DE3631639C2 - Kraftstofftankanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofftankanordnung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Einige Kraftfahrzeugtanks besitzen Bodenflächen, die mit Ausnehmungen entsprechend anderer Teile des Kraftfahrzeuges ausgeformt sind. Solche Tankformen ermöglichen einen kom­ pakten Aufbau der Kraftfahrzeugkarosserie und ermöglichen eine gute Raumausnutzung.

Eine Kraftstofftankanordnung der eingangs genannten Art ist aus der DE 24 40 905 A1 bekannt.

Hierbei ist eine Saugstrahlpumpe in der Nebenkammer ange­ ordnet, um einen Restvorrat an Kraftstoff aus der Nebenkam­ mer unter Verwendung eines aus dem Kraftstoffrückfluß ge­ bildeten Treibstrahles anzusaugen und über eine Verbin­ dungsleitung zu der Hauptkammer zu fördern.

Eine solche Anordnung, die von der direkten Abzweigung der Rückflußleitung von der Kraftstofförderpumpe ausgeht, er­ fordert allerdings einen unter allen Motorbetriebsbedingun­ gen hohen Rückförderdruck und ist anfällig gegen z. B. umge­ bungstemperaturbedingte Dampfblasenbildung, die zu Ver­ schlüssen im Diffusor der Saugstrahlpumpe oder im Bereich der Verbindungsleitung zwischen Saugstrahlpumpe und Haupt­ kammer führen können. Darüber hinaus besteht bei der be­ kannten Anordnung die Möglichkeit, daß Kraftstoff nach Ab­ schalten der Förderpumpe in die Nebenkammer zurückfließt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraft­ stofftankanordnung der eingangs genannten Art zu verbessern derart, daß eine zuverlässige Zuförderung von Rest­ kraftstoff aus der Nebenkammer in die Hauptkammer erfolgt, und eine größere Betriebssicherheit der Kraftstoffbereit­ stellung bei abgestelltem Fahrzeug erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 uns 2 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhän­ gigen Ansprüchen dargelegt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Kraftstoff­ versorgungssystem eines Kraftfahrzeuges mit Kraft­ stofftankanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Kraftstoff­ tanks nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht einer Saugstrahl­ pumpe nach Fig. 2.

Im folgenden werden gleiche und ähnliche Bauteile durchge­ hend mit denselben Bezugszeichen benannt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt das Kraftstoffversor­ gungssystem eines Kraftfahrzeuges eine erste Kraftstoffzu­ führleitung 11, die einen Kraftstofftank 12 mit dem Einlaß einer Kraftstoffpumpe 13 verbindet. Der Auslaß der Kraft­ stoffpumpe 13 wird mit dem Einlaß eines Kraftstoffilters 15 über eine zweite Kraftstoffzufuhrleitung 14 verbunden. In der Zufuhrleitung 14 befindet sich eine Beruhigungseinrich­ tung bzw. ein Dämpfer 16. Der Auslaß des Kraftstoffilters 15 wird durch eine dritte Kraftstoffzufuhrleitung 17 mit einem Haupteinspritzventil oder mehreren Einspritzventilen 18 verbunden, mittels welcher der Kraftstoff in den Luftan­ saugkanal oder die Ansaugkanäle 19 des Motors gelangen kann. Der Auslaß des Kraftstoffilters 15 ist über eine vierte Kraftstoffzufuhrleitung 20 mit einem Zu­ satzeinspritzventil 21 verbunden, über welches der Kraft­ stoff in den Luftansaugkanal 19 des Motors gelangen kann.

Die Kraftstoffpumpe 13 saugt den Kraftstoff aus dem Kraft­ stofftank 12 über die Kraftstoffzufuhrleitung 11 an und fördert ihn über die Kraftstoffzufuhrleitung 14, 17 und 20 und durch den Kraftstoffilter 15 hindurch zu den Einspritz­ ventilen 18 und 21. Der Dämpfer 16 glättet den pulsierenden Kraftstoffstrom und entfernt so Druckstöße aus dem Kraft­ stoffstrom. Wenn ein kalter Motor gestartet wird, wird auch das Zusatzeinspritzventil 21 betätigt, um zusätzlichen Kraftstoff in den Motor einzubringen.

Weiterhin ist ein Druckregler 22 vorgesehen, welcher einen ersten, zweiten, dritten und vierten Anschluß 23, 24, 25 bzw. 26 aufweist. Der erste Anschluß 23 ist über eine Kraftstoffleitung 27 mit der Kraftstoffzufuhrleitung 17 verbunden. Der zweite Anschluß 24 ist über eine Kraft­ stoffleitung 28 mit der Kraftstoffzufuhrleitung 20 verbun­ den. Der dritte Anschluß 25 ist über eine Kraftstoffrück­ fuhrleitung 29 mit dem Kraftstofftank 12 verbunden. Der vierte Anschluß 26 ist über einen Druckeinführkanal 30 mit dem Lufteinlaßkanal 19 des Motors verbunden.

Ein Teil des durch die Kraftstoffpumpe 13 geförderten Kraftstoffes wird vor den Einspritzventilen 18 und 21 umge­ leitet und strömt über die Kraftstoffleitungen 27 und 28 in den Druckregler 22. nach Passieren des Druckreglers 22 strömt der Kraftstoff über die Kraftstoffrückfuhrleitung 29 zurück in den Kraftstofftank 12. Der Druckregler 22 stellt die Durchflußrate des Kraftstoffrückstromes entsprechend dem Druckunterschied zwischen den Drücken in den Kraft­ stoffzufuhrleitungen 17 und 20 und dem Druck in der Lufteinlaßkanal 19 des Motors ein, so daß der Druck in den Kraftstoffzufuhrleitungen 17 und 20 relativ zu dem Druck in dem Lufteinlaßkanal 19 des Motors auf einem konstanten Wert gehalten wird. Mit anderen Worten hält der Druckregler 22 den Druck über den Kraftstoffeinspritzventilen 18 und 22 auf einem festgesetzten Niveau.

Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt der Boden des Tanks 12 hori­ zontale Bereiche. Ein anderer Bereich des Bodens des Kraft­ stofftanks 12 erstreckt sich von den horizontalen Bereichen nach oben und bildet eine Ausnehmung 31 in dem Boden des Kraftstofftanks, welcher anderen, hier nicht dargestellten Bauteilen des Kraftfahrzeuges angepaßt ist. Der sich nach oben erstreckende Bereich des Tanks bildet derart einen Vorsprung 32, der sich nach innen in den Kraftstofftank 12 erstreckt. Der Vorsprung 32 teilt das Tankinnere im unteren Bereich in eine Hauptkraftstoffkammer 33 und eine Neben­ kraftstoffkammer 34. Die Spitze des Vorsprungs legt den höchsten Kraftstoffbestand in der Haupt- und der Nebenkam­ mer 33 bzw. 34 fest. Die Haupt- und die Nebenkammer 33 und 34 stehen miteinander über einen oberen Bereich des Tankin­ neren in Verbindung.

Die Kraftstoffzufuhrleitung 11 umfaßt ein Kraftstoffansaug­ rohr 35, welches sich von der Hauptkammer 33 aus durch eine Seitenwand des Kraftstofftanks 12 hindurch erstreckt. Die Eintrittsöffnung des Kraftstoffansaugrohres 35 ist in Bo­ dennähe der Hauptkammer 33 angeordnet. Die Eintrittsöffnung des Kraftstoffansaugrohres 35 ist von einem Filter 36 umge­ ben. Die Austrittsöffnung des Kraftstoffansaugrohres 35 führt zu der Kraftstoffpumpe 13. Der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffpumpe 13 aus der Hauptkammer 33 über den Fil­ ter 36 in die Eintrittsöffnung des Kraftstoffansaugrohres 35 angesaugt.

Die Kraftstoffrückfuhrleitung 29 umfaßt eine Kraft­ stoffrückführleitung 3?, welche sich durch die Deckenwand des Kraftstofftanks 12 hindurch in den Kraftstofftank hin­ ein erstreckt. Das Eintritts- oder stromauf liegende Ende der Kraftstoffrückführleitung 37 kommt von dem Druckregler 22. Das Auslaß- oder stromab gelegene Ende der Kraft­ stoffrückführleitung 37 ist mit einer Saugstrahlpumpe 40 verbunden, die in dem Kraftstofftank 12 angeordnet ist.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, umfaßt die Saugstrahlpumpe 40 ein annähernd zylindrisches Gehäuse 41, dessen Achse sich vertikal erstreckt. Das Gehäuse 41 be­ sitzt ein geschlossenes obere s Ende und ein offenes unteres Ende. Das obere Ende des Gehäuses 41 ist höher angeordnet als das obere Ende des Vorsprunges 32. Das Gehäuse 41 er­ streckt sich bis in die Hauptkammer 22. Das Gehäuse 41 be­ inhaltet eine sich koaxial erstreckende, zylindrische Strahlkammer 42. Die Kraftstoffrückführleitung 37 erstreckt sich koaxial durch die Deckenwand des Gehäuses 41 hindurch in die Strahlkammer 42. Der Teil der Kraftstoffrückführlei­ tung 37, die in der Strahlkammer 42 liegt, bildet eine Düse 43, mittels welcher der Kraftstoffrückstrom in die Strahl­ kammer 42 eingespritzt wird. Die Düse 43 erstreckt sich koaxial zu dem Gehäuse 41. Das Gehäuse 41 bildet einen Drosselkanal 44, der sich von dem unteren Ende der Strahl­ kammer 42 aus koaxial erstreckt. Das Gehäuse 41 bildet auch einen konischen Kanal 45, der sich von dem unteren Ende des Drosselkanales 44 aus erweitert, koaxial erstreckt und in einer kreisförmigen Öffnung 36 im Boden des Gehäuses endet. Auf diese Weise fluchten die Saugstrahlkammer 42, der Dros­ selkanal 44 und der sich erweiternde Kanal 45 axial und er­ strecken sich in dieser Reihenfolge vertikal nach unten. Die Bodenöffnung 46 bildet einen Auslaß der Saugstrahlpum­ pe, der in die Hauptkammer 33 mündet. Der Durchmesser des Kanals 45 wächst in Richtung von dem Drosselkanal 44 zur Öffnung 46. Der Drosselkanal 44 und der Kanal 45 bilden ei­ nen Diffusor, der sich von der Saugstrahlkammer 42 zu der Auslaßöffnung 46 der Saugstrahlpumpe erstreckt.

In dem Kraftstofftank 12 ist eine Ansaugleitung 47 angeord­ net, welche die Nebenkammer 34 mit der Saugstrahlpumpe 40 verbindet. Ein Ende der Ansaugleitung 47 ist in Bodennähe in der Nebenkammer 34 angeordnet. Das andere Ende ist mit der Strahlkammer 42 an der Saugstrahlpumpe 40 verbunden. Das mit der Strahlkammer 42 verbundene Ende erstreckt sich von der Düse 43 aus radial nach außen.

Das Gehäuse 41 besitzt eine radiale Öffnung 48 zwischen dem Kanal 45 und der Außenfläche des Gehäuses 41. Die Öffnung 48 erstreckt sich entlang einer horizontalen Linie, welche im wesentlichen die gleiche Höhe aufweist wie die Oberkante des Vorsprungs 32. Mit anderen Worten liegt diese Linie et­ wa auf der Höhe des höchsten Füllstandes in der Hauptkam­ mer.

Der durch die Kraftstoffpumpe 13 unter Druck stehende Kraftstoffrückstrom wird durch die Düse 43 in die Strahl­ kammer 42 in Richtung des Drosselkanales 44 und des sich verjüngenden Kanals 45 eingespritzt. Das Einspritzen des Kraftstoffrückstromes bewirkt einen Unterdruck im Bereich um die Düse 43 herum, wodurch Kraftstoff aus der Nebenkam­ mer 34 über das Verbindungsrohr 47 in die Strahlkammer 42 angesaugt wird. Der eingespritzte Kraftstoff und der ange­ saugte Kraftstoffströmen von der Strahlkammer 42 aus in den Drosselkanal 44, durch diesen hindurch und schließlich in den konischen Kanal 45. Nachdem der eingespritzte und der angesaugte Kraftstoff den konischen Kanal 45 passiert haben, strömt der Kraftstoff über die Auslaßöffnung 46 der Saugstrahlpumpe in die Hauptkammer 33. Auf diese Weise strömen der eingespritzte Kraftstoff und der angesaugte Kraftstoff von der Strahlkammer 42 in den Diffusor und durch den Diffusor hindurch in die Hauptkammer 33. Wenn der Kraftstoff den Drosselkanal 44 des Diffusors durchströmt, steigt die Geschwindigkeit des Kraftstoffstromes an. Da die Saugstrahlpumpe 40 den Kraftstoff aus der Nebenkammer 34 in die Hauptkammer 33 fördert und der Kraftstoff dann von dem Kraftstoffansaugrohr 35 angesaugt wird, kann der Kraftstoff aus der Nebenkammer 34 ebenso wie der Kraftstoff aus der Hauptkammer 33 vollständig aufgebraucht werden.

In den Fällen, in denen der Kraftstoffstand in der Neben­ kammer 34 höher als der Kraftstoffstand in der Hauptkammer 33 ist, wird, wenn die Kraftstoffpumpe 13 abgestellt wird, die Förderung des Kraftstoffes aus der Nebenkammer 34 in die Hauptkammer 33 aufgrund des Saughebereffekts anhalten. Dieser Saughebereffekt kommt dadurch zustande, daß die Strahlkammer 42 und das Verbindungsrohr 47 in dem Moment des Abschaltens der Kraftstoffpumpe 13 vollständig mit Kraftstoff gefüllt sind.

In Fällen, in denen der Kraftstoffüllstand in der Nebenkam­ mer 34 niedriger als der in der Hauptkammer 33 ist, verhin­ dert beim Abschalten der Kraftstoffpumpe 13 die Öffnung 48 einen Saughebereffekt, so daß der Kraftstoff aus der Haupt­ kammer 33 nicht in die Nebenkammer 34 überströmt.

Bei einer Modifikation des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die Kraftstoffpumpe 13 in dem Kraft­ stofftank 12 angeordnet. In diesem Fall ist die Eintritts­ öffnung der Kraftstoffpumpe 13 in Bodennähe der Hauptkammer 33 angeordnet, während die Austrittsöffnung der Kraftstoff­ pumpe 13 über eine sich durch eine Wand des Kraftstofftanks 12 hindurch erstreckende Kraftstoffleitung mit dem Dämpfer 16 verbunden ist.

Bei einer Modifikation des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die gesamte Saugstrahlpumpe 40 oberhalb der Hauptkammer 33 angeordnet. In diesem Fall mündet die Auslaßöffnung 46 der Saugstrahlpumpe 40 in einem Punkt oberhalb der Hauptkammer 33. Diese Lageanordnung der Saug­ strahlpumpe 40 verhindert einen Saughebereffekt, durch den Kraftstoff aus der Hauptkammer 33 in die Nebenkammer 34 strömen würde. Dementsprechend ist bei dieser Modifikation die Öffnung 48 weggelassen.

Claims (4)

1. Kraftstofftankanordnung mit einer ersten Kraftstoffkammer (33) und einer zweiten Kraftstoffkammer (34, die miteinander unter Einschluß eines gegenüber Bodenbereichen der ersten und der zweiten Kraftstoffkammer erhöhten Ab­ schnittes (32) verbunden sind, mit einer Kraftstoff-Entnahmeeinrichtung in der ersten Kraftstoffkammer (33) und mit einer Kraftstoff-Rückführeinrichtung, die eine Saugstrahlpumpe (40) in Verbindung mit einer in die zweite Kraftstoffkam­ mer (34) mündenden Ansaugleitung (47) aufweist und durch einen Kraft­ stoffrückfluß in einer Kraftstoffrückführleitung (37) angeströmt ist, wobei die Kraftstoffrückführleitung (37) und die Ansaugleitung (47) in eine Strahlkammer (42) der Saugstrahlpumpe (40) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugstrahlpumpe (40) ein annähernd zylindrisches Gehäuse (41) aufweist, des­ sen Achse sich vertikal im Bereich der ersten Kraftstoffkammer (33) erstreckt und die Kraftstoffrückführleitung (37) sich zu dieser Achse koaxial in die Strahl­ kammer (42) erstreckt daß die Saugstrahlpumpe (40) in eine vertikal angeordnete und in Richtung zu dem Bodenbereich der ersten Kraftstoffkammer (33) sich öffnende Austrittsan­ ordnung mündet, die aus einem Drosselkanal (44), einem konisch sich erwei­ ternden Kanal (45) und einer Auslaßöffnung (46) in koaxialer Anordnung be­ steht, und daß die Saugstrahlpumpe (40) eine Öffnung (48) zur Verbindung des konischen Kanals (45) mit der Umgebung der Saugstrahlpumpe (40) aufweist, welche ei­ nen Saughebereffekt bzw. einen Kraftstofffluß von der ersten Kraftstoffkammer (33) in die zweite Kraftstoffkammer (34) bei abgeschalteter Saugstrahlpumpe (40) verhindert.

2. Kraftstofftankanordnung mit einer ersten Kraftstoffkammer 833) und einer zweiten Kraftstoffkammer (34), die miteinander unter Einschluß eines gegen­ über Bodenbereichen der ersten und der zweiten Kraftstoffkammer erhöhten Abschnittes (32) verbunden sind, mit einer Kraftstoff-Entnahmeeinrichtung in der ersten Kraftstoffkammer (33) und mit einer Kraftstoff-Rückführeinrichtung, die eine Saugstrahlpumpe (40) in Verbindung mit einer in die zweite Kraft­ stoffkammer (34) mündenden Ansaugleitung (47) aufweist und durch einen Kraftstoffrückfluß in einer Kraftstoffrückführleitung (37) angeströmt ist, wobei die Kraftstoffrückführleitung (37) und die Ansaugleitung (47) in eine Strahlkam­ mer (42) der Saugstrahlpumpe (40) münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugstrahlpumpe (40) ein annähernd zylindrisches Gehäuse (41) aufweist, dessen Achse sich vertikal im Bereich der ersten Kraftstoffkammer (33) er­ streckt und die Kraftstoffrückführleitung (37) sich zu dieser Achse koaxial in die Strahlkammer (42) erstreckt,
daß die Saugstrahlpumpe (40) in eine vertikal angeordnete und in Richtung zu dem Bodenbereich der ersten Kraftstoffkammer (33) sich öffnende Austrittsan­ ordnung mündet, die aus einem Drosselkanal (44), einem konisch sich erwei­ ternden Kanal (45) und einer Auslaßöffnung (46) in koaxialer Anordnung be­ steht, und
daß die Auslaßöffnung (46) der Saugstrahlpumpe (40) oberhalb des erhöhten Abschnitts (32) angeordnet ist.

3. Kraftstofftankanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (48) im wesentlichen auf gleicher Höhe mit der Oberkante des er­ höhten Abschnitts (32) angeordnet ist, der sich zwischen den beiden Kraft­ stoffkammern (33, 34) befindet.

4. Kraftstofftankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugleitung (47) radial in die Strahlkam­ mer (42) der Saugstrahlpumpe (40) mündet.