DE102016220851A1

DE102016220851A1 - System zur Verdichtung eines verflüssigten Gases auf einen Zieldruck

Info

Publication number: DE102016220851A1
Application number: DE102016220851.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Zehnder; Dirk Schnittger; Marc Oliver Roehner; Andreas Bartsch; Markus Viereck
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-04-26
Also published as: WO2018077512A1; CN109891078B; CN109891078A

Abstract

System (1) zur Verdichtung eines verflüssigten Gases (2), umfassend eine Hochdruckpumpe (4) zur Förderung des Gases (2) auf ein Hochdruckniveau psowie eine Druckregeleinheit (5) zur Entspannung des Gases (2) von dem Hochdruckniveau pauf ein Zieldruckniveau p, wobei die Druckregeleinheit (5) dazu ausgebildet ist, die Entspannung durch Abgabe einer Teilmenge (22) des Gases (2) in eine Rückführleitung (7) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (7) in die Zuführung (41) des Gases (2) zur Hochdruckpumpe (4) mündet.Zugehöriges Kraftstoffversorgungssystem (9) und Computerprogrammprodukt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verdichtung eines verflüssigten Gases, welches beispielsweise in einem Kraftstoffversorgungssystem für mit verflüssigtem Erdgas betriebene Motoren einsetzbar ist.
Stand der Technik
In einem Common-Rail-Dieselmotor wird Dieselkraftstoff unter Hochdruck aus einer Mehrzahl von Injektoren jeweils in einen Brennraum des Motors eingespritzt. Die Injektoren werden über eine gemeinsame Kraftstoffsammelschiene (Rail) mit Kraftstoff versorgt. Der Hochdruck wird durch eine Hochdruckpumpe bereitgestellt. Der benötigte Raildruck hängt vom Betriebspunkt des Motors ab. Zur Einhaltung der Emissionsgrenzwerte ist es aber wichtig, den Kraftstoff immer mit dem richtigen Raildruck den Injektoren zuzuführen. Daher wird der Raildruck ausgehend von dem Hochdruckniveau, das die Hochdruckpumpe bereitstellt, mit einem Druckregelventil auf das niedrigere Zieldruckniveau entspannt, indem ein Teil des Kraftstoffs in den Tank zurückgeführt wird. Ein derartiges Kraftstoffversorgungssystem ist beispielsweise aus der US 6 912 983 B2 bekannt.
Die Verwendung von Erdgas anstelle von Dieselkraftstoff verspricht eine Reduzierung der Betriebskosten, da Erdgas bezogen auf den Energieinhalt deutlich günstiger ist. Weiterhin führt die Umsetzung der gleichen Energiemenge zu einem deutlich geringeren CO₂-Ausstoß als beim Betrieb mit Dieselkraftstoff. Es kommen ganz ähnliche Kraftstoffversorgungssysteme zum Einsatz wie beim Betrieb mit Dieselkraftstoff. Die JP 2005 090 392 A offenbart ein Beispiel.
Ein Vorratsbehälter für flüssiges Erdgas ist, anders als ein Tank für Dieselkraftstoff, ein zur Umgebung geschlossener Druckbehälter. Die Rückführung von Gas in diesen Druckbehälter bringt sowohl Druck als auch Wärme in den Druckbehälter ein, wobei die Wärme das Erdgas zum Sieden anregt und somit den Druck weiter erhöht. Ein zu großer Druckanstieg ist jedoch zu vermeiden, da bei Überschreitung eines Grenzdruckes ein Druckbegrenzungsventil am Vorratsbehälter öffnen muss und unverbranntes Erdgas in die Umwelt entweicht. Zum einen ist das im Erdgas enthaltene Methan ein Treibhausgas, und zum anderen kann Erdgas in Verbindung mit Luft zündfähige Gemische bilden.
Offenbarung der Erfindung
Im Rahmen der Erfindung wurde ein System zur Verdichtung eines verflüssigten Gases entwickelt. Dieses System umfasst eine Druckregeleinheit zur Entspannung des Gases von dem Hochdruckniveau p_H auf ein Zieldruckniveau p_R. Die Druckregeleinheit ist dazu ausgebildet, die Entspannung durch Abgabe einer Teilmenge des Gases in eine Rückführleitung zu bewirken.
Dabei wird unter einer Druckregeleinheit insbesondere eine Einheit verstanden, bei der das Zieldruckniveau p_R in gewissen Grenzen frei wählbar ist und im Betrieb des Systems dynamisch anpassbar ist, um beispielsweise dem Betriebspunkt eines von dem System versorgten Motors nachgeführt zu werden.
Erfindungsgemäß mündet die Rückführleitung in die Zuführung des Gases zur Hochdruckpumpe.
Es wurde erkannt, dass auf diese Weise ein zusätzlicher Eintrag von Wärme und Masse in einen Vorratsbehälter, der die Hochdruckpumpe speist, vorteilhaft vermieden werden kann. Speziell in einem Kraftstoffversorgungssystem für einen Motor hat dies eine Vielzahl von Vorteilen:

• Der Wärme- und Masseeintrag in den Vorratsbehälter sind kein Veto mehr dagegen, dass wie beim Betrieb mit Dieselkraftstoff das Zieldruckniveau p_R dem Betriebspunkt des Motors dynamisch nachgeführt wird. Dadurch können Geräusch und Emissionen des Motors so weit reduziert werden, dass sie den geltenden Vorgaben entsprechen.
• Der Wegfall einer Gasabblasung in die Umwelt verbessert die Umwelteigenschaften.
• Der Wegfall einer zusätzlichen Aufheizung des Vorratsbehälters erlaubt eine längere Standzeit des Fahrzeugs nach dem Abstellen, ohne dass Erdgas entweicht.
• Da mehr im verflüssigten Erdgas gespeicherte Kälte zum Aufnehmen der Pumpenabwärme zur Verfügung steht, gibt es mehr Freiheitsgrade bei der Auswahl bzw. Auslegung des Pumpenkonzepts.
• Am Vorratsbehälter kann die bislang benötigte Schnittstelle für die Rückführung von Erdgas aus der Druckregeleinheit komplett eingespart werden. Dadurch entfällt ein zusätzlicher Wärmeeintrag durch Wärmeleitung, und durch die Verminderung der baulichen Komplexität kann der Vorratsbehälter auch günstiger gefertigt werden.
• Bei Stillstand entweicht weniger Restgas über Leckagespalte der Injektoren in die Umwelt.
• Der Betrieb des Motors mit häufigen Lastwechseln geht nicht mehr zwangsläufig damit einher, dass entweder zur Vermeidung eines Druckaufbaus im Vorratsbehälter in den Regelkreis für den Raildruck eingegriffen werden oder Erdgas in die Umwelt abgegeben werden muss.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hochdruckpumpe eine Vorförderpumpe zur Förderung des Gases von einem Vorratsdruck pv auf ein mittleres Druckniveau p_M vorgeschaltet ist. Die Rückführleitung mündet in die Zuführung des verflüssigten Gases von der Vorförderpumpe zur Hochdruckpumpe. Auf diese Weise muss das zurückgeführte Gas nur bis auf das Druckniveau p_M entspannt werden und nicht bis auf den Vorratsdruck p_v, so dass ein geringerer Anteil der zuvor für seine Verdichtung in der Hochdruckpumpe aufgewendeten Energie verlorengeht. Weiterhin kann die laufende Vorförderpumpe sicherstellen, dass das zurückgeführte Gas nicht in einen Vorratsbehälter zurückströmt, der die Vorförderpumpe speist.
Optional kann parallel zur Rückführung des Gases in die Rückführleitung auch die Leistung der Hochdruckpumpe gedrosselt werden. Die Rückführung kann dann die Sofortreaktion sein, die die Zeit überbrückt, bis die dauerhafte Reduktion des Hochdruckniveaus p_H Wirkung zeigt.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zuführung zur Hochdruckpumpe ein Rückschlagventil angeordnet, das einen Rückfluss von Gas in die Vorförderpumpe, und/oder in einen mit der Zuführung verbindbaren Vorratsbehälter für das Gas, unterbindet. Dann kann auch eine Vorförderpumpe eingesetzt werden, deren Betrieb durch das Vorlegen des zurückgeführten Gases an ihrem Ausgang eventuell gestört werden könnte. Es kann auch komplett auf eine Vorförderpumpe verzichtet und unabhängig von der aktuellen Saugleistung der Hochdruckpumpe immer noch sichergestellt werden, dass das zurückgeführte Gas nur in die Hochdruckpumpe strömt und nicht in den Vorratsbehälter.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in die Rückführleitung ein in Richtung auf die Zuführung zur Hochdruckpumpe öffnendes Rückschlagventil geschaltet. Dies unterbindet einen unerwünschten Gasfluss aus dem Vorratsbehälter mit dem Druckniveau p_v, bzw. vom mittleren Druckniveau p_M ausgangsseitig der Vorförderpumpe, in die Druckregeleinheit auch in Betriebszuständen, in denen der Druck in der von der Druckregeleinheit ausgehenden Rückführleitung geringer ist als pv bzw. p_M. Ein solcher Betriebszustand kann beispielsweise der Start des Systems ausgehend vom komplett drucklosen Zustand sein. Wenn sich dann die Rückführleitung mit flüssigem Gas aus dem Vorratsbehälter füllt, ist der nächste Druckabbau durch die Druckregeleinheit stark erschwert auf Grund des verringerten Entspannungsvolumens und der erhöhten Menge, die die Hochdruckpumpe fördern muss.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in die Rückführleitung ein Niederdruck-Pufferspeicher, und/oder eine Drossel, geschaltet. Auf diese Weise kann der Druckabbau durch die Druckregeleinheit zeitlich von der weiteren Verarbeitung des zurückgeführten Gases im System entkoppelt werden. Beispielsweise kann eine deutliche Absenkung des Zieldruckniveaus p_R dazu führen, dass die Hochdruckpumpe auf ein geringeres Hochdruckniveau p_H eingestellt wird. In einer solchen Situation könnte eine unverzögerte Rückführung des Gases in die Hochdruckpumpe ein Überangebot darstellen.
Diese Entkopplung kann in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung maximiert werden. In dieser Ausgestaltung ist zwischen dem Niederdruck-Pufferspeicher und der Einmündung in die Zuführung ein sperrbares Ventil in die Rückführleitung geschaltet. Das sperrbare Ventil kann in beliebiger Weise betätigbar sein, beispielsweise elektromagnetisch oder pneumatisch.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen die Hochdruckpumpe und die Druckregeleinheit ein Hochdruck-Pufferspeicher, und/oder ein Verdampfer zur Überführung des Gases in den gasförmigen Zustand, geschaltet.
Mit dem Verdampfer kann beispielsweise bewirkt werden, dass ein als Motorkraftstoff verwendetes Gas dem Brennraum des Motors im gasförmigen Zustand zugeführt werden kann, während zugleich die Lagerung im Vorratsbehälter im flüssigen Zustand spezifische Vorteile bietet: Da das Gas im flüssigen Zustand eine wesentlich höhere Dichte hat als im gasförmigen Zustand, kann die gleiche Energiemenge bei einem wesentlich geringeren Vorratsdruck p_V gespeichert werden. Verflüssigtes Erdgas lässt sich beispielsweise bei Temperaturen von -146 °C bis -115 °C in Verbindung mit Drücken zwischen 3 und 15 bar speichern. Um im gleichen Behältervolumen die gleiche Energiemenge im gasförmigen Zustand unterzubringen, sind Drücke in der Größenordnung 200 bar nötig, was die mechanischen Anforderungen an den Vorratsbehälter deutlich erhöht.
Der Verdampfer bringt andererseits bestimmungsgemäß zusätzliche Wärme in das Gas ein. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass diese zusätzliche Wärme durch die Rückführung des Gases nicht in den Vorratsbehälter eingebracht wird.
Wenn ein Verdampfer vorgesehen ist, ist auch das über die Rückführleitung in die Zuführung zur Hochdruckpumpe zurückgeführte Gas nicht mehr flüssig, sondern gasförmig. Es hat dann eine geringere Dichte, was die maximale Fördermenge der Hochdruckpumpe reduziert. Dies stellt im Druckabbaufall jedoch kein Problem dar, da es sich nur um eine kurzfristige Mengenreduktion über die Dauer des Druckabbaus handelt und in diesem Fall ohnehin der Mengenbedarf an Gas auf dem Hochdruckniveau p_H klein oder auch Null ist.
Der Hochdruck-Pufferspeicher ist insbesondere in Kombination mit einem vorgeschalteten Verdampfer vorteilhaft. Die Rate, mit der das verflüssigte Gas verdampft werden kann, ist vergleichsweise träge regulierbar. Der Hochdruck-Pufferspeicher ist insoweit hilfreich zur Abdeckung von Bedarfsspitzen, falls plötzlich ein größeres Zieldruckniveau p_R benötigt wird. Auf der anderen Seite führt der Hochdruck-Pufferspeicher eine zusätzliche Zeitkonstante in das System ein. In diesem Zusammenhang ist es wiederum besonders vorteilhaft, dass durch die Rückführung des Gases in die Zuführung zur Hochdruckpumpe schnell auf eine Verminderung des Zieldruckniveaus p_R reagiert werden kann.
Nach dem zuvor Gesagten bezieht sich die Erfindung auch auf ein Kraftstoffversorgungssystem zur Speisung eines oder mehrerer Injektoren oder Gasventile mit Kraftstoff aus einer Kraftstoffsammelschiene (Rail). Dabei sind die Injektoren oder Gasventile dazu ausgebildet, den Massenstrom an Kraftstoff in mindestens einen Brennraum eines Motors zu steuern. Es ist ein Vorratsbehälter zur Bevorratung des Kraftstoffs als verflüssigtes Gas vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist das zuvor beschriebene System gemäß der Erfindung zur Erzeugung eines vorgegebenen Drucks p_R in der Kraftstoffsammelschiene vorgesehen. Die zuvor beschriebenen Vorteile kommen besonders bei der Kraftstoffversorgung von Fahrzeugmotoren zum Tragen. Der Betriebspunkt wechselt sehr häufig, beispielsweise je nach Stellung des Gaspedals, aber auch bei jedem Schaltvorgang, da die Kupplung zwischen dem Motor und dem Getriebe jeweils geöffnet werden muss. Weiterhin unterliegen Fahrzeugmotoren besonders strengen Umweltanforderungen in Bezug auf Emissionen von Abgas und Geräuschen.
Das verflüssigte Gas kann insbesondere Erdgas sein. Die Vorteile der Erfindung kommen hier besonders zum Tragen, da Erdgas im Gegensatz zu Propangas nur bei tiefen Temperaturen verflüssigbar ist. Gleiches gilt für Wasserstoff als verflüssigtes Gas, wobei hier noch deutlich tiefere Temperaturen für die Lagerung benötigt werden.
Die Rückführung des Gases in die Zuleitung zur Hochdruckpumpe hat zur Folge, dass sich in dieser Zuleitung der Druck erhöht. Der Betrag dieser Druckerhöhung ist davon abhängig, wie schnell das Gas durch die Hochdruckpumpe weiterverarbeitet wird. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Steuergerät vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, die zeitliche Druckabbaurate der Druckregeleinheit dahingehend anzupassen, dass der Druck p_Z in der Zuführung zur Hochdruckpumpe einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet. Sollten also durch einen zu starken Druckanstieg in der Zuleitung zur Hochdruckpumpe Schäden an der Zuleitung oder an der vorgeschalteten Vorförderpumpe drohen, so kann auf diese Weise das Ziel eines möglichst schnellen Druckabbaus im Rail zurückgestellt werden zugunsten des wichtigeren Ziels, das System intakt zu halten. Die Zuführung zur Hochdruckpumpe ist in der Regel bereits mit einem Drucksensor ausgerüstet, und die Druckregeleinheit steht bereits in Verbindung mit einem Motorsteuergerät, das den Zieldruck p_R dem Betriebspunkt des Motors nachführt. Dieses Motorsteuergerät lässt sich dann ggfs. sogar durch eine reine Änderung seiner Software dahingehend anpassen, dass die zeitliche Druckabbaurate der Druckregeleinheit der Randbedingung, dass der Druck p_Z in der Zuführung zur Hochdruckpumpe den Schwellwert nicht überschreitet, nachgeführt wird.
Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Steuergerät, ausgeführt werden, den Computer, und/oder das Steuergerät, mit der vorgenannten Funktionalität hinsichtlich der Druckabbaurate aufwerten.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Figurenliste
Es zeigt:

1 Ausführungsbeispiel des Kraftstoffversorgungssystems 9 mit Rückschlagventil 71 in der Rückführleitung 7;
2 Ausführungsbeispiel des Kraftstoffversorgungssystems 9 mit Niederdruck-Pufferspeicher 72 und sperrbarem Ventil 73 in der Rückführleitung 7;
3 Ausführungsbeispiel des Kraftstoffversorgungssystems 9 mit Rückschlagventil 43 an Stelle der Vorförderpumpe 3.

Nach 1 stellt das System 1 als Ganzes ausgehend von einem Vorratsdruck p_V, mit dem das verflüssigte Gas 2 in einem Vorratsbehälter 21 gelagert wird, das verflüssigte Gas 2 mit dem Zieldruckniveau p_R bereit.
Zu diesem Zweck wird das Gas 2 zunächst von einer Vorförderpumpe 3 in die Zuleitung 41 zur Hochdruckpumpe 4 gefördert und hierbei auf das mittlere Druckniveau p_M verdichtet. Die Hochdruckpumpe 4 verdichtet das Gas 2 weiter auf das Hochdruckniveau p_H. Auf diesem Hochdruckniveau p_H wird das verflüssigte Gas 2 durch einen Verdampfer 51 in den gasförmigen Zustand überführt und in einem Hochdruck-Pufferspeicher 52 gelagert.
Das Hochdruckniveau p_H ist so dimensioniert, dass es höher liegt als das maximal benötigte Zieldruckniveau p_R. Das Gas 2 wird von p_H nach p_R entspannt, indem eine Teilmenge 22 des Gases 2 in die Rückführleitung 7 abgegeben wird.
In dem in 1 gezeigten Beispiel ist in der Rückführleitung 7 ein Rückschlagventil 71 angeordnet, das einen Fluss des Gases 2 nur von der Rückführleitung 7 in die Zuleitung 41 zur Hochdruckpumpe 4 zulässt, jedoch den umgekehrten Fluss von der Zuleitung 41 in die Rückführleitung 7 unterbindet.
Die in die Rückführleitung 7 abgegebene Teilmenge 22 des Gases 2 wird von der Hochdruckpumpe 4 erneut verdichtet und nach dem Durchgang durch den Verdampfer 51 erneut im Hochdruck-Pufferspeicher 52 abgelegt.
Das System 1 fördert das Gas 2 im Endeffekt im gasförmigen Zustand auf dem Zieldruckniveau p_R in die Kraftstoffsammelschiene 6. Aus der Kraftstoffsammelschiene 6 werden die Injektoren des Motors 8, von denen in 1 nur beispielhaft ein Injektor 81 eingezeichnet ist, mit dem Gas 2 versorgt. Der Injektor 81 bläst das Gas 2 in den Brennraum 82 ein. Der Bedarf an Gas 2, und damit auch der benötigte Druck p_R für die Einblasung, hängt vom Betriebspunkt des Motors 8 ab.
Der Motor 8 wird von einem Steuergerät 84 gesteuert. Das Steuergerät 84 steuert insbesondere über eine Steuerleitung 84a den Injektor 81 an und bestimmt somit, wann der Injektor 81 jeweils öffnet und schließt. Weiterhin ermittelt das Steuergerät 84 auf Grund der ihm vorliegenden Informationen über den Betriebspunkt des Motors 8 das jeweils benötigte Zieldruckniveau p_R und steuert die Druckregeleinheit 5 entsprechend an. Dabei überwacht das Steuergerät 84 mit Hilfe des Drucksensors 42 den Druck p_Z in der Zuleitung 41 zur Hochdruckpumpe 4. Der Druckabbau durch die Druckregeleinheit 5, und damit das Zeitprogramm der in die Rückführleitung 7 abgegebene Teilmenge 22 des Gases 2, wird dahingehend angepasst, dass der Druck p_Z einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet.
Der Wirkzusammenhang zwischen dem Betriebspunkt des Motors 8 und dem Zieldruckniveau p_R ist, dass bei hoher motorischer Last ein hoher Druck p_R erforderlich ist, um in der zur Verfügung stehenden Zeit ausreichend Gas 2 in den Brennraum 82 einzublasen, während bei Teillast ein geringerer Druck p_R benötigt wird, um die Emissionen und das Verbrennungsgeräusch gering zu halten.
Das mittlere Druckniveau p_M liegt über dem Vorratsdruck pv, jedoch deutlich unterhalb des Hochdruckniveaus p_H, das bei 500 bar oder noch höher liegen kann.
Das System 1, der Vorratsbehälter 21 und die Kraftstoffsammelschiene 6 bilden gemeinsam mit dem Steuergerät 84 das Kraftstoffversorgungssystem 9 für den Motor 8.
In dem Vorratsbehälter 21 befindet sich oberhalb des Spiegels der flüssigen Phase des Gases 2 noch eine gasförmige Phase.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu 1 ist in die Rückführleitung 7 an Stelle des Rückschlagventils 71 die Kombination aus einem Niederdruck-Pufferspeicher 72 und einem sperrbaren Ventil 73 geschaltet. Die von der Druckregeleinheit 5 in die Rückführleitung 7 abgegebene Teilmenge 22 des Gases 2 wird in dem Niederdruck-Pufferspeicher 72 zwischengelagert und zu einem späteren Zeitpunkt durch Öffnen des sperrbaren Ventils 73 abgerufen. Das sperrbare Ventil 73 wird über die Steuerleitung 84d durch das Steuergerät 84 angesteuert. Das Steuergerät 84 kennt jederzeit den aktuellen Betriebspunkt des Motors 8 und damit auch den optimalen Zeitpunkt, zu dem das im Niederdruck-Pufferspeicher vorhandene Gas 2 unterstützend in die Zuführung 41 zur Hochdruckpumpe 4 eingespeist werden sollte.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu 1 fehlt die Vorförderpumpe 3. Stattdessen ist die Hochdruckpumpe 4 dazu ausgebildet, das Gas 2 einstufig vom Vorratsdruck p_V auf das Hochdruckniveau p_H zu verdichten. Damit kein Gas 2 aus der Zuführung 41 zurück in den Vorratsbehälter 21 strömen kann, ist in die Zuführung 41 das Rückschlagventil 43 geschaltet.
Weiterhin ist die Zuführung 41 unter Umgehung des Rückschlagventils 43 über eine Sicherheitsleitung 44 mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden. In diese Sicherheitsleitung 44 ist ein Überdruckventil 45 geschaltet, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks p_Sin Richtung auf den Vorratsbehälter 21 öffnet. Im Normalfall soll gemäß der Erfindung gerade eine Rückführung in den Vorratsbehälter 21 vermieden werden. Im Fehlerfall ist jedoch der entsprechende Druck- und Wärmeeintrag in den Vorratsbehälter 21 ein kleineres Übel als ein unzulässig hoher Druckaufbau in der Zuführung 41 zur Hochdruckpumpe 4.
Schließlich enthält die Rückführleitung 7 noch eine Drossel 75, mit der die Einspeisung der von der Druckregeleinheit 5 in die Rückführleitung 7 abgegebenen Teilmenge 22 des Gases 2 in die Zuführung 41 zur Hochdruckpumpe 4 zeitverzögert wird. Die Drossel 75 kann optional auch stromabwärts des Rückschlagventils 71 angeordnet sein, damit sie die Funktion des Rückschlagventils 71 nicht beeinflusst.
Die Funktionsweise des Kraftstoffversorgungssystems 9 ist unabhängig davon, ob der Kraftstoff 2 nach dem Einblasen in den Brennraum 82 elektrisch, durch Zugabe von Dieselkraftstoff oder in sonstiger Weise gezündet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6912983 B2 [0002]
JP 2005090392 A [0003]

Claims

System (1) zur Verdichtung eines verflüssigten Gases (2), umfassend eine Hochdruckpumpe (4) zur Förderung des Gases (2) auf ein Hochdruckniveau p_H sowie eine Druckregeleinheit (5) zur Entspannung des Gases (2) von dem Hochdruckniveau p_H auf ein Zieldruckniveau p_R, wobei die Druckregeleinheit (5) dazu ausgebildet ist, die Entspannung durch Abgabe einer Teilmenge (22) des Gases (2) in eine Rückführleitung (7) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (7) in eine Zuführung (41) des Gases (2) zur Hochdruckpumpe (4) mündet.
System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckpumpe (4) eine Vorförderpumpe (3) zur Förderung des Gases (2) von einem Vorratsdruck pv auf ein mittleres Druckniveau p_M vorgeschaltet ist und die Rückführleitung (7) in die Zuführung (41) des Gases (2) von der Vorförderpumpe (3) zur Hochdruckpumpe (4) mündet.
System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführung (41) ein Rückschlagventil (43) angeordnet ist, das einen Rückfluss von Gas (2) in die Vorförderpumpe (3), und/oder in einen mit der Zuführung (41) verbindbaren Vorratsbehälter (21) für das Gas (2), unterbindet.
System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Zuführung (41) eine Sicherheitsleitung (44) abzweigt, die separat von der Zuführung (41) mit einem Vorratsbehälter (21) für das Gas (2) verbindbar ist, wobei in die Sicherheitsleitung (44) ein Überdruckventil (45) geschaltet ist, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks p_S in Richtung auf den Vorratsbehälter (21) öffnet.
System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Rückführleitung (7) ein in Richtung auf die Zuführung (41) öffnendes Rückschlagventil (71) geschaltet ist.
System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Rückführleitung (7) ein Niederdruck-Pufferspeicher (72), und/oder eine Drossel (75), geschaltet ist.
System (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Niederdruck-Pufferspeicher (72) und der Einmündung in die Zuführung (41) ein sperrbares Ventil (73) in die Rückführleitung (7) geschaltet ist.
System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Hochdruckpumpe (4) und die Druckregeleinheit (5) ein Hochdruck-Pufferspeicher (52), und/oder ein Verdampfer (51) zur Überführung des Gases (2) in den gasförmigen Zustand, geschaltet ist.
Kraftstoffversorgungssystem (9) zur Speisung eines oder mehrerer Injektoren oder Gasventile (81) mit Kraftstoff (2) aus einer Kraftstoffsammelschiene (6), wobei die Injektoren oder Gasventile (81) dazu ausgebildet sind, den Massenstrom an Kraftstoff (2) in mindestens einen Brennraum (82) eines Motors (8) zu steuern, umfassend einen Vorratsbehälter (21) zur Bevorratung des Kraftstoffs (2) als verflüssigtes Gas, dadurch gekennzeichnet, dass ein System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erzeugung eines vorgegebenen Drucks p_R in der Kraftstoffsammelschiene (6) vorgesehen ist.
Kraftstoffversorgungssystem (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (84) vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, die zeitliche Druckabbaurate der Druckregeleinheit (5) dahingehend anzupassen, dass der Druck p_Z in der Zuführung (41) zur Hochdruckpumpe (4) einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet.
Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Steuergerät (84), ausgeführt werden, den Computer, und/oder das Steuergerät (84), zu einem Steuergerät (84) im Sinne von Anspruch 10 aufwerten.