DE4301762A1 - Tanksystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tanksystem für flüssigen Treibstoff eines Verbrennungsmotors, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit zumindest zwei miteinander durch einen Überlauf verbundenen Tankteilen, einer aus dem einen Tankteil zum Motor führenden Vorlaufleitung, einer vom Motor zum einen Tankteil führenden Rücklauf­ leitung, einer an der Rücklaufleitung angeordneten, durch den rückströmenden Treibstoff betriebenen, strömungsdynamischen Saugvorrichtung, den Tankteilen separat zugeordneten, zur Saugvorrichtung führenden Saugleitungen sowie einer Einfüllöffnung bzw. -leitung für das Tanksystem.

Ein derartiges Tanksystem ist Gegenstand der EP-B 02 28 176, vgl. dort insbesondere die Fig. 1.

Bei heute üblichen Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen wird über die Vorlaufleitung dem Motor immer eine den jeweiligen Verbrauch deutlich übersteigende Treibstoffmenge zugeführt, so daß entsprechend große Treibstoffmengen über die Rücklaufleitung in das Tanksystem zurückgeleitet werden. Dieser Rückstrom kann nun gemäß der EP-B 02 28 176 die eingangs genannte Saugvorrichtung betreiben, über die dann bei laufendem Motor ständig Treibstoff aus den Tankteilen zusätzlich in den an die Saugvorrichtung in Strömungs­ richtung anschließenden Teil der Rücklaufleitung eingebracht wird. Damit wird erreicht, daß in den Tankteilen auch dann annähernd gleiche Treibstoffpegel vorhanden sind, wenn der Treibstoffpegel bereits unter das Niveau des Überlaufs abgesunken ist. Bei ungleich hohen Treibstoffpegeln in den Tankteilen würde nämlich die Saugvorrichtung bei gleich­ artiger Ausbildung der Saugleitungen aus dem Tankteil mit höherem Treibstoffpegel vermehrt Treibstoff ansaugen. Außerdem bilden die Saugleitungen (bei hinreichender Luft­ freiheit in diesen Leitungen) ein System kommunizierender Röhren, über das die Treibstoffpegel in den Tankteilen auch bei Stillstand des Motors, d. h. bei unwirksamer Saugvorrichtung ausgeglichen werden können.

Das in der EP-B 02 28 176 dargestellte System vermag jedoch dann keinen Ausgleich der Treibstoffpegel in den Tankteilen herzustellen, wenn ein Tankteil sowie die zugeordnete Saugleitung praktisch völlig entleert sein sollten und der Pegel im anderen Tankteil unter dem Niveau des Überlaufs liegt. In einem solchen Falle könnte die Saugvorrichtung aus dem entleerten Tankteil lediglich Luft ansaugen, so daß die zugeordnete Saugleitung ständig von Treibstoff entleert bliebe. In diesem Falle würde auch bei Stillstand des Motors, d. h. bei unwirksamer Saugvor­ richtung, keinerlei Treibstoff vom gefüllten Tankteil in den entleerten Tankteil über das Saugleitungssystem über­ strömen können.

Ein derartiger Zustand kann allerdings bei dem in der EP-B 02 28 176 dargestellten Tanksystem kaum auftreten, weil Einfülleitungen derart angeordnet sind, daß beim Nachtanken immer Treibstoffin alle Tankteile gelangt.

Außerdem sind die Tankteile so stark voneinander abgetrennt, daß auch im Falle einer sehr schnellen Kurvenfahrt bei teilentleertem Tanksystem der Inhalt des einen Tankteiles nicht vollständig in den anderen Tankteil überschwappen kann.

Damit müssen jedoch konstruktive Beschränkungen bei der Auslegung des Tanksystems in Kauf genommen werden. Im übrigen ist ein vergleichbar aufwendiges Einfülleitungssystem notwendig, wobei nachteilig hinzukommt, daß ein solches System einen vergleichsweise hohen Strömungswiderstand aufweist und damit ein schnelles Nachtanken zumindest erschwert.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Tanksystem der eingangs angegebenen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einfüllöffnung bzw. -leitung nur in den einen Tankteil mündet und die Rücklaufleitung einen in den anderen Tankteil mündenden gedrosselten Auflauf bzw. in die anderen Tankteile mündende Ausläufe aufweist.

Da die Einfüllöffnung bzw. -leitung lediglich in einen Tankteil mündet, lassen sich ohne weiteres praktisch beliebig große Querschnitte bzw. geringe Strömungswiderstände verwirklichen, da nicht dafür Sorge getragen werden muß, daß auch ein hinreichender Anteil des nachgetankten Treib­ stoffes anderen Tankteilen zugeführt wird. Gleichzeitig wird eine konstruktive und herstellungsmäßige Vereinfachung erzielt, denn für die Verteilung des Treibstoffes beim Volltanken wird der Überlauf ausgenutzt, welcher regelmäßig einen großen Querschnitt hat.

Durch die in die anderen Tankteile mündenden Ausläufe der Rücklaufleitung kann auch dann innerhalb recht kurzer Zeit ein Ausgleich der Treibstoffpegel in den Tankteilen erreicht werden, wenn nach einer praktisch völligen Entleerung des Tanksystems lediglich eine ver­ gleichsweise geringe Treibstoffmenge nachgetankt wird, die dann vollständig vom einen Tankteil aufgenommen wird. Beim Betrieb des Motors gelangt danach nämlich Treibstoff aus der Rücklaufleitung in die anderen Tankteile, so daß nach kurzer Zeit die diesen Tankteilen zugeordneten Saug­ leitungen wieder Treibstoff anzusaugen vermögen und damit zwischen den Tankteilen ein wirksam kommunizierendes Rohrsystem bilden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß als Saugvorrichtung eine Injektorpumpe mit einer vom rückströmenden Treibstoff durchströmten Injektor­ düse angeordnet ist. Diese Ausbildung der Saugvorrichtung bietet gegenüber der an sich möglichen Verwendung einer Venturidüsenanordnung den Vorzug, daß die Anschlüsse der Saugleitungen miteinander über vergleichsweise große Querschnitte miteinander verbunden sein können. Dement­ sprechend können die Saugleitungen ebenfalls mit größeren Querschnitten und entsprechend drosselarm ausgeführt sein, um einen schnellen Pegelausgleich zwischen den Tankteilen zu ermöglichen.

Außerdem ist zweckmäßigerweise vorgesehen, als Einlauf­ öffnung an den tankteilseitigen Enden der Saugleitungen jeweils eine Vielzahl kleiner, beispielsweise siebartig angeordneter Öffnungen anzuordnen. Dadurch kann bei even­ tueller Entleerung des jeweiligen Tankteiles an den vielen kleinen Öffnungen eine verstärkte Bildung kleiner Luftblasen auftreten, welche ein Leerlaufen der jeweiligen Saugleitung erschweren. Diese Konstruktion ist auch dann von Vorteil, wenn bei relativ weit entleertem Tanksystem schnelle Kurven gefahren werden und die eine oder andere Saugleitung aufgrund von Schwallbewegungen des Treibstoffes im jeweiligen Tankteil vorübergehend etwas Luft ansaugt. Da in solchen Fällen ein schnelles Leerlaufen der jeweiligen Saugleitung verhindert wird, kann dieselbe nachfolgend wieder schnell voll saug­ wirksam werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur ein schematisiertes Schnittbild des erfindungsgemäßen Tanksystems.

Dargestellt ist ein Beispiel eines Tanks mit zwei Tankteilen 1′ und 1′′, welche miteinander durch einen Mittel- bzw. Über­ laufbereich 1′′′ mit großem Querschnitt verbunden sind. Über eine in den einen Tankteil 1′ mündende Einfülleitung 2 läßt sich der Tank befüllen.

Aus dem Tankteil 1 führt eine Vorlaufleitung 3 zu einem nicht dargestellten Motor, von dem der jeweils nicht benö­ tigte Treibstoff über eine Rücklaufleitung 4 überwiegend zurück in den Tankteil 1′ geleitet wird. Nur ein kleiner Teil des zurückströmenden Treibstoffes gelangt über einen Auslauf 5 der Rücklaufleitung 4 in den Tankteil 1′′.

Die Ausströmöffnung der Rücklaufleitung 4 sowie die Einlauföffnung der Vorlaufleitung 3 sind nahe beieinander benachbart angeordnet, vorzugsweise in einem innerhalb des Tankteiles 1′ angeordneten Schlingerbehälter 6, aus dem der zurückströmende Treibstoff auch bei weitestgehend entleertem Tank nur mit einer gewissen Verzögerung in den Tankteil 1′ auslaufen kann. Dazu kann der Schlingerbehälter 6 beispielsweise nach oben geöffnet ausgebildet sein und labyrinthartig angeordnete Schwallwände besitzen, so daß bei Schwallbewegungen des Treibstoffes im Tankteil 1′ relativ viel Treibstoff im Schlingerbehälter 6 aufgefangen werden kann, während vergleichsweise wenig Treibstoff aus dem Schlingerbehälter 6 herausschwappt.

An der Rücklaufleitung 4 ist eine Saugvorrichtung 7 angeord­ net, welche als Injektorpumpe eine vom rückströmenden Treib­ stoff durchströmte Injektordüse 7′ sowie eine dieselbe ringförmig umschließende Saugzone 7′′ besitzt. An die Saug­ zone 7′′ sind Saugleitungen 8 angeschlossen, die jeweils einem Tankteil 1′ bzw. 1′′ zugeordnet sind und eine Einlauf­ öffnung an einem bodennahen Bereich des jeweiligen Tank­ teiles 1′ bzw. 1′′ besitzen. Die Einlauföffnungen können - wie oben erwähnt - durch eine Vielzahl kleiner Öffnungen gebildet werden.

Solange die Pegel des Treibstoffes 9 in den Tankteilen 1′ und 1′′ oberhalb der Einlauföffnungen der Saugleitungen 8 stehen, saugt die Saugvorrichtung 7 beim Betrieb des Motors aufgrund des dann durch die Injektordüse 7′ strömenden rücklaufenden Treibstoffes Treibstoff 9 aus den Tankteilen 1′ und 1′′ an, welcher dann zusammen mit dem vom Motor zurückkommenden Treibstoff dem Schlingerbehälter 6 zugeführt wird. Aufgrund entsprechender Ausbildung der Saugleitungen 8 werden beim Pumpbetrieb der Saugvorrichtung 7 Pegelunter­ schiede des Treibstoffes 9 in den Tankteilen 1′ und 1′′ ausgeglichen, denn aus dem Tankteil mit höherem Pegel wird jeweils vermehrt Treibstoff angesogen. Im übrigen bilden die mit Treibstoff gefüllten Saugleitungen 8 ein System kommunizierender Röhren, durch das auch ohne Pumpbetrieb der Saugvorrichtung 7 ein Pegelausgleich erfolgt, voraus­ gesetzt, daß die Saugleitungen 8 sowie die Rücklaufleitung 4 weitestgehend luftfrei sind und die Treibstoffpegel in den Tankteilen 1′ und 1′′ oberhalb der Einlauföffnungen der Saugleitungen 8 stehen.

Sollte nach weitestgehender Entleerung des Tanks lediglich eine relativ geringe Treibstoffmenge nachgetankt werden, so daß lediglich der Tankteil 1′ teilweise befüllt ist, so wird beim Betrieb des Motors über die Rücklaufleitung 4 und den Auslauf 5 nach kurzer Zeit in den Tankteil 1′′ genügend Treibstoff gelangen, so daß dessen Pegel auch im Tankteil 1′′ wieder oberhalb der Einlauföffnung der zugeordneten Saugleitung 8 liegt.

Damit kann auch in solchen Fällen innerhalb kurzer Zeit wieder ein Pegelausgleich erfolgen.

Ein schneller Pegelausgleich ist deshalb erwünscht, weil dann die Möglichkeit besteht, den Füllzustand des Tanks mittels eines einzigen Meßgebers zu ermitteln, welcher lediglich einem Tankteil - bevorzugt dem Tankteil 1′′ - zugeordnet ist. Somit lassen sich auch in dieser Hinsicht Kosten sparen.

Sollen auch noch die vorübergehenden Abweichungen der Füll­ standsanzeige als Folge der unvermeidbaren vorübergehenden Pegelunterschiede zwischen den einzelnen Tankteilen auf ein unmerkliches Maß reduziert werden, so können die vorübergehend unkorrekten, von dem einzigen Meßgeber gemessenen Pegelwerte von einem - eventuell ohnehin vorhandenen - Bordrechner eliminiert werden, da wesentliche Pegelunterschiede im Fahrbetrieb regel­ mäßig Pegeländerungsgeschwindigkeiten verursachen, die sich von denjenigen, die allein aufgrund des Kraftstoffverbrauchs des Motors auftreten können, wesentlich unterscheiden und die deshalb vom Bordrechner zur Identifizierung von nicht korrekten Pegelwerten herangezogen werden können.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Tanksystem zweigt der Auslauf 5 in Strömungsrichtung des vom Motor zurückge­ leiteten Treibstoffes vor der Saugvorrichtung 7 von der Rücklaufleitung 4 ab. In diesem Fall sollte der Auslauf 5 relativ stark gedrosselt sein, um zu gewährleisten, daß der Hauptstrom des zurückgeleiteten Treibstoffes über die Saugvorrichtung 7 läuft und dieselbe wirksam arbeiten kann.

Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle des Auslaufes 5 vor der Saugvorrichtung 7 einen Auslauf 5′ hinter der Saugvorrichtung 7 von der Rücklaufleitung 4 abzweigen zu lassen, um dem Tankteil 1′′ Treibstoff zuzuführen, wie in der Zeichnung durch eine strichlierte Linie angedeutet ist. Dieser Auslauf 5′ kann weitestgehend ungedrosselt sein.

Jedoch kann auch hier eine Drosselung zweckmäßig sein, um den Hauptstrom des Treibstoffes immer in den Schlingerbehälter 6 bzw. zur Vorlaufleitung 3 zu führen, vor allem dann, wenn die Restmenge des Treibstoffes im Tank nur noch gering ist.

Claims (7)

1. Tanksystem für flüssigen Treibstoff eines Verbrennungsmotors, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit

• - zumindest zwei miteinander durch einen Überlauf (1′′′) verbundenen Tankteilen (1′, 1′′),
• - einer aus dem einen Tankteil (1′) zum Motor führenden Vorlaufleitung (3),
• - einer vom Motor zum einen Tankteil (1′) führenden Rück­ laufleitung (4),
• - einer an der Rücklaufleitung (4) angeordneten, durch den rückströmenden Treibstoff betriebenen, strömungsdynamischen Saugvorrichtung (7),
• - den Tankteilen (1′, 1′′) separat zugeordneten zur Saugvor­ richtung (7) führenden Saugleitungen (8) sowie
• - einer Einfüllöffnung bzw. -leitung (2) für das Tanksystem, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einfüllöffnung bzw. -leitung (2) nur in den einen Tankteil (1′) mündet und die Rücklaufleitung (4) einen in den anderen Tankteil (1′′) mündenden Auslauf (5) bzw. in die anderen Tankteile mündende Ausläufe aufweist.

2. Tanksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugvorrichtung (7) als Injektorpumpe mit einer vom rückströmenden Treibstoff (9) durchströmten Injektordüse (7′) ausgebildet ist.

3. Tanksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einlaufseitig an den Saugleitungen (8) eine Vielzahl kleiner Öffnungen angeordnet ist, beispielsweise siebartig.

4. Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (5) bzw. die Ausläufe in Strömungs­ richtung des Treibstoffes in der Rücklaufleitung (4) vor der Saugvorrichtung (7) angeordnet sind bzw. abzweigen.

5. Tanksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (5) bzw. die Ausläufe gedrosselt sind.

6. Tanksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (5′) bzw. die Ausläufe in Strömungsrichtung des Treibstoffes in der Rücklauf­ leitung (4) hinter der Saugvorrichtung (7) angeordnet sind bzw. abzweigen.