DE3725773C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von Kraftstoff in einem Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine, insbe­ sondere in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Bei Kraftstoffversorgungssystemen für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, kann sich der Kraftstoff bei hohen Außentemperaturen und durch die Wärmeabgabe der Brennkraftmaschine auf ein beachtliches Niveau erwärmen und beginnt dann unter bestimmten Bedingungen auszugasen. Diese Ausgasung, die aufgrund der Druck- und Strömungsverhältnisse, ins­ besondere in der Ansaugleitung der Kraftstoffpumpe, auftritt, kann eine Wirkungsgradverschlechterung der Pumpe bis hin zu deren zeitweiligem Ausfall bewirken.

Durch die DE-PS 36 12 194 ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekanntgeworden, bei der im Kraftstoffbehälter eine Kraftstoffstauvor­ richtung vorgesehen ist. Diese weist einen am Umfang geschlossenen und mit einer Kraftstoffsaugleitung verbundenen Stautopf und eine im Kraft­ stoffbehälter bodenseitig angeordnete Strahlpumpe auf. Die Strahlpumpe setzt sich aus einer an eine Kraftstoffrücklaufleitung angeschlossene Injekterdüse und einen dieser im Abstand nachgeordneten Trichter zusam­ men, wobei der Trichter mit einer in den Stautopf in dessen oberen Be­ reich eintretenden und tangential zu dessen Innenwand ausmündenden, ge­ schlossenen Leitung verbunden ist. Durch den am Umfang geschlossenen Stautopf ist sichergestellt, daß dieser bei niedrigem Füllstand des Kraftstoffbehälters und Schräglage des Kraftfahrzeuges nicht auslaufen und damit das Fahrzeug stets problemlos gestartet werden kann. Durch das tangentiale Einströmen des Kraftstoffes in den Stautopf wird eine Kraftstoffentgasung erzielt.

Bei dem beschriebenen Kraftstoffsystem kann aber nicht ausgeschlossen werden, daß bei ungünstigen Betriebsbedingungen und gegebenenfalls hohen Kraftstofftemperaturen unmittelbar in der Ansaugleitung aufgrund des Druckabfalles durch die Pumpensaugleistung eine Entgasung des Kraftstoffes auftritt, die gegebenenfalls zu Störungen führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der gattungs­ gemäßen Art zu schaffen, die bei einem einfachen und funktionssicheren Aufbau selbst bei relativ hohen Kraftstofftemperaturen eine zuver­ lässige Entgasung des Kraftstoffes sicherstellt.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Er­ findung sind den Patentansprüchen 2 bis 8 entnehmbar.

Erfindungsgemäß ist in die Saugleitung ein Speicherbehälter eingeschal­ tet, in dem in den stromaufliegenden Saugleitungsabschnitt sich bildende Gasblasen separiert und über die Absaugleitung und die Strahlpumpe abgezogen werden. Einschlägige Versuche haben dabei gezeigt, daß eine wirkungsvolle Absaugung der Gasblasen ohne Beeinträchtigung des Wir­ kungsgrades beziehungsweise der Leistung der Pumpe erzielt wird. Die abgesaugten Gasblasen werden zusammen mit dem über die Rücklaufleitung zurückströmenden Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zurückgefördert. Zweckmäßig sollte diese Rückförderung räumlich möglichst weit von der Mündung der Ansaugleitung im Kraftstoffbehälter entfernt liegen.

Eine definierte Ausgasung des erwärmten Kraftstoffes in dem stromab des Speicherbehälters liegendem Saugleitungsabschnitt wird durch die Merkmale der Patentansprüche 2 und 3 erzielt, mit denen die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes erhöht und/oder dessen Druckenergie vermindert wird. Als Drossel kann dabei vorzugsweise ein an sich bekanntes engmaschiges Ansaugsieb dienen.

Gemäß Patentanspruch 4 kann zumindest ein weiterer Speicherbehälter dem ersten Speicherbehälter nachgeschaltet sein, der ebenfalls eine Absaugleitung für Gasblasen aufweist. Damit werden gegebenenfalls den ersten Speicherbe­ hälter noch passierende Gasblasen nachsepariert beziehungsweise aus der Saugleitung entfernt, so daß auch bei hohen Kraftstofftemperaturen und ent­ sprechender Ausgasung eine wirkungsvolle Entgasung sichergestellt ist. Es versteht sich, daß gegebenenfalls auch noch weitere Speicherbehälter mit funktionell gleicher Anordnung verwendet sein können. Die Speicherbehälter können baulich hintereinander oder ineinander verschachtelt mit entsprechenden Verbindungsöffnungen angeordnet sein.

Da bei der Verwendung zumindest zweier Speicherbehälter erfahrungsgemäß in dem zweiten Speicherbehälter ein geringerer Anfall an Gasblasen auftritt, kann gemäß Anspruch 5 in der weiteren Absaugleitung eine Drosselstelle vor­ gesehen sein. Diese bewirkt eine stärkere Absaugung im ersten Speicherbe­ hälter und eine geringere Absaugung in dem weiteren Speicherbehälter, wodurch insgesamt die Absaugung verbessert ist. Ferner kann in einer der Absaug- Leitungen ein Entlüftungsventil gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein. Das Ent­ lüftungsventil (z. B. ein sogenanntes Pilzventil) ist im drucklosen Zustand geöffnet und ermöglicht die Ausscheidung von Gasblasen bei Stillstand bzw. ausgeschalteter Kraftstoffpumpe. Bilden sich hier durch die gegebenenfalls noch heiße Kraftstoffpumpe Gasblasen in der Ansaugleitung, so können sie über das geodätisch höher liegende Entlüftungsventil in der Absaugleitung in den Kraftstoffbehälter entweichen.

Gegebenenfalls kann noch entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 7 am pumpenseitigen Austritt zumindest des ersten Speicherbehälters ein engmaschiges Sieb eingesetzt sein, welches einem Übertritt von Gasblasen aus dem ersten Speicherbehälter in den weiteren Speicherbehälter entgegen­ wirkt. Keinesfalls darf aber ein derartiges Sieb stromauf des Entlüftungs­ ventiles angeordnet sein. Die Speicherbehälter und die Saugstrahlpumpe sowie die entsprechenden Verbindungsleitungen können baulich besonders vorteilhaft innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet sein. Bei erhöhtem Leitungsauf­ wand ist jedoch auch eine Anordnung außerhalb des Kraftstoffbehälters möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine in einem Kraftstoffbe­ hälter für ein Kraftfahrzeug angeordnete Vorrichtung zum Entgasen von Kraft­ stoff mit zwei Speicherbehältern und einer Saugstrahlpumpe.

In dem nur teilweise dargestellten Kraftstoffbehälter 10 für ein Kraftfahr­ zeug ist eine Ansaugleitung 12 und eine Rücklaufleitung 14 für Kraftstoff verlegt. Die Ansaugleitung 12 setzt sich aus einem Leitungsabschnitt 16, einer Verbindungsleitung 18 und einem Ansaugleitungsabschnitt 20 zusammen, in die ein erster Speicherbehälter 22 und ein weiterer Speicherbehälter 24 eingeschaltet ist. Der Speicherbehälter 24 ist am Boden 26 des Kraftstoff­ behälters 10 befestigt.

Der Ansaugleitungsabschnitt 20 ist mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe 28 verbunden, über die die nicht dargestellte Brennkraftmaschine beziehungs­ weise deren Kraftstoffzuführsystem über die nur angedeutete Vorlaufleitung 30 mit Kraftstoff und einem definierten Druck versorgt wird. Der von dem Kraftstoffzuführsystem zurückfließende Kraftstoff wird über die Rücklaufleitung 14 wieder in den Kraftstoffbehälter 10 eingeleitet.

Der Ansaugleitungsabschnitt 16 weist in Nähe des Bodens 26 des Kraftstoff­ behälters ein trichterförmiges Ansaugsieb 32 mit einer Maschenweite von ca. 30 µm auf. Am anderen Ende mündet der Ansaugleitungsabschnitt 16 an einer geodätisch hoch liegenden Stelle 34 in den Speicherbehälter 22. Die beiden Speicherbehälter 22, 24 sind durch die Verbindungsleitung 18 miteinander verbunden, wobei der Speicherbehälter 22 derart höhenversetzt angeordnet ist, daß die Verbindungsleitung 18 den Bodenbereich des Speicherbehälters 22 mit der geodätisch hoch liegenden Stelle 36 des Speicherbehälters 24 verbindet. Am pumpenseitigen Austrittsbereich des Speicherbehälters 22 ist an der Verbindungsleitung ein Sieb 38 mit einer Maschenweite von ca. 50 µm angeordnet. Der Speicherbehälter 24 ist wiederum in seinem Bodenbereich beziehungsweise der geodätisch tief liegenden Stelle 40 mit dem Ansauglei­ tungsabschnitt 20 verbunden.

Von den Speicherbehältern 22, 24 zweigt jeweils an deren geodätisch am höchsten liegenden Stelle eine Absaugleitung 42 bzw. 44 ab, welche bei 46 zusammenge­ führt sind und über den gemeinsamen Leitungsabschnitt 48 mit einer im Kraft­ stoffbehälter angeordneten Saugstrahlpumpe 50 verbunden sind. Die Saugstrahl­ pumpe 50, die nach Art einer Lavaldüse ausgebildet sein kann, wird von der angeschlossenen Rücklaufleitung 14 betrieben.

In der Absaugleitung 44 ist ferner eine Drossel 52 vorgesehen, die den freien Querschnitt der Ansaugleitung 44 definiert. Des weiteren zweigt von der Absaug­ leitung 44 ein Entlüftungsventil 54 ab, dessen nicht dargestellter Ventil­ körper geodätisch höher als der Speicherbehälter 22 liegt. Der Querschnitt des Ansaugleitungsabschnittes 16 ist wesentlich geringer als der Querschnitt der Verbindungsleitung 18 oder der Querschnitt des Ansaugleitungsabschnittes 20.

Ist die elektrische Kraftstoffpumpe 28 in Betrieb und der Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffbehälters auf ca. 40° Celsius erwärmt, so tritt in dem Ansaug­ leitungsabschnitt 16 aufgrund des Drosselwiderstandes des Ansaugsiebes 32 und der relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes eine Ausgasung auf, wobei sich die frei werdenden Gasbläschen im oberen Bereich des Speicher­ behälters 22 ansammeln. Ein Mitreißen dieser Gasbläschen durch die Verbindungs­ leitung 18 in den weiteren Speicherbehälter 24 wird teilweise durch das Sieb 38 unterbunden. Ferner wird eine weitere Ausgasung bewirkt, wobei die noch im Kraftstoff enthaltenen Gasbläschen sich im Speicherbehälter 24 an dessen Oberseite ansammeln. Der elektrischen Kraftstoffpumpe 28 wird somit blasenfreier, entgaster Kraftstoff zugeleitet.

Die in den Speicherbehältern 22, 24 befindlichen Gasbläschen werden über die Absaugleitungen 42, 44 durch die Saugstrahlpumpe 50 abgesaugt. Die Saug­ wirkung wird dabei durch den in den Kraftstoffbehälter zurückströmenden Kraftstoff in der Rücklaufleitung 14 erzeugt. Der mit den Bläschen versetzte, zurückströmende Kraftstoff tritt über die Saugstrahlpumpe 50 in den Kraftstoff­ behälter 10 aus, wobei die entsprechende Austrittsöffnung räumlich weit von dem Ansaugsieb 32 entfernt liegt. Durch die Drossel 52 wird vermehrt über die Absaugleitung 42 abgesaugt, wodurch der im Speicherbehälter 22 in größerem Maße auftretenden Ausgasung des Kraftstoffes Rechnung getragen wird.

Wird die Brennkraftmaschine abgestellt, wodurch auch die elektrische Kraft­ stoffpumpe 28 zum Stillstand kommt, so können gegebenenfalls an der erhitzten Kraftstoffpumpe 28 entstehende Gasbläschen über den Ansaugleitungsabschnitt 20, den Speicherbehälter 24, die Absaugleitung 44 und das Entlüftungsventil 54 in den Kraftstoffbehälter 10 entweichen. Dadurch ist sichergestellt, daß bei einem Wiederstarten der Brennkraftmaschine sofort eine blasenfreie Kraftstoffversorgung erfolgt. Es versteht sich, daß - wie auf der Zeichnung dargestellt - die Kraftstoffpumpe geodätisch tiefer liegen muß und daß die Saugleitung zum Entlüftungsventil hin ansteigend verlegt sein muß.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Entgasen von Kraftstoff in einem Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Kraftstoffbehälter, aus dem über eine Saugleitung und eine Pumpe Kraftstoff zum Kraftstoff-Zuführsystem der Brennkraftmaschine gefördert und über­ schüssiger Kraftstoff über eine Kraftstoffrücklaufleitung wieder in den Behälter geleitet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) in die Saugleitung (10) ist zumindest ein Speicherbehälter (22) einge­ schaltet;
• b) der pumpenseitige Saugleitungsabschnitt (20) mündet in den Speicherbe­ hälter an einer geodätisch tiefer liegenden Stelle als der behälter­ seitige Saugleitungsabschnitt (16);
• c) in den Speicherbehälter mündet ferner an einer geodätisch hoch liegenden Stelle eine Absaugleitung (42);
• d) die Absaugleitung (42) ist mit einer Strahlpumpe (50) verbunden;
• e) die Strahlpumpe ist von der Kraftstoff-Rücklaufleitung (14) betrieben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• f) der behälterseitige Saugleitungsabschnitt (16) einen geringeren freien Querschnitt als der pumpenseitige Saugleitungsabschnitt (20) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• g) der behälterseitige Saugleitungsabschnitt (16) mit einer querschnittsver­ engenden Drossel oder mit einem Ansaugsieb (32) mit einer Maschenweite <150 µm, vorzugsweise um 30 µm, versehen ist.

4. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• h) zumindest ein weiterer Speicherbehälter (24) in die Saugleitung (10) eingeschaltet ist;
• i) eine Verbindungsleitung (18) von der geodätisch tiefer liegenden Stelle des ersten Speicherbehälters (22) zu einer geodätisch höher liegenden Stelle des zweiten Speicherbehälters (24) führt;
• j) zumindest eine weitere geodätisch hoch liegende Absaugleitung (44) mit der ersten Absaugleitung (42) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• k) in der weiteren Absaugleitung (44) eine Drosselstelle (52) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• l) in der Absaugleitung (44) ein Entlüftungsventil (54) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• m) am pumpenseitigen Austritt zumindest des ersten Speicherbehälters (22) ein engmaschiges Sieb (38) eingesetzt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

• n) der oder die Speicherbehälter (22, 24) und die Saugstrahlpumpe (50) innerhalb des Kraftstoffbehälters (10) angeordnet sind.