DE19833932C2 - Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffvorratsbehälter und einer über eine Kraftstoffleitung an den Kraftstoffvor­ ratsbehälter angeschlossenen Kraftstoffördereinrichtung.

Die Kraftstoffördereinrichtung bei einem Kraftstoffversor­ gungssystem für Brennkraftmaschinen weist im allgemeinen eine mechanisch von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ange­ triebene Hochdruckpumpe auf, die von einer vorgeschalteten Vorförderpumpe aus dem Kraftstoffvorratsbehälter mit Kraft­ stoff versorgt wird. Die Vorförderpumpe kann dabei elektrisch angetrieben oder wie die Hochdruckpumpe auch mechanisch mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt sein. Die mechanisch angetriebene Vorförderpumpe fördert entsprechend ihrem Hubvolumen einen der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Kraftstoffvolumenstrom. Vorteilhaft bei der mechanischen Vorförderpumpe gegenüber der elektrischen Vor­ förderpumpe ist der höhere Gesamtwirkungsgrad sowie die ge­ ringeren Herstellungskosten.

Probleme beim Start der Brennkraftmaschine können insbe­ sondere dann auftreten, wenn der Kraftstoffvorratsbehälter leer gefahren wurde. Bei einem solchen Trockenfahren des Kraftstoffvorratsbehälters wird solange Luft durch die Vor­ förderpumpe angesaugt, bis der in die Brennkraftmaschine ein­ gespritzte Kraftstoff nicht mehr zum Aufrechterhalten der Verbrennung ausreicht und die Brennkraftmaschine stehen­ bleibt. Wenn der Kraftstoffvorratsbehälter dann mit Kraft­ stoff nachgefüllt ist und die Brennkraftmaschine wieder ge­ startet wird, muß erst die beim Trockenfahren von der Vorför­ derpumpe angesaugte Luft im Kraftstoffversorgungssystem ver­ drängt werden, um der Brennkraftmaschine neuen Kraftstoff zu­ führen zu können. Dieses notwendige Entlüften des Kraftstoff­ versorgungssystems führt bei der mechanischen Vorförderpumpe, die wegen ihres hohen Gesamtwirkungsgrad sowie der geringen Herstellungskosten bevorzugt eingesetzt wird zu einem stark verzögerten Anspringen der Brennkraftmaschine, da die mecha­ nische Vorförderpumpe aufgrund der geringen Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Startphase nur einen niedrigen För­ dervolumenstrom erzeugt, so daß die Verdrängung der angesaug­ ten Luft aus dem Kraftstoffversorgungssystem sehr lange dau­ ert.

Um beim Einsatz der mechanischen Vorförderpumpe die not­ wendige Zeit zum Entlüften des Kraftstoffversorgungssystems zu verkürzen, besteht die Möglichkeit, das Hubvolumen der Vorförderpumpe zu vergrößern, um einen höheren Kraftstoffvo­ lumenstrom zu fördern. Eine solche vergrößerte Vorförderpumpe kann jedoch dann für den normalen Betrieb der Brennkraftma­ schine überdimensioniert sein, so daß der überschüssige Kraftstoffvolumenstrom der Vorförderpumpe abgeregelt werden muß, was zu einer ungewünschten Verschlechterung des System­ wirkungsgrads und einer verstärkten Kraftstofferwärmung führt.

In der gattungsbildenden DE 195 47 097 A1 ist weiter ein Kraftstoffversorgungssystem dargestellt, bei dem mittels ei­ ner Absperreinrichtung verhindert wird, daß beim Trockenfah­ ren des Kraftstoffvorratsbehälters Luft in das Kraftstoffver­ sorgungssystem einströmt. Zum Bestimmen des Absperrzeitpunk­ tes wird dabei vorgeschlagen, den Füllstand im Kraftstoffvor­ ratsbehälter laufend mittels einer Messeinrichtung zu erfas­ sen und bei einem definierten Entleerungszustand über ein Steuergerät den Motor bzw. die Kraftstoffpumpe abzuschalten. Das erforderliche zusätzlich Überwachungs- und Steuersystem erhöht jedoch wesentlich die Herstellungskosten des Kraft­ stoffversorgungssystem und verschlechtert aufgrund seines Energieverbrauches den Systemwirkungsgrad. Darüber hinaus ist es nicht möglich, den Kraftstoffvorratsbehälter bei einer solchen Absperreinrichtung komplett zu entleeren. Alternativ wird in der DE 195 47 097 A1 weiter vorgeschlagen, als Ab­ sperreinrichtung ein Schwimmerventil in die Saugleitung vor der Kraftstoffpumpe einzusetzen, das bei einer definierten Entleerung des Kraftstoffbehälters die Saugleitung verschließt. Das Schwimmerventil ist dabei mit einer Zusatzein­ richtung versehen, die gewährleistet, daß das Schimmerventil nach dem Schließen auch im geschlossenen Zustand verbleibt. Diese Zusatzeinrichtung führt jedoch zu einer komplexen und damit teueren Schwimmerventilkonstruktion. Weiterhin muss bei den als Absperreinrichtung eingesetzten Schwimmerventilen auch verhindert werden, daß sich der Kraftstoffvorratsbehäl­ ter vor dem Absperren komplett entleert, da sonst Luft über die Saugleitung in den Motor vor dessen Abschalten gelangt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftstoffver­ sorgungssystem mit einer verbesserten Startfunktion nach dem Trockenfahren des Kraftstoffvorratsbehälters bereitzustellen, bei dem es möglich ist, den Kraftstoffvorratsbehälter kom­ plett zu entleeren und das sich weiterhin durch einen einfa­ chen und kostengünstigen Aufbau auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen An­ sprüchen offenbart.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem weist ei­ ne Absperreinrichtung auf, die zwischen der Kraftstoffleitung und dem Kraftstoffvorratsbehälter angeordnet und so ausgelegt ist, daß sie beim Unterschreiten eines Mindestfüllstandes im Kraftstoffvorratsbehälter die Kraftstoffleitung selbsttätig absperrt. Diese Absperreinrichtung ermöglicht die Kraft­ stoffleitung rechtzeitig vor dem Trockenfahren des Kraft­ stoffvorratsbehälters zu unterbrechen und so zu verhindern, daß Luft in das Kraftstoffversorgungssystem gelangt. Wenn der Kraftstoffvorratsbehälter dann wieder befüllt ist und sich die Absperreinrichtung öffnet, kann die Brennkraftmaschine ohne langdauernden Entlüftungsvorgang gestartet werden.

Die erfindungsgemäße Absperrvorrichtung ermöglicht darüber hinaus auch, eine mechanische Vorförderpumpe einzusetzen, die im Vergleich zu einer elektrischen Vorförderpumpe einen höhe­ ren Gesamtwirkungsgrad und geringere Herstellungskosten hat. Bei einer solchen mechanischen Vorförderpumpe ist dann keine Vergrößerung des Hubvolumens für eine schnelle Luftverdrän­ gung notwendig. Die selbsttätige Auslegung der Absperrein­ richtung hat weiterhin gegenüber einer Abschaltung der Brenn­ kraftmaschine durch ein aktives Auswerten des Füllstands im Kraftstoffvorratsbehälter den Vorteil, daß kein zusätzliches Steuergerät und damit keine zusätzliche Stromversorgung not­ wendig ist.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kraftstoffversorgungssystem gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 2A und 2B ein Absperrventil gemäß einer ersten Aus­ führungsform in geöffnetem und geschlossenem Ventilzu­ stand;

Fig. 3 ein Absperrventil gemäß einer zweiten Ausführungs­ form;

Fig. 4 ein Absperrventil gemäß einer dritten Ausführungs­ form; und

Fig. 5 ein Absperrventil gemäß einer vierten Ausführungs­ form.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemä­ ßen Kraftstoffversorgungssystems für eine Brennkraftmaschine, das sich insbesondere zum Einsatz bei einem Dieselmotor eig­ net. Das Kraftstoffversorgungssystem weist im wesentlichen einen Kraftstoffvorratsbehälter 1, eine mechanische Vorför­ derpumpe 5 und eine mechanische Hochdruckpumpe 7, die beide mit der Brennkraftmaschine gekoppelt sind und von ihr ange­ trieben werden, auf. Die mechanische Vorförderpumpe 5 saugt über einen in einer Kraftstoffleitung 3 angeordneten Kraft­ stoffilter 4 Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 1 an und fördert den Kraftstoff weiter zur Hochdruckpumpe 7. Die Hochdruckpumpe 7 verdichtet den Kraftstoff und speist ihn dann unter hohem Druck zum Beispiel in einen Hochdruckspei­ cher ein, aus dem der Kraftstoff über Injektoren in die Brennkammern der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Der Kraftstoff kann von der Hochdruckpumpe 7 jedoch auch di­ rekt an Injektoren angelegt oder in eine andere bekannte Kraftstoffverteilereinrichtung eingespeist werden.

Die mechanisch angetriebene Hochdruckpumpe 7 muß während ihres Betriebes laufend gekühlt und geschmiert werden. Hierzu wird Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 3 über eine Spülleitung 8 im Bereich zwischen der Vorförderpumpe 5 und der Hochdruckpumpe 7 abgezweigt und zur Schmierung und Küh­ lung durch die Hochdruckpumpe geleitet, um dann in den Kraft­ stoffvorratsbehälter 1 zurückgeführt zu werden. Um den Druck vor der Hochdruckpumpe 7 konstant zu halten, ist nach der Vorförderpumpe 5 ein Druckregler 6 angeordnet, der den Druck im Kraftstoffzulauf zur Hochdruckpumpe 7 einstellt und über­ schüssigen Kraftstoff absteuert.

An der Verbindungsstelle zwischen der Kraftstoffleitung 3 und dem Kraftstoffvorratsbehälter 1, die sich vorzugsweise an der tiefsten Stelle im Kraftstoffvorratsbehälter oder in ei­ nem Schlingertopf des Kraftstoffvorratsbehälters befindet, ist ein Absperrventil 2 angeordnet. Dieses Absperrventil 2 ist so ausgelegt, daß es sich selbsttätig bei einem Trocken­ fahren des Kraftstoffvorratsbehälters 1, d. h. dessen voll­ ständigem Entleeren, oder alternativ bei einem Unterschreiten eines Mindestfüllstandes im Kraftstoffvorratsbehälter schließt und so die Kraftstoffleitung 3 absperrt. Dieses Absperren verhindert, daß nach dem Absaugen des letzten Kraft­ stoffs aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 1 durch die Vorför­ derpumpe 5 Luft in die Kraftstoffleitung 3 nachströmt. Durch das weitere Ansaugen der Vorförderpumpe 5 nach dem Absperren der Kraftstoffleitung 3 baut sich dann aber in der Kraft­ stoffleitung 3 und im Kraftstoffilter 4 ein Unterdruck auf, der zu einer Dampfblasenbildung des Kraftstoffs führt. Der Strömungswiderstand in der Kraftstoffleitung 3 und in dem Kraftstoffilter 4 sorgen dabei dafür, daß, wenn der Kraft­ stoffvorratsbehälter 1 nicht wesentlich höher liegt als die Vorförderpumpe 5 sich der niedrigste Druck im Kraftstoffver­ sorgungssystem unmittelbar vor der Vorförderpumpe 5 ein­ stellt, so daß sich die Gasblase an dieser Stelle bildet. Nach Entstehen der Gasblase gelangt kein Kraftstoff mehr von der Vorförderpumpe 5 zur Hochdruckpumpe 7, so daß die Versor­ gung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff unterbrochen wird und diese dann abstirbt.

Das Absperrventil 2 ist weiterhin so ausgelegt, daß es sich nach dem Wiederbefüllen des Kraftstoffvorratsbehälters 1 selbsttätig öffnet. Da beim Trockenfahren des Kraftstoffvor­ ratsbehälters 1 durch das Absperren der Kraftstoffleitung 3 keine Luft in das Kraftstoffsystem gelangt ist, kann die Brennkraftmaschine dann sofort wieder gestartet werden, ohne einen langdauernden Entlüftungsvorgang ausführen zu müssen. Die selbsttätige Ausführung des Absperrventils ermöglicht weiterhin eine kostengünstige Herstellung, da keine zusätzli­ chen energieverbrauchenden Steuereinrichtungen vorgesehen werden müssen.

Fig. 2A und 2B zeigt eine erste Ausführungsform eines solchen selbsttätigen Absperrventils, wie es im Kraftstoff­ versorgungssystem gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. Das Absperrventil weist einen Schwimmerraum 20 mit einem Schwim­ mer 21 auf, der an der tiefsten Stelle im Kraftstoffvorrats­ behälter 1 oder alternativ auch in einem Schlingertopf dieses Kraftstoffvorratsbehälters 1 angeordnet ist und den Kraft­ stoffvorratsbehälter 1 mit der Kraftstoffleitung 3 verbindet. Zwischen dem Schwimmerraum 20 und der Kraftstoffleitung 3 ist weiter ein Ventilsitz 23 ausgebildet, wobei der Schwimmer 21 und der Ventilsitz 23 in ihren Außenflächen so ausgestaltet sind, daß beim Aufsetzen des Schwimmers 21 auf dem Ventilsitz 23 der Zulauf zur Kraftstoffleitung 3 vollkommen abgedichtet wird. Hierbei können in bezug auf die Geometrie des Schwim­ mers 21 und des Ventilsitzes 23 im Prinzip alle bekannten Ausführungsformen eingesetzt werden.

Der Schwimmer 21 ist weiterhin aus einem Material geformt, das eine geringere Dichte als der verwendete Kraftstoff auf­ weist, so daß der Schwimmer 21 aufgrund seines Auftriebs im Kraftstoff aufschwimmt. Um zu verhindern, daß der Schwimmer 21 dabei aus dem Schwimmerraum 20 entweicht, ist der Schwim­ merraum 20 nach oben zum Kraftstoffvorratsbehälter 1 hin durch einen kraftstoffdurchlässigen Käfig 22 begrenzt. Paral­ lel zum Schwimmerraum 20 weist das Absperrventil weiter einen Kraftstoffspeicher 24 auf, dessen tiefste Stelle unterhalb des Ventilsitzes 23 liegt. Dieser Kraftstoffspeicher 24 ist über eine Drosselstelle 25 mit der Kraftstoffleitung 3 ver­ bunden.

Fig. 2A zeigt eine Stellung des Absperrventils, wenn sich ausreichend Kraftstoff im Kraftstoffvorratsbehälter 1 befin­ det. Der Schwimmer 21 wird dabei durch die auf ihn wirkenden Auftriebskräfte im Kraftstoff gegen den Käfig 22 gedrückt. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine kann dann von der Vorför­ derpumpe 5 Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 1 durch den Käfig 22 über den Schwimmerraum 20 und die Kraft­ stoffleitung 3 angesaugt und zur Hochdruckpumpe 7 gefördert werden. Kraftstoff strömt außerdem auch aus dem Kraftstoff­ vorratsbehälter 1 über den Kraftstoffspeicher 24 und die Drosselstelle 25 in die Kraftstoffleitung 3 ein. Wenn der Kraftstoffvorratsbehälter 1 sich leert, bewegt sich der auf dem Kraftstoff aufschwimmende Schwimmer 21 aufgrund seiner Schwerkraft im Schwimmerraum 20 nach unten in Richtung auf den Ventilsitz 23.

Wenn der Kraftstoffpegel im Kraftstoffvorratsbehälter 1 wie in Fig. 2B gezeigt, bis zum Ventilsitz 23 im Schwimmer­ raum 20 abgesunken ist, sitzt der Schwimmer 21 auf den Ventilsitz 23 auf und dichtet den Schwimmerraum 20 und damit den Kraftstoffvorratsbehälter 1 gegen die Kraftstoffleitung 3 ab. Aus dem Kraftstoffspeicher 24, dessen Boden tiefer als der Ventilsitz 23 liegt, strömt jedoch weiterhin über die Dros­ selstelle 25 Kraftstoff in die Kraftstoffleitung 3 nach. Die Drosselstelle 25 ist jedoch so bemessen, daß nur ein sehr ge­ ringer Kraftstoffvolumenstrom durchfließt, der wesentlich un­ terhalb des Fördervolumens der Vorförderpumpe 5 liegt. Da die mechanisch von der Brennkraftmaschine angetriebene Vorförder­ pumpe 5 jedoch weiter voll ansaugt, baut sich ein Unterdruck in der Kraftstoffleitung 3 und im Kraftstoffilter 4 auf, der zum Entstehen einer Gasblase aus dem Kraftstoff vor der Vor­ förderpumpe 5 führt. Diese Gasblase verhindert dann, daß wei­ ter Kraftstoff zur Hochdruckpumpe 4 gelangt, wodurch die Ein­ spritzung von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftma­ schine unterbrochen wird. Die Brennkraftmaschine und die da­ mit gekoppelte Vorförderpumpe 5 bleibt dann stehen. Wegen des in der Kraftstoffleitung 3 herrschenden Unterdrucks fließt jedoch Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 24 über die Drosselstelle 25 in die Kraftstoffleitung 3 nach, bis dieser Unterdruck vollständig abgebaut ist. Das Volumen des Kraft­ stoffspeicherraums ist dabei so bemessen, daß nach dem Still­ stand der Brennkraftmaschine ausreichend Kraftstoff zum Druckabbau vorhanden ist, so daß keine Luft über den Kraft­ stoffspeicher 24 in die Kraftstoffleitung 3 einströmt.

Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine als Motor in ei­ nem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, ist bei der Dimensionie­ rung des Kraftstoffspeichers 24 weiterhin berücksichtigt, daß auch nach dem Absterben des Motors das Kraftfahrzeug im all­ gemeinen einen Ausrollvorgang ausführt, bei dem sich der Mo­ tor mitdreht und damit auch die Vorförderpumpe weiterhin Kraftstoff ansaugt. Das Kraftstoffvolumen im Kraftstoffspei­ cher 24 ist dann so bemessen, daß Kraftstoff während dieses Ausrollvorgangs nachfließen kann und auch ausreichend Kraft­ stoff nach dem vollständigen Stillstand der Vorförderpumpe verbleibt, um den Unterdruck in der Kraftstoffleitung 3 ab­ bauen zu können.

Dadurch daß der Unterdruck in der Kraftstoffleitung 3 nach dem Stillstand der Brennkraftmaschine durch den Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 24 abgebaut wird, kann der auf dem Ventilsitz 23 aufsitzende Schwimmer 21 nach dem Wiederbefül­ len des Kraftstoffvorratsbehälters 1 aufgrund seines Auf­ triebs ohne jeden Widerstand aufschwimmen und die Verbindung zwischen Kraftstoffvorratsbehälter 1 und Kraftstoffleitung 3 über den Schwimmerraum 20 wieder freigeben. Die Brennkraftma­ schine kann dann sofort gestartet werden. Die in Fig. 2A und 2B gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrven­ tils sorgt also zuverlässig dafür, daß keine Luft beim Troc­ kenfahren des Kraftstoffvorratsbehälters in das Kraftstoff­ versorgungssystem gelangt und die Brennkraftmaschine auch schnell wieder anspringt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Absperrventils. Bei dieser Ausführungsform ist im Ge­ gensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform kein zu­ sätzlicher Kraftstoffspeicher vorgesehen, sondern zwischen der Kraftstoffleitung 3 und dem Kraftstoffvorratsbehälter 1 nur ein Schwimmerraum 120 ausgebildet, der zur Kraftstofflei­ tung 3 hin einen Ventilsitz 123 aufweist. Im Schwimmerraum 120 ist weiterhin ein kraftstoffdurchlässiger Käfig 122 ange­ ordnet, der den Schwimmerraum nach oben zum Kraftstoffvor­ ratsbehälter 1 hin begrenzt und in dem der Schwimmer 121 ge­ führt wird. In Fig. 3 ist der Schwimmer 121 mit einer ebenen Bodenfläche versehen, die auf dem Ventilsitz 123 bei Berüh­ rung für eine Abdichtung der Kraftstoffleitung 3 sorgt. In bezug auf den Ventilsitz 123 und die Schwimmerform 121 können aber beliebige Geometrien verwendet werden.

Wenn beim Trockenfahren des Kraftstoffvorratsbehälters 1 der Schwimmer 121 auf dem Ventilsitz 123 aufsitzt, wird die Kraftstoffleitung 3 gegen den Schwimmerraum 120 abgedichtet, so daß keine Luft nachströmen kann. Da sich jedoch, wie be­ reits im Zusammenhang mit der Ausführungsform in Fig. 1 dar­ gestellt, die Kraftstoffördereinrichtung im Kraftstoffversor­ gungssystem nach dem Absperren der Kraftstoffzufuhr nach­ läuft, bis die Brennkraftmaschine abgestorben ist und das die Brennkraftmaschine enthaltende Fahrzeug zum Stillstand kommt, baut sich in der Kraftstoffleitung 3 ein Unterdruck auf, der den Schwimmer 121 auf dem Ventilsitz 123 festhält. Damit der Schwimmer 121 dann nach dem Wiederbefüllen des Kraftstoffvor­ ratsbehälters gegen die Ansaugung durch den Unterdruck in der Kraftstoffleitung 3 selbsttätig freigegeben wird, ist das Schwimmervolumen 121 so dimensioniert, daß die an ihm angrei­ fende Auftriebskraft die Kraft, die aufgrund des Unterdrucks auf den Schwimmer wirkt, übersteigt. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau aus, da nur wenige Bauteile benötigt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Absperrventils, das im Vergleich zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform eine Reduzierung des Schwimmervo­ lumens und damit des erforderlichen Bauraums für das Absperr­ ventil ermöglicht. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungs­ form hängt das Schwimmervolumen 121 wesentlich vom Öffnungs­ querschnitt der Kraftstoffleitung 3 zum Schwimmerraum 120 ab, da dieser Öffnungsquerschnitt die Kraft, die aufgrund des Un­ terdrucks in der Kraftstoffleitung 3 auf den Schwimmer 121 wirkt, bestimmt. Da der Öffnungsquerschnitt der Kraft­ stoffleitung 3 weiterhin einen ausreichenden Kraftstoffvolu­ menstrom für eine bedarfsgerechte Versorgung der Brennkraft­ maschine zulassen muß, ist im allgemeinen ein großes Schwim­ mervolumen 121 bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform notwendig, die zu einem großen Platzbedarf führt.

Um das Schwimmervolumen zu reduzieren, ist bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform die Kraftstoffleitung 3 durch eine zusätzliche Nebenleitung 227 mit einem Schwimmerraum 220 des Absperrventils verbunden, wobei der Öffnungsquerschnitt der Nebenleitung relativ klein im Vergleich zum Öffnungsquer­ schnitt der Kraftstoffleitung 3 ausgelegt ist. Die Öffnung der Kraftstoffleitung 3 und die Öffnung der Nebenleitung 227 zum Schwimmerraum 220 werden beim Leerfahren des Kraftstoff­ vorratsbehälters 1 jeweils durch einen eigenen Schwimmer 221, 222 verschlossen, die auf getrennten Ventilsitzen 225, 226 um die jeweiligen Öffnungen aufsitzen und vorzugsweise in getrennten kraftstoffdurchlässigen Käfigen 223, 224 im Schwim­ merraum 220 geführt werden.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine, wenn ausreichend Kraftstoff im Kraftstoffvorratsbehälter 1 vorhanden ist, wird der Kraftstoff durch die Vorförderpumpe 5 vorwiegend über den großen Öffnungsquerschnitt der Kraftstoffleitung 3 angesaugt. Auch die Nebenleitung 227 ist zwar geöffnet; jedoch aufgrund des kleinen Öffnungsquerschnittes und der hohen Strömungsver­ luste in der Nebenleitung wird der Kraftstoffleitung 3 kaum Kraftstoff zugeführt. Wenn dann beim Leerfahren des Kraft­ stoffvorratsbehälters beide Schwimmer 221, 222 auf ihren je­ weiligen Ventilsitzen 225, 226 aufsitzen, werden diese durch den von der Vorförderpumpe 5 erzeugten Unterdruck festgehal­ ten. Da die den Schwimmer 221 festhaltende Kraft jedoch auf­ grund des kleinen Öffnungsquerschnittes der Nebenleitung 227 relativ gering ist, ist bereits ein kleines Schwimmervolumen ausreichend, um die Nebenleitung 227 nach dem Wiederbefüllen des Kraftstoffvorratsbehälters 1 durch die auf den Schwimmer 221 wirkenden Auftriebskräfte zu öffnen.

Der Schwimmer 222, der vorzugsweise ebenfalls nur ein kleines Schwimmervolumen besitzt, wird dagegen durch den Un­ terdruck auf seinem Ventilsitz 226 festgehalten. Durch das Öffnen der Nebenleitung 227 kann jedoch Kraftstoff in die Kraftstoffleitung 3 einströmen, so daß sich der Unterdruck in der Kraftstoffleitung sehr schnell abbaut und auch der Schwimmer 222 sich von seinem Ventilsitz 226 löst, so daß der volle für einen Neustart der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffvolumenstrom der Vorförderpumpe 5 zugeführt wird. Da beide Schwimmer 221, 222, wie dargestellt, nur ein kleines Volumen aufweisen müssen, kann der für das Absperrventil er­ forderliche Raumbedarf wesentlich reduziert werden.

Dies gilt insbesondere auch für die in Fig. 5 gezeigte weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrventils, das nach dem selben Prinzip arbeitet wie die Ausführungsform gemäß Fig. 4, jedoch eine weitere Reduzierung des Raumbe­ darfs ermöglicht. Bei diesem Absperrventil sitzt ein im Pro­ fil vorzugsweise topfförmiger Schwimmer 322 beim Trockenfahren des Kraftstoffvorratsbehälters 1 auf einem Ventilsitz 324, der um die Öffnung der Kraftstoffleitung 3 zu einem Schwimmerraum 320 hin ausgebildet ist, auf. Der Schwimmer 322 wird dabei in einem den Schwimmerraum 320 begrenzenden kraft­ stoffdurchlässigen Käfig 323 geführt. Innerhalb des Schwim­ mers 322 ist weiterhin mittig über der Öffnung der Kraft­ stoffleitung 3 eine durchgehende Bohrung 326 mit einem klei­ nen Öffnungsquerschnitt vorgesehen. Diese Bohrung wird durch einen innerhalb des Schwimmers 322 vorgesehenen kleinvolumi­ gen weiteren Schwimmer 321, der an einem Ventilsitz 327 um die Öffnung der Bohrung 326 aufsitzt, verschlossen.

Wenn der Kraftstoffvorratsbehälter 1 mit Kraftstoff ge­ füllt ist und die Brennkraftmaschine sich in Betrieb befin­ det, schwimmen die beiden Schwimmer 321 und 322 im Käfig 323 auf. Beim Trockenfahren legt sich dann der Schwimmer 322 an den Ventilsitz 324 an und der Schwimmer 321 an den Ventilsitz 327. Wenn der Kraftstoffvorratsbehälter 1 wieder mit Kraft­ stoff gefüllt ist, hebt der Schwimmer 321 vom Ventilsitz 327 im Schwimmer 322 aufgrund der Auftriebskräfte sofort ab, so daß sich der in der Kraftstoffleitung 3 herrschende Unter­ druck durch einen Kraftstoffstrom über die Bohrung 326 abbaut und auch der Schwimmer 322 seinen Ventilsitz 324 verläßt, so daß der Vorförderpumpe 5 zum Ansaugen von Kraftstoff dann wieder der volle Öffnungsquerschnitt der Kraftstoffleitung 3 zur Verfügung steht. Damit nach dem Wiederbefüllen des Kraft­ stoffvorratsbehälters 1 eine ausreichende Angriffsfläche für den Kraftstoff an dem Schwimmer 321 zum Ausüben von Auf­ triebskräften vorliegt, ist zwischen der Innenseite des Schwimmers 322 und der Außenseite des Schwimmers 321 ein aus­ reichendes Spiel vorgesehen. Alternativ können auch seitliche Bohrungen im Schwimmer 322 oder Nuten an der Außenseite des Schwimmers 321 und/oder der Innenseite des Schwimmers 322 an­ geordnet sein.

Claims (7)

1. Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (1), einer über eine Kraftstoffleitung (3) an den Kraftstoffvorratsbehälter ange­ schlossenen Kraftstofffördereinrichtung, die eine Vorförder­ pumpe (5) und eine Hochdruckpumpe (7) aufweist, und einer Ab­ sperreinrichtung (2), die ein Schwimmervolumen (20, 22; 120, 122; 220, 223, 224; 320, 323), das zwischen dem Kraftstoff­ vorratsbehälter (1) und der Kraftstoffleitung (3) angeordnet ist, und eine Schwimmereinrichtung (21; 121; 221, 222; 321, 322) aufweist und so ausgelegt ist, daß die Schwimmereinrich­ tung beim Unterschreiten eines Mindestfüllstandes im Kraft­ stoffvorratsbehälter (1) die Kraftstoffleitung (3) selbsttä­ tig absperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (5) mechanisch von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und der Kraftstoffvorratsbehälter (1) nicht wesentlich höher als die Vorförderpumpe (5) im Kraftstoffver­ sorgungssystem angeordnet ist, so daß sich durch das weitere Ansaugen der Vorförderpumpe nach dem Absperren der Kraft­ stoffleitung (3) durch die Schwimmereinrichtung (21; 121; 221, 222; 321, 322) der Absperreinrichtung (2) in der Kraft­ stoffleitung (3) ein Unterdruck aufbaut, der zu einer Dampf­ blasenbildung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung (3) vor der Vorförderpumpe (5) führt.

2. Kraftstoffversorgungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (2) so ausgelegt ist, daß sie die Kraftstoffleitung (3) selbsttätig freigibt, wenn die Kraftstoffmenge im Kraftstoffvorratsbehälter den Mindestfüllstand wieder übersteigt.

3. Kraftstoffversorgungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Drosselstelle (25), die den Kraft­ stoffvorratsbehälter (1) mit der Kraftstoffleitung (3) ver­ bindet, parallel zur Absperreinrichtung (2) angeordnet ist.

4. Kraftstoffversorgungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwimmereinrichtung (121; 221, 222; 321, 322) der Absperreinrichtung (2) so ausgelegt ist, daß die an der Schwimmereinrichtung angreifende Auftriebskraft des Kraftstoffs die durch die Kraftstofffördereinrichtung (5 bis 8) erzeugte Ansaugkraft auf die Schwimmereinrichtung über die Kraftstoffleitung übersteigt.

5. Kraftstoffversorgungssystem gemäß Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schwimmervolumen (220, 223, 224) mit der Kraftstoffleitung (3) über zwei Einströmöffnungen verbun­ den ist und die Schwimmereinrichtung zwei Schwimmerkörper (221, 222) aufweist, wobei die beiden Einströmöffnungen un­ terschiedliche Querschnitte aufweisen und getrennt voneinan­ der von jeweils einem Schwimmerkörper abgesperrt werden.

6. Kraftstoffversorgungssystem gemäß Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwimmereinrichtung einen ersten und einen zweiten Schwimmerkörper (321, 322) aufweist, wobei der erste Schwimmerkörper (322) mit einer Aussparung (326) verse­ hen und zum Absperren der Kraftstoffleitung (3) bis auf die­ se Aussparung ausgelegt ist, und wobei der zweite Schwimmer­ körper (321) zum Absperren der Aussparung (326) im ersten Schwimmerkörper (322) ausgelegt ist.

7. Kraftstoffversorgungssystem gemäß Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Schwimmerkörper (322) topfförmig ausgeführt ist und die Aussparung eine Zentralbohrung (326) ist, die beim Aufsitzen des ersten Schwimmerkörpers auf sei­ nem Ventilsitz (324) um die Öffnung der Kraftstoffleitung (3) über dieser Öffnung zu liegen kommt.