DE4207484C2

DE4207484C2 - Kraftstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE4207484C2
Application number: DE4207484A
Authority: DE
Inventors: Robert C Ricks
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-22
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2012-03-11
Also published as: JP3197597B2; DE4207484A1; US5095880A; JPH0560026A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem für einen Dieselmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gewöhnliche Kraftstoffversorgungssysteme für Dieselmotoren umfassen in Serie verbunden einen zur Aufnahme von Dieselkraftstoff vorgesehenen Tank, eine Kraftstoffpumpe, Einspritzpumpen und eine Mehrzahl von Einspritzdüsen zum Einspritzen des Dieselkraftstoffes in die Brennkammern des Motors.

Bei niedrigem Kraftstoffniveau im Tank des Fahrzeugs und abruptem Abbremsen, Anfahren oder scharfen Lageänderungen des Fahrzeugs kann Luft in die Kraftstoffleitung zur Einspritzpumpe gelangen, so daß der Motor dadurch abschaltet. Es ist daher üblich, ein strumpfartiges Stahlnetzsieb am Auslaß des Kraftstofftanks anzubringen, um der Luftverwirbelung und den Kavitationseffekten, die das Abschalten des Motors hervorrufen, entgegenzuwirken.

Die Wirkung derartiger Siebe ist jedoch begrenzt und die Luft wird nicht daran gehindert, in die Kraftstoffleitung hineinzugelangen, wenn der Kraftstofftank leer wird und ebenso, wenn der Motor nach Befüllen des Tanks wieder gestartet wird. In jeder dieser Situationen erfordert das Abschalten des Motors ein Abschleppen des Fahrzeugs zu einer Serviceeinrichtung, um die Luft aus den Kraftstoffleitungen zu entfernen und das Wiederstarten des Motors zu ermöglichen. Siebe der beschriebenen Art verstopfen außerdem von Zeit zu Zeit und erfordern ein Entfernen des Kraftstofftanks für Reinigung und Austausch. Dieser Vorgang ist unverhältnismäßig teuer und bewirkt wesentliche Ausfallzeiten.

Es sind verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die die Übertragung von Luft durch die Kraftstoffleitung und zur Kraftstoffpumpe eines Motors verhindern sollen, wenn der Kraftstoff im Tank unter einen vorbestimmten unteren Füllstand fällt. Beispielsweise offenbart die US-PS 4 602 605 eine automatische Abschaltvorrichtung für ein Kraftstoffversorgungssystem für Dieselmotoren, bei dem ein Schwimmerschalter bei einem unter einen Mindestfüllstand fallenden Kraftstoffniveau aktiviert wird, um den Motor abzustellen. Die Vorrichtung weist eine Zusatzöffnung auf, die beim Wiederbefüllen des Tanks mit Kraftstoff eingefangene Luft entweichen läßt und zum Kraftstofftank zurückführt. Verschiedene andere Systeme zur Entlüftung wurden ebenfalls in derartigen Kraftstoffversorgungssystemen verwendet.

Derartige bekannte Systeme sind grundsätzlich aufwendig in der Konstruktion und sichern nicht die gewünschte Zuverlässigkeit. Beispielsweise kann es passieren, daß nicht ausreichend Kraftstoff zur Verfügung gestellt wird, wenn dem Fahrer "zu wenig Kraftstoff" angezeigt wird oder der Kraftstoffilter des Motors verschmutzt ist, um sicher die Straße zu verlassen. Ferner werden keine Vorkehrungen zum unverzüglichen Wiederstarten des Motors getroffen.

In der DE-PS 4 69 293 ist eine Luftabscheidevorrichtung für Benzin, Petroleum oder dergleichen offenbart, die eine Schwimmerkammer mit einem Schwimmer enthält, der sich in drei Stellungen befinden kann. In seiner oberen Stellung schließt der über eine beidseitig gelagerte Achse in Axialrichtung der Schwimmerkammer verschiebbare Schwimmer eine in seiner Führungsachse ausgebildete Nut ab, so daß in dieser Stellung keine Verbindung zwischen Schwimmerkammer und einer Rückführleitung zum Tank besteht. In seiner mittleren Stellung ist die nutförmige Verbindung zwischen Schwimmerkammer und Rückführleitung geöffnet, so daß Luft aus der Schwimmerkammer entweichen kann. In seiner unteren Stellung verschließt der Schwimmer die Kraftstoffabflußleitung, die zu einem Meßgerät führt.

Bei Einsatz einer derartigen Einrichtung in einem Kraftstoffversorgungssystem für einen Dieselmotor mit einer Einspritzpumpe tritt das Problem auf, daß bei angetriebener Einspritzpumpe und abgesenktem Schwimmer sich ein Unterdruck im Kraftstoffauslaß bildet, der es verhindert, daß der Schwimmer bei allmählicher Wiederbefüllung der Schwimmerkammer von dem Kraftstoffauslaß abhebt und damit die Kraftstoffabflußleitung freigibt. Des weiteren weist der dargestellte Gegenstand den Nachteil auf, daß der Schwimmer beidseitig geführt ist, so daß eine genaue axiale Ausrichtung der Führungen erforderlich ist, um einen störungsfreien Betrieb des Schwimmers zu gewährleisten. Schließlich ist es mit dieser Einrichtung nicht möglich, große Mengen an Luft, wie es kurz vor Leerlauf eines Kraftstofftanks in der Schwimmerkammer auftreten kann, möglichst schnell zu entfernen, da die in der Führung des Schwimmers angeordnete Nut, die die Entlüftung der Schwimmerkammer bildet, nur einen sehr kleinen Querschnitt aufweisen kann.

Bei dem in der GB 905 703 offenbarten Kraftstoffversorgungssystem sind optische und akustische Warnmittel vorgesehen, um einem Benutzer anzuzeigen, daß die verwendete Schwimmerkammer nicht mehr ausreichend Treibstoff enthält. Die Schwimmerkammer weist keine Ventile auf, so daß eine komplizierte mechanische Abschalteinrichtung vorgesehen ist, um bei Leerlaufen der Schwimmerkammer keine Luft in die Einspritzpumpe gelangen zu lassen und diese abzuschalten. Ein derartiges abruptes Abschalten ist dem heutigen Straßenverkehr nicht mehr angemessen.

Schließlich zeigt die US 4 960 088 elektrische Kontroll- und Steuermittel zur Abschaltung des Motors, wenn keine ausreichende Treibstoffversorgung mehr gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffversorgungssystem für einen Dieselmotor anzugeben, das sehr zuverlässig und leistungsfähig ist, das aus Sicherheitsgründen noch eine zeitlang ausreichend Treibstoff bereit stellt, bevor der Motor abschaltet, und das ein unverzügliches, sicheres Wiederstarten des Motors ermöglicht, ohne daß eine Entlüftung der Treibstoffleitungen erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß zum reibungslosen Wiederstarten eines Motors nach Leerlaufen der angegebenen Schwimmerkammer eine Öffnung zwischen Schwimmerkammer und ihrer Abflußleitung zur Einspritzpumpe vorgesehen ist, über die ein festgelegter geringer Kraftstoffvolumenfluß möglich ist, auch wenn der Schwimmer selbst den Kraftstoffabfluß sperrt. Dadurch ist gewährleistet, daß sich kein Unterdruck in der Kraftstoffablaufleitung ausbilden kann, so daß bei Wiederbefüllung der Schwimmerkammer der Schwimmer unverzüglich aus seiner unteren Stellung abheben kann.

Des weiteren ist vorgesehen, daß der Schwimmer kugelförmig ausgebildet ist, so daß er frei zwischen seiner unteren und oberen Stellung pendeln kann, wobei durch die kugelförmige Ausbildung des Schwimmers als Ventile große Querschnittsöffnungen verwendet werden können, so daß eine hochwirksame schnelle Entlüftung gewährleistet werden kann.

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausbildungen der Erfindung dargestellt.

Die Entlüftungsvorrichtung ermöglicht, daß sowohl während des normalen Motorbetriebs als auch nach Wiederbefüllen des geleerten Kraftstofftanks keine Luft in der die Vorrichtung mit der Einspritzpumpe verbindenden Kraftstoffleitung eingeschlossen wird. Weiter erübrigt die Vorrichtung die Notwendigkeit des oben beschriebenen Siebes, das gewöhnlich am Auslaß eines konventionellen Kraftstofftanks angebracht ist.

Für eine Sicherheitsabschaltung weist das Kraftstoffversorgungssystem Vorrichtungen zur Sicherstellung ausreichenden Kraftstoffes für einen begrenzten Motorbetrieb und zur Sicherstellung eines unverzüglichen Wiederstartens des Motors auf.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Kraftstoffversorgungssystem für Dieselmotoren mit einem Entlüftungssystem,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Entlüftungsvor richtung des Systems,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Entlüftungsvor richtung in Richtung der Pfeile III-III aus Fig. 2 und

Fig. 4 schematisch ein im Kraftstoffversorgungssystem integriertes Sicherheitsabschaltsystem.

Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffversorgungssystem 10 für Dieselmoto ren mit aufeinanderfolgend verbundenem Kraftstofftank 11, motor getriebener Kraftstoffhauptpumpe 12, elektrisch angetriebener Kraftstoffhilfspumpe 13, Entlüftungsvorrichtung 14, Kraftstoff saugleitung 15, Kraftstoffverteilungsmitteln in Form einer elek tromagnetisch angetriebenen Einspritzpumpe 16 und einer Ein spritzdüse 17 für jeden Zylinder des Motors. Mit Ausnahme der Entlüftungsvorrichtung 14 und der Kraftstoffhilfspumpe 13 sind die übrigen Hauptkomponenten des Kraftstoffsystems konventionell und arbeiten in bekannter Weise. Beispielsweise können nicht dargestellte geeignete Filter für die motorgetriebene Kraft stoffhauptpumpe 12 und die Einspritzpumpe 16 in üblicher Weise vorgesehen werden.

Die Entlüftungsvorrichtung 14 dient während des normalen Motor betriebs und ebenso, wenn der Kraftstoff im Kraftstofftank 11 wenigstens im wesentlichen entleert ist, dazu, zu verhindern, daß Luft zur Einspritzpumpe 16 übertragen wird. Die Entlüftungs vorrichtung 14 ist mit einer Entlüftungsleitung 18 verbunden, die wiederum mit dem Kraftstofftank 11 verbunden ist, um ein Entlüftungssystem für Luftablaßzwecke zu bilden. Die Entlüf tungsleitung 18 ist vorzugsweise ebenfalls mit der Einspritz düse 17 verbunden, um überschüssigen Kraftstoff zum Tank zu rückzuführen.

Bekannte Kraftstoffversorgungssysteme dieser Art enthalten nor malerweise ein standardisiertes, strumpfartiges Stahlnetzsieb 19, das mit dem Eingang der Kraftstoffhauptleitung 20 verbunden ist und im Kraftstofftank 11 endet. Das Sieb 19 soll den normaler weise im Kraftstofftank 11 auftretenden Luftwirbeleffekten ent gegenwirken, wie dies durch Fachleute im Dieselmotorenbau aner kannt wird. Die Entlüftungsvorrichtung 14 erübrigt die Notwen digkeit für ein derartiges Sieb 19, das zu den oben aufgezähl ten Problemen geführt hat.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Entlüftungsvorrichtung 14 ein mehrteiliges Gehäuse 21 auf, das auf seiner zentralen ver tikalen Achse aufgebaut ist. Ein Entlüftungskanal 22 ist in dem Gehäuse 21 vorhanden, um eine Verbindung zur Entlüftungsleitung 18 mit Standardanschlüssen zu bilden. Das Gehäuse 21 weist wei ter einen Kraftstoffeinlaß 23 zur Verbindung mit der Kraftstoff leitung 20 (Fig. 1) und einen Kraftstoffauslaß 24 zur Verbindung mit der Saugleitung 15 auf.

Vom Kraftstoffeinlaß 23 in das Gehäuse 21 gelangender Kraft stoff führt durch einen Einlaßkanal 25 und einen Filter 26 in eine Standardwasserabscheide- und Filtervorrichtung 27, die lösbar am unteren Ende des Gehäuses angeordnet ist. Die Fil tervorrichtung 27 weist weiter ein Syphonrohr 28 mit einer Durchgangsbohrung 29 auf, um den gefilterten Kraftstoff ei ner Schwimmerkammer 30 über einen im Gehäuse 21 (Fig. 2) an geordneten Durchgangskanal 31 zu versorgen. Ein halbkugel förmiger oberer Sitz 32 weist einen zentrisch in der Schwim merkammer 30 angeordneten Luftauslaß 33 auf, der mit dem Entlüftungskanal 22 und der Entlüftungsleitung 18 verbunden ist (Fig. 1).

In der Schwimmerkammer 30 weist ein halbkugelförmiger unterer Sitz 34 einen zentrisch angeordneten Treibstoffablauf 35 auf. Der Ablauf 35 ist mit dem Kraftstoffauslaß 24 und damit mit Kraftstoffsaugleitung 15 über einen Durchgangskanal 36 (Fig. 3) verbunden. Eine Öffnung 37 verbindet ständig die Schwimmerkam mer 30 mit Durchgangskanal 36 für nachfolgend genannte Zwecke. Die Öffnung 37 kann aus einer Standardentlastungsscheibe be stehen, beispielsweise 3/8 Zoll×1/8 Zoll gesinterte Bronze scheibe hergestellt durch Pacific Sintered Metal, Inc., Teile Nummer F-100.

Ein kugelförmiger Schwimmer 38 mit einer speziellen, gegenüber dem Kraftstoff geringeren Dichte ist frei in unbefestigter Be ziehung in der Schwimmerkammer 30 angeordnet. Der kugelförmige Schwimmer kann sich zwischen

1) bei im wesentlichen mit Kraftstoff gefüllter Schwimmkammer 30 einer normalen ersten im oberen Sitz 32 eingreifenden Stellung (Fig. 2-4), in der der Luftauslaß 33 geschlossen und der Kraftstoffauslaß 35 geöffnet ist,
2) einer zweiten Zwischenstellung für den Notfall, in der beide Auslässe 33 und 35 geöffnet sind, und
3) bei im wesentlichen vom Kraftstoff geleertem Kraftstofftank 11 und Schwimmerkammer 30 einer dritten im unteren Sitz 34 eingreifenden Abschaltstellung, in der der Treibstoffablauf 35 geschlossen ist, bewegen.

Der obere und der untere Sitz 32, 34 und die Auslaßöffnungen 33, 35 sind vertikal ausgerichtet. Die die Sitzflächen und den ku gelförmigen Schwimmer 38 definierenden Durchmesser sind iden tisch.

Der kugelförmige Schwimmer 38 besitzt vorzugsweise einen Durch messer zwischen 1,5 und 3,5′′ (3,8-8,9 cm). Die spezifische Wichte des kugelförmigen Schwimmers liegt vorzugsweise im Be reich von 0,5-0,95. Der kugelförmige Schwimmer kann ganz aus einem passenden natürlichen oder synthetischen elastomeren Ma terial aufgebaut sein, wie etwa ein Buna N-Material oder gleich wertiges, vorzugsweise mit einer Durometer-Härte im Bereich von etwa 20-60. Die Durometer-Härte ist in ASTM D1706 mit einem Meßbereich von 0-100 definiert.

Die Kugelform und die Elastizität des Schwimmers bilden eine positive statische Dichtung am Luftauslaß 33, wenn der kugel förmige Schwimmer durch die vom druckbeaufschlagten Kraftstoff in der Schwimmerkammer 30 entstehende Schließkraft seine in Fig. 2 in ununterbrochener Linie dargestellte Stellung ein nimmt. Wie weiter unten beschrieben sichert der Schwimmer eine positive statische Dichtung am Treibstoffablauf 35 aufgrund des darüber entstehenden Differenzdrucks, wenn die Schwimmerkammer geleert wird. Die identische Kugelform des Schwimmers und der Sitzflächen 32, 34 erlaubt die statische Dichtung in jeglicher Verdrehstellung des Schwimmers in der Schwimmerkammer 30. Der Innendurchmesser einer Mehrzahl von innenseitig am Gehäuse 21 angeformten und radial in die Schwimmerkammer 30 zeigenden Führungsrippen 21′ ist nur geringfügig grober als der Durch messer des kugelförmigen Schwimmers 38. Die senkrecht und im Umfang angeordneten Rippen 21′ führen präzise die vertikalen Be wegungen des kugelformigen Schwimmers im wesentlichen auf der zentralen vertikalen Achse der Vorrichtung 14, um die o.g. statischen Dichterfordernisse zu erfüllen.

Ein unterer Abschnitt 21′′ von einer Rippe 21′ enthält darin das Ende des Durchgangskanals 31, wobei die Oberfläche des obe ren Abschnitts der Rippe geschlitzt oder zurückspringend ausge führt ist, um den Durchgang zur Schwimmerkammer 30 freizulegen. Alternativ kann eine separate und gekürzte fünfte Rippe (nicht dargestellt) innerhalb des Gehäuses 21 angeformt sein, um das Ende des Durchgangskanals 31 zu bilden. Eine derartige Rippe würde kurz vor der oberen Wandung des Gehäuses enden und würde dort den Auslaß vom Durchgangskanal 31 definieren.

Der Entlastungskanal oder die Öffnung 37 erlaubt ein vorgege benes geringes Kraftstoffvolumen von der Schwimmerkammer 30 zum Kraftstoffauslaß 24 zu übertragen, wenn der kugelförmige Schwimmer 38 sich in seiner geschlossenen Stellung auf dem Kraftstoffablauf 35 befindet. Obwohl diese Kraftstoffmenge nicht für den Leerlauf des Dieselmotors ausreicht ist die zum Kraftstoffablauf übertragende Kraftstoffmenge (wenn verfügbar) ausreichend, um den Schwimmer vom unteren Sitz 34 durch Aus gleichen des Saugeffekts, der auf dem Schwimmer beim Betrieb der Einspritzpumpe 16 wirkt, abzuheben, wenn der Kraftstoff tank wenigstens teilweise wiederbefüllt ist, nachdem er geleert wurde. Die Ausgleichsöffnung ist vorzugsweise mit einer kon stanten Querschnittsfläche von etwa 0,004 in.²-0,015 in.² (0,025-0,1 cm²) ausgestattet.

Im normalen Betrieb und bei adäquater Befüllung des Kraft stofftanks 11 wird zur Aufrechterhaltung des Motorbetriebs die Schwimmerkammer 30 (Fig. 2 und 3) ausreichend mit Kraft stoff gefüllt sein, um den kugelförmigen Schwimmer 38 in seine im oberen Sitz 32 eingreifende Stellung zum Schließen der Luftauslaßöffnung 33 anzuheben. Bei Betrieb in geneigter Stel lung des Fahrzeugs wird das offene untere Ende des Syphonrohrs 28 im Kraftstoff eingetaucht bleiben, um den Motorbetrieb wei ter sicherzustellen. In der Schwimmerkammer 30 eingefangene Luft wird zum Kraftstofftank 11 entlüftet, wenn der Schwimmer während normaler Bedingungen des Motor- und Fahrzeugbetriebs von Zeit zu Zeit den Auslaß 33 frei legt.

Fig. 4 zeigt schematisch ein Notabschalt-(und Wiederstart-) Sy stem 40, das Kontroll- und Steuermittel aufweist, die derart arbeiten, daß ein Fahrer automatisch alarmiert wird, daß die Kraftstoffversorgung dem Ende zugeht (z. B. 4 l Kraftstoff restvolumen) und daß ausreichend Zeit (z. B. 5 Minuten) bleibt, um ein Fahrzeug in Sicherheit zu bringen. Nach einem sicheren und gesteuerten Abschaltvorgang des Motors ermöglicht das Sy stem weiter den Wiederstart des Motors, wenn der Kraftstoff tank 11 wenigstens teilweise wiederbefüllt ist. Das Notab schalt-System bleibt während normalen Motorbetriebs passiv und überlagert sich nicht dem normalen Betrieb des oben be schriebenen Entlüftungssystems.

In der in Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform enthält ein in tegriertes Notabschalt-System 40 eine Fahrzeugbatterie 41 und ein Standardzündschloß 42, das üblicherweise für den normalen Motorbetrieb, wie dargestellt, geschlossen sein muß. Das Zünd schloß 42 ist in Reihe mit einem im Führerstand angeordneten und normalerweise offenen (federbelasteten) Wiederstarttaster 43 und einem druckabhängigen Zweiwegeschalter 44 verbunden, der mit der normalerweise ausgeschalteten elektrisch ange triebenen Kraftstoffhilfspumpe 13 für nachfolgend erklärte Zwecke verbunden ist.

Schalter 44 steht normalerweise federbelastet in seiner darge stellten ersten Stellung in geschlossener Verbindung mit einer normalerweise ausgeschalteten, im Führerstand montierten Kraft stoffdruckkontrolleuchte 45. Der Schalter 44 kann in eine zweite Stellung geschaltet werden, um eine normalerweise aus geschaltete, im Führerstand montierte, Notfallkontrolleuchte 46, wie weiter unten beschrieben, anzusteuern. In der darge stellten ersten Stellung des Schalters 44 wird die Kraftstoff hilfspumpe 13 beim Schließen eines Schalters 47 in Gang gesetzt.

Der normalerweise geöffnete druckabhängige Schalter 47 steht in ständiger Verbindung mit der Schwimmerkammer 30, um darin den Kraftstoffdruck zu messen. Der Schalter 47 erlaubt, ent sprechend der Stellung des Schalters 44, die elektrische Ver bindung entweder zur Kraftstoffhilfspumpe 13 oder zur Kontroll leuchte 46 zu schliefen. Das Zündschloß 42 ist weiter in Serie verbunden mit einem normalerweise geschlossenen druckabhängigen Unterdruckschalter 48, der mit der in Stromungsrichtung vor der Einspritzpumpe 16 liegenden Kraftstoffsaugleitung 15 verbunden ist, um darin den Kraftstoffdruck zu messen. Unterdruckschalter 48 ist mit einem normalerweise geschlossenen elektromagnetischen Standardschalter 49 verbunden, der die Funktion der Einspritz pumpe 16 steuert.

Die oben zitierten einzelnen Komponenten des Notabschalt-Sy stem 40 sind gebrauchsfertige Teile, die kommerziell bezo gen werden können. Beispielsweise kann die elektrisch ange triebene Kraftstoffhilfspumpe 13 aus einem Carter Model Nr. P4070 bestehen. Schalter 44, 47 und 48 können aus den von Stewart-Warner, Inc. hergestellten Typen mit den Teile Nrn. 76078 (25-50 psi = 170-340 kPa), 76585 (4.0 psi = 28 kPa) und 4077 (Vakuumschalter, der bei ca. 50 mm Quecksilbersäule öffnet) bestehen.

Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Entlüftungs- und Notabschalt-Systems wird im folgenden an den Motorbetriebs zuständen "normaler Betrieb, Warnphase, Abschaltphase und Wiederstart" beschrieben.

Normaler Betrieb

Fig. 4 zeigt das Entlüftungs- und Notabschalt-System in ihren entsprechenden normalen Zuständen, wenn der Motor mit zum nor malen Betrieb ausreichenden Kraftstoff versorgt wird. Wenn sich keine ungünstigen Lufttaschen oder Bläschen in der Schwimmer kammer 30 (Fig. 2-4) und in Strömungsrichtung davon zur Ein spritzdüse 17 (Fig. 1) befinden, wird normalerweise der kugel förmige Schwimmer 38 den Luftauslaß 33 zur Entlüftungsleitung 18 abschließen. Sollten jedoch Luftbläschen oder ähnliches im System auftreten, wird der kugelförmige Schwimmer 38 sich von seinem Sitz lösen, um die eingeschlossene Luft zurück zum Kraftstofftank 11 über den Entlüftungskanal 22 und die Ent lüftungsleitung 18 zu entlüften. Das Notabschalt-System 30 bleibt passiv und überlagert sich nicht mit dem normalen Be trieb des Entlüftungssystems.

Warnphase

Bei knapp werdendem Kraftstoff resultierend aus normalem Motor betrieb oder anderweitig (z. B. verschmutztem Filter 26 oder gestörter Kraftstoffhauptleitung 20) behält das Fahrzeug noch ausreichend Kraftstoff (z. B. 4 l Restvolumen) und dem Fahrer wird Zeit (z. B. 5 Minuten) zur Verfügung gestellt, um das Fahr zeug in Sicherheit zu bringen. Gemäß Fig. 4 schließt der Schal ter 47 automatisch bei einem Kraftstoffdruckverlust in der Schwimmerkammer 30 (z. B. unter 4.0 psi = 28 kPa), um die Kon trolleuchte 45 anzuschalten und die elektrisch angetriebene Kraftstoffhilfspumpe 13 zur Unterstützung der Pumpkraft der Kraftstoffhauptpumpe 12 in Betrieb zu setzen. Wenn der Fil ter 26 nicht verschmutzt ist, werden die Pumpen 12 und 13 den restlichen Kraftstoff aus Tank 11 und Treibstoffhaupt leitung 20 zur Schwimmerkammer 30 der Entlüftungsvorrichtung 14 pumpen, um fortgesetzten, zeitlich begrenzten Betrieb des Motors zu gewährleisten. Es wird angemerkt, daß der Schalter 47 auch lediglich mit der Kraftstoffhauptleitung verbunden sein könnte, wobei dann jedoch nicht die Warnfunktion "ver schmutzer Filter" bereit stehen würde.

Während dieser zeitlich begrenzten Phase des Motorbetriebs wird der kugelförmige Schwimmer 38 in der Schwimmerkammer 30 absinken. Also bleibt der Luftauslaß 33 offen, um Luft über den Entlüftungskanal 22 und die Entlüftungsleitung 18 zum Kraft stofftank 11 zu entlüften. Der relativ verringerte, durch den Betrieb der Einspritzpumpe 16 entstehende Druck in der Kraft stoffsaugleitung 15 überträgt den restlichen Kraftstoff von der Schwimmerkammer 30 zur Einspritzdüse 17.

Während diese Betriebsphase wird die Schwimmerkammer 30 als Vor rat für das zeitlich benötigte Kraftstoffvolumen verwendet, um das Fahrzeug in Sicherheit zu bringen. In diesem Zusammenhang und bei Verbindung des Schalters 47 mit der Kammer 30 kann die Entlüftungsvorrichtung 14 als Teil des Notabschalt-Systems 40 angesehen werden.

Abschaltphase

Das System wird in den Abschaltzustand des Motorbetriebs bei ausbleibendem Kraftstoffdruck in der Kraftstoffhauptleitung 20 und Unterdruck in der Kraftstoffsaugleitung 15 überführt. Der Schalter 44 wird automatisch bei Ausbleiben eines Kraftstoff drucks in der Kraftstoffhilfspumpe 13 in seine zweite Stellung geschaltet, um die Kontrolleuchte 46 einzuschalten. Die Schalter 48 und 49 öffnen durch das Fehlen des Unterdrucks in der Kraft stoffsaugleitung 15, um die Einspritzpumpe 16 auszuschalten. Der kugelförmige Schwimmer 38 schließt den Kraftstoffablauf 35 der Entlüftungsvorrichtung 14, wobei jedoch die Schwimmer kammer 30 mit Durchgangskanal 36 und Kraftstoffsaugleitung 15 über Öffnung 37 für die folgende Wiederstartphase in Verbin dung verbleibt. Dem Fahrer wird damit ermöglicht, zu einem sicheren Haltepunkt zu fahren und das System nach einem lee ren Kraftstofftank, einer gestörten Kraftstoffhauptleitung oder anderen Fehlfunktionen zu untersuchen.

Wiederstartphase

Im Falle des Kraftstoffmangels wird der Kraftstofftank 11 wenigstens teilweise befüllt, um Kraftstoffdruck in der Kraftstoffhauptleitung 20 zu erzeugen. Der Fahrer wird dann den normalerweise offenen federbelasteten Taster 43 kurz zeitig schließen, um die Kraftstoffhilfspumpe 13 einzuschal ten, so daß Kraftstoff in die Kammer 30 der Entlüftungsvor richtung 14 übertragen wird. Der Kraftstoff flieht weiter in die Kraftstoffsaugleitung 15 und schließt die Schalter 48 und 49 automatisch, wobei das Entlüftungs- und Notab schalt-System in seinen normalen in Fig. 1 dargestellten Zustand zurückkehrt, um normalen Motorbetrieb zuzulassen.

Die ständige Kraftstoffverbindung von der Schwimmkammer 30 zur Kraftstoffsaugleitung 15 über die Öffnung 37 stellt si cher, daß der kugelförmige Schwimmer 38 von seinem unteren Sitz 34 abhebt und den Kraftstoffablauf 35 freigibt. Denn ohne Öffnung 37 würde der am kugelförmigen Schwimmer wirken de Differenzdruck den kugelförmigen Schwimmer auf dem Kraft stoffablauf 35 festhalten. Der anfängliche Betrieb der Ein spritzpumpe 16 würde einen Unterdruck in der Kraftstoffsaug leitung 15 erzeugen, während der Auslaß über die Entlüftungs leitung 18 dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist.

Die folgende Tabelle umfalt die oben beschriebenen Betriebs phasen beginnend mit der normalen, in Fig. 4 gezeigten Be triebsphase:

Die Größe einer für einen bestimmten Motor benötigten Schwim merkammer 30 hängt stark von der Größe des Motors ab. Beispiels weise könnte das Volumen der Schwimmerkammer etwa 1/2 l für ge wöhnliche Automobile und kleine Transporter betragen, während das Speichervermögen für grobe Lastkraftwagen, Erdbearbeitungs maschinen und ähnlichem bis zu etwa 4 l vergrößert werden könnte. Die Form (z. B. zylinderisch, kubisch, etc.) und Kon struktion (z. B. die Anordnung der Kraftstoffeinlässe und -aus lässe etc.) der Entlüftungsanordnung kann ebenfalls dem Bedarf angepaßt werden.

Die Dichte des kugelförmigen Schwimmers 38 liegt im Bereich von 0,5-0,95 g/cm³ und vorzugsweise im Bereich von 0,5-0,7 g/cm³. Der letztere bevorzugte Bereich stellt sicher, daß der Schwimmer auch in Dieselkraftstoff mit einer Dichte geringer als 0,95 g/cm³ aufschwimmt. Beispielsweise liegen die Dichten für im US-Staat Kalifornien in Mexiko oder dem mittleren Kontinent angebotene Dieselkraftstoffe bei etwa 0,954, 0,987 bzw. 0,812 g/cm³.

Bezugszeichenliste

10 Kraftstoffversorgungssystem
11 Kraftstofftank
12 Kraftstoffhauptpumpe
13 Kraftstoffhilfspumpe
14 Entlüftungsvorrichtung
15 Kraftstoffsaugleitung
16 Einspritzpumpe
17 Einspritzdüse
18 Entlüftungsleitung
19 strumpfartiges Stahlnetzsieb
20 Kraftstoffhauptleitung
21 mehrteiliges Gehäuse
21′ Führungsrippen
21′′ unterer Abschnitt
22 Entlüftungskanal
23 Kraftstoffeinlaß
24 Kraftstoffauslaß
25 Einlaßkanal
26 Filter
27 Standardwasserabscheide- und Filtervorrichtung
28 Syphonrohr
29 Durchgangsbohrung
30 Schwimmerkammer
31 Durchgangsbohrung
32 halbkugelförmiger oberer Sitz
33 Luftauslaß
34 halbkugelförmiger unterer Sitz
35 Kraftstoffablauf
36 Durchgangskanal
37 Öffnung
38 kugelförmiger Schwimmer
40 Notabschalt-System
41 Fahrzeugbatterie
42 Zündschloß
43 Wiederstarttaste
44 Schalter
45 Kontrolleuchte
46 Kontrolleuchte
47 Schalter
48 Unterdruckschalter
49 Schalter.

Claims

1. Kraftstoffversorgungssystem für einen Dieselmotor mit einem Kraftstofftank (11), einer Kraftstoffhauptleitung (20), einer Kraftstoffhauptpumpe (12) einer Einspritzpumpe (16) zur Übertragung des Kraftstoffes zu den Einspritzdüsen (17) des Motors, und einem Entlüftungssystem zwischen Kraftstoffhauptpumpe (12) und Einspritzpumpe (16), wobei das Entlüftungssystem ein mit einer Schwimmerkammer (30) ausgestattetes Gehäuse (21) aufweist, das einen Luftauslaß (33) zur Verbindung der Schwimmerkammer (30) mit einer zum Kraftstofftank (11) führenden Entlüftungsleitung (18) enthält, wobei ein kugelförmiger Schwimmer (38) in der Schwimmerkammer (30) bewegbar ist zwischen

- einer ersten den Luftauslaß (33) verschließenden Stellung bei mit Kraftstoff im wesentlichen gefüllter Schwimmerkammer (30),
- einer zweiten sowohl den Luftauslaß (33) als auch den Kraftstoffablauf (35) der Schwimmerkammer (30) öffnenden Stellung bei nur teilweise mit Kraftstoff gefüllter Schwimmerkammer (30) und
- einer dritten den Kraftstoffablauf (35) verschließenden Stellung bei geleerter Schwimmerkammer (30), wobei ein festgelegter geringer Kraftstoffvolumenfluß von der Schwimmerkammer (30) zur Einspritzpumpe (16) über eine Öffnung (37) zwischen Schwimmerkammer (30) und Kraftstoffablauf (35) übertragen wird.

2. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (37) eine Querschnittsfläche von etwa 0,025-0,1 cm² aufweist.

3. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkammer (30) vertikal beabstandete obere und untere Sitzflächen (32, 34) für den Schwimmer (38) enthält, wobei der Luftauslaß (33) dem oberen Sitz und der Kraftstoffablauf (35) dem unteren Sitz (34) zugeordnet und vertikal zueinander ausgerichtet sind.

4. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (38) einen Durchmesser im Bereich von etwa 3,8-8,9 cm aufweist und der obere und untere Sitz (32, 34) jeweils halbkugelförmig ausgebildet sind.

5. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (38) ein spezifisches Gewicht im Bereich von etwa 0,5-0,95 aufweist.

6. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (38) aus einem elastomeren Material mit einer Durometer-Härte nach ASTM D1706 zwischen etwa 20 und 60 gebildet ist.

7. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Gehäuses (21) eine Wasserabscheide- und Filtervorrichtung (27) angeordnet ist, die den Kraftstoffeinlaß (23) mit der Schwimmerkammer (30) verbindet.

8. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Warn- und Notabschaltmittel zur automatischen Warnung eines Benutzers und zur Versorgung des Motors mit Kraftstoff bei sich in zweiter Stellung befindendem Schwimmer (38), um dem Motor eine ausreichende Menge Kraftstoff zur kurzfristigen Aufrechterhaltung des Motorbetriebs bereitzustellen.

9. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Warn- und Notabschaltmittel zum automatischen Warnen eines Benutzers, daß im Kraftstofftank (11) ein festgelegter Füllstand unterschritten ist, und zum Abschalten der Einspritzpumpe (16), um die Übertragung des Kraftstoffs an die Einspritzdüsen (17) zu stoppen, nachdem der Kraftstoff aufgebracht wurde.

10. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Warn- und Notabschaltmittel einen normalerweise geöffneten, druckabhängigen ersten Schalter (47), der in Abhängigkeit von einem in der Schwimmerkammer (30) unter einen festgelegten Wert fallenden Drucks schließt, ein für den Benutzer sichtbares erstes Kontrollmittel (45) zur Warnung des Benutzers bei geschlossenem ersten Schalter (47), daß der Kraftstoffdruck in der Schwimmerkammer (30) unter den festgelegten Druck gefallen ist, und eine normalerweise passive Kraftstoffhilfspumpe (13) enthalten, die zur Kraftstofförderung durch die Kraftstoffhauptleitung (20) bei geschlossenem ersten Schalter (47) in Betrieb gesetzt wird.

11. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch normalerweise ausgeschaltete, für den Benutzer sichtbare zweite Kontrollmittel (46) zur Warnung des Benutzers bei Ausbleiben eines Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffhauptleitung (20) und einen zweiten druckabhängigen Schalter (44), der von einer ersten Stellung zur Inbetriebnahme der Kraftstoffhilfspumpe (13) bei geschlossenem ersten Schalter (47) in eine zweite Stellung zur Einschaltung des zweiten Kontrollmittels (46) bei Ausbleiben eines Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffhilfspumpe (13) schaltbar ist.

12. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch normalerweise geschlossene Schalter (48, 49) zum Abschalten der Einspritzpumpe (16) bei Ausbleiben eines Kraftstoffdrucks vor der Einspritzpumpe (16).

13. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Wiederstartmittel zur selektiven Wiederinbetriebnahme der Einspritzpumpe (16).