DE102018202824A1

DE102018202824A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Fördern von Kraftstoff und Additiv

Info

Publication number: DE102018202824A1
Application number: DE102018202824.9A
Authority: DE
Inventors: Johannes Weiss; Michael Mauer; Stefan Kulzer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) und ein Verfahren zum Fördern von Kraftstoff und/oder einem Additiv, wie beispielsweise Wasser, für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Pumpenvorrichtung (110), in der ein Druckbereich (112) angeordnet ist und die einen sich im Druckbereich (112) hin und her beweglichen Pumpenkolben (114) aufweist, ein Kraftstoffeinlassventil (120), über das Kraftstoff in den Druckbereich (112) ansaugbar ist, und ein Additiveinlassventil (130), über das das Additiv in den Druckbereich (112) ansaugbar ist. Der Pumpenkolben (114) ist dazu ausgebildet, bei einer Ansaug-Hubbewegung eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff über das Kraftstoffeinlassventil (120) und/oder eine vorbestimmte Menge an Additiv über das Additiveinlassventil (130) in den Druckbereich (112) anzusaugen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und einem Additiv, wie beispielsweise Wasser oder eine Harnstofflösung, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.
Dem Kraftstoff für Brennkraftmaschinen können Flüssigkeiten zugemischt werden, um die Verbrennung, die Schadstoffemissionen und das Temperaturverhalten der Verbrennung zu verbessern. Das Volumen des Kraftstoffdirekteinspritzhochdrucksystems muss jedoch eine gewisse Mindestgröße aufweisen, um Druckpulsationen, welche durch die einzelnen Förderhübe der Hochdruckpumpe und die Einspritzungen der einzelnen Kraftstoffinjektoren verursacht werden, zu dämpfen und eine zu große Abweichung der Einspritzdrücke zum Zeitpunkt der Öffnung der Kraftstoffinjektoren der einzelnen Zylinder zu vermeiden. Bei instationären Anwendungen, wie z. B. in Fahrzeugen, führt die Änderung der Menge der zugemischten Flüssigkeit oder Unterbrechung der Zumischung der Flüssigkeit, zu einer erhebliche Verzugszeit, bis die zugemischte Flüssigkeit in der geforderten Menge in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht. Es kann dann nicht zu vermeiden sein, dass die Brennkraftmaschine abgestellt wird, bevor die gesamte zugemischte Flüssigkeit aus dem Hochdrucksystem von der Brennkraftmaschine verarbeitet wurde. Die Brennkraftmaschine muss in diesem Fall mit dem noch vorhandenen Gemisch aus Kraftstoff und zugemischter Flüssigkeit gestartet werden. Die Startfähigkeit der Brennkraftmaschine kann dadurch stark eingeschränkt sein. Für den Fall, dass die zugemischte Flüssigkeit Wasser ist, kann das Wasser im Hochdrucksystem bei abgestellter Brennkraftmaschine und bei niedriger Außentemperatur gefrieren. In diesem Zustand könnte die Brennkraftmaschine nicht mehr gestartet werden und die Bauteile des Kraftstoffeinspritzsystems können beschädigt werden.
Die DE 10 2012 206 984 A1 beschreibt ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, welche mit einer Hochdruckeinspritzleiste, einer Pumpe und einer Mischeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Kraftstoff mit Waser zu mischen, versehen ist. Die Mischeinrichtung ist in Strömungsrichtung des Kraftstoffs vor der Pumpe angeordnet.
Ferner ist aus der DE 10 2015 214 050 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Mischen von Kraftstoff und Wasser bekannt. Eine Pumpe wird dabei mit einem Druckraum vorgesehen, der einen Kraftstoffbereich und einen direkt damit in Verbindung stehenden Mischbereich aufweist. Der Kraftstoff wird in den Kraftstoffbereich angesaugt und von dem Kolben in den Mischbereich verdrängt, in den dann Wasser eingespritzt wird, um sich mit dem Kraftstoff zu mischen.
Die DE 10 2013 206 102 A1 beschreibt ein System zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine. Das System umfasst erste Injektoren, die jeweils eine Flüssigkeit direkt in eine Brennkammer einspritzen und zweite Injektoren, die jeweils eine Flüssigkeit in ein Saugrohr vor der Brennkammer einspritzen. Es ist wenigstens ein zwischen einem Kraftstofftank und den ersten und zweiten Injektoren angeordnetes Kraftstoffzuleitungs-Ventil und ein zwischen einem Wasservorratsbehälter und den ersten Injektoren angeordnetes Wasserzuleitungs-Ventil vorgesehen. Die Ventile sind so schaltbar, dass die ersten Injektoren sowohl in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank als auch mit dem Wasservorratsbehälter und die zweiten Injektoren in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank bringbar sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern von Kraftstoff und Additiven vorzusehen, mit denen ein möglichst exakt dosierendes, dynamisches und ein zuverlässiges Zuführen eines Gemischs aus Kraftstoff und Additiven der Brennkraftmaschine gewährleistet werden kann und das im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen nahezu störungsunanfällig ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern von Kraftstoff und/oder einem Additiv, wie beispielsweise Wasser oder eine Harnstofflösung, für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs vorzusehen, bei denen eine Mischung des Kraftstoffs mit dem Additiv entweder direkt in einem Druckraum einer Pumpenvorrichtung oder außerhalb, genauer gesagt stromabwärts oder stromaufwärts, einer solchen Pumpenvorrichtung erfolgt. Hierzu kann beispielsweise die Pumpenvorrichtung einen Druckbereich aufweisen, in den Kraftstoff und/oder Additiv direkt eingebracht werden kann und in dem ein Pumpenkolben Hubbewegungen zum Ansaugen und Verdrängen des Kraftstoffs und/oder Additivs ausführen kann. Alternativ kann die Pumpenvorrichtung derart betrieben werden, dass während einer Hubbewegung entweder nur Kraftstoff oder nur Additiv gefördert wird, wobei in einer solchen Anwendung die Mischung des Kraftstoffs mit dem Additiv in einem stromabwärts angeordneten Hochdruckspeicher erfolgen kann, der wiederum dazu ausgebildet ist, das Gemisch aus Kraftstoff und Additiv den Brennräumen mittels Einspritzvorrichtungen zuzuführen.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder einem Additiv, wie beispielsweise Wasser oder eine Harnstofflösung, für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs offenbart. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Pumpenvorrichtung auf, in der ein Druckbereich angeordnet ist und die einen sich zumindest teilweise im Druckbereich linear beweglichen Pumpenkolben umfasst, der dazu ausgebildet ist, sich zwischen einem ersten Totpunkt, bei dem ein Volumen des Druckbereichs minimiert ist, und einem zweiten Totpunkt, bei dem ein Volumen des Druckbereichs maximiert ist, hin- und her zubewegen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner ein Kraftstoffeinlassventil, über das Kraftstoff in den Druckbereich ansaugbar ist, und ein Additiv Einlassventil auf, über das das Additiv in den Druckbereich ansaugbar ist. Der Pumpenkolben ist dazu ausgebildet, bei einer Hubbewegung vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff über das Kraftstoffeinlassventil und/oder eine vorbestimmte Menge an Additiv über das Additiveinlassventil in den Druckbereich anzusaugen.
Der Druckbereich der Pumpenvorrichtung wird durch dasjenige Volumen definiert, welches durch die Hubbewegungen des Pumpenkolbens direkt veränderbar ist. Dieser beinhaltet weiterhin nur den direkten und nicht abgedrosselten Bereich bis zu den Schnittstellen der vorgeschalteten Einlassventile und dem stromabwärts angeordneten Auslassventil. Folglich sind etwaige in der Pumpenvorrichtung vorgesehene andere Bereiche bzw. Räume, die mit dem Pumpenkolben nicht in direkter Wirkverbindung stehen, nicht unter dem Druckbereich zu subsummieren. Insbesondere ist es angedacht, dass der Querschnitt des Druckbereichs der Pumpenvorrichtung ungefähr gleich ist zu dem Querschnitt des Pumpenkolbens.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeiten des Kraftstoffs und/oder des Additivs innerhalb der Pumpenvorrichtung zur Steigerung des Homogenisierungsgrads des Gemischs aus Kraftstoff und Additiv zu nutzen. Dabei erfolgt die Mischung von Kraftstoff und Additiven vorzugsweise gezielt innerhalb der Pumpeneinrichtung, wo sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten können. Außerdem kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitestgehend eine Kontamination des Kraftstoffkreislaufs mit Additiv dadurch vermieden werden, dass der Mischungspunkt vorzugsweise möglichst stromabwärts angeordnet wird und sich bevorzugt innerhalb des Druckbereichs der Pumpenvorrichtung befindet. Ferner ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, die Dynamik des Systems zu steigern, da ein großer Teil des Totvolumens zwischen Kraftstoffeingang und Pumpenausgang ausgeschalten werden kann. Als unerwünschtes Totvolumen in Bezug auf die Additivzumischung werden alle Volumen in der Pumpenvorrichtung bezeichnet, die dem Kraftstoffzulauf zuzuordnen sind, jedoch Nebenfunktionen der Pumpenvorrichtung ausführen können, wie z. B. Spül- oder Überströmbereiche oder Dämpfungseinrichtungen, und dem Mischungspunkt vorgeschaltet sind. Hier ist eine weitestgehende Vermeidung einer Zumischung von Additiven sicherzustellen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein hoher Homogenisierungsgrad des Kraftstoff-Additiv-Gemischs erreicht werden kann, was dazu führt, dass Entmischungseffekte im Hochdruckspeicher reduziert und ein Gleichlauf der in die Brennkammern der Brennkraftmaschine einspritzenden Einspritzventile erhöht werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner ein Pumpengehäuse auf, in dem der Druckbereich und der Pumpenkolben zumindest teilweise angeordnet sind.
Vorzugsweise sind dabei das Kraftstoffeinlassventil und/oder das Additiveinlassventil zumindest teilweise im Pumpengehäuse angeordnet. Somit kann eine kompakte Pumpenvorrichtung samt dem Pumpengehäuse, dem Kraftstoffeinlassventil und/oder dem Additiveinlassventil bereitgestellt werden, was durch seine strukturelle Geometrie die Fluidströmung positiv beeinflussen kann, beispielsweise durch Einbringen einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit zum Maximieren der Scherungskräften und einem Erhöhen des Mischungsgrads des Kraftstoffs mit dem Additiv innerhalb des Druckbereichs.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Steuervorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Kraftstoffeinlassventil und das Additiveinlassventil derart zu steuern, dass während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt sowohl Kraftstoff als auch Additiv in den Druckbereich angesaugt wird. Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, das Kraftstoffeinlassventil und das Additiveinlassventil derart zu steuern, dass während unterschiedlichen Zeitspannen bei einer (einzigen) Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt Kraftstoff und Additiv in den Druckbereich angesaugt wird.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Steuervorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Kraftstoffeinlassventil und das Additiveinlassventil derart zu steuern, dass während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt entweder Kraftstoff oder Additiv in dem Druckbereich angesaugt wird. In einer derartigen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Pumpenvorrichtung dazu ausgerichtet, während einer einzigen Hubbewegung des Pumpenkolbens entweder nur Kraftstoff oder nur Additiv zu fördern, wobei eine Vermischung des Kraftstoffs und des Additivs erst in einem stromabwärts angeordneten Hochdruckspeicher erfolgt.
Durch das Steuern des Kraftstoffeinlassventils und des Additiveinlassventils mittels der Steuervorrichtung kann das Mischungsverhältnis zwischen Kraftstoff und Additiv wie gewünscht eingestellt werden, damit die Verbrennungsprozesse innerhalb der Brennräume der Brennkraftmaschine noch effizienter gestaltet werden können. Damit kann eine stromaufwärts anzuordnende Messvorrichtung für die Additivzumischung entfallen.
Bevorzugt ist das Kraftstoffeinlassventil ein steuerbares proportionales oder digitales 2/2-Wegeventil. Außerdem kann es vorteilhaft sein, das Additiveinlassventil als Rückschlagventil oder steuerbares proportionales oder digitales 2/2-Wegeventil auszubilden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner einen stromaufwärts des Kraftstoffeinlassventils angeordneten Ausgleichbereich auf, der dazu ausgebildet ist, den und/oder das während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt von dem Pumpenkolben durch das Kraftstoffeinlassventil verdrängten Kraftstoff und/oder Additiv aufzunehmen und zu speichern. In einer darauffolgenden Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt kann dann aus diesem Ausgleichbereich wieder der Kraftstoff mit der vernachlässigbaren kleinen Menge von Additiv in den Druckraum angesaugt werden. Ein solcher Ausgleichbereich ist folglich dem Kraftstoffsystem zuzuordnen und dient für das Additive als Barriere, weiter stromaufwärts in das Kraftstoffsystem zu gelangen, beispielsweise in den Kraftstofftank.
Es kann ferner vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Auslassventil zu versehen, durch das der Kraftstoff und/oder das Additiv bei einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt vom Pumpenkolben aus dem Druckbereich verdrängt wird. Vorzugsweise ist das Auslassventil ein Rückschlagventil.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung außerdem einen stromabwärts des Auslassventils angeordneten Hochdruckspeicher auf, der dazu ausgebildet ist, den und/oder das während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt von dem Pumpenkolben durch das Auslassventil verdrängten Kraftstoff und/oder Additiv aufzunehmen und als Kraftstoff-Additiv-Gemisch unter Hochdruck zu speichern. In dem Hochdruckspeicher liegt somit ein Gemisch aus Kraftstoff und Additiv mit einem vorbestimmten Verhältnis vor, das dann den Brennräumen einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mittels geeigneten und bekannten Einspritzvorrichtungen zugeführt werden kann.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung offenbart. Das erfindungsgemäße Verfahren weist ein Ansaugen von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinlassventil und/oder von Additiv durch das Additiveinlassventil in den Druckbereich der Pumpenvorrichtung während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt und ein Verdrängen des Kraftstoffs und/oder Additivs aus dem Druckbereich während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt auf.
Vorzugsweise wird während jeder Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt sowohl Kraftstoff als auch Additiv in den Druckbereich angesaugt und während der Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt wird ein Gemisch aus Kraftstoff und Additiv vom Pumpenkolben aus dem Druckbereich verdrängt. Dabei erfolgt das Ansaugen des Kraftstoffs und des Additivs bei einer (einzigen) Hubbewegung bevorzugt nicht gleichzeitig, sondern während unterschiedlichen Zeitspannen. Somit kann durch die Position des Pumpenkolbens und der zugeordneten Schaltzeit vom Kraftstoffeinlassventil und Additiveinlassventil das zuzuordnende Hubvolumen von Kraftstoff und/oder Additiv durch die Steuereinheit indirekt erfasst werden und somit eine genaue Dosierung von Additiv und Kraftstoff erfolgen.
Insbesondere kann die von der Pumpenvorrichtung geförderte Masse an Kraftstoff im Wesentlichen größer sein als die von der Pumpenvorrichtung geförderte Masse an Additiv, so dass folglich das Kraftstoff-Additiv-Gemisch, das im Hochdruckspeicher unter Hochdruck gespeichert wird, mehr Kraftstoff aufweist als Additiv. Das heißt, dass über eine vorbestimmte Zeit der Hubbewegungen des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt insgesamt eine größere Masse bzw. Menge an Kraftstoff als an Additiv in den Druckbereich angesaugt und in den Hochdruckspeicher gefördert wird. Somit kann, wie bereits beschrieben, gewährleistet werden, dass das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Additiv im Wesentlichen zugunsten des Kraftstoffs ausfällt.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während jeder Hubbewegung des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt entweder nur Kraftstoff oder nur Additiv in den Druckbereich angesaugt und auch wieder bei einer anschließenden Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt vom Pumpenkolben aus dem Druckbereich verdrängt. In einer derartigen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet eine Vermischung des Kraftstoffs und des Additivs erstmals stromabwärts des Auslassventils, beispielsweise außerhalb der Pumpenvorrichtung, statt, beispielsweise innerhalb eines stromabwärts der Pumpenvorrichtung angeordneten Hochdruckspeichers.
Vorzugsweise ist die Anzahl an Hubbewegungen des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt, während denen lediglich Kraftstoff in den Druckbereich angesaugt wird, kleiner als die Anzahl an Hubbewegungen des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt, während denen lediglich Additiv in den Druckbereich angesaugt wird.
Insbesondere ist die von der Pumpenvorrichtung geförderte Masse an Kraftstoffe im Wesentlichen größer als die von der Pumpenvorrichtung geförderte Masse an Additiv, so dass folglich das Kraftstoff-Additiv-Gemisch, das im Hochdruckspeicher unter Hochdruck gespeichert wird, mehr Kraftstoff aufweist als Additiv. Das heißt, dass über eine vorbestimmte Anzahl an Hubbewegungen des Pumpenkolbens vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt insgesamt eine größere Menge an Kraftstoff als an Additiv in den Druckbereich angesaugt und gefördert wird. Somit kann, wie bereits beschrieben, gewährleistet werden, dass das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Additiv im Wesentlichen zugunsten des Kraftstoffs ausfällt.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der beschriebenen Lehre und/oder Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder Additiv zeigt,
2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder Additiv zeigt,
3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder Additiv zeigt,
4 ein Diagramm darstellt, das einen zeitlichen Verlauf mehrerer Hubbewegungen eines Pumpenkolbens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder Additiv zeigt, und
5 ein Diagramm darstellt, das einen weiteren zeitlichen Verlauf mehrerer Hubbewegungen des Pumpenkolbens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder Additiv zeigt.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und/oder Additiv im Detail beschrieben. Die Vorrichtung 100 ist insbesondere dazu ausgebildet, Kraftstoff und/oder Additiv in einen Hochdruckspeicher 180 derart zu fördern, dass in dem Hochdruckspeicher 180 ein Gemisch aus Kraftstoff und Additiv mit einem vorbestimmten Mischungsverhältnis vorliegt. Insbesondere ist es wünschenswert, dass das Gemisch im Hochdruckspeicher einen hohen Homogenisierungsgrad aufweist, damit Entmischungseffekte in dem Hochdruckspeicher reduziert werden können.
Die Vorrichtung 100 der 1 weist eine Pumpenvorrichtung 110 auf, in der ein Druckbereich 112 angeordnet ist und die einen sich zumindest teilweise im Druckbereich 112 linear beweglichen Pumpenkolben 114 aufweist. Der Pumpenkolben 114 ist dazu ausgebildet, sich zwischen einem ersten Totpunkt, bei dem ein Volumen des Druckbereichs minimiert ist, und einem zweiten Totpunkt, bei dem ein Volumen des Druckbereichs 112 maximiert ist, hin und her zu bewegen. Diese Hin- und Herbewegungen bzw. einzelnen Hubbewegungen des Pumpenkolbens 114 können beispielsweise durch einen Nockenwellenantrieb erfolgen. Alternativ sind auch separate Antriebe der Pumpenvorrichtung denkbar.
Der Druckbereich 112 ist insbesondere dadurch festgelegt, dass dieser, wie oben beschrieben, mit dem Pumpenkolben 114 in direkter Wirkverbindung steht. Insbesondere wird der Druckbereich 112 durch dasjenige Volumen beschrieben, das durch die Hubbewegungen des Pumpenkolbens 114 direkt veränderbar ist. Dieser beinhaltet weiterhin nur den direkten und nicht abgedrosselten Bereich bis zu den Schnittstellen der vorgeschalteten Einlassventile 120 und 130 und dem stromabwärts angeordneten Auslassventil 170. Entsprechend sind etwaige in der Pumpenvorrichtung 110 vorgesehene andere Bereiche bzw. Räume bzw. Volumen, die mit dem Pumpenkolben 114 nicht in direkter Wirkverbindung stehen, nicht unter dem Druckbereich 112 gemäß der vorliegenden Erfindung zu subsummieren bzw. einem solchen Druckbereich 112 zuzuordnen. Vielmehr ist es bevorzugt, dass der Querschnitt des Druckbereichs 112 im Wesentlichen gleich ist zum Querschnitt des Pumpenkolbens 114, so dass der Pumpenkolben 114 an der Wandung des Druckbereichs 112 zumindest teilweise gleiten kann.
Die Vorrichtung 100 weist außerdem ein Kraftstoffeinlassventil 120, über das Kraftstoff in den Druckbereich 112 ansaugbar ist, und ein Additiveinlassventil 130 auf, über das das Additiv in den Druckbereich 112 ansaugbar ist. Folglich umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei separate Einlassventile 120, 130, über die zum einen Kraftstoff und zum anderen Additiv in den Druckbereich 112 der Pumpenvorrichtung 110 angesaugt werden kann. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das Kraftstoffeinlassventil 120 und/oder das Additiveinlassventil 130 mit der Pumpenvorrichtung 110 in einem Gehäuse integriert sind.
Insbesondere ist das Kraftstoffeinlassventil 120 einem Kraftstoffkreislauf 140 zugeordnet, der weitere, in den Zeichnungen nicht explizit dargestellte Elemente aufweisen kann. Beispielsweise kann ein solcher Kraftstoffkreislauf 140 einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffvorförderpumpe und weitere aus dem Stand der Technik bekannte Elemente für einen Kraftstoffkreislauf aufweisen. Der Kraftstoffkreislauf 140 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, als Kraftstoff fossilen Kraftstoff, wie z. B. Diesel oder Benzin, Biokraftstoffe, wie z. B. Ethanol- oder Methanolprodukte, Flüssiggase, wie z. b. LPG, LNG oder CNG, oder synthetischen Kraftstoff, wie z. B. Oxymethylenether (OME), bereitzustellen.
In ähnlicher Weise ist das Additiveinlassventil 130 einem Additivkreislauf 150 zugeordnet, der dazu ausgebildet ist, Additiv bereitzustellen. Beispielsweise kann ein solcher Additivkreislauf 150 einen Additivtank, eine Additivvorförderpumpe und weitere aus dem Stand der Technik bekannte Bauteile für einen Additivkreislauf umfassen. Der Additivkreislauf 150 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, als Additiv Wasser, eine wässrige Harnstofflösung, Wasser-Ethanol-Gemische oder Wasser-Tensid-Gemische bereitzustellen, die dazu ausgebildet sind, mit dem Kraftstoff vor einer Verbrennung vermischt zu werden.
Die Vorrichtung 100 der 1 weist außerdem einen Ausgleichbereich 160 auf, der dem Kraftstoffsystem 140 zugeordnet ist und stromaufwärts des Kraftstoffeinlassventils 120 angeordnet ist. Der Ausgleichbereich 160 ist dazu ausgebildet, den und/oder das während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt von dem Pumpenkolben 114 durch das Kraftstoffeinlassventil 120 verdrängten Kraftstoff und/oder Additiv aufzunehmen und zu speichern. Insbesondere kann davon ausgegangen werden, dass nach der Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt die darauffolgende Hubbewegung vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt erfolgt, während der jedoch aus Gründen der Mengenregelung des Kraftstoffsystems das Kraftstoffeinlassventil 120 noch zumindest teilweise geöffnet sein kann und folglich ein Rückstrom des in den Druckbereich 112 während der vorherigen Hubbewegung vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt angesaugte Kraftstoff und/oder Additiv in den Ausgleichbereich 160 erfolgt. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, dass die Menge an Additiv innerhalb des Ausgleichbereich 160 vernachlässigbar klein sein wird.
Die Vorrichtung 100 weist außerdem ein Auslassventil 170, beispielsweise ein Rückschlagventil, auf, durch das der Kraftstoff und/oder das Additiv bei einer Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt vom Pumpenkolben 114 aus dem Druckbereich 112 verdrängt wird. Der oder das den Druckbereich 112 durch das Auslassventil 170 verlassende Kraftstoff und/oder Additiv gelangt dann, wie bereits erwähnt, in den Hochdruckspeicher 180, der das Gemisch aus Kraftstoff und Additiv zur Verbrennung in den Brennkammern der Brennkraftmaschine mit einem vorbestimmten Mischungsverhältnis und unter Hochdruck vorhält. Der Hochdruck liegt dabei in einem Bereich zwischen ungefähr 20 bar und 600 bar.
In der 1 ist das Kraftstoffeinlassventil 120 als steuerbares proportionales oder digitales 2/2-Wegeventil gezeigt, das mittels einer Steuereinheit (in den Zeichnungen nicht explizit dargestellt) geöffnet und geschlossen werden kann.
Das Additiveinlassventil 130 ist in der Ausgestaltung der Vorrichtung 100 der 1 in der Form eines Rückschlagventils dargestellt, so dass bei einer Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt eine vorbestimmte Menge an Additiv in den Druckbereich 112 angesaugt werden kann. Die Dosierung kann hier über eine Vorrangschaltung des Additivkreislaufs 150 dadurch erfolgen, dass zum Ansaugen des Additivs eine aktive Ansteuerung des Kraftstoffeinlassventils 120 unterbunden wird, dieses dadurch geschlossen bleibt und ein Ansaugen des Additivs über das Additiveinlassventil 130 somit ermöglicht.
Wie in der 1 mit gestrichelten Linien angedeutet umfasst die Pumpenvorrichtung 110 ein Pumpengehäuse 111, in dem der Druckbereich 112, der Pumpenkolben 114, das Kraftstoffeinlassventil 120, das Additiveinlassventil 130, der Ausgleichbereich 160 und/oder das Auslassventil 170 jeweils zumindest teilweise integriert sind. Das Pumpengehäuse 111 weist somit eine kompakte Struktur auf und vereint mehrere Bauelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 in sich. Alternativ könnte jedoch zumindest eins der genannten Bauelemente außerhalb des Pumpengehäuses 111 du separat davon vorgesehen werden.
Die 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der 1, wobei in der 2 das Additiveinlassventil 120 anstelle eines Rückschlagventils in der Form eines steuerbaren proportionalen oder digitalen 2/2-Wegeventils bereitgestellt ist. Folglich kann die Dosierung des Additivs während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt mittels eines Ansteuerns des Additiveinlassventils 130 wie gewünscht gesteuert werden.
Die 3 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 und unterscheidet sich von den in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen 100 darin, dass der Zulauf des Kraftstoffs über einen Hilfsdruckbereich 116 erfolgt, der mit dem Druckbereich 112 fluidmäßig nicht direkt, sondern lediglich indirekt verbunden ist. Wie in der 3 schematisch gezeigt, steht der Pumpenkolben 114 ebenfalls zumindest teilweise mit dem Hilfsdruckraum 116 derart in Wirkverbindung, dass das Volumen des Hilfsdruckbereichs 116 maximiert ist, wenn sich der Pumpenkolben 114 am ersten Totpunkt befindet, und minimiert ist, wenn sich der Pumpenkolben 114 am zweiten Totpunkt befindet. Der Hilfsdruckbereich 116 kann als erste Sperrfunktion dienen, damit möglichst kein Additiv in den Kraftstoffkreislauf 140 zurück gelangen kann. Aufgrund der kaum vermeidbaren Leckagen, die konzeptbedingt zwischen Pumpenkolben 114 und Pumpengehäuse 111 auftreten, tritt eine für die Funktion der Brennkraftmaschine vernachlässigbar kleine Menge an Additiv in den Hilfsdruckbereich 116 ein. Diese kann jedoch beim Abstellen und möglichen Gefrieren zu Schäden an dem Kraftstoffeinspritzsystem führen. Die Überströmleitung vom Hilfsdruckbereich 116 in den Ausgleichbereich 160 ist vorzugsweise derart zu gestalten, dass diese als Schwerkraftsperre für das Additiv ausgelegt ist. Diese Schwerkraftsperrfunktion ist weiterhin bei der Gestaltung des Auslaufs am Ausgleichbereich 160 zum Kraftstoffeinlassventil 120 hin anzuordnen.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 werden im Folgenden erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 100 der 1 bis 3 erläutert. An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine in den 1 bis 3 nicht explizit dargestellte Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, das Kraftstoffeinlassventil 120 und Additiveinlassventil 130 derart zu steuern, dass die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte durchgeführt werden.
In den 4 und 5 wird ein Hubzyklus des Pumpenkolbens 114 durch eine Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt und durch eine anschließende Hubbewegung vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt definiert.
Das Ansteuern der mehreren Ventile und Vorrichtungen kann durch eine Steuervorrichtung (in den Zeichnungen nicht explizit dargestellt) erfolgen, die beispielsweise über elektronische Speicher und elektronische Recheneinheiten verfügt. Die Steuervorrichtung kann insbesondere mit einer Hauptsteuereinrichtung der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen und mit dieser kommunizieren oder in diese integriert sein. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, das Kraftstoffeinlassventil 120 und das Additiveinlassventil 130 derart zu steuern, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
Die 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf mehrerer Hubbewegungen des Pumpenkolbens 114 zwischen dem ersten Totpunkt (1. TP) und dem zweiten Totpunkts (2. TP). Das Verfahren der 4 beginnt zum Zeitpunkt t₀ damit, dass sich der Pumpenkolben 114 am ersten Totpunkt 1.TP befindet und damit startet, sich in Richtung des zweiten Totpunkts zu bewegen. Zum Zeitpunkt t₀ sind außerdem sowohl das Kraftstoffeinlassventil 120 als auch das Additiveinlassventil 130 geschlossen.
Während dieser Hubbewegung wird das Additiveinlassventil 130 zum Zeitpunkt t₀ derart gesteuert, dass es sich öffnet und durch die Volumenvergrößerung während der Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt eine vorbestimmte Menge an Additiv, definiert über Ansteuerzeit des Additiveinlassventils 130 und den Kolbenhub, aus dem Additivkreislauf 140 durch das Additiveinlassventil 130 in den Druckbereich 112 angesaugt wird.
Bei einem anschließenden Verfahrensschritt wird zum Zeitpunkt t₁ das Additiveinlassventil 130 derart gesteuert, dass es sich wieder schließt. Die in der 4 schrägschraffierte Fläche deutet an, dass während der Zeitspanne zwischen t₀ und t₁ die vorbestimmte Menge an Additiv durch das Additiveinlassventil 130 in den Druckbereich 112 angesaugt wurde.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird zum Zeitpunkt t₂, der vorzugsweise kurz auf den Zeitpunkt t₁ folgt oder gleich dem Zeitpunkt t₁ ist, das Kraftstoffeinlassventil 120 derart gesteuert, dass es sich öffnet. Somit kann während der weiteren Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff aus dem Kraftstoffsystem 140 durch das Kraftstoffeinlassventil 120 in den Druckbereich 112 angesaugt werden. Der in den Druckbereich 112 angesaugte Kraftstoff kann sich dann innerhalb des Druckbereichs 112 mit dem bereits zuvor in den Druckbereich 112 angesaugten Additiv vermischen. Dabei können die durch das Kraftstoffeinlassventil 120 und das Additiveinlassventil 130 erzeugten hohen Einströmungsgeschwindigkeiten des Kraftstoffs und des Additivs für eine gute Vermischung des Kraftstoffs mit dem Additiv genutzt werden.
Zum Zeitpunkt t₃ wird das Kraftstoffeinlassventil 120 derart gesteuert, dass es sich schließt. Der Zeitpunkt t₃ beschreibt vorzugsweise denjenigen Zeitpunkt, an dem sich der Pumpenkolben 114 am zweiten Totpunkt befindet. Alternativ kann sich der Zeitpunkt t₃ auch zeitlich nach dem Zeitpunkt befinden, an dem sich der Pumpenkolben 114 am zweiten Totpunkt befindet. Die in der 4 karierte Fläche deutet an, dass während der Zeitspanne zwischen t₂ und t₃ die vorbestimmte Menge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinlassventil 120 in den Druckbereich 112 angesaugt wurde.
Bei der darauffolgenden Hubbewegung vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt wird dann das sich im Druckbereich 112 vermischte Gemisch aus Kraftstoff und Additiv zumindest teilweise weiter vermischt, zumindest teilweise verdichtet und vom Pumpenkolben 114 aus dem Druckbereich 112 durch das Auslassventil 170 in den Hochdruckspeicher 180 verdrängt.
Zum Zeitpunkt t₄, der einen neuen Zeitpunkt t₀ darstellen kann, erreicht der Pumpenkolben 114 wieder den ersten Totpunkt und das soeben beschriebene Verfahren kann wiederholt werden. Da während der Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt sowohl das Kraftstoffeinlassventil 120 als auch das Additiveinlassventil 130 im Wesentlichen geschlossen sind, ist die Fläche während den Zeitpunkten t₃ und t₄ weder schraffiert noch kariert, da hier kein Fluid in den Druckbereich 112 angesaugt wird.
Wie bereits oben erwähnt, kann es vorteilhaft sein, dass das Kraftstoffeinlassventil 120 zum Zeitpunkt t₃ noch nicht geschlossen ist. Folglich wird der Pumpenkolben 114 einen bestimmten Anteil des Kraftstoff-Additiv-Gemischs nicht nur durch das Auslassventil 170, sondern auch wieder in umgekehrter Strömungsrichtung durch das Kraftstoffeinlassventil 120 in den Ausgleichbereich 160 verdrängen. Jedoch ist es bevorzugt, dass die Menge an in den Ausgleichbereich 160 verdrängten Kraftstoff-Additiv-Gemisch relativ zu der Menge an in den Hochdruckspeicher 180 verdrängten Kraftstoff-Additiv-Gemisch vernachlässigbar klein ist. Zudem ist das Mischungsverhältnis von Kraftstoff zu Additiv derart, dass deutlich mehr Kraftstoff als Additiv im Kraftstoff-Additiv-Gemisch vorhanden ist.
Die Zeitspannen zwischen t₀ und t₁ und zwischen t₂ und t₃ können zum Einstellen des Mischungsverhältnisses von Kraftstoff und Additiv innerhalb des Druckbereichs 112 wie gewünscht eingestellt werden. Insbesondere erfolgt die Einstellung dieser Zeiträume und somit die Einstellung des vorbestimmten Mischungsverhältnisses in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustands der Brennkraftmaschine. Das heißt, dass zu jedem Zeitpunkt der Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst und dynamisch das Mischungsverhältnis von Kraftstoff und Additiv für den erfassten Betriebszustand der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann. Weiter ist zu erwähnen dass die oben beschriebenen Verfahrensschritte nicht identisch zu den Ansteuerschritten der Ventile laufen müssen. Es ist anzumerken, dass für eine optimierte Funktion des Verfahrens Verzugszeiten und Überlagerungen der Ventile zu berücksichtigen sein können. Es könnte sogar zur Sicherstellung der Funktion eines Ventils notwendig sein, auch ein anderes anzusteuern.
Bei den Hubzyklen der 4 saugt der Pumpenkolben 112 somit während jedem Hubzyklus sowohl Kraftstoff als auch Additiv an, wobei sich der Kraftstoff mit dem Additiv bereits im Druckbereich 112 zumindest teilweise vermischt und als Kraftstoff-Additiv-Gemisch in den Hochdruckspeicher 180 gefördert wird.
Die 5 zeigt einen weiteren zeitlichen Verlauf mehrerer Hubbewegungen des Pumpenkolbens 114 zwischen dem ersten Totpunkt (1. TP) und dem zweiten Totpunkts (2. TP) . Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5 ein alternatives Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 beschrieben.
Insbesondere startet das Verfahren der 5 damit, dass sich der Pumpenkolben 114 zum Zeitpunkt t₀ im ersten Totpunkt befindet, bei dem der Druckbereich 112 sein minimales Volumen aufweist. Zum Zeitpunkt t₀ sind sowohl das Kraftstoffeinlassventil 120 als auch das Additiveinlassventil 130 geschlossen.
Daraufhin führt der Pumpenkolben 114 eine Hubbewegung vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt aus, der zum Zeitpunkt t₁ erreicht wird. Zum Zeitpunkt t₀ wird das Additiveinlassventil 130 derart gesteuert, dass es sich öffnet. Das Additiveinlassventil 130 verbleibt während der Zeitspanne zwischen t₀ und t₁ geöffnet und wird erst zum Zeitpunkt t₁ derart gesteuert, dass es sich schließt. Während der Zeitspanne zwischen t₀ und t₁ bleibt das Kraftstoffeinlassventil 120 geschlossen. Somit wird während dieser Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 lediglich Additiv in den Druckraumbereich 112 angesaugt.
Anschließend wird während der Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt das in den Druckbereich 112 angesaugte Additiv zumindest teilweise verdichtet und aus dem Druckbereich 112 durch das Auslassventil 170 in den Hochdruckbereich 180 verdrängt. Dies geschieht in einer Zeitspanne zwischen t₁ und t₂, wobei sich der Pumpenkolben 114 zum Zeitpunkt t₂ wieder am ersten Totpunkt befindet. Zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₂ wird also lediglich Additiv gefördert.
Am Zeitpunkt t₂ wird das Kraftstoffeinlassventil 120 derart gesteuert, dass es sich öffnet. Das Additiveinlassventil 130 verbleibt geschlossen. Bei der darauffolgenden Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt, der zu einem dritten Zeitpunkt t₃ erreicht wird, wird somit lediglich Kraftstoff in den Druckbereich 112 angesaugt.
Anschließend wird während der Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom zweiten Totpunkt zum ersten Totpunkt der in den Druckbereich 112 angesaugte Kraftstoff zumindest teilweise verdichtet und aus dem Druckbereich 112 durch das Auslassventil 170 in den Hochdruckbereich 180 verdrängt. Dies geschieht in einer Zeitspanne zwischen t₃ und t₄, wobei sich der Pumpenkolben 114 zum Zeitpunkt t₄ wieder am ersten Totpunkt befindet. Zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₄ wird also lediglich Kraftstoff gefördert. Im Hochdruckspeicher 180 kann sich dann der Kraftstoff mit dem Additiv vermischen.
In dem Beispiel der 5 wird bei den beiden darauffolgen Hubzyklen wieder nur Kraftstoff angesaugt und in den Hochdruckspeicher 180 gefördert. Erst wieder während des vierten Hubzyklus nach dem ersten Hubzyklus, während dem nur Additiv gefördert wurde, wird wieder nur Additiv gefördert.
Gemäß der 5 ist es vorteilhaft, dass deutlich mehr Kraftstoff-Hubzyklen vorliegen als Additiv-Hubzyklen. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses von Kraftstoff und Additiv innerhalb des Hochdruckspeichers 180 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Anzahl an Additiv-Hubzyklen verändert wird. Dabei können beispielsweise die Additiv-Hubzyklen in periodischen Abständen, z. B. jeder vierte, fünfte oder sechste Hubzyklus, vorgesehen werden. Alternativ sind die periodischen Abstände dynamisch veränderbar.
Es ist außerdem möglich, dass nicht während einer vollständigen Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt Kraftstoff oder Additiv angesaugt wird. Vielmehr ist es bevorzugt, dass nur zeitweise während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens 114 vom ersten Totpunkt zum zweiten Totpunkt Kraftstoff oder Additiv angesaugt wird (siehe beispielsweise die schrägschraffierte Flächen der 5).
An dieser Stelle sei ferner angemerkt, dass während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen den in den 4 und 5 gezeigten Steuerungsstrategien gewechselt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012206984 A1 [0003]
DE 102015214050 A1 [0004]
DE 102013206102 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (100) zum Fördern von Kraftstoff und/oder einem Additiv, wie beispielsweise Wasser oder eine wässrige Harnstofflösung, für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung aufweist: - eine Pumpenvorrichtung (110), in der ein Druckbereich (112) angeordnet ist und die einen sich zumindest teilweise im Druckbereich (112) linear beweglichen Pumpenkolben (114) aufweist, der dazu ausgebildet ist, sich zwischen einem ersten Totpunkt (1. TP), bei dem ein Volumen des Druckbereichs (112) minimiert ist, und einem zweiten Totpunkt (2. TP), bei dem ein Volumen des Druckbereichs (112) maximiert ist, hin und her zu bewegen, - ein Kraftstoffeinlassventil (120), über das Kraftstoff in den Druckbereich (112) ansaugbar ist, und - ein Additiveinlassventil (130), über das das Additiv in den Druckbereich (112) ansaugbar ist, wobei der Pumpenkolben (114) dazu ausgebildet ist, bei einer Hubbewegung vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff über das Kraftstoffeinlassventil (120) und/oder eine vorbestimmte Menge an Additiv über das Additiveinlassventil (130) in den Druckbereich (112) anzusaugen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, ferner mit: - einem Pumpengehäuse (111), in dem der Druckbereich (112) und der Pumpenkolben (114) zumindest teilweise angeordnet sind, wobei das Kraftstoffeinlassventil (120) und/oder das Additiveinlassventil (130) zumindest teilweise im Pumpengehäuse (111) angeordnet sind.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: - einer Steuervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Kraftstoffeinlassventil (120) und das Additiveinlassventil (130) derart zu steuern, dass während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) sowohl Kraftstoff als auch Additiv in den Druckbereich (112) angesaugt wird.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die Steuervorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, das Kraftstoffeinlassventil (120) und das Additiveinlassventil (130) derart zu steuern, dass während unterschiedlichen Zeitspannen bei der Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) Kraftstoff bzw. Additiv in den Druckbereich (112) angesaugt wird.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 und 2, ferner mit: - einer Steuervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Kraftstoffeinlassventil (120) und das Additiveinlassventil (130) derart zu steuern, dass während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) entweder Kraftstoff oder Additiv in den Druckbereich (112) angesaugt wird.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftstoffeinlassventil ein steuerbares proportionales 2/2-Wegeventil (120) ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Additiveinlassventil ein Rückschlagventil (130) oder ein steuerbares proportionales 2/2-Wegeventil (130) ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: - einem stromaufwärts des Kraftstoffeinlassventils (120) angeordneten Ausgleichbereich (160), der dazu ausgebildet ist, den und/oder das während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt (2. TP) zum ersten Totpunkt (1. TP) vom Pumpenkolben (114) durch das Kraftstoffeinlassventil (120) verdrängten Kraftstoff und/oder Additiv aufzunehmen und zu speichern.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: - einem Auslassventil (170), durch das der Kraftstoff und/oder das Additiv bei einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt (2. TP) zum ersten Totpunkt (1. TP) vom Pumpenkolben (114) aus dem Druckbereich (112) verdrängt wird, wobei das Auslassventil vorzugsweise als Rückschlagventil (170) ausgebildet ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, ferner mit: - einem stromabwärts des Auslassventils (170) angeordneten Hochdruckspeicher (180), der dazu ausgebildet ist, den und/oder das während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens vom zweiten Totpunkt (2. TP) zum ersten Totpunkt (1. TP) vom Pumpenkolben (114) durch das Auslassventil (170) verdrängten Kraftstoff und/oder Additiv aufzunehmen und unter Hochdruck zu speichern.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren aufweist: - Ansaugen von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinlassventil (120) und/oder von Additiv durch das Additiveinlassventil (130) in den Druckbereich (112) der Pumpenvorrichtung (110) während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP), und - Verdrängen des Kraftstoffs und/oder Additivs aus dem Druckbereich (112) während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) zwischen dem zweiten Totpunkt (2. TP) und dem ersten Totpunkt (1. TP) .
Verfahren nach Anspruch 11, wobei während jeder Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) sowohl Kraftstoff als auch Additiv in den Druckbereich (112) angesaugt wird, und während jeder Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom zweiten Totpunkt (2. TP) zum ersten Totpunkt (1. TP) ein Gemisch aus Kraftstoff und Additiv vom Pumpenkolben (114) aus dem Druckbereich (112) verdrängt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei während jeder Hubbewegung des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) entweder Kraftstoff oder Additiv in den Druckbereich (112) angesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Anzahl an Hubbewegungen des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP), während denen lediglich Kraftstoff in den Druckbereich (112) angesaugt wird, kleiner ist als die Anzahl an Hubbewegungen des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP), während denen lediglich Additiv in den Druckbereich (112) angesaugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei über eine vorbestimmte Anzahl an Hubbewegungen des Pumpenkolbens (114) vom ersten Totpunkt (1. TP) zum zweiten Totpunkt (2. TP) die Menge an in den Druckbereich (112) angesaugten Kraftstoff größer ist als die Menge an in den Druckbereich (112) angesaugten Additiven.