Устройство для подачи топлива из накопительного резервуара в двигатель внутреннего сгорания автомобиля

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания. Изобретение позволяет создать простую и недорогую конструкцию. Устройство для подачи топлива из накопительного резервуара в двигатель внутреннего сгорания автомобиля содержит подающий агрегат, соединенный со стороны всасывания с накопительным резервуаром и со стороны нагнетания с двигателем внутреннего сгорания, и с возвратным трубопроводом, ведущим к расположенному вблизи дна топливного бака струйному насосу. Струйный насос подает излишнее топливо через область смешивания в накопительный резервуар, из которого топливо отбирается подающим агрегатом. Между накопительным резервуаром и дном топливного бака предусмотрена выполненная в виде сифона область смешивания, которая в переходной области к накопительному резервуару имеет отверстие, выполненное с возможностью закрытия запирающим элементом. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Уровень техники Изобретение относится к устройству для подачи топлива согласно ограничительной части главного пункта формулы изобретения.

В устройстве подачи согласно DE 4224981 A1 с помощью струйного насоса должно обеспечиваться достаточное наполнение накопительного резервуара, в котором установлен агрегат подачи и из которого топливо подается в двигатель внутреннего сгорания. Благодаря этому даже при относительно пустом топливном баке агрегату подачи предоставляется запас топлива, который обеспечивает, например, беспроблемное преодоление затяжных подъемов. Для наполнения накопительного резервуара в нижней части в области дна бака предусмотрена область смешивания, через которую с помощью всасывающего струйного насоса в накопительный резервуар подается как свежее топливо из топливного бака, так и возвращаемое из двигателя внутреннего сгорания топливо. В области смешивания вблизи струйного насоса предусмотрено отверстие, через которое свежее топливо может попадать в область смешивания. Для того чтобы после выключения двигателя внутреннего сгорания и тем самым агрегата подачи можно было предотвратить опорожнение накопительного резервуара, это отверстие имеет запирающий элемент в виде заслонки или клапанной пластины, которая открывается тогда, когда работает двигатель внутреннего сгорания, и струйный насос подводит возвращаемое топливо в область смешивания. Такая конструкция имеет, однако, тот недостаток, что предусмотрена сложная конструкция для закрывания отверстия, которая к тому же требует много места. Кроме того, подобные закрывающие элементы, расположенные на входе области смешивания не могут плотно закрывать отверстие, так что, в частности, после долгой остановки двигателя внутреннего сгорания невозможен запуск в наклонном положении.

Преимущества изобретения Устройство подачи согласно изобретению с отличительными признаками главного пункта формулы изобретения имеет в противоположность этому то преимущество, что может быть создана простая и недорогая конструкция, которая обеспечивает надежное закрывание области смешивания накопительного резервуара. Кроме того, достигается плоская конструкция, благодаря чему можно предоставить больший объем бака для размещения топлива. За счет сифонообразного выполнения области смешивания обеспечивается также то, что можно предотвратить полное опорожнение накопительного резервуара. Тем самым в накопительном резервуаре остается, по меньшей мере, минимальное количество топлива, при этом уровень остающегося в накопительном резервуаре топлива определяется величиной выполненной в виде сифона области смешивания.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что в отверстии в области перехода предусмотрен фильтрующий элемент. За счет этого могут задерживаться содержащиеся в свежем топливе загрязнения, благодаря чему в накопительный резервуар попадает только отфильтрованное топливо. Это имеет то преимущество, что предотвращается забивание предварительного фильтра агрегата подачи и агрегат подачи может иметь более длительный срок службы.

Согласно другому преимущественному варианту выполнения изобретения предусмотрено, что отверстие в переходной области имеет поверхность уплотнения. Тем самым можно достичь упрощения изготовления и сократить количество деталей. Запирающий элемент может прилегать непосредственно к уплотнительной поверхности и надежно закрывать накопительный резервуар и защищать от опорожнения.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что фильтрующий элемент выполняется как единое целое с отверстием и что запирающий элемент может быть расположен аксиально в отверстии с возможностью перемещения в фильтрующем элементе. Благодаря этой конструкции может быть дальше сокращено количество деталей, что может обеспечить экономию средств за счет упрощения монтажа. Запирающий элемент может просто устанавливаться в фильтрующий элемент и фиксироваться пружинным зажимом с защелкой по отношению к фильтрующему элементу, так что может обеспечиваться быстрая и простая сборка и монтаж.

Согласно другому преимущественному варианту выполнения изобретения предусмотрено, что отверстие в переходной области может закрываться шарикообразным запирающим элементом и располагаться в клеткообразно выполненном фильтрующем элементе над отверстием. Это альтернативное выполнение имеет по сравнению с ранее описанным запирающим элементом то преимущество, что может быть предусмотрена простая и недорогая конструкция. Клеткообразный фильтрующий элемент может выполнять две функции. С одной стороны, он обеспечивает точное расположение запирающего элемента по отношению к отверстию. С другой стороны, фильтрующий элемент задерживает содержащиеся в устремляющемся в накопительный резервуар топливе загрязнения.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что нижняя кромка накопительного резервуара выполнена не выше, чем нижняя кромка области смешивания. Этим обеспечивается то, что в накопительный резервуар может втекать первое количество заливаемого топлива.

В других зависимых пунктах формулы изобретения даются дальнейшие предпочтительные развития и улучшения главного пункта.

Чертежи Примеры выполнения изобретения показаны на чертежах и поясняются в последующем описании. Чертежи показывают: фиг. 1 - немасштабное схематическое изображение устройства подачи в топливном баке с выполненной в виде сифона областью смешивания, фиг. 2 - схематическое увеличенное частичное изображение в разрезе альтернативного к фиг. 1 варианта, фиг. 3 - схематическое увеличенное частичное изображение в разрезе другого альтернативного к фиг. 2 варианта.

Описание примеров выполнения изобретения Показанное на фиг. 1 устройство для подачи топлива содержит топливный бак 10, во внутреннем пространстве которого расположена отдельная бакоподобная камера 12. Отдельная камера 12 выполнена в виде резервуара, и в этом накопительном резервуаре 12 установлен агрегат 14 подачи, который содержит приводной электродвигатель и расположенную в общем корпусе насосную часть. Подающий агрегат 14 засасывает топливо из накопительного резервуара 12 и нагнетает его через подающий трубопровод 16 в двигатель внутреннего сгорания 18 неизображенного автомобиля. В подающем трубопроводе 16 может быть расположен обратный клапан. Так как подающий агрегат 14 подает в двигатель внутреннего сгорания 18 больше топлива, чем он может израсходовать, то возвратный трубопровод 22 отводит избыток топлива обратно в топливный бак 10. На конце возвратного трубопровода 22 установлен струйный насос 24, который направляет возвращаемое топливо в накопительный резервуар 12.

В нижней области накопительного резервуара 12 вблизи дна 11 бака предусмотрена камера 26 топливного бака, которая выполнена открытой в топливный бак 10. Через отверстие 27 свежее топливо может попадать из топливного бака 10 в область смешивания 29. Вблизи отверстия 27 расположен также струйный насос 24. Излишнее топливо, подводимое через обратный трубопровод 22, протекает непосредственно в область смешивания 29 и всасывает тем самым по принципу Вентури свежее топливо из камеры 26 топливного бака, так что в области смешивания находится смесь из свежего и возвращенного топлива. В конце области смешивания 29 по ходу потока в переходной области 31 между областью смешивания 29 и внутренним пространством накопительного резервуара 12 предусмотрено отверстие 32. Через это отверстие смесь втекает из области смешивания 29 во внутреннее пространство накопительного резервуара 12.

Область смешивания 29 выполнена в виде сифона. При этом в переходной области 31 предусмотрены участки стены 34 и 36, опирающиеся на дно 11 бака, которые закрывают переходную область 31 по отношению к дну 11 бака. Участок стены 36 переходит в горизонтальный участок 38, который образует перегородку между областью смешивания 29 и камерой 26 топливного бака. Параллельно ему проходит донная стенка 39 резервной емкости 12. Благодаря этому область смешивания 29 может быть выполнена как сифон. Донная стенка 39 резервной емкости 12 выполнена ступенчато и имеет участок 41, расположенный в плоскости 42. В этой плоскости 42 расположена также перегородка 38 области смешивания 29, соответственно, камеры 26 топливного бака. За счет этого обеспечивается первичное заполнение и небольшое количество топлива, например пять литров, попадает в накопительный резервуар 12, что обеспечивает возможность запуска агрегата подачи 14. Можно также предусмотреть, что участок 41 частично лежит выше или ниже плоскости 42.

Смесь топлива из области смешивания 29 через отверстие 32, расположенное предпочтительно также в плоскости 42, попадает в накопительный резервуар 12. Это отверстие 32 может закрываться запирающим элементом 44. Запирающий элемент 44 выполнен в виде гриба и опирается на направляющий элемент 46 с возможностью перемещения в отверстии 32. Благодаря грибообразному, или плоскому, или крышкообразному выполнению запирающего элемента 44 его кромки могут прилегать к отверстию 32. Давление топлива, создаваемое находящимся в накопительном резервуаре 12 топливом, приводит к тому, что запирающий элемент 44 упирается в отверстие 32, и запирающий элемент 44 находится в закрытом положении. Вблизи кромки отверстия 32 предусмотрена уплотнительная поверхность, соответственно, уплотнительный элемент 45. Это может быть вставляемая деталь. Предпочтительным образом предусмотрено, что уплотнительный элемент 45 выполнен как единое целое с кромкой отверстия.

В отверстии 32 предусмотрен фильтрующий элемент 48, который отфильтровывает заносимые загрязнения, так что в накопительный резервуар 12 может попадать только чистое топливо, которое с помощью подающего агрегата 14 подается в двигатель внутреннего сгорания 18. Фильтрующий элемент 48 может быть преимущественно выполнен как единое целое с накопительным резервуаром 12. Можно также предусмотреть, что он вставляется в отверстие как отдельная деталь. Фильтрующий элемент 48 по своей средней оси имеет направляющую опору 46, в которой может аксиально перемещаться цапфа 49 с головкой 47 запирающего элемента 44. Противоположно к головке 47 расположен запорный элемент 51, который ограничивает аксиальный ход запирающего элемента 44. Преимущественно он имеет ход, примерно, 1-2 мм. В зависимости от применения он может быть выбран больше или меньше.

Как только двигатель внутреннего сгорания 18 начинает работать и подающий агрегат 14 создает давление подачи в системе впрыска топлива, то избыточно подаваемое топливо через возвратный трубопровод 22 возвращается обратно и через струйный насос попадает в область смешивания 29. Как указывалось выше, возвращаемое топливо смешивается со свежим топливом на основе принципа Вентури, при этом за счет возврата в области смешивания 29 создается давление, которое приводит к тому, что запирающий элемент 44 открывается, и смесь топлива может устремляться в накопительный резервуар 12.

На фиг. 2 показана в разрезе увеличенная часть альтернативного по отношению к фиг. 1 варианта выполнения. Ниже описываются только отличные от фиг. 1 компоненты. Отверстие 32 может закрываться шарообразным запирающим элементом 61. Он удерживается в своем положении клеткообразным фильтрующим элементом 62, который устанавливается над отверстием 32. Фильтрующий элемент 62 выполнен так, что шарообразный запирающий элемент 61 может выполнять предпочтительно максимальный ход, примерно, в 1-2 мм. Размеры фильтрующего элемента 62 обеспечивают его установку по отношению к отверстию 32. Фильтрующий элемент может устанавливаться по отношению к отверстию 32 с помощью стопорного, защелкивающегося или зажимного соединения. Через фильтрующий элемент 62 может попадать в накопительный резервуар 12 только отфильтрованное топливо. Уплотнительный элемент 45 предпочтительно является частью отверстия 32. Таким способом может быть создано устройство подачи топлива, которое имеет незначительное количество деталей, за счет чего обеспечивается экономия средств при производстве и монтаже.

Фиг. 3 показывает альтернативный к фиг. 2 вариант выполнения. В отличие от фиг. 2 клеткообразный фильтрующий элемент 62 выполнен как единое целое с донной стенкой 39. При этом также предусмотрено, что фильтрующий элемент 2 фильтрует топливо и определяет положение запирающего элемента по отношению к отверстию 32. После того как запирающий элемент 61 будет расположен в фильтрующем элементе 62, вставляется уплотнительный элемент 45 в выемку 63 переходной области 31, и образуется отверстие 32. Уплотнительный элемент 45 может устанавливаться в выемке 63 с помощью простого стопорного защелкивающегося или зажимного соединения.

Для запирающих элементов 44, 61 и фильтрующих элементов 48, 62 могут быть предусмотрены соответствующие материалы, на свойства и форму которых топливо не оказывает воздействия.

За счет плоской сифонообразной конструкции и выполнения области смешивания обеспечивается то, что при первом заполнении, которое может составлять, например, 5 литров, топливо попадает в накопительный резервуар 12 благодаря сифонному эффекту. Благодаря этому может предотвращаться последующее опорожнение. С помощью указанных вариантов выполнения изобретения в достаточной степени удовлетворяется особенно важное требование потребителей. Кроме того, за счет небольшого количества деталей обеспечиваются экономически выгодные производство и монтаж, экономится пространство, за счет чего при одинаковом объеме бака обеспечивается его большая вместимость.

Формула изобретения

1. Устройство для подачи топлива из накопительного резервуара (12) в двигатель внутреннего сгорания (18) автомобиля с подающим агрегатом (14), соединенным со стороны всасывания с накопительным резервуаром (12) и со стороны нагнетания с двигателем внутреннего сгорания (18), и с возвратным трубопроводом (22), ведущим к расположенному вблизи дна (11) топливного бака струйному насосу (24), который подает излишнее топливо через область смешивания (29) в накопительный резервуар (12), из которого топливо отбирается подающим агрегатом (14), отличающееся тем, что между накопительным резервуаром (12) и дном (11) топливного бака предусмотрена выполненная в виде сифона область смешивания (29), которая в переходной области (31) к накопительному резервуару (12) имеет отверстие (32), выполненное с возможностью закрытия запирающим элементом (44, 61).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в отверстии (32) накопительного резервуара (12) расположен фильтрующий элемент (48, 62).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что отверстие (32) в переходной области (31) имеет уплотнительный элемент (45), который предпочтительно образуется переходной областью (31).

4. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что отверстие (32), расположенное в переходной области (31), параллельно дну (11) топливного бака, имеет интегрированный фильтрующий элемент (48), который содержит перемещаемый аксиально к отверстию (32) запирающий элемент (44).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что запирающий элемент (44) выполнен грибообразным или плоским с возможностью перемещения с помощью перемещаемой вдоль продольной оси отверстия (32) цапфы (49) в направляющей опоре (46).

6. Устройство по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что отверстие (32) в переходной области (31) выполнено с возможностью закрытия шарообразным запирающим элементом (61), который установлен относительно отверстия (32) в выполненном в виде клетки фильтрующем элементе (62).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что фильтрующий элемент (62) интегрирован в донной стенке (39) накопительного резервуара (12) и отверстие (32) выполнено уплотнительным элементом (45), вставляемым в выемку (63) переходной области (31).

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что выполненный в виде клетки фильтрующий элемент (62) после установки запирающего элемента (61) может устанавливаться относительно отверстия.

9. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что участок (41) донной стенки (39) накопительного резервуара (12) может располагаться в или под плоскостью (42), в которой находится перегородка (38) области смешивания (29).

10. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что струйный насос (24) в области смешивания (29) установлен вблизи отверстия (27) камеры (26) топливного бака и свежее топливо может подаваться из топливного бака (10) по принципу Вентури в область смешивания (29).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3