DE102017217609A1 - Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Förderung von Kraftstoff in einer Kraftstofffördereinrichtung - Google Patents

Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Förderung von Kraftstoff in einer Kraftstofffördereinrichtung Download PDF

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Abstract

Kraftstofffördereinrichtung (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Gasspeicher (9,10), welcher einen Gasraum (20) zur Aufnahme eines gasförmigen Kraftstoffes und einen Hydraulikraum (22) zur Aufnahme einer Hydraulikflüssigkeit und einen beweglichen Trennkörper (26) umfasst, wobei durch den mindestens einen Gasspeicher (9,10) gasförmiger Kraftstoffes in ein Hochdruckrail (11), welches mit mindestens einem Injektor (13) verbunden ist, förderbar ist. Ein LNG-Tank (30), welcher zur Aufnahme eines verflüssigten, insbesondere cryogenen, gasförmigen Kraftstoffes dient, ist über eine Verbindungsleitung (15), in der eine LNG-Pumpe (32) angeordnet ist, mit dem mindestens einen Gasspeicher (9,10) verbunden.

Description

  • Stand der Technik
  • Erdgas ist bei Normaltemperaturen selbst unter hohem Druck in guter Näherung als gasförmig zu betrachten (CNG, d. h. „Compressed Natural Gas“). Um verdichtetes Erdgas in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzublasen sind spezielle Einblas- bzw. Einspritzventile erforderlich, die sich von denen zur Direkteinspritzung von Benzin oder Dieselkraftstoff in vielerlei Hinsicht (z.B. im Spritzlochdurchmesser) unterscheiden. Da flüssiges Erdgas (LNG, d. h. „Liquefied Natural Gas“) ein deutlich geringeres spezifisches Volumen als gasförmiges Erdgas besitzt, wird es für mobile Anwendungen in der Regel in flüssiger Form vorgehalten. Hierzu wird das Erdgas auf Temperaturen von etwa -160°C herunter gekühlt.
  • Das in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingebrachte Erdgas wird durch ein Hilfsmittel oder ein Hilfsmedium zum Zünden gebracht. Beispielsweise kann flüssiger Dieselkraftstoff als Hilfsmedium verwendet werden, da dieser im Unterschied zu Erdgas bei den üblicherweise gegebenen Bedingungen selbstzündend ist. In diesem Fall gilt es zwei unterschiedliche Kraftstoffarten in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzubringen.
  • Zur Einbringung zweier unterschiedlicher Kraftstoffarten in den Brennraum einer Brennkraftmaschine kann ein sogenannter Zweistoffinjektor verwendet werden. In einem solchen Zweistoffinjektor werden die beiden Kraftstoffe getrennt geführt, um eine Vermischung außerhalb des Brennraums zu verhindern.
  • Aus der Schrift EP 2622190 B2 ist eine Fördereinrichtung für gasförmigen Kraftstoff bekannt. Ein thermisch isolierter Tank zur Aufnahme von verflüssigten Gas ist über einen ersten Ausgang mit einer Kyro-Pumpe verbunden. Ein Verdampfer ist mit einem Ausgang der Kyro-Pumpe verbunden; und ein erster Injektor spritzt das verdampfte Gas in einen Brennraum eines Motors ein.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung und das Verfahren zur Förderung von Kraftstoff mit den Merkmalen gemäß der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass der Druck im Hochdruckrail bei Bedarf durch gasförmigen Kraftstoff aus dem Gasspeicher innerhalb kurzer Zeit erhöht werden kann. Dies reduziert die Zeit bis die Kraftstoffeinspritzeinrichtung Betriebsbereit ist und Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann.
  • Die heute bekannten Nutzfahrzeugmotoren mit LNG (Erdgas in flüssigem Aggregatszustand, Liquid Natural Gas) benötigen bei einem Kaltstart bis zur Betriebsbereitschaft der Pumpe einen Zeitraum in der Größenordnung von Minuten. In dieser Einschwingzeit, in der die Pumpe und das Medium LNG „kaltgefahren“ wird, ist wahlweise ein reiner Dieselbetrieb des Dual-Fuel-Motors möglich oder es wird eine Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit (z.B. auf 10 mph = 16 km/h) vorgenommen. Beide Vorgehensweisen können erhöhte Abgasemissionen hervorrufen.
  • Aufgabe der Erfindung das existierende LNG-System so zu verändern, dass es ausreichend schnell bei einen Kaltstart einen transienten Fahrbetrieb eines LKWs bis hin zum Teillastbetrieb mit 90 km/h sicherstellt.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem geringen Bauraum, der für die gesamte Kraftstofffördereinrichtung benötigt wird, da der gasförmige Kraftstoff im LNG-Tank in verflüssigter Form nur ein geringes Volumen benötigt.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung angegeben.
  • Der Einsatz von mindestens zwei Gasspeicher, welche parallel zueinander angeordnet sind, ist von Vorteile, da die Anordnung der Niederdruckspeicher innerhalb eines Fahrzeuges flexibler ist, als bei einem einzelnen Niederdruckspeicher. Des Weiteren kann immer ein erster Gasspeicher im Arbeitszustand sein, während sich der zweite Gasspeicher im Ruhezustand oder im Regenerationszustand befindet. Auf diese Weise ist das Kraftstoffsystem immer voll einsatzbereit.
  • Vorteilhaft ist eine Vorrichtung zum Erwärmen des gasförmigen Kraftstoffes, welche zwischen LNG-Pumpe und Gasspeicher angeordnet ist, da diese sicherstellt, dass der gasförmige Kraftstoff aus dem LNG-Tank vollständig vom flüssigen Aggregatszustand in den gasförmigen Aggregatszustand umgewandelt wird. Durch die LNG-Pumpe kann dem gasförmigen Kraftstoff bereits Wärmeenergie zugeführt werden, welche jedoch unter Umständen nicht ausreichend ist. Eine zusätzliche Vorrichtung zum Erwärmen des gasförmigen Kraftstoffes stellt sicher, dass die zugeführte Wärmeenergie für einen Phasenwechsel ausreichend ist. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Kraftstofffördereinrichtung, da es auf diese Weise nicht zu einer Vereisung an unerwünschten Stellen kommen kann.
  • Durch die Anordnung bei der zwischen dem mindestens einen Gasspeicher und dem Hochdruckrail mindestens ein Hochdruckspeicher angeordnet ist, können Kosten eingespart werden, da nicht bereits im Gasspeicher der Kraftstoff auf Hochdruck komprimiert werden muss. Es kann ein kleinerer und dadurch auch kostengünstigerer Hochdruckspeicher zum Einsatz kommen, welcher nur die jeweils benötigte Menge an gasförmigen Kraftstoff auf Hochdruck verdichtet.
  • Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn die Kraftstofffördereinrichtung zwei Hochdruckspeicher aufweist, wobei ein erster Hochdruckspeicher gasförmigen Kraftstoff zum Hochdruckrail fördert und ein zweiter Hochdruckspeicher mit gasförmigen Kraftstoff aus dem Gasspeicher befüllt wird und dieses unter Hochdruck setzt. Auf diese Weise können Totzeiten vermieden werden, welche für die Befüllung des Hochdruckspeichers mit gasförmigen Kraftstoff benötigt werden. Es steht immer gasförmiger Kraftstoff unter Hochdruck bereit, welcher in das Hochdruckrail strömen kann.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zum Erwärmen des gasförmigen Kraftstoffes als Wärmetauscher ausgebildet ist, welcher dem gasförmigen Kraftstoff Wärmeenergie aus dem Kühlwasserkreislauf und/oder der Abgasanlage zur Verfügung stellt, da diese Wärmeenergie im Fahrzeuge bereits zur Verfügung steht und dies somit eine kostengünstige Wärmequelle ist.
  • Eine Einleitung des Regenerationszustandes des zweiten Gasspeichers, wenn der Füllstand des ersten Gasspeichers im Arbeitszustand einen vorgegebenen Sollwert unterschritten hat ist vorteilhaft, da auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass der zweite Gasspeicher befüllt ist, bevor der erste Gasspeicher vollständig entleert ist.
  • Es ist von Vorteil, wenn der Druck im Hochdruckrail begrenzt wird, während sich der Gasspeicher im Regenerationszustand befindet. Auf diese Weise ist eine Diesel-Hochdruckpumpe zusätzlich zur Förderung der Hydraulikflüssigkeit in der Lage auch die mechanische Energie zum Antrieb der LNG-Pumpe zu liefern, welches in einer kostengünstigen Gesamtauslegung der Kraftstofffördereinrichtung resultiert.
  • Ausführungsbeispiele
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1 zeigt eine Kraftstofffördereinrichtung einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt, die eine Kraftstofffördereinrichtung 1 aufweist. Die Kraftstofffördereinrichtung weist zwei parallel zueinander angeordnete Gasspeicher 9,10 auf, welche zur Aufnahme eines gasförmigen Kraftstoffes, beispielsweise Erdgas, dienen.
  • Der Gasspeicher 9,10 weist einen Gasraum 20 zur Aufnahme eines gasförmigen Kraftstoffes und einen Hydraulikraum 22 zur Aufnahme der Hydraulikflüssigkeit, sowie einen beweglichen Trennkörper 26 auf. In einer Ausführungsform kann der Gasspeicher 9,10 als Kolbenspeicher ausgeführt sein.
  • Ein Kolbenspeicher 9, 10 besteht vereinfacht beschrieben aus einem Rohr, welches beispielsweise zylindrisch ausgestaltet sein kann, und einem beweglichen Kolben zur Trennung von Hydraulikflüssigkeit und gasförmigen Kraftstoff. Im Einsatz des Gasspeichers 9, 10 wird die Hydraulikflüssigkeit gegen den gasförmigen Kraftstoff gepresst. Gasförmiger Kraftstoff und Hydraulikflüssigkeit sind dabei durch den frei beweglichen Kolben (beweglicher Trennkörper 26) mit Dichtung getrennt. Im typischen Arbeitsbereich mit geringer Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand und ohne Endanschlag entsteht keine Druckdifferenz zwischen Gas- und Hydraulikseite.
  • Der Gasspeicher 9,10 kann gasförmigen Kraftstoff, welcher sich in einem gasförmigen Aggregatszustand befindet, bis zu einem Druck von maximal 300 bar aufnehmen.
  • Die Gasspeicher 9,10 sind über eine Verbindungsleitung 15, in der eine LNG-Pumpe 32 angeordnet ist mit einem LNG-Tank 30 verbunden. Der LNG-Tank 30 dient zur Aufnahme von verflüssigten, insbesondere cryogenen, gasförmigen Kraftstoff. Der LNG-Tank 30 ist typischerweise wärmeisoliert und ist für einen Druckbereich bis maximal 20 bar ausgelegt.
  • Der verflüssigte, insbesondere cryogene, gasförmige Kraftstoff kann durch die LNG-Pumpe 32 aus dem LNG-Tank 30 in den jeweiligen Gasraum 20 der Gasspeicher 9,10 gefördert werden. Hierbei erfolgt durch das Öffnen und Schließen von Ventilen 14 entweder eine Förderung in den ersten Gasspeicher 9 oder eine Förderung in den zweiten Gasspeicher 10.
  • In der Verbindungsleitung 15 zwischen LNG-Pumpe 32 und Gasspeicher 9,10 kann des Weiteren eine Vorrichtung zum Erwärmen 34 des gasförmigen Kraftstoffes angeordnet sein. Die Vorrichtung zum Erwärmen 34 dient als Wärmequelle bzw. führt dem gasförmigen Kraftstoff thermische Energie zu, so dass der gasförmige Kraftstoff einen Phasenübergang von flüssigen zum gasförmigen Aggregatszustand erfährt.
  • Die Vorrichtung zum Erwärmen 34 des gasförmigen Kraftstoffes kann als Wärmetauscher ausgebildet sein, welcher dem gasförmigen Kraftstoff Wärmeenergie aus dem Kühlwasserkreislauf und/oder der Abgasanlage zur Verfügung stellt.
  • Die Kraftstofffördereinrichtung 1 weist einen Hydrauliktank 5 zur Aufnahme einer Hydraulikflüssigkeit auf. Der Hydrauliktank 5 ist über eine hydraulische Leitung 18 mit einer ersten Pumpe 7 verbunden. Die Pumpe 7 fördert die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 5 über die hydraulische Leitung 18 auf ein erstes Druckniveau, welches sich oberhalb vom Druckniveau des Hydrauliktanks 5 befindet, in einen Hydraulikraum 22 der Gasspeicher 9, 10.
  • Der jeweilige Druck des gasförmigen Kraftstoffes in den Gasspeichern 9, 10 wird durch die Hydraulikflüssigkeit kontrolliert.
  • Durch die erste Pumpe 7 wird Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikraum 22 eines der Gasspeicher 9, 10, beispielsweise des ersten Gasspeichers 9, gefördert. Indem durch die erste Pumpe 7 Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 5 in den Hydraulikraum 22 des ersten Gasspeichers 9 gefördert wird, bewegt sich der bewegliche Trennkörper 26, so dass sich das Volumen des Hydraulikraumes 22 ausdehnt. Durch die Bewegung des beweglichen Trennkörpers 26 wird der gasförmige Kraftstoff im Gasraum 20 komprimiert, so dass sich der Druck des gasförmigen Kraftstoffes im Gasraum 20 erhöht. Der Druck im Gasraum 20 wird durch Veränderung des Druckes im Hydraulikraum 22 kontrolliert.
  • Um in den ersten Gasspeicher 9 Hydraulikflüssigkeit zu fördern, wird ein erstes Zuströmventil 41, welches sich in der Leitung zwischen erster Pumpe 7 und ersten Gasspeicher 9 befindet, geöffnet. Ein zweites Zuströmventil 51, welches sich in der Leitung zwischen der ersten Pumpe 7 und dem einen zweiten Gasspeicher 10 befindet, wird geschlossen.
  • Durch die Förderung der Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikraum 22 wird der bewegliche Kolben 26 des ersten Gasspeichers 9 in Bewegung gesetzt, so dass sich ein gewünschter Druck des gasförmiger Kraftstoff einstellt und gasförmiger Kraftstoff aus dem ersten Gasspeicher 9 über eine Leitung in den jeweiligen Gasraum 20 eines ersten Hochdruckspeicher 12 oder eines zweiten Hochdruckspeichers 16 gelangen kann.
  • Wird der erste Hochdruckspeicher 12 durch gasförmigen Kraftstoff aus einem der Gasspeicher 9,10 befüllt, so ist ein erste Hochdruckventil 62, welches sich im Zulauf zum ersten Hochdruckspeicher 12 befindet, geöffnet. Ein zweites Hochdruckventil 63, welches sich im Zulauf zum zweiten Hochdruckspeicher 12 befindet, ist in diesem Fall geschlossen.
  • Wird der zweite Hochdruckspeicher 16 durch gasförmigen Kraftstoff aus einem der Gasspeicher 9,10 befüllt, so ist das erste Hochdruckventil 62, welches sich im Zulauf zum ersten Hochdruckspeicher 12 befindet, geschlossen. Das zweite Hochdruckventil 63, welches sich im Zulauf zum zweiten Hochdruckspeicher 16 befindet, ist in diesem Fall geöffnet.
  • Wird der erste bzw. zweite Hochdruckspeicher 12, 16 durch den ersten Gasspeicher 9 befüllt, so ist ein erstes Niederdruckventil 42, welches sich am Ausgang des Gasraumes 20 des ersten Gasspeichers 9 befindet, geöffnet. Ein zweites Niederdruckventil 52, welches sich am Ausgang des Gasraumes 20 des zweiten Gasspeichers 10 befindet, ist in diesem Fall geschlossen.
  • Wird der erste bzw. zweite Hochdruckspeicher 12, 16 durch den zweiten Gasspeicher 10 befüllt, so ist ein erstes Niederdruckventil 42, welches sich am Ausgang des Gasraumes 20 des ersten Gasspeichers 9 befindet, geschlossen. Ein zweites Niederdruckventil 52, welches sich am Ausgang des Gasraumes 20 des zweiten Gasspeichers 10 befindet, ist in diesem Fall geöffnet.
  • Gasförmiger Kraftstoff wird solange aus dem ersten Gasspeicher 9 in Richtung Hochdruckspeicher 12 gefördert bis der erste Gasspeicher 9 von gasförmigen Kraftstoff entleert ist. Der von gasförmigen Kraftstoff entleerte Gasspeicher 9 wird danach in einen Ruhezustand versetzt, wobei der bewegliche Trennkörper 26 so bewegt wird, dass die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikraum 22 zurück in den Tank 5 gefördert wird. Dies geschieht über eine in der 1 nicht dargestellte Rückströmleitung.
  • Der erste bzw. zweite Hochdruckspeicher 12, 16 kann auch als Kolbenspeicher ausgeführt sein und weist einen Hydraulikraum 22 und einen Gasraum 20 auf. Der Hydraulikraum 22 des Hochdruckspeichers 12 wird über eine zweite Pumpe 6 mit Hydraulikflüssigkeit befüllt, wobei die zweite Pumpe 6 mit dem Hydrauliktank 5 oder einem weiteren Tank verbunden ist und Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 5 oder dem weiteren Tank auf ein zweites Druckniveau in den Hydraulikraum 22 des Hochdruckspeichers 12 fördert.
  • Durch die Förderung der Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikraum 22 des ersten bzw. zweiten Hochdruckspeichers 12,16 wird der bewegliche Kolben 26 in Bewegung gesetzt, so dass sich ein gewünschter Druck des gasförmigen Kraftstoffs im Gasraum 20 einstellt
  • In der Leitung zwischen zweiter Pumpe 6 und Hydraulikraum 22 des ersten Hochdruckspeichers 12 kann sich ein erstes Zuströmventil 60 befinden. In der Leitung zwischen zweiter Pumpe 6 und Hydraulikraum 22 des zweiten Hochdruckspeichers 16 kann sich ein zweites Zuströmventil 61 befinden. Die zweite Pumpe 7 fördert abhängig von der Stellung (offen/geschlossen) des ersten bzw. zweiten Zuströmventils 60,61 entweder in den Hydraulikraum 22 des ersten Hochdruckspeichers 12 oder in den Hydraulikraum 22 des zweiten Hochdruckspeichers 16.
  • Der Gasraum 20 des Hochdruckspeichers 12 ist mit einem Hochdruckrail 11 verbunden. Das Hochdruckrail 11 ist mit mindestens einem Injektor 13 verbunden. Der Injektor 13 kann ein reiner Gas-Injektor 13 sein, welcher nur gasförmigen Kraftstoff in den Brennraum einspritzt oder auch ein Dual-Fluid-Injektor 34 sein, welcher sowohl flüssigen, als auch gasförmigen Kraftstoff in den Brennraum einspritzen kann.
  • In der Leitung zwischen dem ersten bzw. zweiten Hochdruckspeicher 12 und dem Hochdruckrail 11 kann jeweils ein Hochdruckventil 21 angeordnet sein. Dieses Hochdruckventil 21 kann über eine Steuereinheit so angesteuert werden, dass es den gasförmigen Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 12 bei Bedarf in das Hochdruckrail 11 strömen lässt. Mit Hilfe des Hochdruckventils 21, kann der Druck im Hochdruckrail 11 auf einen gewünschten Druck angepasst werden, indem eine gewünschte Gasmenge aus dem Gasraum 20, welche sich auf einem höheren Druckniveau als das Gas im Hochdruckrail 11 befindet, in Richtung des Hochdruckrails 11 strömt.
  • Die Hydraulikflüssigkeit kann gemäß einer ersten Ausführungsform flüssiger Kraftstoff, insbesondere Diesel, sein.
  • Handelt es sich bei der ersten und/oder zweiten Pumpe 6, 7 um eine elektrisch ansteuerbare Pumpe, so kann der Druck im Hydraulikraum 22 durch eine Ansteuerung der ersten und/oder zweiten Pumpe 6, welche eine Veränderung der Fördermenge zur Folge hat, verändert werden.
  • Alternativ kann bei einer konstant betriebenen Pumpe 6, 7 eine Veränderung des Druckes im Hydraulikraum 22 durch eine Ansteuerung der jeweiligen Zuströmventile 41, 51, 60, 61 erreicht werden.
  • Sobald der erste Hochdruckspeicher 12 den gesamten gasförmigen Kraftstoff in den Hochdruckrail 11 gefördert hat, wird der bewegliche Trennkörper 26 so bewegt, dass die Hydraulikflüssigkeit über eine nicht dargestellte Rückströmleitung zurück in den Tank 5 fließt und der Hochdruckspeicher 12 erneut mit Gas aus einem der Gasspeicher 9, 10 gefüllt werden kann. Während der erste Hochdruckspeicher 12 mit gasförmigen Kraftstoff befüllt wird, erfolgt die Förderung von gasförmigen Kraftstoff in den Hochdruckrail 11 aus dem zweiten Hochdruckspeicher 16. Auf diese Weise können sich der erste und der zweite Hochdruckspeicher 12, 16 mit der Förderung von gasförmigen Kraftstoff in das Hochdruckrail 11 und der erneuten Befüllung von gasförmigen Kraftstoff aus dem Gasspeicher 9,10 abwechseln.
  • Um sicher zu gehen, dass jeweils nur ein Hochdruckspeicher 12, 16 mit gasförmigen Kraftstoff aus einem der Gasspeicher 9, 10 befüllt wird, befindet sich in der Zuströmleitung zum ersten Hochdruckspeicher 12 ein erstes Ventil 62 und in der Zuströmleitung zum zweiten Hochdruckspeicher 16 ein zweites Ventil 63, welche jeweils nur geöffnet werden, wenn der jeweilige Hochdruckspeicher mit gasförmigen Kraftstoff aus einem der Gasspeicher 9,10 befüllt wird.
  • Zusätzlich zu dem bereits genannten Hochdruckventilen 21 kann sich in der Leitung, welche die Zuströmung von gasförmigen Kraftstoff in den Hochdruckrail 11 ermöglicht, ein Druckregler 41, welcher sehr schnelle Reaktionszeiten aufweist und flexibler in der Mengenreglung der Durchflussmenge ist, befinden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der Gasraum 20 der mindestens zwei Gasspeicher 9, 10 über eine nicht dargestellte Tankleitung mit gasförmigen Kraftstoff befüllt werden.
  • Der Gasspeicher 9,10 befindet sich im Arbeitszustand, wenn der Gasspeicher 9,10 einen der Hochdruckspeicher 12,16 mit gasförmigen Kraftstoff befüllt. Der Gasspeicher 9,10 befindet sich im Regenerationszustand, wenn er mit gasförmigen Kraftstoff befüllt wird und dabei der gasförmige Kraftstoff auf optimale Arbeitsbedingungen, wie ein gewünschter Druck und/oder eine gewünschte Temperatur gebracht wird. Der erste Gasspeicher 9 befindet sich im Arbeitszustand, während sich der zweite Gasspeicher 10 im Ruhezustand oder im Regenerationszustand befindet.
  • Um sicherzustellen, dass immer mindestens einer der Gasspeicher 9,10 in einen Arbeitszustand versetzt werden kann, wird der Regenerationszustand des zweiten Gasspeichers 10 eingeleitet, wenn der Füllstand des ersten Gasspeichers 9, welcher sich im Arbeitszustand befindet, einen vorgegebenen Sollwert unterschritten hat.
  • Der maximale Druck im Hochdruckrail 11 kann begrenzt werden, während sich der erste bzw. zweite Gasspeicher 9,10 im Regenerationszustand befindet. Innerhalb dieser Zeitspanne können Lastsprünge des Motors beispielsweise durch eine Veränderung der Einspritzzeit der Düsen der Injektoren 13 bedient werden. Auf diese Weise ist eine Diesel-Hochdruckpumpe zusätzlich zur Förderung der Hydraulikflüssigkeit in der Lage auch die mechanische Energie zum Antrieb der LNG-Pumpe 5 zu liefern.
  • 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
    • EP 2622190 B2 [0004]

Claims (10)

  1. Kraftstofffördereinrichtung (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einem LNG-Tank (30), welcher zur Aufnahme eines verflüssigten, insbesondere cryogenen, gasförmigen Kraftstoffes dient, und über eine Verbindungsleitung (35), in der eine LNG-Pumpe (32) angeordnet ist, mit mindestens einen Gasspeicher (9, 10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Gasspeicher einen Gasraum (20) zur Aufnahme eines gasförmigen Kraftstoffes und einen Hydraulikraum (22) zur Aufnahme einer Hydraulikflüssigkeit und einen beweglichen Trennkörper (26) umfasst, wobei durch den mindestens einen Gasspeicher gasförmiger Kraftstoffes in ein Hochdruckrail (11), welches mit mindestens einem Injektor (13) verbunden ist, förderbar ist.
  2. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Gasspeicher (9, 10) parallel zueinander angeordnet sind.
  3. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (15) zwischen LNG-Pumpe (32) und Gasspeicher (9,10) eine Vorrichtung zum Erwärmen (34) des gasförmigen Kraftstoffes angeordnet ist.
  4. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Gasspeichern (9, 10) und dem Hochdruckrail (11) mindestens ein Hochdruckspeicher (12,16) angeordnet ist.
  5. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikraum (22) des Gasspeichers (9, 10) über eine ersten Pumpe (7) mit einem Hydrauliktank (5) verbunden ist.
  6. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikraum (22) des Hochdruckspeichers (12, 16) über eine zweiten Pumpe (6) mit dem Hydrauliktank (5) verbunden ist.
  7. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erwärmen (34) des gasförmigen Kraftstoffes als Wärmetauscher ausgebildet ist, welcher dem gasförmigen Kraftstoff Wärmeenergie aus dem Kühlwasserkreislauf und/oder der Abgasanlage zur Verfügung stellt.
  8. Verfahren zur Förderung von Kraftstoff in einer Kraftstofffördereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Gasspeicher (9) im Arbeitszustand befindet, während sich der zweite Gasspeicher (10) im Ruhezustand oder im Regenerationszustand befindet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Regenerationszustand des zweiten Gasspeichers (10) eingeleitet wird, wenn der Füllstand des ersten Gasspeichers (9) im Arbeitszustand einen vorgegebenen Sollwert unterschritten hat.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Druck im Hochdruckrail (11) begrenzt wird, während sich der Gasspeicher (9,10) im Regenerationszustand befindet.
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WO2023148228A1 (en) * 2022-02-07 2023-08-10 Delphi Technologies Ip Limited Gas supply system

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