DE10231616A1

DE10231616A1 - Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10231616A1
Application number: DE2002131616
Authority: DE
Inventors: Christian Treml; Hugo Kroiss
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: DE10231616B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine oder dgl., mit einer in einem Kraftstofftank und insbesondere in einem darin vorgesehenen Schwalltopf angeordneten, insbesondere elektrisch angetriebenen Förderpumpe, von der eine zur Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung abgeht, und wobei sich im Bereich der Saugseite dieser Förderpumpe eine Saugstrahlpumpe befindet, die an der Saugseite der Förderpumpe den Kraftstoff unter geringem Vordruck bereitstellt. Bevorzugt ist die Saugstrahlpumpe zusammen mit der Förderpumpe im Schwalltopf angeordnet. Dabei kann die Versorgung der Saugstrahlpumpe mittels eines von der Vorlaufleitung an einem Druckregler oder ungeregelt nahe der Förderpumpe abgezweigten Kraftstoff-Rücklaufstromes erfolgen oder zur Versorgung der Saugstrahlpumpe eine eigenständige Zusatzpumpe vorgesehen sein. Bevorzugt ist die Saugstrahlpumpe in ein der Förderpumpe vorgelagertes Ansaugsieb oder in einen Ansaugstutzen derselben integriert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein. Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine oder dgl., mit einer in einem Kraftstofftank und insbesondere in einem darin vorgesehenen Schwalltopf angeordneten, insbesondere elektrisch angetriebenen Förderpumpe, von der eine zur Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung abgeht. Zum bekannten Stand der Technik wird bspw. auf die DE 36 44 307 C2 und die DE 199 29 986 A1 verwiesen.

Die Anforderungen, die an in einem Kraftstofftank eingebaute Kraftstoff-Förderpumpen gestellt werden, steigen ständig an. So müssen heute größere Kraftstoffströme mit einem höheren Systemdruck bereitgestellt werden als in früheren Zeiten. Entwickelt wurden daher bereits die sog. Schwalltopfsysteme, mit Hilfe derer einer darin angeordneten Förderpumpe der zu fördernde Kraftstoff bereits unter einem gewissen, jedoch noch sehr niedrigen Vordruck bereitgestellt werden kann. Dabei kann ein solcher Schwalltopf mit Hilfe von außerhalb des Schwalltopfes (jedoch innerhalb des Tanks) angeordneter Saugstrahlpumpen befüllt werden, wie dies in der eingangs zweitgenannten Schrift gezeigt ist. Bei diesem bekannten Stand der Technik ist im Schwalltopf zwar eine elektrisch angetriebene Pumpe angeordnet, jedoch fördert diese vorrangig einen Versorgungs- Kraftstoffstrom zu den Saugstrahlpumpen und ist nur hilfsweise an eine zur Brennkraftmaschine bzw. zu deren Kraftstoff-Einspritzpumpe führende Vorlaufleitung ankoppelbar, da diese wie üblich an der Brennkraftmaschine und somit außerhalb des Tanks angeordnete Kraftstoff-Einspritzpumpe den benötigten Kraftstoff praktisch selbst aus dem Schwalltopf saugt. Eine einfache, elektrisch angetriebene Förderpumpe hingegen, an deren Ausgang sich eine zur Fzg.-Brennkraftmaschine oder dgl. bzw. zu einer Kraftstoff-Einspritzpumpe derselben führende Vorlaufleitung anschließt, ist bspw. in der eingangs erstgenannten Schrift gezeigt. Dabei ist die Förderpumpe nach dieser Schrift zwar nicht in einem Schwalltopf angeordnet, jedoch ist dies ebenfalls bereits bekannter Stand der Technik.

Im Bemühen, die Förderleistung einer in einem Kraftstofftank eingebauten Kraftstoffpumpe weiter zu erhöhen, können auch 2-stufige elektrische Kraftstoffpumpen zum Einsatz kommen, die jedoch einen relativ hohen Strombedarf haben und aufwändig und teuer sind. Problematisch ist hinsichtlich der Leistungsanforderungen an eine in einem Kraftstofftank eingebaute Förderpumpe dabei insbesondere der sog. Heißförderabfall bei widrigen Umgebungsbedingungen, d.h. hohen Umgebungstemperaturen.

Hiermit soll nun aufgezeigt werden, wie insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen die Förderleistung einer Kraftstoff-Förderpumpe in einer Kraftstoff-Versorgungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit relativ einfachen Mitteln weiter erhöht werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Saugseite dieser Förderpumpe eine Saugstrahlpumpe befindet, die an der Saugseite der Förderpumpe den Kraftstoff unter geringem Vordruck bereitstellt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß kann eine übliche (und somit einfache, kostengünstige, insbesondere elektrisch angetriebene) Kraftstoff-Förderpumpe auf einfache Weise quasi „aufgeladen" werden, indem dieser eine noch einfachere Pumpe vorgeschaltet wird. Diese soll nun eine Saugstrahlpumpe sein, die (bekanntermaßen) von einem Fluidstrom angetrieben bzw. versorgt wird, wobei Fluidströme unterschiedlichen Ursprungs in einem Kraftstofftank entweder bereits vorliegen können oder einfach erzeugbar sind.

Der Ausgang bzw. die Druckseite dieser Saugstrahlpumpe liegt bevorzugt im Bereich der Saugseite der (insbesondere elektrischen) Kraftstoff-Förderpumpe, um keine nennenswerten Druckverluste zwischen dem Ausgang der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe und der Eingangsseite der erfindungsgemäß „zu unterstützenden" Förderpumpe zu haben. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Saugstrahlpumpe bspw. in ein der Förderpumpe vorgelagertes, geeignet gestaltetes Ansaugsieb integriert sein. Noch wirksamer ist eine Integration der Saugstrahlpumpe in einen Ansaugstutzen der Förderpumpe.

Besonders wirksam ist die grundsätzlich vorgeschlagene Maßnahme dabei, wenn die sich im Bereich der Saugseite der Förderpumpe befindende Saugstrahlpumpe zusammen mit dieser Förderpumpe in einem Schwalltopf angeordnet ist, da dessen grundsätzliche Vorteile somit ebenfalls zum Tragen kommen. Insbesondere kann auf diese Weise der von der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe erzielte Effekt quasi nicht in der „Weite" des Kraftstofftanks verloren gehen, da sozusagen ein nahezu druckdichter Anschluss vorliegt, was im übrigen auch bei der genannten Integration der Saugstahlpumpe in den Ansaugstutzen der Förderpumpe gegeben ist.

Bereits erwähnt wurde, dass eine erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe von Kraftstoff-Fluidströmen unterschiedlicher Herkunft versorgt bzw. „angetrieben" werden kann. So kann die Versorgung der Saugstrahlpumpe mittels eines von der genannten Vorlaufleitung, die von der Förderpumpe abgeht und zur Brennkraftmaschine oder dgl. bzw. einer zugehörigen Kraftstoff-Einspritzpumpe führt, abgezweigten Kraftstoff-Rücklaufstromes erfolgen. Dabei kann dieser Rücklaufstrom in bekannter Weise an einem Druckregler abgezweigt werden, oder geeignet gedrosselt (und dabei bevorzugt ungeregelt) nahe der Förderpumpe selbst, d.h. bspw. kurz stromab ihres Förder-Ausgangs. Insbesondere im erstgenannten Fall, d.h. im Falle einer Abzweigung von einem Druckregler kann der dabei in den Kraftstofftank rückgeführte sog. Kraftstoff-Rücklaufstrom aufgeteilt werden, bspw. zur Versorgung einer ersten Saugstrahlpumpe, die in bekannter Weise aus der einen Kammer eines sog. Satteltanks den Kraftstoff in die andere Kammer desselben fördert, und für eine zweite bzw. allgemein weitere erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe, die quasi als Aufladestufe für die (elektrisch angetriebene) im Kraftstofftank angeordnete Kraftstoff-Förderpumpe fungiert.

Es ist jedoch auch möglich, die Saugstrahlpumpe quasi direkt aus dem von der Förderpumpe geförderten sog. Vorlauf-Kraftstoffstrom zu versorgen, d.h. einen geringen Teil diese Vorlaufstroms zur Versorgung der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe abzuzweigen. Dabei kann im Hinblick auf eine einfache, effiziente Bauweise die Saugstrahlpumpe über den Innenraum einer rotierenden Hohlwelle der Förderpumpe oder über eine definierte Lagerleckage derselben mit einem Anteil aus dem von dieser geförderten Kraftstoffstrom versorgt werden.

Zur Versorgung einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe kann jedoch auch eine eigenständige Zusatzpumpe vorgesehen sein, bei der es sich bspw. um eine Elektropumpe einfachster Bauart handeln kann, die sich durch einen relativ hohen Wirkungsgrad und geringen Aufwand und damit verbunden geringe Kosten auszeichnen kann.

Zusammenfassend kann mit einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe für die eigentliche Kraftstoff-Förderpumpe ein geringer Vordruck (analog einer Vorförderstufe; dabei jedoch mit sehr einfachen Mitteln) erzeugt werden. Insbesondere bietet sich die vorgeschlagene Lösung für Anwendungen an, in denen extreme Anforderungen an die Förderleistung einer Kraftstoff-Förderpumpe gestellt werden, ohne dass hierfür eine eigene Kraftstoff-Förderpumpe entwickelt werden soll. Dies reduziert den Entwicklungsaufwand und die damit verbundene Kostenbelastung. Dabei stellt sich mit der erfindungsgemäßen Maßnahme nur eine geringe Reduktion der Kaltförderleistung, jedoch eine deutliche Verbesserung des Heißförderverhaltens ein. Vorteilhafterweise wird das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeugs nicht höher belastet, und bereits bestehende Systeme können im wesentlichen erhalten bleiben, ohne dass sich eine negative Auswirkung auf Standfestigkeit und Lebensdauer ergibt. Dabei ist die vorgeschlagene Maßnahme universell einsetzbar, also bspw. bei mengengeregelten Systemen ebenso wie bei druckgeregelten Systemen, bei einer elektronisch kommutierten Förderpumpe ebenso wie bei einer mit einer erhöhten elektrischen Bordnetzspannung arbeitenden Förderpumpe, bei Strömungspumpen ebenso wie bei Verdrängerpumpen, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Kraftstoff-Versorgungsanlage für eine ein Kraftfahrzeug antreibende Brennkraftmaschine oder dgl., mit einer in einem Kraftstofftank und insbesondere in einem darin vorgesehenen Schwalltopf angeordneten, insbesondere elektrisch angetriebenen Förderpumpe, von der eine zur Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung abgeht, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Saugseite dieser Förderpumpe eine Saugstrahlpumpe befindet, die an der Saugseite der Förderpumpe den Kraftstoff unter geringem Vordruck bereitstellt.
Kraftstoff-Versorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Bereich der Saugseite der Förderpumpe befindende Saugstrahlpumpe zusammen mit dieser Förderpumpe im Schwalltopf angeordnet ist.
Kraftstoff-Versorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Saugstrahlpumpe mittels eines von der Vorlaufleitung an einem Druckregler oder ungeregelt nahe der Förderpumpe abgezweigten Kraftstoffstromes, bspw. eines Kraftstoff-Vorlaufstromes oder eines Kraftstoff-Rücklaufstromes erfolgt.
Kraftstoff-Versorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der Saugstrahlpumpe eine eigenständige Zusatzpumpe vorgesehen ist.
Kraftstoff-Versorgungsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe in ein der Förderpumpe vorgelagertes Ansaugsieb integriert ist.
Kraftstoff-Versorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe in einen Ansaugstutzen der Förderpumpe integriert ist.
Kraftstoff-Versorgungsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe über eine Hohlwelle oder über eine definierte Lagerleckage der Förderpumpe aus dem von dieser geförderten Kraftstoffstrom versorgt wird.