EP1875063B1

EP1875063B1 - Vorrichtung zum fördern von kraftstoff aus einem kraftstofftank zur brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: EP1875063B1
Application number: EP06708436A
Authority: EP
Inventors: Hans-Peter Braun; Thomas Wieland; Matthias Kirner; Claudio Nakao; Martin Beyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: WO2006111435A1; BRPI0606448A2; DE102005018469A1; CN101163877B; RU2007142646A; DE502006002751D1; EP1875063A1; CN101163877A; RU2397358C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs gemäß dem Dokument EP 1 186 772 . Es ist schon eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus der US 5,080,077 bekannt, mit einer in einem Speicherbehälter angeordneten Saugstrahlpumpe, die Kraftstoff über eine Ansaugöffnung in einem Boden des Speicherbehälters aus einem Vorratsbehälter in den Speicherbehälter fördert. Der Ansaugöffnung ist ein Filtergewebe vorgeschaltet, das im Kraftstoff des Vorratsbehälters enthaltene Schmutzpartikel herausfiltert, damit diese nicht die Funktionsfähigkeit von der Ansaugöffnung nachgeschalteten Ventilen beeinträchtigen können. Nachteilig ist, dass das Filtergewebe bei stark verunreinigtem Kraftstoff zunehmend verstopft und dadurch einen ansteigenden Druckverlust erzeugt, so dass bei gleicher Leistung der Saugstrahlpumpe zunehmend weniger Kraftstoff in den Speicherbehälter gefördert wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise eine alternative Abscheidung der Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff des Vorratsbehälters vorgesehen ist, indem an und/oder in dem Boden des Speicherbehälters auf einer der Förderpumpe zugewandten Innenseite mehrere, zu dem Speicherbehälter hin offene Kammern zur Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenen Schmutzpartikeln vorgesehen sind, wobei die Förderpumpe derart angeordnet ist, dass der aus der Förderpumpe austretende Kraftstoff die Kammern überströmt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Kammern in Strömungsrichtung des aus der Förderpumpe austretenden Kraftstoffs hintereinander angeordnet sind, da auf diese Weise die Partikel besonders gut in den Kammern abgeschieden werden.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn zusätzlich Kammern in Strömungsrichtung des aus der Förderpumpe austretenden Kraftstoffs gesehen nebeneinander angeordnet sind, da auf diese Weise die Abscheidewirkung noch weiter verbessert wird.
Sehr vorteilhaft ist, wenn die Kammern durch vom Boden des Speicherbehälters vorstehende Wandungen gebildet sind, da diese Ausführung besonders einfach und kostengünstig durch Spritzgießen herstellbar ist.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Kammern durch zumindest zwei Führungswandungen gebildet sind, die durch mehrere quer zur Strömungsrichtung verlaufende Trennwandungen miteinander verbunden sind, da sich diese Ausführung besonders einfach und kostengünstig durch Spritzgießen herstellen lässt.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Speicherbehälter eine der Führungswandungen bildet, da auf diese Weise gewährleistet ist, dass nahezu der gesamte aus dem Vorratsbehälter angesaugte Kraftstoff über die Kammern hinwegströmt und von Schmutzpartikeln gereinigt wird.
Vorteilhaft ist, wenn die in axialer Richtung des Speicherbehälters gemessene Höhe der Führungswandungen und/oder der Trennwandungen in Strömungsrichtung des aus der Förderpumpe austretenden Kraftstoffs zunimmt, da auf diese Weise die Abscheidewirkung verbessert wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Förderaggregat eine Saugstrahlpumpe.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn das Förderaggregat derart angeordnet ist, dass der aus einem Auslass des Förderaggregates in den Speicherbehälter austretende Kraftstoffstrahl schräg auf eine Umfangswandung des Speicherbehälters trifft, da der Kranstoffstrahl auf diese Weise nicht zerteilt wird, sondern sich an die Umfangswandung anschmiegt und an dieser entlang strömt. Dadurch strömt nahezu die gesamte angesaugte Kraftstoffmenge über die Kammern hinweg, so dass eine ausreichende Reinigung des angesaugten Kraftstoffs gewährleistet ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig.2 einen Speicherbehälter mit einer Förderpumpe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig.1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff.

Die Vorrichtung dient beispielsweise zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 1 in einen Speicherbehälter 2 und von dort aus über ein Förderaggregat 3 zu einer Brennkraftmaschine 4 eines Kraftfahrzeugs.
Im Vorratsbehälter 1 ist der Speicherbehälter 2 und in dem Speicherbehälter 2 das Förderaggregat 3 angeordnet. Das Förderaggregat 3 ist beispielsweise eine Strömungspumpe oder eine Verdrängungspumpe.
Der beispielsweise topfförmige Speicherbehälter 2 bevorratet ausreichend viel Kraftstoff, damit eine Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 4 durch das Förderaggregat 3 sichergestellt ist, auch wenn, beispielsweise durch eine Kurvenfahrt und dadurch bedingte Schwappbewegungen des Kraftstoffs im Vorratsbehälter 1, kein Kraftstoff in den Speicherbehälter 2 gefördert wird.
Das Förderaggregat 3 saugt beispielsweise über einen Vorfilter 5 und eine Ansaugleitung 6 Kraftstoff aus dem Speicherbehälter 2 an und fördert den Kraftstoff über einen Ausgangsstutzen 7 in eine Druckleitung 8, die zu der Brennkraftmaschine 4 führt. Der Vorfilter 5 schützt die Vorrichtung stromab des Vorfilters 5 vor im Kraftstoff enthaltenen groben Schmutzpartikeln.
In der Druckleitung 8 ist ein Rückschlagventil 9 und stromab des Rückschlagventils 9 ein Hauptfilter 10 vorgesehen. Das Rückschlagventil 9 verhindert, dass Kraftstoff bei abgeschaltetem Förderaggregat 3 aus der Druckleitung 8 stromab des Rückschlagventils 9 nach stromauf des Rückschlagventils 9, durch das Förderaggregat 3, die Ansaugleitung 6 und den Vorfilter 5 in den Speicherbehälter 2 zurückläuft. Der Hauptfilter 10 filtert die im Kraftstoff enthaltenen feinen Schmutzpartikeln heraus und schützt auf diese Weise beispielsweise die Einspritzventile der Brennkraftmaschine vor Verstopfung.
Stromab des Hauptfilters 10 zweigt von der Druckleitung 8 eine Überdruckleitung 13 ab, in der ein Druckregelventil 14 vorgesehen ist. Wenn der Druck in der Druckleitung 8 einen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet das Druckregelventil 14 und lässt Kraftstoff aus der Druckleitung 8 über die Überdruckleitung 13 in den Speicherbehälter 2 zurückströmen. Auf diese Weise sinkt der Druck in der Druckleitung 8 wieder unter den vorbestimmten Druck ab und das Druckregelventil 14 schließt wieder.
Stromab des Förderaggregates 3 und stromauf des Rückschlagventils 9 zweigt von der Druckleitung 8 eine Treibleitung 15 ab, die beispielsweise dazu dient, eine Förderpumpe, beispielsweise eine sogenannte Saugstrahlpumpe 16, mit Kraftstoff aus der Druckleitung 8 zu versorgen und anzutreiben. Die Saugstrahlpumpe 16 kann ausdrücklich auch von Kraftstoff aus der Überdruckleitung 13 oder aus einer nicht dargestellten, von der Brennkraftmaschine 4 in den Vorratsbehälter 1 zurückgeführten Rücklaufleitung gespeist sein. Damit der Speicherbehälter 2 nicht von dem Förderaggregat 3 leer gesaugt wird, fördert die Saugstrahlpumpe 16 Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 1 über eine Ansaugöffnung 17 in den Speicherbehälter 2. Der angesaugte Kraftstoff wird zusammen mit dem sogenannten Treibstrahl der Treibleitung 15 in den Speicherbehälter 2 gefördert. In der Treibleitung 15 ist beispielsweise ein Drosselelement 21 vorgesehen, um den über die Treibleitung 15 fließenden Volumenstrom festzulegen und zu begrenzen. Damit das Drosselelement 21 nicht verstopfen kann, ist ein weiterer Vorfilter 22 in der Treibleitung 15 stromauf des Drosselelementes 21 vorgesehen.
Eine Saugstrahlpumpe ist beispielsweise aus der DE 198 56 298 C1 bekannt, wobei deren Inhalt ausdrücklich Teil der Offenbarung dieser Anmeldung sein soll.
Der Speicherbehälter 2 ist beispielsweise topfförmig ausgebildet mit eine Achse 20 (Fig.2) und hat einen Boden 23. Die Saugstrahlpumpe 16 ist beispielsweise an dem Boden 23 angeordnet.
Beim Stand der Technik wird der über die Ansaugöffnung 17 angesaugte Kraftstoff durch Filter von Schmutzpartikeln gereinigt. Diese Filter verstopfen zunehmend, so dass der Druckverlust der Filter zunimmt und bei gleicher Leistung der Saugstrahlpumpe zunehmend weniger Kraftstoff in den Speicherbehälter 2 angesaugt wird. Bei der vorliegenden Erfindung kann auf diesen Filter verzichtet werden, indem eine alternative Abscheidung der Schmutzpartikel vorgesehen ist. Auf diese Weise bleibt der Druckverlust im Bereich der Ansaugöffnung 17 konstant, so dass bei gleicher Leistung der Saugstrahlpumpe 16 immer die gleiche Kraftstoffmenge in den Speicherbehälter 2 gefördert wird.
Erfindungsgemäß sind an und/oder in dem Boden 23 des Speicherbehälters 2 auf einer der Saugstrahlpumpe 16 zugewandten Innenseite 19 mehrere Kammern 24 zur Abscheidung von im Kraftstoff des Vorratsbehälters 1 enthaltenen Schmutzpartikeln vorgesehen. Die Kammern 24 sind auf ihrer dem Boden 23 abgewandten Oberseite zu dem Speicherbehälter 2 hin offen ausgebildet. Die Form der Kammern 24 ist beliebig. Die Saugstrahlpumpe 16 ist erfindungsgemäß derart angeordnet, dass der aus der Saugstrahlpumpe 16 in den Speicherbehälter 2 austretende Kraftstoff die Kammern 24 überströmt.
Die Kammern 24 sind in einer Strömungsrichtung 26 des aus der Saugstrahlpumpe 16 in den Speicherbehälter 2 austretenden Kraftstoffs gesehen hintereinander angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, zusätzlich weitere Kammern 24 in dieser Strömungsrichtung 26 gesehen nebeneinander anzuordnen. Die Kammern 24 sind beispielsweise teilringförmig hintereinander angeordnet, können aber auch auf einer Geraden liegend oder in beliebiger anderer Form in Reihe geschaltet sein.
Die Kammern 24 sind beispielsweise durch vom Boden 23 des Speicherbehälters 2 vorstehende Wandungen 25 gebildet. In einer anderen Ausführung können die Kammern 24 aber auch durch Vertiefungen in dem Boden 23 gebildet sein.
Der aus der Saugstrahlpumpe 16 in den Speicherbehälter 2 über die Kammern 24 hinweg geleitete Kraftstoff wird durch die Kammern 24 verlangsamt. Die Kammern 24 stellen für die Strömung jeweils ein Totwassergebiet dar, in denen sich Wirbel ausbilden. In dem über die Kammern 24 geleiteten Kraftstoff enthaltene Schmutzpartikel werden beispielsweise durch die Verlangsamung der Strömung und die Wirbelbildung in den Kammern 24 aufgrund ihrer Trägheit abgeschieden und setzen sich am Boden der einzelnen Kammern 24 ab. Das Volumen der Kammern 24 ist derart ausgelegt, dass eine ausreichend große Kapazität zur Aufnahme von Schmutzpartikeln besteht und sich die Kammern 24 nicht innerhalb der mittleren Lebensdauer eines Fahrzeugs vollständig füllen. Die Aufnahmekapazität der Kammern 24 ist gegenüber den filternden Lösungen des Stands der Technik deutlich größer.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung nach Fig.1, in dem jedoch nur der Speicherbehälter, die Saugstrahlpumpe und die Kammern dargestellt sind.
Bei der Vorrichtung nach Fig.2 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Kammern 24 durch beispielsweise zwei voneinander beabstandete Führungswandungen 28 gebildet, zwischen denen mehrere, quer zur Strömungsrichtung 26 verlaufende und zueinander beabstandete Trennwandungen 30 angeordnet sind, die die Führungswandungen 28 beispielsweise miteinander verbinden. Die Führungswandungen 28 sind beispielsweise bogenförmig ausgeführt und verlaufen zumindest annähernd in die gleiche Richtung. Die Führungswandungen können aber ausdrücklich eine beliebige Form haben. Die Trennwandungen 30 reichen in axialer Richtung bezüglich der Achse 20 des Speichertopfes 2 beispielsweise bis an den Boden 23 des Speicherbehälters 2, so dass voneinander abgetrennte Kammern 24 gebildet sind.
Beispielsweise sind die Kammern 24 derart radial außen bezüglich der Achse 20 angeordnet, dass sie an eine Umfangswandung 29 des Speicherbehälters 2 angrenzen. Auf diese Weise sind die Kammern 24 nach radial außen hin von dem Speicherbehälter 2 begrenzt, der mit der Umfangswandung 29 eine der Führungswandungen 28 bildet. Die andere Führungswandung 28 ist radial innen der Umfangswandung 29 und zu dieser beabstandet angeordnet.
Die in axialer Richtung bezüglich der Achse 20 des Speicherbehälters 2 gemessene Höhe der Führungswandungen 28 ist beispielsweise größer als die in gleicher Richtung gemessene Höhe der Trennwandungen 30, kann aber auch gleich groß sein. Der Teil der Führungswandungen 28 oberhalb der Trennwandungen 30 dient der Strömungsführung des aus der Saugstrahlpumpe 16 austretenden Kraftstoffs über die Kammern 24 hinweg.
Bei der Ausführung gemäss Fig.2 steigt die Höhe der hintereinander angeordneten Trennwandungen 30 in der Strömungsrichtung 26 von einer Trennwandung 30 zur nächsten an. Außerdem nimmt die Höhe der radial inneren Führungswandung 28 in der Strömungsrichtung 26 beispielsweise kontinuierlich zu. Die Höhe der Trennwandungen 30 und zumindest einer Führungswandung 28 kann aber auch in Strömungsrichtung 26 konstant sein oder sogar abnehmen.
Die Saugstrahlpumpe 16 weist einen Einlass 33 für den Kraftstoff der Treibleitung 15 und einen auch als Mischkanal bezeichneten Auslass 34 in den Speicherbehälter 2 auf. Durch die Ansaugöffnung 17 im Boden 23 wird Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 1 in die Saugstrahlpumpe 16 angesaugt, der zusammen mit dem Kraftstoff der Treibleitung 15 durch den Auslass 34 in den Speicherbehälter 2 gelangt und anschließend zwischen den Führungswandungen 28 über die Kammern 24 hinwegströmt.
Die Saugstrahlpumpe 16 ist beispielsweise derart angeordnet, dass der aus dem Auslass 34 austretende Kraftstoffstrahl zu den Kammern 24 hin gerichtet ist, wobei der Auslass 34 der Saugstrahlpumpe 16 möglichst nahe an den Kammern 24 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass nahezu die gesamte aus dem Vorratsbehälter 1 angesaugte Kraftstoffmenge über die Kammern 24 strömt und von Schmutzpartikeln gereinigt wird. Außerdem ist die Saugstrahlpumpe 16 beispielsweise derart angeordnet, dass der aus dem Auslass 34 austretende Kraftstoffstrahl schräg zur Umfangswandung 29 ausgerichtet ist, so dass dieser sich an die Umfangswandung 29 des Speicherbehälters 2 anschmiegt, an dieser entlang zwischen den Führungswandungen 28 hindurchströmt und die Trennwandungen 30 mit den Kammern 24 überströmt.

Claims

Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einer in einem Speicherbehälter angeordneten Förderpumpe, die Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in den Speicherbehälter fördert, wobei der Speicherbehälter einen Boden aufweist, wobei an und/oder in dem Boden (23) des Speicherbehälters (2) auf einer der Förderpumpe (16) zugewandten Innenseite (19) mehrere, zu dem Speicherbehälter (2) hin offene Kammern (24) zur Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenen Schmutzpartikeln vorgesehen sind, wobei die Förderpumpe (16) derart angeordnet ist, dass der aus der Förderpumpe (16) austretende Kraftstoff die Kammern (24) überströmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (24) in Strömungsrichtung (26) des aus der Förderpumpe (16) austretenden Kraftstoffs hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Kammern (24) in Strömungsrichtung (26) gesehen nebeneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (24) durch vom Boden (23) des Speicherbehälters (2) vorstehende Wandungen (25) gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (24) als Vertiefungen in dem Boden (23) des Speicherbehälters (2) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (24) durch zumindest zwei Führungswandungen (28) gebildet sind, die durch mehrere quer zur Strömungsrichtung (26) verlaufende Trennwandungen (30) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (2) eine der Führungswandungen (28) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung des Speicherbehälters (2) gemessene Höhe der Führungswandungen (28) und/oder der Trennwandungen (30) in Strömungsrichtung (26) zunimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (16) eine Saugstrahlpumpe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (16) derart angeordnet ist, dass der aus einem Auslass (34) des Förderaggregates (16) in den Speicherbehälter (2) austretende Kraftstoffstrahl schräg auf eine Umfangswandung (29) des Speicherbehälters (2) trifft.