DE2207693A1

DE2207693A1 - Brennstoff-Hilfsspeicher

Info

Publication number: DE2207693A1
Application number: DE19722207693
Authority: DE
Inventors: Charles M. Horseheads N.Y. Coscia (V.StA.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1971-02-18
Filing date: 1972-02-18
Publication date: 1972-08-31
Also published as: IT947628B; US3726310A; GB1314146A; CA951614A; FR2125971A5

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Neg«?ndänk

Dipl. Ing. H. H',υ dc - Die! P.-ivs. W. S-hmitz

Dipl. Ing. E. G.-£₂|f₃ - DU. i.-.g. .·/. V.'^mert

8 München 2, !^o^riiircCe 25

Telefon 5380586

The Bendix Corporation

Executive Offices , _, , , „, _nnir

Bendix Center Anwaltsakte M-2046

Southfield,iiich.48075,USA -J8. Februar 1972

Brennstoff-Hilfsspeicher

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Brennstoff-Hilfsspeicher für einen Brennstofftank, mit einer vom Hilfsspeicher umschlossenen Brennstoff-Einlaßleitung für die Tankbrennstoffpumpe einer Brennkraftmaschine.

Es ist "bekannt, in Brennstofftanks für Brennkraftmaschinen Einbauten vorzusehen, die insbesondere bei einem verhältnismäßig niederen Brennstoffpegel im Tank zum Anstauen, Sammeln und Speichern des im Tank vorhandenen Brennstoffs beim Bremsen und Beschleunigen sowie bei Kurvenfahrten dienen» Diese bekannten Einrichtungen stauen, sammeln und speichern ■ den Brennstoff im Bereich der Brennstoff-Saugleitung und sind beispielsweise als verhältnismäßig niedrige Trennwände ausgebildet, die in Querrichtung des Brennstofftanks verlaufen

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und vor und/oder hinter der Saugleitung am Tankboden befestigt sind. Mit derartigen Einbauten wird der Brennstoff beim Einwirken von Beschleunigungs- und Verzögerungskräften mit Hilfe dieser Trennwände wirksam gestaut und gesammelt.

Bei weiteren bekannten Einrichtungen ist im Brennstofftank oberhalb der Saugleitung am Tankboden ein S-förmiger, vertikal verlaufender Metallblech-Führungsstreifen angeordnet, durch den der Brennstoff, der an den äußeren Schenkelabschnitten des S-förmigen Führungsstreifens herunterfließt, gestaut und dadurch der Brennstoffsaugleitung mit Sicherheit zugeführt werden soll.

Weiterhin sind Brennstofftanks bekannt, bei denen der Innenraum mit Hilfe von Blechwänden S-förmig unterteilt ist, wobei jeder Teilraum einen Auslaß aufweist. Außerdem ist es bekannt, derartige S-förmige Unterteilungen durch Schlingerplatten vorzusehen, die ebenfalls mit einer großen Anzahl kleiner öffnungen versehen sind«

Schließlich ist es bekannt, um die Brennstoffzuführleitung einen Schlingerkasten anzuordnen, dessen vier Seitenwände starr mit dem Tankboden verbunden sind und der mit öffnungen in der Nähe des Tankbodens versehen ist, um einen Brennstoffdurchfluß zu ermöglichen.

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Die oben erwähnten "bekannten Einbauten haben gedoch zum Teil beträchtliche Nachteile.

Beispielsweise bieten die bekannten Stau- und/oder Führungswände, die lediglich quer zur Fahrtrichtung angeordnet sind, keine ausreichende Gewähr, daß mit Sicherheit bei allen möglichen Fahrzuständen eine ausreichende Brennstoffzufuhr für die Brennkraftmaschine vorhanden ist. Da mit Sicherheit davon ausgegangen werden kann, daß während normaler Fahrzustände wegen der häufigeren Kurvenfahrten die stärkeren am Brennstoff angreifenden Beschleunigungskräfte in Querrichtung des Fahrzeuges in Form von Zentrifugalkräften, und nicht in Fahrzeuglängsrichtung auftreten, erfolgt bei den bekannten Einbauten bei Vorhandensein von Zentrifugalkräften häufig kein nennenswerter oder überhaupt kein Brennstoffstau, wie er zur sicheren und zuverlässigen Brennstoffzufuhr erforderlich ist.

Außerdem besteht die Gefahr, daß bei den bekannten Einrichtungen, bei denen einzelne, mit schmalen Verbindungskanälen versehene Leitplatten verwendet werden, der Brennstoff den unmittelbaren Bereich des Brennstoffauslasses verläßt, ganz abgesehen von dem hohen Konstruktionsaufwand der bekannten Einri chtungen.

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Eine Reihe der oben erwähnten Nachteile bekannter Einrichtungen wurde mit Hilfe neuerer Geräte vermieden. Diese Geräte be.stehen im wesentlichen aus einem Stau- und Speichergehäuse mit einer gebogenen Außen- und einer gebogenen Innenwand, die zwischen sich einen spiralförmigen Brennstoff-Einlaßkanal begrenzen, der am äußeren Ende mit dem Inneren des Brennstofftanks und am inneren Ende mit dem Inneren des Speichergehäuses in Verbindung steht. Der überschüssige Brennstoff wird zum Gehäuse mittels einer Rück— führleitung zurückgeführt, von der der überschüssige Brennstoff entweder unmittelbar in den Innenraum des Speichergehäuses oder tangential in den Einlaß des Speicherraums gelangt. Die den Einlaßkanal dieser Geräte bildenden inneren und äußeren Wände sind unmittelbar am Tankboden befestigt. Auch diese Geräte haben jedoch erhebliche Nachteile.

Beispielsweise ist ein durch mindestens eine Wand gebildeter spiralförmiger Kanal schwierig am Tankboden zu befestigen oder anzubringen. Infolge des Fehlens einer einstückigen Bauweise sind diese Einrichtungen außerdem instabil, d.h. während des normalen Gebrauchs verschieben sich die Bauteile, oder aber es werden teure Befestigungsmittel benötigt, die eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Brennstoff-Rückführleitung sicherstellen. Außerdem hat der durch die doppelwandige Spirale gebildete Einlaßkanal einen verhältnismäßig

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großen Querschnitt, so daß verhältnismäßig große Mengen des rückgeführten und/oder angestauten Brennstoffs entweichen können; dieser Nachteil führt zu einer unzulässigen Verlängerung der Zeitdauer, die unter Bedingungen, bei denen der Brennstoffpegel im Gehäuse höher als der des Tank- oder Hilfsbrennstoffs sein muß, zum ordnungsgemäßen Füllen des Gehäuses erforderlich ist.

Bei weiteren neueren Einrichtungen wird der zurückgeführte Brennstoff über ein Venturi-Rohr in den Speicher eingespritzt. Das Venturi-Rohr saugt den zurückgeführten Brennstoff vom Haupttank an und spritzt den Brennstoff in einer Wirbelströmung tangential in den Speicher. Diese Einrichtungen sind ebenfalls relativ teuer in der Herstellung und haben sich, was noch entscheidender ist, als unzureichend im Betrieb herausgestellt. Wenn nämlich der Brennstoff unter Druck tangential zu einer zylindrischen G-ehäusewand zurückgeführt wird, tritt infolge der Wirbelbildung des Brennstoffs eine Niederdruckzone an der Behältermitte auf. Diese Erscheinung unterbindet eine unmittelbare Brennstoffansaugung in die Brennstoff-Einlaßleitung, da die Einlaßleitung an der Mitte des Speichers gelegen ist.

Anhand eingehender Testversuche dieser beiden neueren Einrichtungen wurde außerdem nachgewiesen, daß sie d.en zum

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Speicher gelangenden Brennstoffstrom nur verhältnismäßig schwach verstärken. Außerdem war "bei keiner dieser Einrichtungen die Leistungsfähigkeit so groß, daß der Hilfsspeicher am oberen Ende verschlossen werden konnte. Somit war die Berührungsfläche zwischen dem heißen Rückstrom-Brennstoff und dem Tankbrennstoff groß, wodurch ein übermäßiger Wärmetausch zwischen dem Rückström- und dem Tankbrennstoff stattfinden konnte, was zu einer unerwünschten Verdampfung im Haupttank führt.

Um diese Nachteile zu vermeiden, enthält der erfindungsgemäße, um den Einlaß einer Brennstoffpumpen-Zufuhrleitung in einem Brennstofftank einer Brennkraftmaschine angeordnete Brennstoff-Hilfsspeicher ein Gehäuse mit einer Brennstoffaufnahmeöffnung, auf die ein Brennstoffstrahl zur Rückführung des Brennstoffs in das Gehäuse gerichtet ist. Der Brennstoffstrahl ist außerhalb des Gehäuses gelegen, so daß Tankbrennstoff vom Haupttank, in dem sich der Hilfsspeicher befindet, mitgerissen wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt der erfindungsgemäßen Einrichtung längs der Linie 1-1 der Pig.2;

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■ . γ -

Figur 2 die Aufsicht der in Fig.1 gezeigten Einrichtung,,

Gemäß den Figuren enthält der Brennstoff-Haupttank den Tankboden 110. Der Pumpenbrennstoff-Speicherraum oder Brennstoff-Hilfsspeicher 10 ist am oder nahe dem Tankboden 110 im wesentlichen mittig im Brennstoff-Haupttank angeordnet. Gemäß den Figuren ist der Speicher 10 zylindrisch ausgebildet und enthält einen kreisförmigen Boden 11 und vom Boden nach oben verlaufende Seitenwände 12. Der Speicher kann jedoch eine irgendbeliebige Gestalt haben, da es — im Gegensatz zu den "bekannten Einrichtungen - erfindungsgemäß nicht auf die Speicherform ankommt. Der Brennstoffeinlaß, die Brennstoffpumpe oder die Einlaßleitung der Brennstoffpumpe sind im Speicher 10 angeordnet und an oder nahe dem Boden des Speichers 10 gelegen. Gemäß den Figuren wird der Brennstoffeinlaß durch einen Filter 20 gebildet, von dem eine Brennstoffeinlaßleitung 21 nach oben verläuft.

Da die erfindungsgemäße Einrichtung eine höhere Leistungsfähigkeit als die bekannten Brennstoff-Hilfsspeicher hat, kann der Hilfsspeicher gegenüber dem Brennstoff im Haupttank abgeschlossen werden. Dadurch wird die vom zurückgeführten heißen Brennstoff zum im Tank befindlichen Brennstoff übertragene Wärmemenge beträchtlich verringert und somit die ungünstige Brennstoffverdunstung im Haupttank gesenkt.

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Dies wird durch einen Deckel 22 erreicht, der an der Wand 1.2 befestigt ist. Der Deckel 22 ist im Preßsitz an der Wand 12 angebracht und wird durch einen flexiblen Ring 24 gehaltert. Natürlich kann der Deckel 22 auch auf andere V/eise an der Wand 12 befestigt werden. Zur Aufnahme des Filters 20 ist der Deckel 22 mit einer Durchgangsöffnimg 23 versehen.

Durch die Wand 12 des Speichers 10 verläuft eine Öffnung 13, die die Brennstoff-Aufnahmeeinrichtung bildet. Die Relativgröße und -form der Öffnung 13 ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wiederum nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Um jedoch die volle Ausnutzung des Brennstofftanks zu gewährleisten, liegt die Öffnung 13 in unmittelbarer Nähe des Bodens 11 des Speichers 10. Die Öffnung 13 hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt mit einem von der Menge des Brennstoff-Rückstroms abhängigen geeigneten Strahl/Öffnungs-Durchmesserverhältnis. D.h. durch entsprechende Bemessung der Öffnung 13 kann die Leistungsfähigkeit des Hilfsspeichers für einen irgendbetrachteten Brennstoff-Rückstrom optimiert werden. .

Am Tankboden 110 nahe der Bronnstoff-Aufnahmeöffnung 13 ist eine Brennstoffdüne 30 angeordnet. Um die Düse 30 an dem Tankboden 110 anzubringen, kann eine geeignete Befestigungsvorrichtung vorgesehen sein, oder erforderlichenfalls kann

ORIGINAL INSPECTED

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die Düse 30 auch unmittelbar am Boden 11 des Speichers 10 angebracht werden. Vorzugsweise verläuft die Achse der Düse 30 im wesentlichen parallel zum Boden 11 des Speichers 10. V/enn der Speicher 10 aus Metall hergestellt ist, kann die Düse 30 an dem Boden 11 auf herkömmliche Weise angebracht werden, beispielsweise durch Verschweißen oder mit Hilfe einer Schnapp-Befestigung, bei der die Düse 30 durch Einschnappen in eine am Boden 11 angebrachte Halterung festgehalten wird. Falls der Speicher 11 aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, können die Düse 30, der Boden 11, die Wand 12 und der Deckel 22 aus einem Stück bestehen. Gemäß den Figuren ist das Auslaßende der Düse 30 auf die Brennstoffaufnahmeöffnung 13 gerichtet, d.h. die Achse der Düse 30 verläuft senkrecht zur Ebene der öffnung 13 und vorzugsweise senkrecht zur Achse des Brennstoffilters 20. Im Hinblick auf eine möglichst höhe Gebrauchstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung sollte ferner die Achse der Düse 30 durch die Mitte der öffnung 13 verlaufen. Di· eil· dtr DU»· 30 und öffnung 13 bestehende Anordnung kemn in jed·« beliebigen Winkel und mit einer irgendbeliebigen Neigung zur Achse des Brennetoffiltera 20 angeordnet werden, vorzugsweise ist die Achse der Strahl-Aufnahmeanordnung jedoch so gelegen, daß sie die Achse des Brennstoffilters 20 schneidet oder doch beinahe schneidet; hierdurch wird sichergestellt, daß der Rückstrombrennotoff auf dem

BAD ORiOiNAL _-1ü-e

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kürzesten Strömungsweg zum Brennstoffeinlaß gelangt. Durch die Düse 30 wird mit Hilfe der an ihrem Auslaßende gebildeten Drosselöffnung 31 die Strömungsgeschwindigkeit des Rück-. Strombrennstoffs vergrößert. Die öffnung 31 kann eine Rechtecköffnung sein, oder die Düse 30 kann konvergent ausgebildet sein; es läßt sich jede Art einer Drosseleinrichtung, die die gewünschte Strahlbildung ergibt, verwenden.

Wie oben erwähnt, hat die erfindungsgemäße Einrichtung ihre besondere Bedeutung und ihre besonderen Vorteile in Verbindung mit einer Einspritz-Brennkraftmaschine. Bei Benzin-Einspritzanlagen wird bekanntlich selbst bei Vollast oder vollgeöffneter Drosselklappe nur ein Teil der zugeführten Brennstoffmenge in den Motor eingespritzt, während die beträchtlich größere Restmenge des von der Pumpe geförderten Brennstoffs zum Brennstofftank zurückgeführt wird. Der Brennstoff wird zum Brennstoff-Haupttank mittels einer nicht gtieigten Rüclcführleitung zurückgefordert, dl· alt dtr DU·· 30 verbunden ist. Die Erfindung arbeitet naoh des Frimip eine· Strahl/Äpfänger-fluidilnreretärker·. Dl·· bedeutet, daS der in den Speicher 10 gelangende Strömungsmittel strom größer als der von der Düse 30 ausgestoßene Mengenstrom 1st. Der zusätzliche Mengenstrom ergibt eioh daraus, daß Strömungsmittel aus dem Haupttank, in dem sich der Speicher befindet, mitgerissen wird» Anhand von ffcrsuohen

BAD ORDINAL

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läßt sich nachweisen, daß sich Mengenverstärlaingen von mehr als 3,5 erreichen lassen. Dies "bedeutet, daß die in den Speicher gelangende Strömungsmittelmeng.e 3,3-mal höher als die von der Düse 30 ausgestoßene Strömungsmittelmenge ist.

Indem unterbunden wird, daß sich der zurückgeführte Brenn-

dem
stoff mit/Hauptteil des Tankbrennstoffs mischt, wird die an den Brennstoff im Haupttank abgegebene Wärmemenge sehr klein gehalten. Da der v/ärmere Rückstrom-Brennstoff und der davon mitgerissene Tankbrennstoff wieder unmittelbar zur Brennstoffpumpe zurückgeführt werden und verhindert wird, daß sich der Brennstoff im HilfsSpeicher mit dem Tankbrennstoff mischt, wird der Temperaturanstieg des Brennstoffs im Kaupttank verringert und eine unerwünschte Gasbildung besser unterdrückt.

Während bisher nur von einer Saugleitung oder einem Filter 20 und einer Einlaßleitung 21 die Rede war, kann auch die Brennstoffpumpe selbst ■' - .

in der Nähe des oder an dem Boden 11 des Speichers 10 angebracht sein; dies ist möglich, da bei der erfindungsijemäßen Einrichtung am Pumpeneinlaß ein höherer Brennstoffpegel als bei den bekannten Einrichtungen aufrechterhalten werden kann. Bei einer Beschleunigung, Verzögerung oder

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Kurvenfahrt des Kraftfahrzeuges strömt somit der Brennstoff im Haupttank vom Pumpeneinlaß fort (für den Fall, daß der Hilfsspeicher nicht abgedeckt ist), der Hilfsspeicher versorgt jedoch die Brennstoffpumpe mit Brennstoff, bis die Beschleunigung, Verzögerung oder: Kurvenfahrt beendet ist und der Brennstoff des Haupttanks zum Pumpeneinlaß zurückkehrt.

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Claims

Patentansprüche

( 1.)Brennstoff-Hilfsspeicher für einen Brennstofftank, mit einem vom Hilfsspeicher umschlossenen Brennstoffeinlaß für die Tankbrennstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Endabschnitt (11) der einen Brennstoff-Speicherraum am Boden (110) des Tanks bildenden Wände (12) eine Durchgangsöffnung (13) zur Aufnahme von Strömungsmittel und eine Strahldüse (30,31) für zurückgeführten Brennstoff zur Gesohwindigkeitaerhöhung des zurückgeführten Brennstoffs vorgesehen 1st, dia im wesentlichen neben der Durchgangsöffnung endet und fluchtend auf den Brennstoffeinlaß (21) ausgerichtet ist.

2, Brennstoff-Hilfsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsspeicher (10) durch einen Deckel (22) verschlossen ist.

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