DE102018201742A1 - Fuel delivery device for cryogenic fuels - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe, umfassend eine Kolbenpumpe (1) zur Förderung des kryogenen Kraftstoffs auf Hochdruck, wobei die Kolbenpumpe (1) einen hin und her beweglichen Pumpenkolben (2) aufweist, der einerseits einen Kompressionsraum (3) und andererseits einen mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbaren Antriebsraum (4) begrenzt. Erfindungsgemäß ist in die Kolbenpumpe (1) mindestens eine ein Hauptstromventil (5.1, 5.2) und ein Pilotventil (6.1, 6.2) umfassende Ventilanordnung (A, B) integriert, mittels welcher der Antriebsraum (4) mit einer Hochdruckleitung (7) und/oder einer Niederdruckleitung (8) für ein hydraulisches Druckmittel verbindbar ist.The invention relates to a fuel delivery device for cryogenic fuels, comprising a piston pump (1) for conveying the cryogenic fuel to high pressure, wherein the piston pump (1) has a reciprocating pump piston (2), on the one hand a compression chamber (3) and on the other hand limited by a hydraulic pressure medium acted upon drive space (4). According to the invention, at least one valve arrangement (A, B) comprising a main flow valve (5.1, 5.2) and a pilot valve (6.1, 6.2) is integrated in the piston pump (1) by means of which the drive space (4) is connected to a high-pressure line (7) and / or a low pressure line (8) for a hydraulic pressure medium is connectable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel delivery device for cryogenic fuels having the features of the preamble of claim 1.

Bei dem kryogenen Kraftstoff kann es sich insbesondere um Erdgas („Natural Gas“ = NG) handeln, das an Bord eines Kraftfahrzeugs zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in flüssiger Form („Liquefied Natural Gas“ = LNG) in einem speziell dafür ausgelegten Tank bevorratet wird.The cryogenic fuel may in particular be natural gas (NG) stored on board a motor vehicle for operating a liquefied natural gas (LNG) in a specially designed tank.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 2 541 062 A1 ist eine Kolbenpumpe für kryogene Kraftstoffe, insbesondere für Erdgas, mit einem hin und her beweglichen Pumpenkolben bekannt. Der Pumpenkolben begrenzt einen Pumpenarbeitsraum, der mit flüssigem Erdgas befüllbar ist, so dass im Pumpenarbeitsraum vorhandenes flüssiges Erdgas über eine Hubbewegung des Pumpenkolbens mit Hochdruck beaufschlagbar ist. Andernends begrenzt der Pumpenkolben einen Antriebsraum, der mit einem hydraulischen Druckmittel befüllbar ist, um den Pumpenkolben in einer Hubbewegung anzutreiben. Alternativ wird ein elektrischer, pneumatischer oder mechanischer Antrieb vorgeschlagen.From the EP 2 541 062 A1 is a piston pump for cryogenic fuels, especially for natural gas, known with a reciprocating pump piston. The pump piston defines a pump working space, which can be filled with liquid natural gas, so that in the pump working space existing liquid natural gas can be acted upon by a lifting movement of the pump piston with high pressure. At the other end of the pump piston limits a drive space which can be filled with a hydraulic pressure medium to drive the pump piston in a reciprocating motion. Alternatively, an electric, pneumatic or mechanical drive is proposed.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe mit einer als Kolbenpumpe ausgeführten Kraftstoffhochdruckpumpe anzugeben, die hydraulisch antreibbar ist und eine gesteigerte Dynamik besitzt.Based on the above-mentioned prior art, the present invention has the object to provide a fuel delivery device for cryogenic fuels with a designed as a piston pump high-pressure fuel pump, which is hydraulically driven and has an increased dynamics.

Zur Lösung der Aufgabe wird die Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the fuel delivery device with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorgeschlagene Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe umfasst eine Kolbenpumpe zur Förderung des kryogenen Kraftstoffs auf Hochdruck. Die Kolbenpumpe weist einen hin und her beweglichen Pumpenkolben auf, der einerseits einen Kompressionsraum und andererseits einen mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbaren Antriebsraum begrenzt. Erfindungsgemäß ist in die Kolbenpumpe mindestens eine ein Hauptstromventil und ein Pilotventil umfassende Ventilanordnung integriert, mittels welcher der Antriebsraum mit einer Hochdruckleitung und/oder einer Niederdruckleitung für ein hydraulisches Druckmittel verbindbar ist.The proposed cryogenic fuel delivery system includes a piston pump for delivering the cryogenic fuel to high pressure. The piston pump has a reciprocating pump piston, which limits on the one hand a compression space and on the other hand a pressurizable with a hydraulic pressure medium drive space. According to the invention, at least one valve arrangement comprising a main flow valve and a pilot valve is integrated in the piston pump, by means of which the drive space can be connected to a high-pressure line and / or a low-pressure line for a hydraulic pressure medium.

Sofern nur eine Ventilanordnung vorgesehen ist, kann diese zur Druckbeaufschlagung oder zur Entlastung des Antriebsraums eingesetzt werden. Bei einer Druckbeaufschlagung des Antriebsraums bewegt sich der Pumpenkolben in Richtung des Kompressionsraums, so dass der Pumpenkolben einen Arbeitshub ausführt. Bei einer Entlastung des Antriebsraums, wird hydraulisches Druckmittel aus dem Antriebsraum abgeführt, so dass der Pumpenkolben in seine Ausgangsstellung zurückgestellt werden kann. Bevorzugt sind eine erste Ventilanordnung zur Druckbeaufschlagung und eine zweite Ventilanordnung zur Entlastung des Antriebsraums vorgesehen. Da jede Ventilanordnung über ein Hauptstromventil und ein Pilotventil verfügt, sind beide Ventilanordnungen getrennt ansteuerbar.If only one valve arrangement is provided, this can be used to pressurize or to relieve the drive space. Upon pressurization of the drive space, the pump piston moves in the direction of the compression space, so that the pump piston performs a power stroke. In a discharge of the drive chamber, hydraulic pressure fluid is discharged from the drive chamber, so that the pump piston can be returned to its original position. Preferably, a first valve arrangement for pressurizing and a second valve arrangement for relieving the drive space are provided. Since each valve arrangement has a main flow valve and a pilot valve, both valve arrangements can be controlled separately.

Mit der vorgeschlagenen Ventilanordnung bzw. den vorgeschlagenen Ventilanordnungen lässt sich ein hoher Durchfluss bei geringem Druckabfall am Hauptstromventil realisieren. Gleichzeitig lassen sich sehr geringe Schaltzeiten erreichen, so dass der Antriebsraum schnell befüllt und/oder entleert werden kann. Somit können hohe Pumpenfrequenzen erzielt werden, so dass die Dynamik der Kolbenpumpe steigt.With the proposed valve arrangement or the proposed valve arrangements, a high flow can be realized with a small pressure drop at the main flow valve. At the same time, very short switching times can be achieved, so that the drive space can be quickly filled and / or emptied. Thus, high pump frequencies can be achieved, so that the dynamics of the piston pump increases.

Da jedem Hauptstromventil ein Pilotventil zugeordnet ist, können Arbeitshub und Saughub des Pumpenkolbens getrennt voneinander geschaltet werden. Ferner können Teilhübe des Pumpenkolbens realisiert werden, die eine bedarfsgerechte Fördermengenanpassung ermöglichen.Since each main flow valve is assigned a pilot valve, the working stroke and suction stroke of the pump piston can be switched separately from each other. In addition, partial strokes of the pump piston can be realized, which allow a demand-adjusted delivery rate adjustment.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Hauptstromventil ein hydraulisch betätigbares 2/2-Wegeventil. Auf diese Weise kann die Robustheit der Ventilanordnung gesteigert werden. Zudem ermöglicht das 2/2-Wegeventil eine kompakte Bauweise. Das 2/2-Wegeventil umfasst vorzugsweise einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden, hin- und herbeweglichen Ventilkolben, dessen Hin- und Herbewegung hydraulisch gesteuert wird.According to a preferred embodiment of the invention, the main flow valve is a hydraulically actuated 2/2-way valve. In this way, the robustness of the valve assembly can be increased. In addition, the 2/2-way valve allows a compact design. The 2/2-way valve preferably comprises a reciprocating valve piston which cooperates with a valve seat and whose reciprocating motion is hydraulically controlled.

Das Pilotventil der Ventilanordnung ist vorzugsweise ein elektrisch betätigbares 2/2-Wegeventil, mittels dessen der Steuerdruck in einem Steuerraum veränderbar ist, der vorzugsweise von dem Ventilkolben des Hauptstromventils begrenzt wird. Auf den Ventilkolben lastet somit der Steuerdruck im Steuerraum, der in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Pilotventils veränderbar ist.The pilot valve of the valve arrangement is preferably an electrically operable 2/2-way valve, by means of which the control pressure in a control chamber is variable, which is preferably limited by the valve piston of the main flow valve. On the valve piston thus loads the control pressure in the control chamber, which is variable depending on the switching position of the pilot valve.

In einer ersten Schaltstellung, in der das Pilotventil geöffnet ist, ist vorzugsweise der Steuerraum über eine Ablaufdrossel an die Niederdruckleitung angeschlossen, so dass hydraulisches Druckmittel aus dem Steuerraum in die Niederdruckleitung abströmt und der Steuerdruck im Steuerraum sinkt. Dies ermöglicht es dem Ventilkolben des Hauptstromventils zu öffnen. Über das geöffnete Hauptstromventil wird dann - je nach Funktion des Hauptstromventils - eine Druckbeaufschlagung oder Entlastung des Antriebsraums der Kolbenpumpe bewirkt.In a first switching position, in which the pilot valve is open, the control chamber is preferably connected via an outlet throttle to the low pressure line, so that hydraulic pressure fluid flows from the control chamber into the low pressure line and the control pressure in the control chamber decreases. This allows the valve piston of the main flow valve to open. Depending on the function of the main flow valve, a pressurization or relief of the drive chamber of the piston pump is then effected via the opened main flow valve.

In einer zweiten Schaltstellung, in der das Pilotventil geschlossen ist, ist vorzugsweise der Steuerraum über eine Zulaufdrossel an die Hochdruckleitung angeschlossen, so dass hydraulisches Druckmittel in den Steuerraum strömt und der Steuerdruck im Steuerraum wieder angehoben wird. Dies hat zur Folge, dass der Ventilkolben des Hauptventils in den Ventilsitz zurückgestellt wird und das Hauptstromventil schließt.In a second switching position, in which the pilot valve is closed, the control chamber is preferably connected via an inlet throttle to the high-pressure line, so that hydraulic pressure medium flows into the control chamber and the control pressure in the control chamber is raised again. This has the consequence that the valve piston of the main valve is returned to the valve seat and closes the main flow valve.

Zum Schalten des Pilotventils ist nur ein geringer Schaltstrom erforderlich, so dass die Energieeffizienz gesteigert wird, was sich zudem kostensenkend auswirkt. Ferner können aus der Injektortechnik bekannte Magnetventile als Pilotventile eingesetzt werden, die bereits in großen Stückzahlen hergestellt werden und damit besonders kostengünstig sind. Derartige Magnetventile zeichnen sich zudem durch eine hohe Robustheit aus.To switch the pilot valve only a small switching current is required, so that the energy efficiency is increased, which also has a cost-reducing effect. Furthermore, known from the Injektortechnik solenoid valves can be used as pilot valves, which are already produced in large quantities and are therefore particularly cost. Such solenoid valves are also characterized by a high degree of robustness.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kolbenpumpe über die Hochdruckleitung mit der Druckseite einer Hydraulikpumpe verbunden ist. Über die Hydraulikpumpe kann der erforderliche Druck in der Hochdruckleitung aufgebaut werden. Die Hydraulikpumpe kann beispielsweise ebenfalls als Kolbenpumpe ausgeführt sein. Der Antrieb der Hydraulikpumpe kann in diesem Fall über eine Nockenwelle erfolgen, die mit der Brennkraftmaschine koppelbar ist. Anstelle eines Nockentriebs kann auch ein Kurbeltrieb zum Antreiben der Hydraulikpumpe verwendet werden.In a further development of the invention, it is proposed that the piston pump is connected via the high-pressure line to the pressure side of a hydraulic pump. The required pressure in the high-pressure line can be established via the hydraulic pump. The hydraulic pump may for example also be designed as a piston pump. The drive of the hydraulic pump can take place in this case via a camshaft which can be coupled to the internal combustion engine. Instead of a cam drive and a crank mechanism for driving the hydraulic pump can be used.

Das hydraulische Druckmittel kann beispielsweise ein Öl, insbesondere ein Motoröl sein. Das hydraulische Druckmittel kann somit zugleich als Schmiermittel eingesetzt werden.The hydraulic pressure medium may be, for example, an oil, in particular an engine oil. The hydraulic pressure medium can thus be used at the same time as a lubricant.

Als weiterbildende Maßnahme wird ferner vorgeschlagen, dass in der Hochdruckleitung ein Zwischenspeicher angeordnet ist. Die Hydraulikpumpe fördert somit in den Zwischenspeicher. Auf diese Weise kann bei zyklisch fördernder Hydraulikpumpe und/oder zyklisch abnehmender Ventilanordnung ein Druckeinbruch in der Hochdruckleitung verhindert werden.As a further education measure is also proposed that in the high-pressure line, a buffer is arranged. The hydraulic pump thus promotes the buffer. In this way, with cyclically conveying hydraulic pump and / or cyclically decreasing valve arrangement, a pressure drop in the high-pressure line can be prevented.

Weiterhin bevorzugt ist die Kolbenpumpe über die Niederdruckleitung mit einer Rücklaufleitung und/oder einem Tank zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels verbunden. Das hydraulische Druckmittel kann auf diese Weise direkt oder indirekt über die Rücklaufleitung in den Tank zurückgeführt werden, so dass ein Kreislauf entsteht. Über die Rücklaufleitung kann zugleich eine Leckagemenge der Kolbenpumpe in den Tank zurückgeführt werden.Further preferably, the piston pump is connected via the low-pressure line to a return line and / or a tank for storing the hydraulic pressure medium. The hydraulic pressure medium can be returned in this way directly or indirectly via the return line into the tank, so that a cycle is created. At the same time a leakage amount of the piston pump can be returned to the tank via the return line.

Vorteilhafterweise ist der Pumpenkolben mehrteilig ausgeführt. Insbesondere kann der Pumpenkolben einen Antriebskolben zur Begrenzung des Antriebsraums umfassen, wobei vorzugsweise der Antriebskolben einen größeren Außendurchmesser als der eigentliche Pumpenkolben aufweist. Auf diese Weise kann die auf den Pumpenkolben wirkende hydraulische Druckkraft erhöht werden. Die mehrteilige Ausführung des Pumpenkolbens erleichtert in diesem Fall die Montage der Kolbenpumpe.Advantageously, the pump piston is designed in several parts. In particular, the pump piston may comprise a drive piston for limiting the drive space, wherein preferably the drive piston has a larger outer diameter than the actual pump piston. In this way, the force acting on the pump piston hydraulic pressure force can be increased. The multi-part design of the pump piston facilitates the assembly of the piston pump in this case.

Um den Pumpenkolben nach einem Arbeitshub in seine Ausgangslage zurückzustellen, kann der Pumpenkolben von der Federkraft einer Rückstellfeder beaufschlagt sein. Die mechanische Rückstellung des Pumpenkolbens mittels einer Feder kann besonders einfach und kostengünstig realisiert werden. Beispielsweise kann eine Schraubendruckfeder verwendet werden, die einen Pumpenkolbenabschnitt umgibt und sich am Antriebskolben abstützt.To return the pump piston after a power stroke to its initial position, the pump piston can be acted upon by the spring force of a return spring. The mechanical provision of the pump piston by means of a spring can be realized in a particularly simple and cost-effective manner. For example, a helical compression spring can be used, which surrounds a pump piston section and is supported on the drive piston.

Alternativ kann die Rückstellung des Pumpenkolbens hydraulisch bewirkt werden. In diesem Fall weist vorzugsweise der Pumpenkolben eine dem Antriebsraum abgewandte hydraulisch wirksame Fläche auf, die zur Rückstellung des Pumpenkolbens mit einer hydraulischen Druckkraft beaufschlagbar ist. Die hydraulisch wirksame Fläche des Pumpenkolbens kann beispielsweise am Antriebskolben des Pumpenkolbens ausgebildet sein.Alternatively, the return of the pump piston can be effected hydraulically. In this case, preferably, the pump piston on a drive space facing away from the hydraulically effective surface, which is acted upon for resetting the pump piston with a hydraulic pressure force. The hydraulically effective surface of the pump piston may be formed, for example, on the drive piston of the pump piston.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und
  • 2 einen vergrößerten Ausschnitt der 1 im Bereich des Antriebs der Kolbenpumpe.
A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 a schematic longitudinal section through a fuel delivery device according to the invention according to a preferred embodiment and
  • 2 an enlarged section of the 1 in the area of the drive of the piston pump.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung dient der Versorgung einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs mit einem kryogenen Kraftstoff, wobei es sich insbesondere um Erdgas handeln kann. Die Kraftstofffördereinrichtung umfasst eine Kolbenpumpe 1, mittels welcher der Kraftstoff auf Hochdruck gefördert wird. Die Kolbenpumpe 1 weist einen hin- und herbeweglichen Pumpenkolben 2 auf, der einen Kompressionsraum 3 begrenzt, in dem der Kraftstoff verdichtet wird. Über einen Zulauf 21 und ein Einlassventil 22 ist der Kompressionsraum 3 mit Kraftstoff befüllbar. Nach dem Verdichten wird der Kraftstoff über ein Auslassventil 23 einem Hochdruckabgang 24 zugeführt.The in the 1 and 2 represented fuel delivery device according to the invention serves to supply an internal combustion engine (not shown) of a motor vehicle with a cryogenic fuel, which may in particular be natural gas. The fuel delivery device comprises a piston pump 1 , by means of which the fuel is conveyed to high pressure. The piston pump 1 has a reciprocating pump piston 2 on top of a compression room 3 limited, in which the fuel is compressed. About a feed 21 and an inlet valve 22 is the compression space 3 can be filled with fuel. After compacting the fuel is via an exhaust valve 23 a high-pressure outlet 24 fed.

Der Pumpenkolben 2 der Kolbenpumpe 1 begrenzt andernends einen Antriebsraum 4, der über eine erste Ventilanordnung A mit einer Hochdruckleitung 7 und über eine zweite Ventilanordnung B mit einer Niederdruckleitung 8 verbindbar ist. Ist eine Verbindung mit der Hochdruckleitung 7 hergestellt, wird der Antriebsraum 4 mit Hochdruck beaufschlagt, so dass auf den Pumpenkolben 2 eine hydraulische Druckkraft wirkt, die den Pumpenkolben 2 in Richtung des Kompressionsraums 3 bewegt. Der Pumpenkolben 2 führt einen Arbeitshub aus. Die Rückstellung des Pumpenkolbens 2 wird vorliegend mittels einer Rückstellfeder 19 bewirkt. Die Rückstellung erfolgt, wenn der Antriebsraum 4 über die zweite Ventilanordnung B mit der Niederdruckleitung 8 verbunden ist, so dass der Antriebsraum 4 entlastet wird.The pump piston 2 the piston pump 1 limited in the other a drive space 4 that has a first valve arrangement A with a high pressure line 7 and a second valve arrangement B with a low pressure line 8th is connectable. Is a connection to the high pressure line 7 manufactured, the drive space becomes 4 subjected to high pressure, so that on the pump piston 2 a hydraulic pressure force acting on the pump piston 2 in the direction of the compression space 3 emotional. The pump piston 2 performs a work stroke. The return of the pump piston 2 is present by means of a return spring 19 causes. The provision is made when the drive room 4 via the second valve arrangement B with the low pressure line 8th connected so that the drive space 4 is relieved.

Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, umfassen beide Ventilanordnungen A, B jeweils ein Hauptstromventil 5.1, 5.2 und ein Pilotventil 6.1, 6.2. Beide Hauptstromventile 5.1, 5.2 sind jeweils als hydraulisch betätigbares 2/2-Wegeventil ausgeführt, das einen mit einem Ventilsitz 9.1, 9.2 zusammenwirkenden, hin- und herbeweglichen Ventilkolben 10.1, 10.2 aufweist. Die Ventilkolben 10.1, 10.2 der beiden Hauptstromventile 5.1, 5.2 begrenzen jeweils einen Steuerraum 11.1, 11.2, in dem ein Steuerdruck herrscht, der mittels des zugehörigen Pilotventils 6.1, 6.2 veränderbar ist. Bei geöffnetem Pilotventil 6.1, 6.2 ist über eine Ablaufdrossel 12.1, 12.2 eine Verbindung des Steuerraums 11.1, 11.2 mit der Niederdruckleitung 8 hergestellt, so dass der Steuerdruck im Steuerraum 11.1, 11.2 sinkt und das Hauptstromventil 5.1, 5.2 öffnet. Bei geöffnetem Hauptstromventil 5.1 der ersten Ventilanordnung A wird der Antriebsraum 4 mit Hochdruck beaufschlagt, so dass der Pumpenkolben 2 einen Arbeitshub ausführt. Bei geöffnetem Hauptstromventil 5.2 der zweiten Ventilanordnung B wird der Antriebsraum 4 entlastet, so dass die Rückstellfeder 19 den Pumpenkolben 2 in seine Ausgangsstellung zurückzustellen vermag. Es versteht sich von selbst, dass die beiden Ventilanordnungen A, B nicht zeitgleich betätigt werden, sondern zeitlich versetzt zueinander, wobei die beiden Pilotventile 6.1, 6.2 ein separates Schalten ermöglichen.How the particular 2 can be seen, include both valve assemblies A , B each a main flow valve 5.1 . 5.2 and a pilot valve 6.1 . 6.2 , Both main flow valves 5.1 . 5.2 are each designed as a hydraulically actuated 2/2-way valve, the one with a valve seat 9.1 . 9.2 cooperating reciprocating valve piston 10.1 . 10.2 having. The valve pistons 10.1 . 10.2 the two main flow valves 5.1 . 5.2 each delimit a control room 11.1 . 11.2 , in which there is a control pressure, by means of the associated pilot valve 6.1 . 6.2 is changeable. With open pilot valve 6.1 . 6.2 is via an outlet throttle 12.1 . 12.2 a connection of the control room 11.1 . 11.2 with the low pressure line 8th made, so that the control pressure in the control room 11.1 . 11.2 drops and the main flow valve 5.1 . 5.2 opens. With the main flow valve open 5.1 the first valve assembly A becomes the drive room 4 subjected to high pressure, so that the pump piston 2 performs a work stroke. With the main flow valve open 5.2 the second valve assembly B becomes the drive room 4 relieved, leaving the return spring 19 the pump piston 2 is able to return to its original position. It goes without saying that the two valve arrangements A . B are not operated simultaneously, but staggered in time, with the two pilot valves 6.1 . 6.2 allow a separate switching.

Um den Steuerdruck in einem der Steuerräume 11.1, 11.2 wieder anzuheben, wird das jeweilige Pilotventil 6.1, 6.2 wieder geschlossen. Über eine Zulaufdrossel 13.1, 13.2, welche den Steuerraum 11.1, 11.2 mit der Hochdruckleitung 7 verbindet, wird dann der Steuerraum 11.1, 11.2 mit dem hydraulischen Druckmittel befüllt, so dass der Steuerdruck wieder ansteigt und das Hauptstromventil 5.1, 5.2 schließt.To control the pressure in one of the control rooms 11.1 . 11.2 Raise again, the respective pilot valve 6.1 . 6.2 closed again. Via an inlet throttle 13.1 . 13.2 which the control room 11.1 . 11.2 with the high pressure line 7 connects, then becomes the control room 11.1 . 11.2 filled with the hydraulic pressure medium, so that the control pressure rises again and the main flow valve 5.1 . 5.2 closes.

Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, weist die dargestellte Kraftstofffördereinrichtung neben der Kolbenpumpe 1 eine weitere Pumpe auf. Hierbei handelt es sich um eine Hydraulikpumpe 14, mittels welcher der Kolbenpumpe 1 das hydraulische Druckmittel zuführbar ist. Zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels ist ein Tank 17 vorgesehen, aus dem das hydraulische Druckmittel mittels der Hydraulikpumpe 14 angesaugt und zunächst einem Zwischenspeicher 15 zugeführt wird, der in der Hochdruckleitung 7 angeordnet ist. Die Rückführung des hydraulischen Druckmittels in den Tank 17 erfolgt über eine Rücklaufleitung 16, in welche die Niederdruckleitung 8 mündet. Auf diese Weise wird ein separater Hydraulikkreislauf geschaffen.How the particular 1 can be seen, has the illustrated fuel delivery device in addition to the piston pump 1 another pump on. This is a hydraulic pump 14 , by means of which the piston pump 1 the hydraulic pressure medium can be supplied. For storing the hydraulic pressure medium is a tank 17 provided, from which the hydraulic pressure means by means of the hydraulic pump 14 sucked and first a cache 15 is fed, which in the high pressure line 7 is arranged. The return of the hydraulic pressure medium into the tank 17 via a return line 16 into which the low-pressure line 8th empties. In this way, a separate hydraulic circuit is created.

Gemäß einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung erfolgt die Rückstellung des Pumpenkolbens 2 ebenfalls hydraulisch. Eine Rückstellfeder 19 ist in diesem Fall entbehrlich. Ein Raum 25, der von einer hydraulisch wirksamen Fläche 20 des Pumpenkolbens 2 begrenzt wird, die an einem Antriebskolben 18 des Pumpenkolbens 2 ausgebildet ist, wird hierzu mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt.According to an alternative embodiment of a fuel delivery device according to the invention, not shown, the return of the pump piston takes place 2 also hydraulically. A return spring 19 is dispensable in this case. A room 25 which is of a hydraulically effective surface 20 of the pump piston 2 is limited to a drive piston 18 of the pump piston 2 is formed, this is acted upon by a hydraulic pressure medium.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2541062 A1 [0003]EP 2541062 A1 [0003]

Claims (10)

Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe, umfassend eine Kolbenpumpe (1) zur Förderung des kryogenen Kraftstoffs auf Hochdruck, wobei die Kolbenpumpe (1) einen hin und her beweglichen Pumpenkolben (2) aufweist, der einerseits einen Kompressionsraum (3) und andererseits einen mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbaren Antriebsraum (4) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kolbenpumpe (1) mindestens eine ein Hauptstromventil (5.1, 5.2) und ein Pilotventil (6.1, 6.2) umfassende Ventilanordnung (A, B) integriert ist, mittels welcher der Antriebsraum (4) mit einer Hochdruckleitung (7) und/oder einer Niederdruckleitung (8) für ein hydraulisches Druckmittel verbindbar ist.A fuel delivery device for cryogenic fuels, comprising a piston pump (1) for delivering the cryogenic fuel to high pressure, said piston pump (1) having a reciprocating pump piston (2), on the one hand a compression chamber (3) and on the other hand with a hydraulic pressure medium limited drive space (4), characterized in that in the piston pump (1) at least one main flow valve (5.1, 5.2) and a pilot valve (6.1, 6.2) comprehensive valve assembly (A, B) is integrated, by means of which the drive space (4 ) is connectable to a high pressure line (7) and / or a low pressure line (8) for a hydraulic pressure medium. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptstromventil (5.1, 5.2) ein hydraulisch betätigbares 2/2-Wegeventil ist, das vorzugsweise einen mit einem Ventilsitz (9.1, 9.2) zusammenwirkenden, hin- und herbeweglichen Ventilkolben (10.1, 10.2) umfasst.Fuel delivery after Claim 1 , characterized in that the main flow valve (5.1, 5.2) is a hydraulically actuated 2/2-way valve, which preferably comprises a with a valve seat (9.1, 9.2) cooperating, reciprocating valve piston (10.1, 10.2). Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pilotventil (6.1, 6.2) ein elektrisch betätigbares 2/2-Wegeventil ist, mittels dessen der Steuerdruck in einem Steuerraum (11.1, 11.2) veränderbar ist, der vorzugsweise von dem Ventilkolben (10.1, 10.2) des Hauptstromventils (5.1, 5.2) begrenzt wird.Fuel delivery after Claim 1 or 2 , characterized in that the pilot valve (6.1, 6.2) is an electrically operable 2/2-way valve, by means of which the control pressure in a control chamber (11.1, 11.2) is variable, preferably from the valve piston (10.1, 10.2) of the main flow valve ( 5.1, 5.2) is limited. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (11.1, 11.2) bei geöffnetem Pilotventil (6.1, 6.2) über eine Ablaufdrossel (12.1, 12.2) an die Niederdruckleitung (8) angeschlossen ist.Fuel delivery after Claim 3 , characterized in that the control chamber (11.1, 11.2) with open pilot valve (6.1, 6.2) via an outlet throttle (12.1, 12.2) to the low pressure line (8) is connected. Kraftstofffördereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (11.1, 11.2) über eine Zulaufdrossel (13.1, 13.2) an die Hochdruckleitung (7) angeschlossen ist.Fuel delivery after Claim 3 or 4 , characterized in that the control chamber (11.1, 11.2) via an inlet throttle (13.1, 13.2) to the high-pressure line (7) is connected. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (1) über die Hochdruckleitung (7) mit der Druckseite einer Hydraulikpumpe (14) verbunden ist, die vorzugsweise ebenfalls als Kolbenpumpe ausgeführt ist, wobei vorzugsweise in der Hochdruckleitung (7) ein Zwischenspeicher (15) angeordnet ist.Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston pump (1) via the high pressure line (7) to the pressure side of a hydraulic pump (14) is connected, which is preferably also designed as a piston pump, preferably in the high pressure line (7) Latch (15) is arranged. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (1) über die Niederdruckleitung (8) mit einer Rücklaufleitung (16) und/oder mit einem Tank (17) zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels verbunden ist.Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston pump (1) via the low pressure line (8) with a return line (16) and / or with a tank (17) is connected to the storage of the hydraulic pressure medium. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (2) mehrteilig ausgeführt ist und einen Antriebskolben (18) umfasst, der den Antriebsraum (4) begrenzt.Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump piston (2) is designed in several parts and comprises a drive piston (18) which limits the drive space (4). Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (2) zur Rückstellung von der Federkraft einer Rückstellfeder (19) beaufschlagt ist.Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump piston (2) is acted upon by the spring force of a return spring (19) for return. Kraftstofffördereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (2), vorzugsweise der Antriebskolben (18) des Pumpenkolbens (2), eine dem Antriebsraum (4) abgewandte hydraulisch wirksame Fläche (20) aufweist, die zur Rückstellung des Pumpenkolbens (2) mit einer hydraulischen Druckkraft beaufschlagbar ist.Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump piston (2), preferably the drive piston (18) of the pump piston (2), a the drive space (4) facing away from the hydraulically effective surface (20), which for resetting the pump piston ( 2) can be acted upon by a hydraulic pressure force.
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