DE4336060C2

DE4336060C2 - Kraftstoff-Fördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4336060C2
Application number: DE19934336060
Authority: DE
Inventors: Peter Schuchardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2013-10-23
Also published as: DE4336060A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff- Fördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem ersten Behälter, insbesondere einem Kraftstofftank, dem ein zweiter Behälter zugeordnet ist, wobei in dem zweiten Behälter eine Kraftstoff- Förderpumpe vorgesehen ist, die über eine Förderleitung mit ei ner in dem ersten Behälter vorgesehenen Saugstrahlpumpe zur Be füllung des zweiten Behälters in Verbindung steht, wobei die Saug strahlpumpe im oberen Bereich des ersten Behälters angeordnet ist und im Bereich der Düse der Saugstrahlpumpe eine Einrich tung aufweist, die bei Inbetriebnahme der Saugstrahlpumpe eine Evakuierung der Ansaugeinrichtung der Saugstrahlpumpe sicher stellt.

Es ist bereits allgemein eine Kraftstoff-Fördereinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, die zwei über eine Leitung mitein ander verbundene Behälter aufweist, wobei in dem ersten Behäl ter die Kraftstoff-Förderpumpe vorgesehen ist. Diese ist über eine Verbindungseinrichtung mit dem zweiten Behälter verbunden, in dem die Saugstrahlpumpe im Bereich des Bodens des zweiten Behälters vorgesehen ist.

Es ist weiterhin eine Einrichtung mit einer Saugstrahlpumpe be kannt, die Kraftstoff von einer ersten Kammer in eine zweite Kammer eines Kraftstofftanks fördert (DE 37 32 415 A1). Die Saugstrahlpumpe besitzt dazu eine bis in die zweite Kammer rei chende Saugleitung. Um eine ausreichende Saugleistung zu erzie len, ist in der Düse der Saugstrahlpumpe ein Verwirbelungsele ment angeordnet. Das kompliziert ausgebildete Verwirbelungsele ment erfordert einen hohen Aufwand in der Herstellung und ver ursacht zusätzliche Kosten bei der Montage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Saugstrahlpumpe derart auszubilden und anzuordnen, dass diese einfach aufgebaut ist und auch dann einwandfrei arbeitet, wenn die Saugstrahlpum pe mit einem relativ langen Saugdom ausgestattet ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Einrichtung als Mischrohr mit einem vom aus tretenden Flüssigkeitsstrahl abweichenden Verlauf ausgebildet ist, so dass der Flüssigkeitsstrahl durch Auftreffen auf eine Wandung aufweitbar ist.

Durch die Ausgestaltung der Saugstrahl pumpe mit der Einrichtung, die bei Inbetriebnahme der Saug strahlpumpe eine Evakuierung der Ansaugeinrichtung sicher stellt, wird auf einfache Weise gewährleistet, dass diese auch dann arbeiten kann, wenn die Saugstrahlpumpe mit einem relativ langen Saugdom ausgestattet ist, insbesondere dann, wenn aus Platzgründen die Saugstrahlpumpe entfernt von der anzusaugenden Flüssigkeit angeordnet ist, beispielsweise im oberen Bereich des Sammelbehälters.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Düse der Saugstrahlpumpe im oberen Bereich des ersten Behälters bzw. oberhalb des Flüssig keitsspiegels angeordnet ist, wobei hinter der Düse ein derart hoher Druck erzeugt wird, dass sich im Saugdom ein für die Saugleistung ausreichendes Vakuum aufbaut. Das ans der Saug strahlpumpe abgegebene Treibmittel bzw. die Flüssigkeit tritt mit großer Geschwindigkeit in das Mischrohr bzw. in die Misch düse ein, wo es sich mit dem aus dem Saugraum des Sammelbehälters angesaugten Fördermittel, beispielsweise dem Treibstoff, mischt und dabei einen Teil seiner Bewegungsenergie an den Treibstoff überträgt. Der Geschwindigkeitsaustausch in der Mischdüse ist im allgemeinen mit einer Drucksteigerung verbun den. Die weitere Druckerhöhung bis auf den Enddruck vollzieht sich in dem anschließenden Diffusor durch Geschwindigkeitsum wandlung. Unter Benutzung des Impulssatzes geht man bei der Auslegung der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe davon aus, dass der Impulsaustausch in der Mischdüse bei gleichbleibendem Druck stattfindet. Dieser Druckaustausch reicht normalerweise aus, um einen entsprechenden Saugdruck im Saugdom zu erzeugen. Ist das Saugrohr relativ lang und wird beispielsweise das Mischrohr entlüftet, so reicht dieser Saugdruck nicht mehr aus, um Flüs sigkeit aus dem Sammelbehälter anzusaugen und in den ersten Be hälter weiterzuleiten. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird auf einfache Weise die Möglichkeit geschaffen, dass sich im Saugdom ein entsprechendes Vakuum bilden kann, das aus reicht, um genügend Flüssigkeit anzusaugen.

Vorteilhaft ist es ferner, dass das Mischrohr einen Krümmer aufweist, der derart hinter der Düse bzw. im Bereich des Austrittsendes der Düse vorgesehen ist, dass er die Aufweitung bzw. Verwirbelung des Flüssigkeitsstrahls bewirkt.

Der Krümmer, der im Bereich des Endes des Mischrohrs bzw. des sich an das Mischrohr anschließenden Diffusors angeordnet ist, kann als Pralleinrichtung dienen und zu der gewünschten Verwir belung des auf den Krümmer auftreffenden Flüssigkeitsstrahls dienen, so dass ein gewünschter Staudruck in diesem Bereich aufgebaut wird, um somit das Mischrohr derart zu verschließen, dass sich der entsprechende Saugdruck im Saugdom einstellen kann.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anord nung ist es von Vorteil, dass die Saugstrahlpumpe mit einer Be lüftungseinrichtung ausgestattet ist und dass die Belüftungs einrichtung in der Druckleitung bzw. in dem Mischrohr der Saug strahlpumpe vorgesehen ist. Durch die Belüftungseinrichtung wird sichergestellt, dass keine Entleerung des Sammelbehälters bzw. Schwallbehälters zum ersten Behälter (Kraftstofftank) erfolgt, wenn die Kraftstoffpumpe abgeschaltet wird. Das Entlüftungsrohr bzw. die Entlüftungsbohrung sorgt auf einfache Weise dafür, dass nach Abstellen der Kraftstoffpumpe und somit der fehlenden Versor gung der Saugstrahlpumpe das Mischrohr sofort entlüftet wird.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Belüftungseinrichtung als Öffnung ausgebildet ist, die im Mischrohr oder in der sich an das Mischrohr anschließenden Leitung vorgesehen ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Pa tentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Fi guren dargestellt, wobei bemerkt wird, dass alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Kraftstoff-Fördereinrichtung für eine Brenn kraftmaschine mit einem Kraftstofftank, der aus einem ersten und einem zweiten Behälter besteht, wobei in einem Behälter die Kraftstoffpumpe und im zweiten ei ne Saugstrahlpumpe vorgesehen ist,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düse mit einer als Krümmer ausgebildeten Pralleinrichtung.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Kraftstoff-Fördereinrichtung für eine in der Zeichnung nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, die in einem Kraftstofftank 20 untergebracht ist. Der Kraftstofftank 20 ist in Fig. 1 veran schaulicht und enthält einen zweiten Behälter bzw. Schwallbe hälter 2, in dem die Kraftstoff-Fördereinrichtung 1, in der ei ne Kraftstoff-Förderpumpe 5 integriert ist, angeordnet ist. Der zweite Behälter 2 wird über eine nachstehend näher beschriebene Saugstrahlpumpe 7 beim Einsatz der Kraftstoff-Fördereinrichtung 1 ständig ausreichend mit Kraftstoff befüllt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, liegt ein Flüssigkeitsspiegel 21 im zweiten Behälter 2 ständig über einem Flüssigkeitsspiegel 22 des Kraftstofftanks 20, wenn die Kraftstoff-Fördereinrichtung 1 in Betrieb ist. Der zweite Behälter bzw. Schwallbehälter 2 wird über die Saugstrahlpumpe 7, wie bereits erwähnt, ständig be füllt, damit der Flüssigkeitsspiegel 21 nicht absinkt. Hierzu ist der erste Behälter 20 über die Saugstrahlpumpe 7 und eine Leitung 4 mit dem zweiten Behälter 2 verbunden.

Die in Fig. 1 dargestellte Kraftstoff-Fördereinrichtung 1 weist im Bereich eines Bodens 23 des Behälters 2 einen Ansaug stutzen 24 auf, über den der angesaugte Kraftstoff über eine Leitung 25 zu einer Einspritzanlage 26 einer Brennkraftmaschine gelangt.

Die von der Einspritzanlage 26 nicht benötigte Kraftstoffmenge gelangt über eine Rücklaufleitung 27 wieder in den zweiten Be hälter 2.

Am unteren Ende der Kraftstoff-Fördereinrichtung 1 befindet sich auch eine Auslassöffnung 28, durch die ein Teil des Kraft stoffs über eine mit der Auslassöffnung 28 verbundene Förder leitung 29 zu einem Einlassstutzen 30 der Saugstrahlpumpe 7 ge leitet wird.

Die Saugstrahlpumpe 7 besteht aus einem in Fig. 1 dargestell ten Strahlapparat 31 mit einer Treibdüse 8, die sich kontinuierlich nach vorne verjüngt. Die Treibdüse 8 mündet in ein Mischrohr 11, das einen zylinderförmigen Querschnitt aufweist. An das Misch rohr 11 kann sich, wie aus Fig. 1 hervorgeht, ein sich erwei ternder Diffusor 32 anschließen. Der Diffusor 32 ist wiederum über eine Leitung 4 mit dem zweiten Behälter bzw. Schwallbehäl ter 2 verbunden, so dass der Kraftstoff ständig über die Kraft stoff-Fördereinrichtung 2 und die Saugstrahlpumpe 7 in den Schwallbehälter bzw. zweiten Behälter 2 befördert wird.

Der Strahlapparat 31 ist ferner mit einem Saugstutzen 33 verse hen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann die Treibdüse 8 ein wenig in die Mischdüsenausrundung des Mischrohrs 11 hineinragen, jedoch so, dass zwischen Treibdüsenmündung und Beginn des zylind rischen Teils des Mischrohrs 11 ein Zwischenraum verbleibt, an den der Saugstutzen 33 angeschlossen ist. Der Saugstutzen 33 steht mit einem als Ansaugeinrichtung 9 ausgebildeten Saugdom 10 in Verbindung, dessen unteres Ende bis an einen Boden 34 des Kraftstofftanks 20 herangeführt ist. Über den Saugdom 10 ge langt das Flüssigkeitsmittel bzw. der Kraftstoff in die Druck leitung bzw. in das Mischrohr 11 und dann über die Leitung 4 in den zweiten Behälter 2 des Kraftstofftanks 20.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in der Leitung 4 bzw. im Mischrohr 11, an das die Leitung 4 anschließt, eine Belüf tungseinrichtung 15, vorgesehen, über die die Saugstrahlpumpe 7 belüftet werden kann, wenn die Kraftstoff-Fördereinrichtung 1 abgeschaltet wird, so dass kein Kraftstoff mehr vom Behälter 2 zum Kraftstofftank 20 zurückfließt. Beim Betrieb des Strahlap parats 31 kann es vorkommen, dass Kavitation auftritt. Für den Eintritt der Kavitation ist normalerweise die Stelle des nied rigsten Drucks bzw. der höchsten Geschwindigkeit maßgebend. Je ne tritt in einem Treibstrahl 16 auf, und zwar unmittelbar nach dessen Austritt aus der Treibdüse 8. Während die Geschwindig keit von hier aus weiter absinkt, zeigt der Druck nicht den ge wünschten Verlauf. Sein Minimum liegt nämlich nicht am Ort der höchsten Geschwindigkeit, sondern ist weiter stromabwärts ver schoben. Durch die Energieabgabe des Treibstrahls an den Saug strahl sinkt der Druck zum Treibstrahl gegenüber seiner Umge bung vorerst weiter ab und steigt erst im Verlauf des Mischvor gangs wieder an. Erreicht dieses Druckminimum, das sich kurz nach der Treibdüse etwa im Eintrittsquerschnitt der Mischkammer befindet, den Dampfdruck, so beginnt die Flüssigkeit zu ver dampfen. Es entstehen Dampfblasen, die wiederum zusammenstürzen, sobald sie in ein Gebiet höherer Drücke kommen. Wird die Kavitationsgrenze erreicht, so bricht die Förderung der Strahl pumpe zusammen.

Ein weiteres Problem der Strahlpumpe 7 besteht darin, dass die se bei vollständiger Entleerung im Saugdom 10 nicht den notwen digen Unterdruck aufbauen kann, da sich im Mischrohr 11 nicht der gewünschte Förderdruck aufbaut. Um also eine Kavitation entweder im Mischrohr 11 oder im Saugdom 10 zu verhindern, ist die Treibdüse 8 so ausgebildet, dass der austretende Treib strahl stark aufgespreizt bzw. verwirbelt wird und sich dadurch im Mischrohr 11 ein Flüssigkeitspfropfen bzw. eine Art Dichtung bildet, was gewährleistet, dass sich im Saugdom 10 der ge wünschte Unterdruck relativ schnell aufbauen kann, so dass über den Saugdom 10 Flüssigkeit aus dem Kraftstofftank 20 angesaugt und zum Behälter 2 befördert werden kann.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der besonderen Anordnung der Treibdüse 8 und einer zugehörigen Pralleinrichtung dargestellt. Die Pralleinrichtung oder die Vorrichtung zur Auf spreizung des Flüssigkeitsstrahls, die eine Druckerhöhungsein richtung 12 darstellt, kann auch durch Widerstandselemente innerhalb des Mischrohrs 11 oder des Diffusors 32 gebildet wer den. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht die Prallein richtung aus einem zum Mischrohr 4 bzw. zum Diffusor 32 gehö renden Krümmer 17, der soweit hinter der Düsenbohrung 13 der Treibdüse 8 angeordnet ist, dass beim Auftreffen des Flüssig keitsstrahls auf den Krümmer 17 eine ausreichende Verwirbelung oder Aufspreizung des Treibflüssigkeitsstrahls 16 sicherge stellt wird.

Bezugszeichenliste

1

Kraftstoff-Fördereinrichtung

2

zweiter Behälter = Schwallbehälter

4

Leitung

5

Kraftstoff-Förderpumpe

7

Saugstrahlpumpe

8

Treibdüse

9

Ansaugeinrichtung

10

Saugdom

11

Mischrohr der Saugstrahlpumpe

7

12

Druckerhöhungseinrichtung

13

Düsenaustrittsbohrung

15

Belüftungseinrichtung

16

Treibstrahl

17

Krümmer

20

Kraftstofftank = erster Behälter

21

Flüssigkeitsspiegel

22

Flüssigkeitsspiegel vom Tank

20

23

Boden

24

Ausgangsstutzen

25

Leitung

26

Einspritzanlage

27

Rücklaufleitung

28

Auslaßöffnung

29

Förderleitung

30

Einlaßstutzen

31

Strahlapparat

32

Diffusor

33

Saugstutzen

34

Boden

Claims

1. Kraftstoff-Fördereinrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem ersten Behälter (20), insbesondere einem Kraftstofftank, dem ein zweiter Behälter (2), insbesondere ein Sammelbehälter, zugeordnet ist, wobei in dem zweiten Behälter (2) eine Kraftstoff-Förderpumpe (5) vorgesehen ist, die über eine Förderleitung (29) mit einer in dem ersten Behälter (20) vorgesehenen Saugstrahlpumpe (7) zur Befüllung des zweiten Behälters (2) in Verbindung steht, wobei die Saugstrahlpumpe (7) im oberen Bereich des ersten Behälters (20) angeordnet ist und im Bereich ihrer Treibdüse (8) eine Einrichtung aufweist, die bei Inbetriebnahme der Saugstrahlpumpe (7) eine Evakuierung der Ansaugeinrichtung (9) der Saugstrahlpumpe (7) sicherstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als Mischrohr (11) mit einem vom austretenden Flüssigkeitsstrahl (16) abweichenden Verlauf ausgebildet ist, so dass der Flüssigkeitsstrahl (16) durch Auftreffen auf eine Wandung aufweitbar ist.

2. Kraftstoff-Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischrohr (11) einen Krümmer (17) aufweist, der derart hinter der Treibdüse (8) vorgesehen ist, dass er die Aufweitung bzw. Verwirbelung des Flüssigkeitsstrahls (16) bewirkt.

3. Kraftstoff-Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) mit einer Belüftungseinrichtung (15) ausgestattet ist.

4. Kraftstoff-Fördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung (15) in dem Mischrohr (11) der Saugstrahlpumpe (7) vorgesehen ist.

5. Kraftstoff-Fördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung (15) als Öffnung ausgebildet ist, die im Mischrohr (11) oder in der sich an das Mischrohr (11) anschließenden Leitung (4) vorgesehen ist.