DE102008001998A1

DE102008001998A1 - Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008001998A1
Application number: DE102008001998A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gluschke; Juergen Foerster; Christian Mengler; Thorsten Allgeier; Winfried Langer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009143908A1

Abstract

Es sind schon Kraftstoffversorgungsanlagen für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine bekannt, mit einer Gasleitung und einem über eine Heizeinrichtung beheizbaren Wärmeübertragungsabschnitt der Gasleitung. Nachteilig ist, dass die Beheizung des Wärmeübertragungsabschnitts der Gasleitung unmittelbar nach dem Kaltstart des Motors noch nicht bzw. noch nicht voll wirksam ist. Dadurch können Schäden an den Gas führenden Bauteilen entstehen. Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage wird eine unmittelbar nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine wirksame Beheizung bereitgestellt, indem an dem Wärmeübertragungsabschnitt ein einfacher Wärmespeicher gebildet ist, der an das abgekühlte Gas Wärmeenergie abgibt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmeübertragungsabschnitt (12) der Gasleitung (5) von einem Außenmantel (15) derart umgeben ist, dass zwischen dem Außenmantel (15) und dem Wärmeübertragungsabschnitt (12) eine Wärmeübertragungskammer (16) gebildet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine aus der KR-2001063972 A bekannt, mit einer Gasleitung und einem über eine Heizeinrichtung beheizbaren Wärmeübertragungsabschnitt der Gasleitung. Nachteilig ist, dass die Beheizung des Wärmeübertragungsabschnitts der Gasleitung unmittelbar nach dem Kaltstart des Motors noch nicht bzw. noch nicht voll wirksam ist. Dadurch können Schäden an den Gas führenden Bauteilen entstehen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine unmittelbar nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine wirksame Beheizung bereitgestellt wird, indem an dem Wärmeübertragungsabschnitt ein einfacher Wärmespeicher gebildet ist, der an das abgekühlte Gas Wärmeenergie abgibt. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem der Wärmeübertragungsabschnitt der Gasleitung von einem Außenmantel derart umgeben ist, dass zwischen dem Außenmantel und dem Wärmeübertragungsabschnitt eine Wärmeübertragungskammer gebildet ist. Außerdem werden die Herstellungskosten durch eine sehr einfache Ausführung verringert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffversorgungsanlage möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Wärmeübertragungskammer mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, da die Flüssigkeit eine hohe Wärmekapazität aufweist und bei einem Temperaturgefälle Wärme an das Gas der Gasleitung abgeben kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung kann die Wärmeübertragungskammer geschlossen oder durchströmbar ausgeführt sein.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Wärmeübertragungskammer mit einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden, da auf diese Weise eine sehr warme Flüssigkeit als Wärmequelle zur Verfügung steht.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn ein Steuerventil vorgesehen ist, über das die Wärmeübertragungskammer betriebspunktabhängig mit einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Auf diese Weise ist eine Regelung der Gastemperatur möglich.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Wärmeübertragungsabschnitt der Gasleitung als Wellrohr ausgeführt ist, da auf diese Weise eine große Wärmeübertragungsfläche und damit ein besonders guter Wärmeübergang zum Gas hin erreicht wird.
Auch vorteilhaft ist, wenn das Wellrohr aus Stahl hergestellt ist, da Stahl einen hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweist.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn der Außenmantel rohrförmig, wellrohrförmig oder schlauchförmig ausgeführt ist, da die Wärmeübertragungskammer auf diese Weise besonders einfach herstellbar ist.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Wärmeübertragungsabschnitt der Gasleitung und der Außenmantel im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, da über den Umfang des Wärmeübertragungsabschnitts gesehen auf diese Weise ein gleichförmiger Wärmeübergang erreicht wird.
Vorteilhaft ist, wenn die Wärmeübertragungskammer stromab eines Druckregelventils und stromauf eines Injektors vorgesehen ist, da das Gas im Druckregelventil stark abgekühlt wird und anschließend erwärmt werden sollte, um eine unzulässig starke Abkühlung des Gases zu verhindern. Eine zu starke Abkühlung könnte zur Fehlfunktion oder Beschädigung von stromab nachfolgenden Komponenten führen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine und
2 eine erfindungsgemäße zweite Gasleitung der Kraftstoffversorgungsanlage.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine
Die Kraftstoffversorgungsanlage hat einen Kraftstofftank 1, in dem Gas, beispielsweise Erdgas, gespeichert ist. Von dem Kraftstofftank 1 führt eine erste Gasleitung 2 zu einer Einrichtung zur Drucksteuerung und/oder -regelung 3, dessen Ausgang 4 über eine zweite Gasleitung 5 mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8, beispielsweise einem Gasinjektor, verbunden ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 spritzt Kraftstoff in einen Brennraum 9 der Brennkraftmaschine ein. Die erste Gasleitung 2 ist mit ihrem dem Kraftstofftank 1 abgewandten Ende mit einem Eingang 10 der Vorrichtung zur Drucksteuerung und/oder -regelung 3 verbunden.
Das durch die Einrichtung zur Drucksteuerung und/oder -regelung 3 strömende Gas wird durch die Entspannung stark abgekühlt (Joule-Thomson-Effekt), wodurch die Einrichtung 3 selbst und die zweite Gasleitung 5 ebenfalls stark abgekühlt werden. Die Einrichtung zur Drucksteuerung und/oder -regelung 3 wird im Stand der Technik mit dem Kühlwasser des Kühlkreislaufes beheizt. Allerdings wirkt die Beheizung beim sogenannten Kaltstart der Brennkraftmaschine erst nach einer vorbestimmten Zeit.
Um zu verhindern, dass die Gas führenden Bauteile stromab der Einrichtung 3 während der Zeit, in der die Beheizung der Einrichtung zur Drucksteuerung und/oder -regelung 3 noch nicht voll wirksam ist, durch die Kältebelastung beschädigt werden, hat die zweite Gasleitung 5 einen Wärmeübertragungsabschnitt 12, der dem Gas der Gasleitung 5 Wärmeenergie zuführt und auf diese Weise erwärmt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmeübertragungsabschnitt 12 der zweiten Gasleitung 5 von einem Außenmantel 15 derart umgeben ist, dass zwischen dem Außenmantel 15 und dem Wärmeübertragungsabschnitt 12 eine Wärmeübertragungskammer 16 gebildet ist. Die Wärmeübertragungskammer 16 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, um eine möglichst große Wärmekapazität der Wärmeübertragungskammer 16 zu erreichen und dadurch die Abkühlgeschwindigkeit des Wärmeübertragungsabschnitts 12 bzw. der zweiten Gasleitung 5 zu verringern. Die Wärmeübertragungskammer 16 mit dem Wärmeübertragungsabschnitt 12 als Innenwandung und dem Außenmantel 15 als Außenwandung wirkt als Wärmetauscher zwischen dem kalten Gas der Gasleitung 5 und der wärmeren Luft im Motorraum 18. Durch das Temperaturgefälle zwischen dem Motorraum 18 und der Gasleitung 5 erfolgt ein Wärmetransport zur Gasleitung 5 hin.
Die Wärmeübertragungskammer 16 kann als geschlossene Kammer oder als durchströmbare Kammer ausgeführt sein. Bei der Ausführung als durchströmbare Kammer ist die Wärmeübertragungskammer 16 beispielsweise an den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen, wobei ein Steuerventil vorgesehen sein kann, das den Zulauf vom Kühlkreislauf in die Wärmeübertragungskammer 16 steuert. In 1 sind beispielhaft zwei Anschlusstutzen 17 für den Anschluss an den Kühlkreislauf gezeigt. Bei der Ausführung als geschlossene Kammer bildet die stehende Flüssigkeit ein Flüssigkeitspolster mit hoher Wärmekapazität.
Der Wärmeübertragungsabschnitt 12 der zweiten Gasleitung 5 ist beispielsweise als Wellrohr ausgeführt (2), um eine große Wärmeübertragungsfläche bereitzustellen. Das Wellrohr ist beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder einem anderen Metall hergestellt.
Der Außenmantel 15 ist beispielsweise rohrförmig, wellrohrförmig oder schlauchförmig ausgeführt. Der Außenmantel 15 ist beispielsweise ebenfalls aus Stahl hergestellt.
Der Wärmeübertragungsabschnitt 12 der zweiten Gasleitung 5 und der Außenmantel 15 sind beispielsweise konzentrisch zueinander angeordnet.
2 zeigt eine erfindungsgemäße zweite Gasleitung der Kraftstoffversorgungsanlage.
Bei der Gasleitung nach 2 sind die gegenüber der Vorrichtung nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- KR 2001063972 A [0002]

Claims

Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine mit einer Gasleitung und einem Wärmeübertragungsabschnitt der Gasleitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragungsabschnitt (12) der Gasleitung (5) von einem Außenmantel (15) derart umgeben ist, dass zwischen dem Außenmantel (15) und dem Wärmeübertragungsabschnitt (12) eine Wärmeübertragungskammer (16) gebildet ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungskammer (16) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungskammer (16) geschlossen oder durchströmbar ausgeführt ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungskammer (16) mit einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerventil vorgesehen ist, über das die Wärmeübertragungskammer (16) mit einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine verbindbar ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragungsabschnitt (12) der Gasleitung (5) als Wellrohr ausgeführt ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellrohr aus Stahl hergestellt ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (15) rohrförmig, wellrohrförmig oder schlauchförmig ausgeführt ist.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragungsabschnitt (12) der Gasleitung (5) und der Außenmantel (15) im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungskammer (16) stromab einer Einrichtung zur Drucksteuerung und/oder -regelung (3) und stromauf einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (8) vorgesehen ist.