzufuhrsystem 100' nicht eingehender im Detail disku tiert.
Sich nun auf die 3A bis 3C beziehend, ist der Betrieb der Strahlpumpe 1, 1' entsprechend der vorliegenden Erfindung wie folgt.
3A zeigt die ersten wenigen Momente des Betriebes der Strahlpumpe 1, 1'; der Motor ist gerade gestartet worden und die elektrische Kraftstoffpumpe 130 hat soeben begonnen, Kraftstoff an den Fahrzeugmotor 120 zu liefern. Ein voreingestellter Anteil des in Richtung des Fahrzeugmotors 120 gelieferten Kraftstoffes tritt in den ersten Zuflusskanal 10 der Strahlpumpe 1 entweder durch den 3-Wege-Kraftstoffverteiler 150 (in System 100 gezeigt in 4A) oder durch den Fahrzeugmotor 120 als ein Rückfluss übermäßig gelieferten, unbenutzten Kraftstoffes (in System 100' gezeigt in 4B) ein.
Dieser Kraftstoffanteil weist immer eine mehr oder weniger konstante Fließrate auf (wie dem Fachmann bekannt ist), was entweder infolge einer Kontrolle der durch die Kraftstoffpumpe 130 ausgeübten Ansaugkraft der Fall ist – wobei die Kontrolle durch eine Veränderung der auf die Kraftstoffpumpe 130 angewendeten Voltspannung in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugmotors 120 erfolgt – (wie es im ersten Kraftstoffzufuhrsystem 100 geschieht) oder aufgrund der konstanten Fließrate des rücklaufenden Kraftstoffes selbst (wie es im zweiten Kraftstoffzufuhrsystem 100' geschieht), erfolgt.
Dieser Anteil des Kraftstoffes fließt durch die Abflussöffnung 16 (siehe z.B. 1), dann durch den Abflusskanal 30 und beginnt den durch die Pumpenaufsteckhülse 1b geschlossenen Strömungswegs 45 zu füllen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Mischbereich 32 noch nicht mit Kraftstoff gefüllt und die Strahlpumpe 1 übt einen Saugeffekt auf den in der Passivseite 116 des Sattelkraftstofftankes 110 vorhandenen Kraftstoff aus (siehe z.B. 4A), was, verursacht durch den Hochgeschwindigkeitskraftstoffstrahl, der durch die Abflussöffnung 16 strömt, infolge des Absinkens innerhalb des Abflusskanals 30 geschieht.
Dieser Saugeffekt ist, wie auch immer, unzureichend, um den Kraftstoff zu der Strahlpumpe 1 in den dritten Kraftstoffzufuhrschlauch 56 anzuheben. Als Konse quenz kann der Kraftstofftransport von der Passivseite 116 zur Aktivseite 112 des Sattelkraftstofftankes 110 noch nicht starten.
Wie in 3B dargestellt, füllt der Kraftstoffstrahl, der durch die Abflussöffnung 16 fließt, den Strömungsweg 45 schnell auf ein Niveau auf, velches grundsätzlich durch die Position der seitlichen Öffnung 43 festgelegt ist, die in der Wand 46 der Pumpenaufsteckhülse 1b gebildet ist. Dieses Kraftstoffniveau ist hoch genug, um den Abflusskanal 30 mindestens teilweise aufzufüllen, d.h. den Diffusorbereich 34 und/oder den Mischbereich 32. Jetzt stößt der die Abflussöffnung 16 verlassende Kraftstoffstrahl, auf den Kraftstoff, der bereits im Abflusskanal 30 vorhanden ist. Während des Zusammenkommens werden Luftblasen und Schaum gebildet. Durch die Luftblasen und das Schäumen entsteht eine Mischung von Luft und Kraftstoff. Die Luft kommt vom oberen Teil des Mischbereichs 32 und vom an den zweiten Zuflusskanal 20 der Strahlpumpe 1 angeschlossenen dritten Kraftstoffzufuhrschlauch 56. Der Kraftstoffstrahl überträgt seinen Impuls mit hoher Geschwindigkeit auf die Luft-Kraftstoffmischung. Wegen des übertragenen Impulses bewegt sich die Luft-Kraftstoffmischung in Richtung des Abflussendes 36 des Abflusskanals 30, durch den Strömungsweg 45, und tritt in den Vorratsbehälter 140 durch die Öffnung 43 ein. Das sich diese Mischung aus dem Diffusorbereich 34 und/oder dem Mischbereich 32 hieraus bewegt, entsteht ein Vakuum in der Umgebung der Abflussöffnung 16 und folglich im dritten Kraftstoffzufuhrschlauch 56. Aufgrund des zunehmenden Vakuums beginnt die Kraftstoffüberleitung von der Passivseite 116 zur Aktivseite 112 des Sattelkraftstofftanks 110 (siehe z.B. 4A).
Während die Luft aus dem dritten Kraftstoffzufuhrschlauch 56 heraus gesaugt wird, werden der gesamte dritte Kraftstoffzufuhrschlauch 56, der Mischbereich 32 und der Diffusorbereich 34 vollständig mit Kraftstoff gefüllt, wobei keine Luft mehr innerhalb der Strahlpumpe 1 vorhanden ist. Ab sofort Funktioniert die Strahlpumpe 1 wie eine gewöhnliche Strahlpumpe, die keine Pumpenaufsteckhülse 1b hat; solange der Fahrzeugmotor 120 in Betrieb ist, hat die Pumpenaufsteckhülse 1b, die den Abflusskanal 30 umgibt, keinen Einfluss mehr auf den Betrieb der Strahlpumpe 1, außer des Begründens eines erhöhten Strömungswiderstandes.
Es wurde also eine Strahlpumpe entwickelt, die zum Einleiten des Kraftstofftransportes von der Passivseite in die Aktivseite eines Sattelkraftstofftanks fähig ist, ohne die Notwendigkeit, den dritten Kraftstoffzufuhrschlauches 56 vor Beginn des Betriebes der Strahlpumpe 1 vorzubereiten. Folglich ist, um ein Austrocknen der dritten Kraftstoffzufuhrschlauches 56 zu verhindern, wenn die Kraftstoffzufuhrsysteme 100, 100' nicht in Betrieb sind, kein Fußventil im Eingang 52 des dritten Kraftstoffzufuhrschlauches 56 erforderlich (siehe 4A). Des Weiteren erlaubt die Zunahme der Saugwirkung der Strahlpumpe 1 aufgrund der Impulsübertragung, die Herstellung einer Strahlpumpe 1, die eine im Durchmesser größere Abflussöffnung 16 hat, verglichen mit den Durchmessern der Abflussöffnungen von Strahlpumpen ohne Pumpenaufsteckhülsen, die momentan in den Kraftstoffzufuhrsystemen verwendet werden. Folglich können Fließraten durch Strahlpumpen entsprechend der Erfindung verringert werden, was eine bessere Kraftstoffwirtschaft des Fahrzeugmotors 120 zur Folge hat. Außerdem verbessern die vorgeschlagenen Kraftstoffzufuhrsysteme 100, 100' wegen der Konstruktion der Strahlpumpe 1 die Startfähigkeit bei jedem möglichen Kraftstoffniveau innerhalb des Sattelkraftstofftankes 110 und bei jedem Neigungswinkel des Fahrzeuges (im normalen Gebrauch).

Claims

Strahlpumpe (1) mit – einem Pumpenkörper (1a) mit einem ersten Zuflusskanal (10), einem zweiten Zuflusskanal (20) und einem Abflusskanal (30), wobei – die Kanäle (10, 20, 30) jeweils Hohlräume definieren, die miteinander über einen Mischbereich (32) verbunden sind, – der hohle Innenraum des Abflusskanals (30) einen Diffusorbereich (34) definiert, dessen Querschnitt in die vom Mischbereich (32) wegweisende Richtung zunimmt und ein Abflussende (36) aufweist; – der erste Zuflusskanal (10) ein Zuflussende (12), das mit einem Düsenbereich (14) verbunden ist, umfasst, der einen abnehmenden inneren Querschnitt in Richtung des Mischbereiches (32) aufweist und eine Abflussöffnung (16) als Mündungsöffnung in Richtung des Mischbereichs (32) definiert; – sich der erste Zuflusskanal (10) und der Abflusskanal (30) gegenseitig verlängern und – der zweite Zuflusskanal (20) winklig zu den Kanälen (10, 30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, eine den Abflusskanal (30) zumindest teilweise bedeckende und um diesen herum angeordnete Pumpenaufsteckhülse (1b) vorgesehen ist, die ein offenes Ende (40), ein geschlossenes Ende (41), eine feste Wand (46) und mindestens eine durch die Wand (46) zwischen den beiden Enden (40, 41) angeordnete seitliche Öffnung (43) aufweist, wobei das Abflussende (36) des Abflusskanals (30) tiefer als die seitliche Öffnung (43) in die Pumpenaufsteckhülse (1b) eingesetzt ist, und ein kontinuierlicher Srömungsweg (45) mit unterschiedlichen Strömungsrichtungen innerhalb der Pumpenaufsteckhülse (1b) entlang den inneren und äußeren Oberflächen des Abflusskanals (30) in Richtung der seitlichen Öffnung (43) gebildet ist.
Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Ende (40) der Pumpenaufsteckhülse (1b) mit einer Kante (44) versehen ist.
Strahlpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abflusskanal (30) mit einem derartigen Flansch (37) auf seiner Außenseite versehen ist, dass er durch Anlage an der Kante (44) des offenen Endes (40), bezüglich der Tiefe des Eindringens des Abflusskanals (30) in die Pumpenaufsteckhülse (1b) kontrolliert einführbar ist.
Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenaufsteckhülse (1b) und der Abflusskanal (30) eine gemeinsame Achse (5) aufweisen.
Strahlpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (43) in Form eines Schlitzes in der Wand (46) der Pumpenaufsteckhülse (1b) gebildet ist.
Strahlpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz vom offenen Ende (40) der Pumpenaufsteckhülse (1b) in Richtung des geschlossenen Endes (41) parallel zur Achse (5) erstreckt.
Strahlpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Befestigungsvorsprung (38), der in eine Nut in der Wand (46) der Pumpenaufsteckhülse (1b) passt, auf der Außenseite des Abflusskanals (30) vorhanden ist, um ein Schwenken des Pumpenkörpers (1a) innerhalb der Pumpenaufsteckhülse (1b) um die Achse (5) zu verhindern.
Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abflusskanal (30) und die Innenfläche (42) der Pumpenaufsteckhülse (1b) entlang des Strömungsweges (45) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Befestigungsmittel (39) für eine feste Installation aufweist.
Kraftstoffzufuhrsystem (100) für ein Fahrzeug ausgerüstet mit einem Fahrzeugmotor (120), umfassend: – einen Sattelkraftstofftank (110), der eine Aktivseite (112) und eine Passivseite (116) aufweist; – einen in der Aktivseite (112) des Sattelkraftstofftankes (110) angebrachten Vorratsbehälter (140), mit einem Prüfventil (142) an seinem Boden und einer Überlaufrinne (146) an seiner Oberseite; – eine Kraftstoffpumpe (130), angebracht in dem Vorratsbehälter (140), mit einem Eingang und einem Ausgang (132); – einen 3-Wege-Kraftstoffverteiler (150) in Form eines T-Ventils, der einen Eingang (152) aufweist, der in Fließverbindung mit dem Ausgang (132) der Kraftstoffpumpe (130) steht, und einen ersten Ausgang (154) und einen zweiten Ausgang (156) aufweist, die in Fließverbindung mit dem Fahrzeugmotor (120) stehen; – eine im Vorratsbehälter (140) angebrachte Strahlpumpe (1), wobei die Strahlpumpe (1) – einen ersten Zuflusskanal (10) mit einer Abflussöffnung (16) aufweist, wobei der erste Zuflusskanal (10) in Fließverbindung mit dem ersten Ausgang (154) des 3-Wege-Kraftstoffverteilers (150) steht, einen zweiten Zuflusskanal (20) in Fließverbindung mit der Passivseite (116) des Sattelkraftstofftanks (110) aufweist, – einen Abflusskanal (30) mit einem Abflussende (36) aufweist, der in Fließverbindung mit dem Inneren des Vorratsbehälters (140) steht; und – einen Kraftstoffzufuhrschlauch (56) mit einem Eingang (52) innerhalb der Passivseite (116) des Sattelkraftstofftanks (110) und einem Abfluss (51), angeschlossen an den zweiten Zuflusskanal (20) der Strahlpumpe (1) aufweist, wobei die Strahlpumpe (1) eine Pumpenaufsteckhülse (1b) mit einem geschlossenen Ende an der Unterseite aufweist, die teilweise den Abflusskanal (30) umschließt und eine seitliche Öffnung (43), auf einer vorbestimmten Höhe über dem Abflussende (36) des Abflusskanals (30) aufweist.
Kraftstoffzufuhrsystem (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugmotor (120) ein Benzin angetriebener Motor ist und der innere Durchmesser der Öffnung (16) in der Strahlpumpe (1) im Bereich von 0,4–0,5 mm liegt.
Kraftstoffzufuhrsystem (100') für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugmotor (120), umfassend: – einen Sattelkraftstofftank (110) mit einer Aktivseite (112) und einer Passivseite (116); – einen in die Aktivseite (112) des Sattelkraftstofftanks (110) angebrachten Vorratsbehälter (140), mit einem Prüfventil (142) an seinem Boden und einer Überlaufrinne (146) an seiner Oberseite; – eine in den Vorratsbehälter (140) angebrachte Kraftstoffpumpe (130), mit einem Eingang und einen Ausgang (132); – eine Rohrleitung (57'), welche eine Fließverbindung zwischen der Kraftstoffpumpe (130) und dem Fahrzeugmotor (120) herstellt, ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende an den Ausgang (132) der Kraftstoffpumpe (130) und das zweite Ende an den Fahrzeugmotor (120) angeschlossen ist; – ein Vorratsrücklaufrohr (58) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende an den Fahrzeugmotor (120) angeschlossen ist; – eine im Vorratsbehälter (140) angeordnete Strahlpumpe (1'), aufweist – einen ersten Zuflusskanal (10) mit einer Abflussöffnung (16), der an das zweite Ende des Vorratsrücklaufrohres (58) angeschlossen ist, – einen zweiten Zuflusskanal (20), der in Fließverbindung mit der Passivseite (116) des Sattelkraftstofftanks (110) steht, und – einen Abflusskanal (30), der mit einem Abflussende (36) versehen ist und in Fließverbindung mit dem Inneren des Vorratsbehälters (140) steht; und – ein Kraftstoffzufuhrschlauch (56), der einen Eingang (52) innerhalb der Passivseite (116) des Sattelkraftstofftanks (110) und einen an den zweiten Zufuhrkanal (20) der Strahlpumpe (1') angeschlossenen Abfluss (51), wobei die Strahlpumpe (1') eine Pumpenaufsteckhülse (1b) mit einem geschlossenen Ende (41) an der Unterseite aufweist, die den Abflusskanal (30) teilweise umgibt, wobei die Pumpenaufsteckhülse (1b) eine seitliche Öffnung (43) auf einer vorbestimmten Höhe über dem Abflussende (36) des Abflusskanals (30) aufweist.
Kraftstoffzufuhrsystem (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, das der Fahrzeugmotor (120) ein mit Dieseltreibstoff angetriebener Motor ist und der innere Durchmesser der Abflussöffnung (16) in der Strahlpumpe (1') in einem Bereich von 2,0–2,5 mm liegt.