-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffübertragungseinrichtung und
insbesondere eine Kraftstoffübertragungseinrichtung
für Kraftfahrzeuge, welche
eine Kraftstoff-Hilfsförderleitung
aufweist, welche mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe in Strömungsverbindung
steht.
-
Kraftstoffanlagen,
wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, umfassen
typischerweise eine Hochdruck-Krafstoffpumpe zum Fördern flüssigen Kraftstoffs
zur Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges. Einige Kraftstoffanlagen
haben eine oder mehrere Hilfsförderleitungen,
die mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe verbunden sind, um Kraftstoff
zu anderen Stellen als zu der Brennkraftmaschine zu fördern. Aus
US-A-4,860,714 ist es beispielsweise bekannt, eine Strahlpumpe in
einer Zweigleitung einer Hilfsfördereinrichtung
vorzusehen, um Kraftstoff einem Speicher eines Kraftstoffmoduls
zuzuführen.
Die Hochdruck-Kraft-stoffpumpe muss daher so bemessen werden, dass
ihre Förderleistung ausreichend
groß ist,
um den Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine und den Kraftstoffbedarf
der Hilfsfördereinrichtung
zu decken. Als Folge der Ableitung des Kraftstoffes weg von der
Brennkraftmaschine können
parasitäre
Kraftstoffströmungsverluste auftreten,
die spezielle Folgen haben können,
wenn der Kraftstoffstrom zur Brennkraftmaschine als Folge der Ableitung
des Kraftstoffes zu der Hilfsfördereinrichtung
einen Kompromiss darstellt, wodurch das Betriebsverhalten des Fahrzeuges
beeinträchtigt wird.
Dies kann von besonderer Bedeutung beim Kaltstart der Brennkraftmaschine
sein. Typischerweise hat eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die von
einem von der Fahrzeugbatterie gespeisten elektrischen Motor angetrieben
wird, während
eines Kaltstarts eine verringerte Förderleistung, und daher ist es
im allgemeinen erforderlich, die Kraftstoffpumpe überzudimensionieren,
um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine beim Kaltstart mit
ausreichend Kraftstoff versorgt wird.
-
Weitere
hierdurch bedingte Wirkungsgradverluste rühren manchmal daher, dass die
Strahldüse
in der Strahlpumpe überdimensioniert
werden muss, um eine Kontaminierung aufgrund eines Verstopfens oder
eine Drosselung des Kraftstoffstroms durch die Hilfsfördereinrichtung
zu verhindern. Die Kraftstoffpumpe muss daher möglicherweise überdimensioniert
werden, um den überflüssigen Kraftstoffbedarf
der Hilfsfördereinrichtung
zu decken, was wiederum Wirkungsgradverluste der Kraftstoffübertragungseinrichtung
zur Folge hat.
-
Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Ansprüchen
definiert.
-
Die
erfindungsgemäß ausgebildete
Kraftstoffübertragungseinrichtung
ist in der Lage, Kraftstoff aus einem Teil eines Kraftstofftanks
in einen anderen Teil eines Kraftstofftanks oder in einen Speicher
eines Kraftstoffmoduls und somit nicht zur Brennkraftmaschine zu
fördern;
sie verwendet eine gesteuerte Kraftstoffmenge aus einer Kraftstoffquelle,
um die Kraftstoffförderwirkung
der Anlage zu regeln. Somit empfängt
die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffmenge zur Deckung ihres Bedarfs
aus der Kraftstoffquelle während
des gesamten Betriebszyklus der Brennkraftmaschine mit minimalen
parasitären
Strömungsverlusten,
die vom Ableiten eines Kraftstoffstroms zu der Kraftstoffförderanlage
resultieren.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung hat die Kraftstoffübertragungseinrichtung
eine Strahlpumpe mit einer Düse,
die in einem Teil des Kraftstofftanks oder eines Speichers angeordnet
ist und deren Einlass mit der Kraftstoffquelle in Verbindung steht
und deren Auslass Kraftstoff abgibt. Die Strahlpumpe weist einen
ersten Venturikanal auf, der mit dem Auslass der Düse in Verbindung
steht und der einen Auslass hat, durch den Kraftstoff abgegeben
wird. Der erste Venturikanal empfängt von der Düse abgegebenen
Kraftstoff wodurch zusätzlicher Kraftstoff
in den ersten Venturikanal mitgerissen wird. Außerdem hat die Strahlpumpe
einen zweiten Venturikanal, der mit dem ersten Venturikanal in Verbindung
steht. Der zweite Venturikanal empfängt von dem ersten Venturikanal
abgegebenen Kraftstoff, wodurch weiterer Kraftstoff mitgerissen
wird, um in den zweiten Venturikanal einzutreten. Der zweite Venturikanal
hat einen Auslass, der nicht mit der Brennkraftmaschine, sondern mit
dem betreffenden Teil des Kraftstofftanks oder Speichers in Verbindung steht.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die Kraftstoffübertragungseinrichtung,
die Kraftstoff aus einem Teil des Kraftstofftanks zu einem anderen
Teil des Kraftstofftanks und nicht zur Brennkraftmaschine fördert, eine
Düse mit einem
Einlass, der mit der Druckquelle in Verbindung steht, um unter Druck
stehenden Kraftstoff zu empfangen, und einem Auslass zum Abgeben
des Kraftstoffs. Ein plattenförmiges
Drosselglied ist zwischen der Kraftstoffquelle und der Düse angeordnet.
Das Drosselglied regelt den Kraftstoffverbrauch der Kraftstoffübertragungseinrichtung,
wodurch parasitäre Strömungsverluste
begrenzt werden, welche den für die
Brennkraftmaschine zur Verfügung
stehenden Kraftstoffanteil beeinträchtigen.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Kraftstoffübertragungseinrichtung ein
Kraftstoffpumpenmodul mit einem Speicher, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe
mit einem Auslass, eine Strahlpumpe mit einer Düse, die mit dem Auslass der Hochdruck-Kraftstoffpumpe
verbunden ist, und ein plattenförmiges
Drosselglied mit einer Öffnung
zwischen dem Auslass der Kraftstoffpumpe und der Düse, um den
von der Kraftstoffpumpe zur Düse
strömenden
Kraftstoff zu drosseln.
-
Die
erfindungsgemäß ausgebildete
Kraftstoffübertragungseinrichtung
sorgt für
eine optimale Kraftstoffflussrate innerhalb einer Hilfsfördereinrichtung
einer Kraftstoffanlage, verringert parasitäre Strömungsverluste des von der Kraftstoffquelle
abgegebenen Kraftstoffstroms, verbessert den Wirkungsgrad der Kraftstoffquelle,
ermöglicht
die Verwendung einer Kraftstoffquelle mit reduzierter Gesamtförderleistung,
reduziert Geräusche
und den Kraftstoffverbrauch innerhalb der Kraftstoffanlage, erhöht die Lebensdauer
der Kraftstoffquelle, verbessert den Betriebswirkungsgrad der mit
der Kraftstoffquelle verbundenen Brennkraftmaschine, verbessert
den Kaltstart und Warmstart der Brennkraftmaschine, hat einen relativ
einfachen Aufbau, ist wirtschaftlich in der Herstellung und Montage
und verbessert den Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine und/oder des
Fahrzeugsystems.
-
Anhand
der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert. Es
zeigt:
-
1 eine
schematische Ansicht einer Kraftstoffanlage mit einer Strahlpumpe
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
schematische Ansicht einer Anordnung einer Strahlpumpe mit stromaufwärtigen Drosselgliedern;
-
3 einen
Querschnitt eines Ausführungsbeispiels
einer Strahlpumpe mit zwei stromaufwärtigen Drosselgliedern;
-
4 einen
Querschnitt eines abgewandelten Ausführungsbeispiels mit zwei Drosselgliedern
in Explosionsdarstellung;
-
5 eine
perspektivische Ansicht eines der Drosselglieder in 4;
-
6 eine
schematische Ansicht einer anderen Anordnung mehrerer Drosselglieder;
-
7 eine
Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
mit mehreren Drosselgliedern, die wie in 6 angeordnet
ist;
-
8 eine
Querschnittsansicht längs
der Linie 8-8 in 7;
-
9 eine
Querschnittsansicht längs
der Linie 9-9 in 7;
-
10 eine
perspektivische Ansicht einer Strahlpumpe gemäß einer anderen Ausführungsform;
und
-
11 eine
Querschnittsansicht längs
der Linie 11-11 in 10.
-
1 zeigt
eine Kraftstoffübertragungseinrichtung 10 zum
Erleichtern eines effizienten Betriebs einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine 28.
Unabhängig davon,
ob das Fahrzeug in einem Betriebsmodus mit hohem Kraftstoffbedarf,
unter Kaltstartbedingungen oder in einem anderen schwierigen Betriebszustand arbeitet,
stellt die Kraftstoffübertragungseinrichtung sicher,
dass eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 innerhalb eines
Kraftstofftanks 12 des Fahrzeuges die Brennkraftmaschine 28 des
Fahrzeuges mit einer optimalen Zufuhr von Hochdruckkraftstoff versorgt.
Die Kraftstoffübertragungseinrichtung 10 leitet
Kraftstoff, der anderenfalls von der Kraftstoffpumpe 20 entfernt bleiben
würde,
zu der Kraftstoffpumpe 20 unter Verwendung eines minimalen
Kraftstoffstroms aus der Kraftstoffpumpe 20, wodurch sichergestellt
wird, dass die Kraftstoffpumpe 20 die optimale Kraftstoffmenge
der Brennkraftmaschine 28 zuführt. Der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 28 wird
daher selbst bei den schwierigsten Betriebszuständen für die Kraftstoffpumpe 20 wie
z. B. bei einem Kaltstart auf einem optimalen Wirkungsgradniveau
gehalten.
-
Die
Kraftstoffübertragungseinrichtung 10 hat mindestens
eine Strahlpumpe oder, wie in 1 gezeigt,
Strahlpumpen 16, 18, die mit einer Kraftstoffquelle
in Form beispielsweise einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 in
Verbindung steht. Wie in 2 schematisch dargestellt ist,
sind mindestens ein Drosselglied und, wie hier dargestellt, zwei
Drosselglieder 22, 24 zwischen jeder der Strahlpumpen 16, 18 (von
denen nur die Strahlpumpe 16 dargestellt ist) und der Kraftstoffpumpe 20 angeordnet.
Die Strahlpumpen 16, 18 empfangen somit unter
Druck stehenden Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 20 mit
einer ersten Durchflussrate und bewirken, dass Kraftstoff mit einer
zweiten, höheren
Durchflussrate abgegeben wird. Vorzugsweise sind die Strahlpumpen 16, 18 so
angeordnet, dass sie Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks 12 zu
einem die Kraftstoffpumpe 20 tragenden Speicher 26 unter
Verwendung eines minimalen Kraftstoffstroms aus der Kraftstoffpumpe 20 leiten.
Durch Verwendung eines minimalen Kraftstoffstroms aus der Kraftstoffpumpe
zum Betreiben der Strahlpumpen 16, 18 wird der
Betrieb der Brennkraftmaschine 28, die Kraftstoff aus dem
Auslass 29 der Kraftstoffpumpe 20 empfängt, begünstigt,
insbesondere, wenn die Brennkraftmaschine 28 einen hohen
Kraftstoffbedarf hat. Die Anzahl der Strahlpumpen und Drosselglieder
in der Kraftstoffübertragungseinrichtung 10 kann
je nach Bedarf geändert
werden. Da die Strahlpumpen im Prinzip den gleichen Aufbau haben,
wird im folgenden nur eine Strahlpumpe 16 genauer beschrieben,
sofern nichts anderes gesagt wird.
-
Wie
in 1 dargestellt, enthält ein Teil 30 des
Kraftstofftanks 12 den Speicher 26, während ein anderer
Teil 32 des Kraftstofftanks 12 zu dem Speicher 26 beabstandet
ist. Der Kraftstofftank 12 kann ein einen gemeinsamen Innenraum
aufweisender Satteltank, zwei miteinander in Verbindung stehende getrennte
Kraftstofftanks oder ein signifikant größerer Kraftstofftank mit einem
Teil sein, der einen großen Abstand
zu der Kraftstoffquelle innerhalb des Kraftstofftanks hat. Immer
noch unter Bezugnahme auf 1 sind die
Strahlpumpen 16, 18 und Drosselglieder 22, 24 (2)
mit der Kraftstoffpumpe 20 beispielsweise durch mindestens
eine und, wie dargestellt, zwei Kraftstoffleitungen 34, 36 verbunden.
Eine der Kraftstoffleitungen 36 ist an dem Auslass 37 der Kraftstoffpumpe 20 und
an der Strahlpumpe 18 angeschlossen, die in demselben Teil 30 des
Kraftstofftanks 12 wie der Speicher 26 und vorzugsweise
benachbart zu einem Einlass 38 des die Kraftstoffpumpe 20 tragenden
Speichers 26 angeordnet ist. Die Strahlpumpe 18 leitet
den Speicher 26 umgebenden Kraftstoff in den Einlass 38 des
Speichers 26 und vorzugsweise in Richtung auf einen Einlass 40 der
Kraftstoffpumpe 20, welcher sich in dem Speicher 26 befindet.
Die andere Kraftstoffleitung 34 ist an einem Auslass 39 der
Krafstoffpumpe 20 und an der Strahlpumpe 16 angeschlossen,
die in dem zum Speicher 26 beabstandeten Teil 32 des
Kraftstofftanks 12 angeordnet ist. Die Strahlpumpe 16 fördert Kraftstoff
in den Teil 30 des Kraftstofftanks und vorzugsweise zu dem
Speicher 26 über
eine Kraftstoffrückführleitung 42,
die zwischen der Strahlpumpe 16 und dem den Speicher 26 enthaltenden
Teil 30 des Kraftstofftanks 12 verläuft. Die
Kraftstoffrückführleitung 42 kann
so angeordnet sein, dass sie Kraftstoff in den den Speicher 26 enthaltenden
Teil 30 oder unmittelbar in den Speicher 26 benachbart
zum Einlass 38 des Speichers 26 führt, um
den Eintritt des Kraftstoffs in den Speicher 26 zu erleichtern
und letztlich den Eintritt des Kraftstoffs in den Einlass 40 der
Kraftstoffpumpe 20 zu erleichtern.
-
Die
in 3 dargestellte Konstruktion der Strahlpumpe 16 hat
einen Körper 44,
durch den ein Strömungskanal 46 verläuft. Der
Körper 44 hat
einen Einlass 48, der so ausgebildet ist, dass er mit der Kraftstoffquelle
verbindbar ist, beispielsweise über die
Kraftstoffleitung 34 unter Verwendung eines herkömmlichen
Schlauchanschlusses, beispielsweise einem Federclip (nicht gezeigt),
der die Außenfläche der
Kraftstoffleitung 34 zusammendrückt, um die Innenfläche der
Kraftstoffleitung 34 an einer Außenfläche des Körpers 44 festzulegen.
Der Körper 44 hat ferner
einen Auslass 50, der an der Kraftstoffrück führleitung 42 anschließbar ist,
vorzugsweise unter Verwendung eines herkömmlichen Schlauchanschlusses,
wie er oben beschrieben wurde.
-
Der
Strömungskanal 46 hat
eine Aufnahmebohrung 52 zum Aufnehmen zumindest eines Teils einer
Düse 54.
Die Aufnahmebohrung 52 ist vorzugsweise so dimensioniert,
dass die Halterung der Düse 54 in
der Aufnahmebohrung beispielsweise ein Presspassung oder eine andere
Verbindung erleichtert wird. Ein Kleber oder eine Gewindeverbindung
können
beispielsweise dazu verwendet werden, die Halterung der Düse 54 in
der Aufnahmebohrung 52 zu sichern.
-
Stromauf
und benachbart zu der Aufnahmebohrung 52 hat der Körper 44 eine
erste Gegenbohrung 56 mit einem gegenüber der Aufnahmebohrung 52 größeren Durchmesser,
welche konzentrisch zu der Aufnahmebohrung 52 verläuft. Hierdurch
wird eine erste ringförmige
Schulter 58 zwischen der Aufnahmebohrung 52 und
der ersten Gegenbohrung 56 gebildet. Die erste Gegenbohrung 56 ist
so dimensioniert, dass sie ein erstes plattenförmiges Drosselglied 60 in
Anlage mit der ersten Schulter 58 hält, beispielsweise mittels
einer Presspassung oder einem „line-to-line"-Sitz.
-
Stromauf
und benachbart zu der ersten Gegenbohrung 56 hat der Körper 44 eine
zweite Gegenbohrung 62 mit einem gegenüber der ersten Gegenbohrung 56 größeren Durchmesser,
welche konzentrisch zu der ersten Gegenbohrung 56 verläuft, wodurch
eine zweite Schulter 64 zwischen ihnen gebildet wird. Vorzugsweise
ist die zweite Gegenbohrung 62 so dimensioniert, dass sie
ein zweites plattenförmiges
Drosselglied 66 in Anlage mit der zweiten Schulter 64 aufnimmt,
beispielsweise durch eine Presspassung oder einen „live-to-live"-Sitz.
-
Der
Körper 44 hat
mindestens einen Venturikanal 68, der mit axialem Abstand
stromab zu der Aufnahmebohrung 52 und in axialer Ausrichtung
zu der Aufnahmebohrung 52 angeordnet ist. Der Venturikanal 68 kann
einstückig
mit dem Körper 44 oder auch
getrennt von diesem ausgebildet sein. Der Venturikanal 68 hat
einen Einlass 70, einen Auslass 72 und einen durchmesserverringerten
Abschnitt 75 zwischen dem Einlass 70 und dem Auslass 72.
-
Der
Körper 44 hat
mindestens eine Öffnung 76 zwischen
der Aufnahmebohrung 52 und dem Einlass 70 des
Venturikanals 68. Die Öffnung 76 verläuft in Querrichtung
zwischen einer Außenfläche (nicht gezeigt)
des Körpers 44 und
dem Strömungskanal 46,
so dass Fluid außerhalb
des Körpers 44 mit
dem Strömungskanal 46 im
Bereich zwischen der Aufnahmebohrung 52 und dem Einlass 70 des
Venturikanals 68 in Verbindung steht. Wenn daher Kraftstoff
durch die Düse 54 in
den Einlass 70 des Venturikanals 68 strömt, wird
den Körper 44 der
Strahlpumpe 16 umgebender Kraftstoff aus der Öffnung 76 mitgerissen, um
sich mit dem von der Kraftstoffpumpe 20 geförderten
und durch die Düse 54 abgegebenen
Kraftstoff zu vereinigen. Somit vergrößert sich das Volumen des in
den Einlass 70 des Venturikanals 68 eintretenden
Kraftstoffes gegenüber
dem Volumen des durch die Düse 54 abgegebenen
Kraftstoffs. Somit strömt
der Kraftstoff durch die Düse 54 mit
einer ersten Durchflussrate, und der Kraftstoff strömt durch den
Auslass 72 des Venturikanals 78 mit einer zweiten
Durchflussrate, die größer als
die erste Durchflussrate ist.
-
Um
die Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe 20 der
Düse 54 der
Strahlpumpe 16 zugeführt
wird, leichter steuern zu können,
sind die beiden plattenförmigen
Drosselglieder 60, 66 in ihren entsprechenden
Gegenbohrungen 56, 62 stromauf der Düse 54 abgedichtet
angeordnet. Das erste Drosselglied 60 sitzt in der ersten
Gegenbohrung 56 benachbart zur Düse 54 und liegt an
der ersten Schulter 58 an, während das zweite Drosselglied 66 in
der zweiten Gegenbohrung 62 stromauf des ersten Drosselgliedes 60 angeordnet
ist und an der zweiten Schulter 64 anliegt.
-
Die
beiden Drosselglieder 60, 66 haben jeweils eine
Drosselöffnung 80,
die so dimensioniert sind, dass sie ein vorgegebenes Kraftstoffvolumen bei
einem bestimmten Druck durchlassen. Zweckmäßigerweise sind die Drosselöffnungen 80 groß genug,
dass sie eine Kontaminierung aufgrund eines Zusetzens bzw. Drosselns
der Kraftstoffströmung verhindern.
Allgemein gesprochen haben die Drosselöffnungen 80 einen
Durchmesser von ungefähr 0,30
bis 0,80 mm, vorzugsweise 0,40 bis 0,70 mm und insbesondere 0,50
bis 0,60 mm je nach den Kraftstoffströmungserfordernissen der Kraftstoffanlage 14.
Wenn der Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 20 mit einem
ersten Druck und einer ersten Durchflussrate durch die Kraftstoffleitung 34 fließt, trifft
der Kraftstoff auf das erste Drosselglied 60, wo die Drosselöffnung 80 den
Kraftstoffstrom drosselt. Es kommt somit an dem Drosselglied 60 zu
einem Druckabfall, so dass der Kraftstoff mit einem zweiten Druck
weiterfließt,
der kleiner ist als der erste Druck. Die von der Kraftstoffpumpe 20 verbrauchte
Kraftstoffmenge durch die Kraftstoffleitung 34 wird somit
auf eine gewünschte
Durchflussrate reduziert.
-
Das
zweite Drosselglied 66 bewirkt eine weitere Verringerung
der Durchflussrate, wenn der Kraftstoff durch die Drosselöffnung 80 in
dem zweiten Drosselglied 66 fließt. Der Kraftstoffverbrauch
aus der Kraftstoffpumpe 20 durch die Kraftstoffleitung 34 wird
somit weiter reduziert, was zur Folge hat, dass weniger Kraftstoff
durch die Krafstoffleitung 34 und weg von der Brennkraftmaschine 28 geleitet
wird. Wenngleich zwei Drosselglieder 60, 66 dargestellt sind,
können
jedoch je nach Bedarf mehr oder weniger Drosselglieder vorgesehen
werden, um die gewünschte
Durchflussrate zur Brennkraftmaschine 28 und der Strahlpumpe
bzw. den Strahlpumpen 16, 18 zu erzielen.
-
Immer
noch unter Bezugnahme auf 3 hat die
Düse 54 einen
Einlass 82, einen Auslass 84 und einen dazwischenliegenden
Düsenkanal 86.
Der Düsenkanal 86 hat
einen Durchmesser, der größer, gleich
oder kleiner als der Durchmesser der Drosselöffnungen 80 in den
Drosselglieder 60, 66 sein kann. Während Kraftstoff
durch den Auslass 84 der Düse 54 und in den Einlass 70 des
Venturikanals 68 fließt, steht
der Kraftstoff mit dem die Strahlpumpe 16 umgebenden Kraftstoff über die Öffnung 76 in
Verbindung. Während
der Kraftstoff in den querschnittsverringerten Abschnitt des Venturikanals 68 strömt, hat der
hieraus reduzierende Druckabfall zur Folge, dass Kraftstoff angrenzend
am Einlass 70 des Venturikanals 68 mitgerissen
bzw. angesaugt wird, um sich mit dem die Düse verlassenden und in den
Venturikanal 68 einströmenden
Kraftstoff zu vereinigen, wodurch die Gesamtdurchflussrate des aus dem
Auslass 72 des Venturikanals 68 austretenden Kraftstoffes
erhöht
wird. Die Düse 54 in
Verbindung mit dem Venturikanal 68 sorgen daher für eine erhöhte Durchflussrate
gegenüber
dem Kraftstoffstrom, der von der Kraftstoffpumpe durch die Düse 54 gefördert wird.
-
Die
in 4 dargestellte abgewandelte Ausführungsform
einer Drosseleinrichtung 88 weist zwei plattenförmige Drosselglieder 90, 92 auf.
Die platten- oder scheibenförmigen
Drosselglieder 90, 92 haben, wie dargestellt,
Drosselöffnungen 94 gleicher
Abmessungen, wenngleich es auch möglich wäre, dass die Drosselglieder 90, 92 je
nach der erwünschten Durchflussrate
unterschiedlich große
Drosselöffnungen 94 haben
können.
Die Drosselöffnungen 94 sind wie
oben beschrieben dimensioniert und sind durch zwei Abstandsplatten
bzw. -scheiben 96 zueinander beabstandet. Die Abstandsplatten 96 haben
größere Öffnungen 98,
durch die der Kraftstoff praktisch ungehindert, d. h. ohne Drosselung
durchströmen
kann.
-
Die
Drosselglieder 90, 92 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
so angeordnet, dass die Drosselöffnungen 94 radial
gegeneinander versetzt sind, wodurch ein serpentinen- bzw. labyrinthartiger Strömungsweg
für den
zwischen den Drosselgliedern 90, 92 fließenden Kraftstoff
geschaffen wird. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wirken somit
die Drosselglieder 90, 92 zusammen, um die Gesamtdurchflussrate
des von der Kraftstoffpumpe 20 verwendeten Kraftstoffes
zu reduzieren. Zweckmäßigerweise
haben die plattenförmigen Drosselglieder 90, 92 und
die Abstandsplatten 96 im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser
D, so dass sie von einer zylindrischen Bohrung (nicht gezeigt) wie
der ersten Gegenbohrung 56 in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
aufgenommen werden können.
Somit kann eine einzige Schulter wie z. B. die erste Schulter 58 in
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
dazu verwendet werden, die Drosselglieder 90, 92 und
die Abstandsplatten 96 in einer axial festgelegten Stellung
zu halten. Es sind daher nicht mehrere Schultern zum axialen Festlegen
der Drosselglieder 90, 92 der Drosseleinrichtung 88 erforderlich.
Im übrigen
ist die Funktionsweise der Drosselglieder 90, 92 die
gleiche wie die der oben beschriebenen Drosselglie der 66, 60,
so dass diesbezüglich
keine weitere Beschreibung erforderlich ist. Es sei nochmals darauf
hingewiesen, dass irgendeine Anzahl der Drosselglieder 90, 92 und
Abstandsplatten 96 verwendet werden können, um die erwünschte Verringerung
der Durchflussrate und damit die Solldurchflussrate für den angestrebten
Zweck zu erzielen. Die Dicke der plattenförmigen Drosselglieder 90, 92 und
der Abstandsplatten 96 kann zur Änderung der Strömungsdynamik
in der gewünschten Weise
variiert werden.
-
Ein
anderes Ausführungsbeispiel
mit mehreren in Reihe geschalteten Drosselgliedern 100 ist
in 6 schematisch dargestellt. Wie oben erwähnt, kann
die Anzahl der Drosselglieder 100 je nach der erwünschten
Verringerung der Durchflussrate variiert werden.
-
Das
in den 7 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel
eines Drosselgliedes 102 hat einen allgemein zylindrischen
Körper 104,
der zumindest eine oder, wie dargestellt, mehrere Drosselöffnungen 106 aufweist.
Der Körper 104 hat
eine Außenfläche 108 mit
mindestens einem serpentinen- bzw. labyrinthartigen Strömungsweg
und vorzugsweise, wie dargestellt, zwei Strömungswege 110, 111 (8 und 9),
die auf diametral gegenüberliegenden
Seiten des Körpers 104 gebildet
sind. Die Strömungswege 110, 111 sind
zweckmäßigerweise
spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, um gleiche und entgegengesetzte
Strömungskräfte zu erzielen,
die von der Kraftstoffströmung
auf die Außenfläche 108 des Körpers 104 ausgeübt werden
(7 und 8). Die Strömungswege 110, 111 verlaufen über die
Länge des
Körpers 104 und
sorgen für
mehrere Verringerungen des Drucks und der Durchflussrate über der Länge des
Körpers 104.
-
Die
Strömungswege 110, 111 werden
zum Teil von mehreren axial beabstandeten Ausnehmungen 112 gebildet,
die in Umfangsrichtung um mindestens einen Teil der Außenfläche 108 des
Körpers 104 verlaufen.
Außerdem
verlaufen zwischen den Ausnehmungen 112 mehrere Kanäle 114,
die zumindest teilweise die Drosselöffnungen 106 über der
Länge des
Körpers 104 bilden.
Zweckmäßigerweise
sind die benachbarten Kanäle 114 in
Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, um eine serpentinen- bzw.
labyrinthartigen Strö mungsweg
für den
Kraftstoff an der Außenfläche 108 des
Körpers 104 zu
bilden.
-
Der
Körper 104 wird
vorzugsweise als einstückiges
Teil unter Verwendung eines Gießverfahrens
oder maschinellen Bearbeitungsverfahrens hergestellt. Der Körper 104 stellt
somit mehrere Drosselöffnungen
in einem einstückigen
Bauteil zur Verfügung,
was die Montage vereinfacht und letztlich die Herstellungskosten
verringert Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel kann der Körper 104 von
einer zylindrischen Bohrung aufgenommen werden, wobei der Körper 104 durch
eine einzige Schulter axial festgelegt wird. Es versteht sich, dass
eine beliebige Anzahl von Ausnehmungen 112 und Kanälen 114 über der
Länge des
Körpers 104 vorgesehen werden
kann, um die erwünschte
Verringerung der Durchflussrate zu erzielen; somit kann der Anteil,
der von dem von der Kraftstoffpumpe 20 geförderten Kraftstoffstrom
für den
gewünschten
Zweck abgezweigt wird, je nach Bedarf gesteuert werden.
-
In
den 10 und 11 ist
eine mehrstufige Strahlpumpe 16 mit einer Düse 118 stromauf
einen ersten Venturikanals 120 und eines zweiten Venturikanals 122 dargestellt.
Die Düse 118 ist
hier als ein von den beiden Venturikanälen 120, 122 getrenntes
Bauteil ausgebildet. Die Düse 118 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
so ausgebildet, dass sie ein Gehäuse 124 mit
einer Aufnahme 125 hat, das durch axial verlaufende Rippen 128 mit
axialem Abstand stromab des Auslasses 126 der Düse 118 angeordnet
ist. Die Aufnahme 125 ist so ausgebildet, dass sie an dem
ersten Venturikanal 120 befestigt wird. Die Rippen 128 sind
in Umfangsrichtung beabstandet zueinander, wodurch Öffnungen 130 zwischen
den Rippen 128 gebildet werden. Die Öffnungen 130 ermöglichen
einen freien ungehinderten Durchfluss des die Strahlpumpe 116 umgebenden
Kraftstoffes, wodurch eine Verbindung zwischen dem vom Auslass 126 der Düse 118 abgegebenen
Kraftstoff und dem die Strahlpumpe 116 umgebenden Kraftstoff
geschaffen wird.
-
Der
erste Venturikanal 120 hat ein freies Ende 132 mit
einer an diesem angrenzenden Außenfläche 134,
die so dimensioniert ist, dass sie innerhalb der Aufnahme 125 des
Gehäuses 124 anbringbar
ist. Zweckmäßigerweise sind
die Außenfläche 134 des
ersten Venturikanals 120 und die Aufnahme 125 in
dem Gehäuse 124 mit
Presssitz ineinander angeordnet, wodurch eine sichere Verbindung
zwischen dem Gehäuse 124 und
dem ersten Venturikanal 120 geschaffen wird. Es kann naturlich
auch eine Klebstoff- oder Schweißverbindung verwendet werden,
um das Gehäuse 124 an
dem ersten Venturikanal 120 festzulegen.
-
Der
erste Venturikanal 120 hat einen Einlass 136,
der zu dem Auslass 126 der Düse 118 axial ausgerichtet
ist, um den von der Düse 118 abgegebenen Kraftstoff
aufzunehmen. Der erste Venturikanal 120 hat ferner einen
Auslass 138, durch den Kraftstoff abgegeben wird. Ein querschnittsverringerter
Abschnitt 140 verläuft
von dem Einlass 136 zumindest teilweise in Richtung auf
den Auslass 138. Während
der Kraftstoff vom Auslass 126 der Düse 118 in den Einlass 136 des
ersten Venturikanals 120 strömt, reißt er Kraftstoff in den Öffnungen 130 zwischen
der Düse 118 und
dem Einlass 136 mit; der mitgerissene Kraftstoff zusammen
mit dem die Düse 118 verlassenden Kraftstoff,
der als Treibstrahl dient, strömt
in den Einlass 136 des ersten Venturikanals 120.
Die Folge ist, dass in den ersten Venturikanal 120 mehr
Kraftstoff strömt,
als die Düse 118 verlässt. Der
aus der Düse 118 austretende
Kraftstoff strömt
daher mit einer ersten Durchflussrate, während der aus dem ersten Venturikanal 120 austretende
Kraftstoff mit einer zweiten Durchflussrate strömt, die größer ist als die erste Durchflussrate.
-
Der
erste Venturikanal 120 ist zu dem zweiten Venturikanal 122 axial
ausgerichtet und wird durch mehrere axial verlaufende Rippen 142 auf
Abstand zu diesem gehalten. Der erste Venturikanal 120,
die Rippen 142 und der zweite Venturikanal 122 werden
zweckmäßigerweise
als einstückiges
Bauteil aus einem polymeren Kunststoff, beispielsweise durch Spritzgießen, Blasformen
oder einen maschinellen Bearbeitungsprozess hergestellt, wenngleich sie
auch getrennt voneinander hergestellt und anschließend miteinander
verbunden oder in axialer Anordnung zueinander gehalten werden könnten. Die
Rippen 142 sind in Umfangsrichtung beabstandet zueinander,
wodurch mehrere zwischen ihnen verlaufende Öffnungen 144 gebildet
werden. Die Öffnungen 144 schaffen
eine Strömungsverbindung zwischen
dem den ersten Venturikanal 122 verlassenden Kraftstoff
und dem die Strahlpumpe 116 umgebenden Kraftstoff.
-
Der
zweite Venturikanal 122 hat einen Einlass 146,
der zu dem Auslass 138 des ersten Venturikanals 120 axial
ausgerichtet ist und mit diesem in Strömungsverbindung steht, um von
dem ersten Venturikanal 120 abgegebenen Kraftstoff aufzunehmen.
Der zweite Venturikanal 122 hat einen Auslass 148,
der mit dem den Speicher 26 tragenden Teil 32 des
Kraftstofftanks 12 in Strömungsverbindung steht. Der
zweite Venturikanal 122 hat einen querschnittsverringerten
Abschnitt 150, der sich von einem Bereich angrenzend am
Einlass 146 zumindest teilweise in Richtung auf den Auslass 148 erstreckt.
Der querschnittsverringerte Abschnitt 150 bewirkt eine Druckverringerung
am Einlass 146 des zweiten Venturikanals 122,
so dass der die Strahlpumpe 116 umgebende, insbesondere
zwischen den beiden Venturikanälen 120, 122 über die Öffnungen 144 mitgerissen
bzw. angesaugt wird, um sich mit dem Kraftstoff zu vereinigen, der
von dem ersten Venturikanal 120 in Richtung auf den Einlass 146 des
zweiten Venturikanals 122 abgegeben wird. Die Folge ist,
dass Kraftstoff in den zweiten Venturikanal 122 mit einer
dritten Durchflussrate strömt,
die größer als
die zweite Durchflussrate des den ersten Venturikanal 120 verlassenden
Kraftstoffes ist.
-
Die
Düse 118,
der erste Venturikanal 120 und der zweite Venturikanal 122 stehen
in Strömungsverbindung
mit der Kraftstoffleitung 34, vorzugsweise in kolinearer
Anordnung zueinander und stromab der Drosselglied 60, 66, 90, 92, 100, 102, welche
im Zusammenhang mit den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben
wurden. Abgesehen davon, dass die beiden Venturikanäle 120, 122 die
Durchflussrate erhöhen,
verringern somit die Drosselglieder 60, 66, 90, 92, 100, 102 die
Durchflussrate des Kraftstoffes, der von dem von der Kraftstoffpumpe 20 geförderten
Kraftstoff für
den vorliegenden Zweck abgezweigt wird. Zusätzlich dazu, dass der betreffende
Anteil des von der Kraftstoffpumpe 20 geförderten
Kraftstoffes verringert wird, kann der Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine 28 rascher
und mit erhöhtem
Wirkungsgrad und mit einer Krafstoffpumpe verringerter Kapazität gedeckt werden.
Gleichzeitig kann die Durchflussrate des Kraftstoffs, der von dem
von der Kraftstoffpumpe 20 geförderten Kraftstoff abgezweigt
wird, dadurch reduziert werden, dass mehr Kraftstoff von einem anderen
Teil des Kraftstofftanks 12 mitgerissen bzw. angesaugt
und mit dem Kraftstoff vereinigt wird, der dem Einlass der Kraftstoffpumpe 20 zugeführt wird.
Somit kann eine geringere Kraftstoffmenge des von der Kraftstoffpumpe 20 geförderten
Kraftstoffes dazu verwendet werden, Kraftstoff, der in dem entfernten
Teil 32 des Tanks 12 vorhanden ist, zurück zur Kraftstoffpumpe 20 zu
fördern.
Somit lässt
sich eine Kraftstoffpumpe geringerer Förderleistung dazu verwenden, um
den Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine zu decken, während gleichzeitig
ein ausreichender Kraftstoffstrom erzeugt wird, um die Strahlpumpen 116 zu
betreiben.
-
Falls
gewünscht,
kann eine mehrstufige Strahlpumpe wie die Strahlpumpe 116 anstelle
der Strahlpumpe 18 und/oder 16 verwendet werden.