DE4344777A1 - Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor - Google Patents
Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit OttomotorInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoff-Ver
sorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor, der ein
Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzleiste aufweist, mit
Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem vom Kraft
stofftank zur Einspritzleiste und Rücklaufleitungssystem
von der Einspritzleiste zum Kraftstofftank, wobei der
Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen
und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist.
- Das Merkmal Vorlaufleitungssystem bezeichnet einfache,
mehrfache und verzweigte Vorlaufleitungen. Entsprechend
versteht sich der Begriff Rücklaufleitungssystem. Im
Kraftstofftank kann Atmosphärendruck oder auch ein
Überdruck herrschen.
Kraftstoff-Versorgungssysteme des beschriebenen grundsätz
lichen Aufbaus sind allgemein eingeführt und bewährt. Sie
sind erheblichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt
und entsprechend ausgelegt. Sie sind auch wechselnden
thermischen Beanspruchungen ausgesetzt und zur Aufnahme der
daraus resultierenden Wärmedehnungen eingerichtet. Die
Wärmeeinleitung in das Kraftstoff-Versorgungssystem wird in
Kauf genommen. Sie ist nachteilig und bewirkt umwelt
belastende Kraftstoffverluste sowie für den Betrieb des
Ottomotors nachteilige Kraftstoffveränderungen durch
Kraftstoffverdampfung. Die leicht verdampfenden Komponenten
des Kraftstoffs destillieren sich ab.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde,
störende Kraftstoffverluste und Kraftstoffveränderungen
durch Kraftstoffverdampfungen bei Kraftstoff-Ver
sorgungssystemen für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor zu
vermeiden.
Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der
Erfindung ein Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraft
fahrzeug mit Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem
mit Einspritzleiste aufweist, - mit Kraftstofftank, Pumpe,
Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritz
leiste, Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum
Kraftstofftank, wobei der Kraftstofftank mit einer Ent
lüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien
Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der
folgenden Merkmale verwirklicht ist:
- a) Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem und Einspritzleiste bilden eine Kraftstoff zuführeinrichtung, deren Pumpe bei laufendem Ottomotor nach Maßgabe von dessen unterschiedlichen Betriebsbedingungen fördert,
- b) das Rücklaufleitungssystem ist über ein steuerbares Überströmventil an die Einspritzleiste angeschlossen, welches Überströmventil lediglich kurzzeitig bei Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar ist,
- c) zumindest der Kraftstofftank, das Vorlaufleitungs system und die Einspritzleiste sind wärmedämmend isoliert,
wobei das Überströmventil über eine Anlaß-Steuereinrichtung
für den Ottomotor und/oder über den Druck der Pumpe bei
Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar
ist. Wird das Überströmventil über den Druck der Pumpe bei
Inbetriebnahme des Ottomotors in die Offenstellung
gesteuert, so wird man die Pumpe so steuern oder regeln,
daß bei Inbetriebnahme des Ottomotors ein Druckimpuls
entsteht, während im übrigen die Pumpe bei dem laufenden
Ottomotor und allen Betriebsbedingungen in der
Einspritzleiste einen konstanten statischen Kraftstoffdruck
aufrechterhält.
Die Erfindung berücksichtigt die Tatsache, daß auf das
Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit
Ottomotor eine Mehrzahl von Wärmequellen einwirken, nämlich
die Kraftstoffpumpe mit ihrem Motor, wenn dieses Aggregat
im Kraftstofftank angeordnet ist, die am Motorblock
angeordnete Einspritzleiste, die Wärme an den über das
Rücklaufleitungssystem rücklaufenden Kraftstoff abgibt, die
Auspuffanlage, wenn sie in der Nähe des Kraftstofftanks
angeordnet ist, und auch das Getriebe des Kraftfahrzeuges,
welches sich im Fahrbetrieb erwärmt. Im übrigen erfolgt
eine Wärmeeinleitung durch Sonneneinstrahlung und heiße
Motorabluft, die auf das Vorlaufleitungssystem und das
Rücklaufleitungssystem sowie auf den Kraftstofftank
einwirken. Da erfindungsgemäß das Rücklaufsystem bei
normalem Betrieb des Kraftfahrzeuges gleichsam
ausgeschaltet ist, wird in bezug auf die Verhinderung
störender Wärmeeinleitung bereits ein großer Vorteil
erreicht, wenn lediglich der Kraftstofftank, das Vorlauf
leitungssystem und die Einspritzleiste wärmedämmend
isoliert sind. Es empfiehlt sich jedoch, auch das Rücklauf
leitungssystem wärmedämmend zu isolieren. Die Erfindung
geht von der Erkenntnis aus, daß die störenden Einflüsse
der beschriebenen Wärmequellen und weiterer durch die
Kombination der angegebenen Merkmale praktisch vollständig
unterbrochen werden kann, und zwar so, daß eine störende
Kraftstoffverdunstung mit den daraus resultierenden Nach
teilen nicht mehr eintritt. Es versteht sich, daß die
Wärmedämmung nach den Regeln der Wärmedämm- und Isolations
technik eingerichtet wird, und zwar unter Berücksichtigung
der Physik der Zusammenhänge beim Betrieb des Kraftfahr
zeuges und auch in bezug auf den Kraftstoff und sein
Temperaturverhalten.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere
Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Stets
empfiehlt es sich, mit einer Pumpe zu arbeiten, die einen
Wirkungsgrad von über 80% aufweist und folglich nur in
geringem Maße Verlustwärme produziert. Stets empfiehlt es
sich fernerhin, die durch die laufende Pumpe entstehende
Wärme von dem Kraftstofftank abzukoppeln. Das kann durch
entsprechende Maßnahmen zur Unterbrechung der Wärmeleitung
bzw. Maßnahmen zur Wärmedämmung erfolgen, das kann aber
auch dadurch geschehen, daß die Pumpe außerhalb des
Kraftstofftanks angeordnet ist.
Die Erfindung unterdrückt die permanente Kraftstoff
umwälzung über das Vorlaufleitungssystem, die Einspritz
leiste und das Rücklaufleitungssystem. Dazu kann die Pumpe
auf unterschiedliche Art und Weise eingerichtet sein. Eine
Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Pumpe bei
laufendem Ottomotor unter allen Betriebsbedingungen in der
Einspritzleiste einen konstanten, statischen Kraftstoff
druck aufrechterhält. Eine andere Ausführungsform sieht
vor, daß die Pumpe an eine Steuer- oder Regeleinrichtung
angeschlossen ist, welche die Fördermenge und/oder den
Abgabedruck der Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl und
der Belastung des Ottomotors steuert.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Versorgungssystem
empfiehlt es sich, weitgehend auch die Wärmeleitung zum
Kraftstofftank hin zu unterdrücken. Dazu lehrt die Erfin
dung, daß die Bauteile Kraftstofftank, Vorlaufleitungs
system und Rücklaufleitungssystem aus Kunststoff bestehen
und folglich eine schlechte Wärmeleitung aufweisen. Diese
Bauteile können eine wärmedämmende Beschichtung aus Wärme
dämm-Kunststoff, z. B. Polyurethan aufweisen, die, z. B.
stoffschlüssig, mit den Bauteilen verbunden ist. Das läßt
sich in fertigungstechnischer Hinsicht auf einfache Weise,
z. B. durch Umspritzen der Bauteile mit dem
Wärmedämm-Kunststoff, erreichen.
Das technische Problem, welches der Erfindung zugrunde
liegt, kann für besonders einfache Fälle auch durch eine
Unterkombination der Merkmale des Patentanspruches 1
weitgehend gelöst werden. Dazu ist Gegenstand der Erfindung
ein Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit
Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritz
leiste aufweist, - mit Kraftstofftank, Pumpe und Vorlauf
leitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste,
wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung
versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt
ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale
verwirklicht ist:
- a) der Kraftstofftank ist wärmedämmend isoliert,
- b) die Pumpe ist außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet,
wobei die Pumpe an eine Steuer- oder Regeleinrichtung
angeschlossen ist, welche die Fördermenge und/oder den
Abgabedruck der Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl
und/oder vom Kraftstoffverbrauch des Ottomotors steuert.
Insoweit erfolgt eine bedarfsabhängige Kraftstoffzufuhr.
Sie unterdrückt die Kraftstoffumwälzung. Auch bei dieser
Ausführungsform kann ein Rücklaufleitungssystem von der
Einspritzleiste zum Kraftstofftank angeordnet und über ein
steuerbares Überströmventil an die Einspritzleiste ange
schlossen sein, welches Überströmventil lediglich kurzzei
tig bei Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung
steuerbar ist. In diesem Falle ist auch das Rücklauf
leitungssystem wärmedämmend isoliert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kraftstoff-Versorgungssystem
für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor und
Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kraftstoff-Versorgungssystems.
Das in den Figuren dargestellte Kraftstoff-Ver
sorgungssystem ist für ein Kraftfahrzeug mit Ottomotor
bestimmt, der ein Kraftstoffeinspritzsystem und eine
Einspritzleiste aufweist. Das Kraftfahrzeug und sein
Ottomotor wurden nicht gezeichnet.
Zu dem Kraftstoff-Versorgungssystem nach Fig. 1 gehören ein
Kraftstofftank 1, eine Pumpe 2, ein Vorlaufleitungssystem 3
vom Kraftstofftank 1 zur Einspritzleiste 4 und ein
Rücklaufleitungssystem 5 von der Einspritzleiste 4 zum
Kraftstofftank 1. Der Kraftstofftank 1 ist mit einer
Entlüftungseinrichtung 6 versehen und im übrigen von der
freien Atmosphäre getrennt.
Kraftstofftank 1, Pumpe 2, Vorlaufleitungssystem 3 und
Einspritzleiste 4 bilden eine Kraftstoffzuführeinrichtung,
deren Pumpe 2 bei laufendem Ottomotor nach Maßgabe von
dessen unterschiedlichen Betriebsbedingungen fördert. Das
Rücklaufleitungssystem 5 ist über ein steuerbares
Überströmventil 7 an die Einspritzleiste 4 angeschlossen,
welches Überströmventil 7 lediglich kurzzeitig bei
Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar
ist. Es findet also keine Überschußförderung statt, die
während des Betriebes des Ottomotors ein fortwährendes
Überströmen des Überströmventils und eine Kraftstoff
umwälzung erforderlich machen würde.
Der Kraftstofftank 1, das Vorlaufleitungssystem 3, die
Einspritzleiste 4 und das Rücklaufleitungssystem 5,
vorzugsweise einschließlich des Überströmventils 7, sind
wärmedämmend isoliert, und zwar im Ausführungsbeispiel
durch eine Beschichtung 8. Man könnte aber auch Vakuum
isolierungen oder dgl. anwenden. Das Überströmventil 7 ist
über eine Anlaßsteuereinrichtung 9 für den Ottomotor
und/oder über den Druck der Pumpe 2 bei Inbetriebnahme des
Ottomotors in Offenstellung steuerbar. Die Pumpe 2 hat
einen sehr hohen Wirkungsgrad, so daß die Verlustleistung
gering ist und damit auch die Wärmemenge gering ist, die
von der Pumpe 2 und ihrem Antrieb erzeugt wird. Jedenfalls
wird die durch die laufende Pumpe 2 entstehende Wärme durch
geeignete Maßnahmen von dem Kraftstofftank 1 abgekoppelt.
Dazu könnten entsprechende wärmedämmende Maßnahmen
durchgeführt werden, und zwar auch dann, wenn sich die
Pumpe 2 mit ihrem Antrieb in dem Kraftstofftank 1 befindet.
Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung und im
Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 2 mit ihrem Antrieb
jedoch außerhalb des Kraftstofftanks 1 angeordnet und
folglich ist die durch die laufende Pumpe 2 entstehende
Wärme auf diese Weise von dem Kraftstofftank 1 abgekoppelt.
Da eine Kraftstoffumwälzung nicht mehr stattfindet, muß die
Kraftstoffzuführung entsprechend eingerichtet werden. Eine
Möglichkeit besteht darin, die Anordnung und Auslegung so
zu treffen, daß die Pumpe 2 bei laufendem Ottomotor und
allen Betriebsbedingungen in der Einspritzleiste 4 einen
konstanten statischen Kraftstoffdruck aufrechterhält. Soll
über den Druck des Kraftstoffes bei Inbetriebnahme des
Ottomotors das Überströmventil 7 kurzzeitig geöffnet
werden, so erzeugt die Pumpe 2 einen entsprechenden
Druckimpuls, der unmittelbar oder mittelbar für die
Steuerung des Überströmventils 7 ausgenutzt werden kann. Es
besteht aber auch die Möglichkeit, die Pumpe 2 an eine
Steuer- oder Regeleinrichtung 10 anzuschließen, welche die
Fördermenge und/oder den Abgabedruck der Pumpe 2 in
Abhängigkeit von der Drehzahl des Ottomotors steuert.
Die Bauteile Kraftstofftank 1, Vorlaufleitungssystem 3,
Rücklaufleitungssystem 5 bestehen zweckmäßigerweise aus
Kunststoff. Hier besteht die Möglichkeit, die Bauteile mit
einer wärmedämmenden Beschichtung 8 aus Wärmedämm-Kunst
stoff zu versehen, die stoffschlüssig mit den Bauteilen
verbunden ist, wie es das Ausführungsbeispiel andeutet.
In der Fig. 2 erkennt man das erfindungsgemäße
Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit
Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritz
leiste 4 aufweist, und welches grundsätzlich wie zur Fig. 1
beschrieben aufgebaut ist, jedoch ein Rücklauf
leitungssystem 5 von der Einspritzleiste 4 zum Kraftstoff
tank 1 nicht aufweist. Hier ist lediglich der Kraftstoff
tank 1 wärmedämmend isoliert. Die Pumpe 2 ist mit ihrem
Antrieb außerhalb des Kraftstofftanks 1 angeordnet. Die
Pumpe 2 ist an eine Steuer- oder Regeleinrichtung 10
angeschlossen, welche den Abgabedruck der Pumpe 2 in
Abhängigkeit von der Drehzahl des Ottomotors steuert.
Insoweit erfolgt über diese Steuerung eine bedarfsabhängige
Kraftstoffzufuhr. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das
in der Fig. 2 dargestellte Kraftstoff-Versorgungssystem
zusätzlich mit einem Rücklaufleitungssystem mit
Überströmventil zu versehen, welches in der schon
erläuterten Art und Weise lediglich kurzzeitig bei
Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar
ist. Es kann wärmedämmend isoliert sein.
Claims (12)
1. Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit
Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit
Einspritzleiste aufweist, - mit
Kraftstofftank,
Pumpe,
Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste,
Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum Kraftstofftank,
wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:
Kraftstofftank,
Pumpe,
Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste,
Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum Kraftstofftank,
wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:
- a) Kraftstofftank, Pumpe, Vorlaufleitungssystem und Einspritzleiste bilden eine Kraftstoff zuführeinrichtung, deren Pumpe bei laufendem Ottomotor nach Maßgabe von dessen unterschiedlichen Betriebsbedingungen fördert,
- b) das Rücklaufleitungssystem ist über ein steuerbares Überströmventil an die Einspritzleiste angeschlossen, welches Überströmventil lediglich kurzzeitig bei Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar ist,
- c) zumindest der Kraftstofftank, das Vorlaufleitungs system und die Einspritzleiste sind wärmedämmend isoliert,
wobei das Überströmventil über eine Anlaß-Steuereinrichtung
für den Ottomotor und/oder über den Druck der Pumpe bei
Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar
ist.
2. Kraftstoff-Versorgungssystem nach Anspruch 1, wobei die
Pumpe einen Wirkungsgrad von über 80% und dadurch eine
reduzierte Verlustleistung aufweist.
3. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1
oder 2, wobei die durch die laufende Pumpe entstehende
Wärme von dem Kraftstofftank abgekoppelt ist.
4. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 3, wobei die Pumpe außerhalb des Kraftstofftanks
angeordnet ist.
5. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 4, wobei die Pumpe bei laufendem Ottomotor unter allen
Betriebsbedingungen in der Einspritzleiste einen konstanten
statischen Kraftstoffdruck aufrechterhält.
6. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 4, wobei die Pumpe an eine Steuer- oder
Regeleinrichtung angeschlossen ist, welche die Fördermenge
und/oder den Abgabedruck der Pumpe in Abhängigkeit von der
Drehzahl des Ottomotors steuert.
7. Kraftstoff-Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 1
bis 6, wobei die Bauteile Kraftstofftank, Vorlauf
leitungssystem und Rücklaufleitungssystem aus Kunststoff
bestehen.
8. Kraftstoff-Versorgungssystem nach Anspruch 7, wobei die
Bauteile eine wärmedämmende Beschichtung aus
Wärmedämm-Kunststoff aufweisen, die stoffschlüssig mit den
Bauteilen verbunden ist.
9. Kraftstoff-Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit
Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzsystem mit
Einspritzleiste aufweist, - mit
Kraftstofftank,
Pumpe und
Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste,
wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:
Kraftstofftank,
Pumpe und
Vorlaufleitungssystem vom Kraftstofftank zur Einspritzleiste,
wobei der Kraftstofftank mit einer Entlüftungseinrichtung versehen und im übrigen von der freien Atmosphäre getrennt ist und wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:
- a) der Kraftstofftank ist wärmedämmend isoliert,
- b) die Pumpe ist außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet,
wobei die Pumpe an eine Steuer- oder Regeleinrichtung
angeschlossen ist, welche die Fördermenge und/oder den
Abgabedruck der Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl
und/oder vom Kraftstoffverbrauch des Ottomotors steuert.
10. Kraftstoff-Versorgungssystem nach Anspruch 9, wobei ein
Rücklaufleitungssystem von der Einspritzleiste zum
Kraftstofftank angeordnet und über ein steuerbares
Überströmventil an die Einspritzleiste angeschlossen ist,
welches Überströmventil lediglich kurzzeitig bei
Inbetriebnahme des Ottomotors in Offenstellung steuerbar
ist.
Priority Applications (7)
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