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Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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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.
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Stand der Technik
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Die Bevorratung kryogener Kraftstoffe an Bord eines Kraftfahrzeugs erfolgt in der Regel in sogenannten Kryotanks. Hierbei handelt es sich um tiefkalte Speicher, die ausreichend isoliert sind, um den kryogenen Kraftstoff in flüssiger Form zu speichern. Die ideale Speichertemperatur von Erdgas beträgt beispielsweise -160°C. Wasserstoff wird bei -253°C gelagert. Eine eigene Kühlung besitzen diese Tanks in der Regel nicht.
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Die Entnahme des kryogenen Kraftstoffs aus dem Tank erfolgt üblicherweise mittels einer Kraftstofffördereinrichtung, die zumindest eine Hochdruckpumpe zum Verdichten des Kraftstoffs umfasst. Die Hochdruckpumpe kann dabei teilweise im Tank angeordnet sein. Beispielsweise kann der Pumpenkopf im Tank und der Antrieb der Pumpe außerhalb des Tanks angeordnet sein. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass der Pumpenkopf gekühlt ist, so dass eine separate Kühlung für die Pumpe entfallen kann. Durch die teilweise Anordnung der Hochdruckpumpe im Tank erhöht sich jedoch der konstruktive Aufwand, da im Bereich der Durchführung die Isolierung des Tanks unterbrochen wird. Aus dem Stand der Technik sind daher auch Kraftstofffördersysteme für kryogene Kraftstoffe bekannt, bei denen die Hochdruckpumpe außerhalb des Tanks angeordnet und mittels einer im Tank angeordneten Vorförderpumpe mit Kraftstoff versorgbar ist. Zur Kühlung der Hochdruckpumpe kann dann eine separate Kühlung vorgesehen werden.
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Aus der
DE 10 2016 014 928 A1 geht beispielhaft ein Kraftstoffsystem mit einem Tank zum Speichern von Flüssiggas sowie eine Pumpeinrichtung zum Fördern des Flüssiggases hervor, das darüber hinaus eine Kühleinrichtung umfasst, um die Temperatur des Flüssiggases in einem Bereich des Kraftstoffsystems zu verringern, welcher mit einer Saugseite der Pumpeinrichtung fluidisch gekoppelt ist.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Kühlung einer Hochdruckpumpe anzugeben, die einfach und kostengünstig umsetzbar ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird die Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorgeschlagene Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe, insbesondere für verflüssigtes Erdgas, umfasst eine Hochdruckpumpe mit einem Pumpenkopf, in dem ein Kompressionsraum ausgebildet ist, der über ein Einlassventil mit kryogenem Kraftstoff aus einem Tank befüllbar und über ein Hochdruckauslassventil mit einem im Pumpenkopf ausgebildeten Hochdruckkanal verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist der Hochdruckkanal über ein Kaltfahrventil mit einem Rücklauf verbindbar, wobei das Kaltfahrventil einen gegen den Druck im Hochdruckkanal öffnenden Ventilstößel aufweist und stromabwärts des Kaltfahrventils ein weiteres Hochdruckauslassventil im Hochdruckkanal angeordnet ist.
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Mit Hilfe des Kaltfahrventils kann der Kompressionsraum der Hochdruckpumpe, vorzugsweise vor Inbetriebnahme nach einer längeren Stillstandsphase bzw. bei einer „Kaltfahrt“, mit kryogenem bzw. tiefkaltem Kraftstoff gespült werden, so dass der Pumpenkopf der Hochdruckpumpe gekühlt wird. Dadurch wird verhindert, dass mit Inbetriebnahme der Hochdruckpumpe in den Kompressionsraum gelangender flüssiger Kraftstoff verdampft und die Effizienz der Hochdruckpumpe mindert.
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Dadurch, dass das Kaltfahrventil an den Hochdruckbereich der Hochdruckpumpe angebunden ist und einen den gegen den Druck öffnenden Ventilstößel aufweist, kann der sich mit Förderbeginn der Hochdruckpumpe aufbauende hohe Druck zum Schließen des Kaltfahrventils genutzt werden. Der Aufbau des Kaltfahrventils kann somit vereinfacht werden, beispielsweise kann auf eine Schließfeder verzichtet werden. Durch die hydraulische Schließkraft ist zudem während des Förderbetriebs der Hochdruckpumpe sichergestellt, dass das Kaltfahrventil dicht geschlossen bleibt. Die Fördermenge kann somit vollständig einem an die Hochdruckpumpe angeschlossenen Hochdruckspeicher zugeführt werden.
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Während des Kaltfahrens der Hochdruckpumpe verhindert das stromabwärts des Kaltfahrventils im Hochdruckkanal angeordnete weitere Hochdruckauslassventil, dass mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher zurück in den Hochdruckkanal strömt. Somit bleibt eine hohe Effizienz des Systems gewährleistet.
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Das stromabwärts des Kaltfahrventils im Hochdruckkanal angeordnete weitere Hochdruckauslassventil ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass es langsamer als das stromaufwärts gelegene Hochdruckauslassventil schließt. Während des normalen Förderbetriebs der Hochdruckpumpe schließt somit immer nur das stromaufwärts gelegene bzw. erste Hochdruckauslassventil. Aufgrund der geringen Anzahl an Schließvorgängen ist somit das zweite Hochdruckauslassventil weniger verschleiß- und damit weniger leckagebehaftet. Das heißt, dass es dicht schließt und während langer Förderpausen den Systemdruck aufrechterhalten kann. Auf diese Weise kann die Effizienz des Systems gesteigert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Kaltfahrventil einen Aktor, vorzugsweise einen elektromagnetischen Aktor, mit dessen Hilfe der Ventilstößel gegen den Druck im Hochdruckkanal öffenbar ist. Das Kaltfahrventil ist somit gezielt ansteuerbar.
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Da der Aktor gegen eine hydraulische Schließkraft arbeiten muss, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass vor dem Öffnen des Kaltfahrventils zum Kaltfahren der Hochdruckpumpe Druck im Hochdruckkanal abgebaut wird, so dass keine Druckdifferenz am Kaltfahrventil ansteht bzw. die Druckdifferenz gering ist. Das Kaltfahrventil kann dann mit weniger Kraft geöffnet werden, so dass der Aktor entsprechend klein ausgelegt werden kann. Auf diese Weise kann der Energiebedarf des Kaltfahrventils gesenkt werden, so dass eine weitere Effizienzsteigerung bewirkt wird. Aufgrund der geringeren elektrischen Leistung kann zudem der durch den Aktor verursachte Wärmeeintrag verringert werden, was sich ebenfalls positiv auf die Effizienz des Systems auswirkt. Ferner sinkt der Bauraumbedarf des Kaltfahrventils.
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Darüber hinaus ermöglichen die zum Öffnen des Kaltfahrventils erforderlichen geringen Aktorkräfte eine Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts des Kaltfahrventils. Auf diese Weise kann die Kühlwirkung während des Kaltfahrens verbessert werden.
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Der zum Senken der erforderlichen Öffnungskraft vorgeschlagene Druckabbau im Hochdruckkanal vor dem Öffnen des Kaltfahrventils kann auf unterschiedliche Art und Weise bewirkt werden.
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Beispielsweise kann der Hochdruckkanal über eine parallel zum Kaltfahrventil angeordnete definierte Leckage- oder Drosselstelle mit dem Rücklauf verbunden sein. Über die Leckage- oder Drosselstelle wird dann stetig Druck abgebaut, bis sich ein Druckgleichgewicht einstellt. Aufgrund des geringen Volumens zwischen den beiden Hochdruckauslassventilen strömt nur wenig Kraftstoff über die Leckage- bzw. Drosselstelle ab, so dass der Verlust hinnehmbar ist. Im Übrigen verhindert die mit dem Druckabbau im Hochdruckkanal bewirkte Druckdifferenz am zweiten Hochdruckauslassventil, dass bereits in den Hochdruckspeicher geförderter Kraftstoff in den Hochdruckkanal zurückströmt.
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Ferner kann die Hochdruckpumpe derart ausgelegt sein, dass der Hochdruckkanal über zwei parallel angeordnete Kaltfahrventile, die unterschiedlich große Öffnungsquerschnitte aufweisen, mit dem Rücklauf verbindbar ist. Zum Druckabbau wird dann zunächst das Kaltfahrventil mit dem kleineren Öffnungsquerschnitt geöffnet. Erst nach erfolgtem Druckabbau wird dann das Kaltfahrventil mit dem großen Öffnungsquerschnitt zum Generieren eines hohen Durchflusses geöffnet. Das zu Druckabbau vorgesehene kleinere Kaltfahrventil kann als gegen den Druck oder mit dem Druck öffnendes Ventil ausgelegt sein. Bedingt durch den kleinen Öffnungsquerschnitt werden nur geringe Aktorkräfte benötigt. Die Öffnungszeit kann zudem kurzgehalten werden, da nur wenig Kraftstoff aus dem Hochdruckkanal entweichen muss, um den gewünschten Druckabbau zu bewirken. Somit ist auch der Energiebedarf des Aktors des weiteren Kaltfahrventils gering und vernachlässigbar. Gleiches gilt in Bezug auf die durch den Aktor bewirkte thermische Aufheizung.
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Darüber hinaus kann der Druckabbau im Hochdruckkanal durch ein Kaltfahrventil bewirkt werden, dass als mehrstufig, insbesondere zweistufig, öffnendes Ventil ausgeführt ist. In der ersten Stufe wird ein kleiner Öffnungsquerschnitt freigegeben, um Druck abzubauen. In der zweiten Stufe wird ein großer Öffnungsquerschnitt freigegeben, so dass wiederum ein hoher Durchfluss generierbar ist. Zum zweistufigen Öffnen kann das Kaltfahrventil beispielsweise zwei ineinander geführte Ventilstößel aufweisen, die unterschiedlich große Öffnungsquerschnitte freigeben. Der Abfluss von Kraftstoff während der ersten Stufe kann entlang der Führung zwischen beiden Ventilstößeln erfolgen. Der innen liegende Ventilstößel kann hierzu Abflachungen oder Längsnuten aufweisen.
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Bevorzugt ist zumindest ein Ventilstößel eines Kaltfahrventils über einen Ventilkörper geführt, der zugleich einen Ventilsitz für den Ventilstößel ausbildet. Führung und Sitz werden somit in einem Bauteil realisiert, so dass eine optimale Zentrierung des Ventilstößels in Bezug auf den Ventilsitz gewährleistet ist.
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Ferner bevorzugt ist der Ventilkörper des Kaltfahrventils in eine Bohrung des Pumpenkopfs eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt. Der Ventilkörper erleichtert somit die Montage des Kaltfahrventils, da dieser gemeinsam mit dem Ventilstößel vormontiert und als vormontierte Einheit in die Bohrung des Pumpenkopfs eingesetzt bzw. eingeschraubt werden kann.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Ventilstößel zur Wirkverbindung mit dem Aktor durch den Ventilkörper und durch eine Ventilschraube, mittels welcher der Aktor am oder im Pumpenkopf befestigt ist, hindurchgeführt ist. Der Aufbau des Kaltfahrventils kann somit vereinfacht werden. Insbesondere kann der elektrische Aktor ebenfalls vormontiert und als vormontierte Einheit mit Hilfe der Ventilschraube am bzw. im Pumpenkopf der Hochdruckpumpe befestigt werden.
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Der elektromagnetische Aktor weist vorzugsweise eine ringförmige Magnetspule zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker auf, der mittels der Federkraft einer Feder gegen zumindest einen Ventilstößel axial vorgespannt ist. Die Federvorspannung des Ankers bewirkt einen Kraftschluss zwischen dem Anker und dem Ventilstößel und stellt damit die erforderliche Wirkverbindung zwischen dem Aktor und dem Ventilstößel sicher.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Anker über eine Magnethülse geführt ist. Das heißt, dass der Anker zumindest abschnittsweise in der Magnethülse aufgenommen ist. Die Magnethülse ist Teil eines Magnetkreises, der bewirkt, dass bei einer Bestromung der Magnetspule ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Magnetkraft auf den Anker in der Weise einwirkt, dass er den Ventilstößel aus dem Ventilsitz hebt. Vorzugsweise greift die Magnethülse in die Magnetspule ein, so dass ein nach dem Tauchankerprinzip arbeitender elektromagnetischer Aktor geschaffen wird, der in axialer Richtung besonders kompakt bauend ist. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Magnethülse über eine amagnetische weitere Hülse mit der Ventilschraube verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise eine Schweißverbindung sein, so dass hierüber eine Abdichtung erreicht wird, die verhindert, dass die Magnetspule in Kontakt mit dem Kraftstoff gelangt. Eine aufwendige Abdichtung der elektrischen Verbindung kann somit entfallen.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Hochdruckpumpe über eine Zulaufleitung mit einer Vorförderpumpe verbunden ist. Die Vorförderpumpe ist somit Bestandteil der vorgeschlagenen Kraftstofffördereinrichtung. Mit Hilfe der Vorförderpumpe wird der Hochdruckpumpe kryogener Kraftstoff aus dem Tank zugeführt. Die Vorförderpumpe ist hierzu bevorzugt im Tank angeordnet.
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Des Weiteren bevorzugt ist die Hochdruckpumpe über den Rücklauf und eine hieran angeschlossene Rücklaufleitung mit dem Tank verbunden. Die beim Kaltfahren zur Kühlung der Hochdruckpumpe verwendete Kraftstoffmenge wird somit in den Tank zurückgeführt, so dass sie dem System nicht verloren geht.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung, umfassend eine Hochdruckpumpe und eine in einem Tank angeordnete Vorförderpumpe,
- 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Pumpenkopf einer Hochdruckpumpe einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung,
- 3 einen schematischen Längsschnitt durch den Pumpenkopf einer Hochdruckpumpe einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung,
- 4 einen schematischen Längsschnitt durch ein Kaltfahrventil einer Hochdruckpumpe einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung,
- 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ventileinheit eines zweistufig öffnenden Kaltfahrventils und
- 6 einen vergrößerten Ausschnitt der 5.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Die in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung umfasst eine Hochdruckpumpe 1 und eine Vorförderpumpe 24, die in einem Tank 5 zur Bevorratung eines kryogenen Kraftstoff angeordnet ist, und zwar im Bereich einer Flüssigphase 27 des Kraftstoffs. Über der Flüssigphase 27 liegt eine Gasphase 26, die sich durch Wärmeeintrag von außen im Tank 5 ausgebildet hat. Die Anordnung der Vorförderpumpe 24 in der Flüssigphase 27 soll sicherstellen, dass der Hochdruckpumpe 1 vorrangig flüssiger Kraftstoff zugeführt wird.
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Die dargestellte Hochdruckpumpe 1 weist einen Pumpenkopf 2 auf, in dem ein Kompressionsraum 3 ausgebildet ist, der von einem Pumpenkolben 28 begrenzt wird. Im Förderbetreib der Hochdruckpumpe 1 wird mit Hilfe des hin- und herbeweglichen Pumpenkolbens 28 im Kompressionsraum 3 vorhandener Kraftstoff komprimiert und über zwei hintereinander angeordnete Hochdruckauslassventile 6, 10 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt. Über ein Einlassventil 4 ist der Kompressionsraum 3 mit Kraftstoff befüllbar. Dem Einlassventil 4 wird der Kraftstoff über eine Zulaufleitung 23 zugeführt, welche die Hochdruckpumpe 1 mit der Vorförderpumpe 24 verbindet.
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In den Pumpenkopf 2 der Hochdruckpumpe 1 ist ein Kaltfahrventil 8 integriert, über welches der Kompressionsraum 3 mit einem Rücklauf 9 verbindbar ist. Der Rücklauf 9 ist über eine Rücklaufleitung 25 mit dem Tank 5 verbunden, so dass der über das Kaltfahrventil 8 zum Spülen bzw. zum Kühlen der Hochdruckpumpe 1 abgeführte Kraftstoff in den Tank 5 zurückgeführt wird. Das Spülen bzw. Kühlen erfolgt während einer Kaltfahrt, das heißt vor der eigentlichen Inbetriebnahme der Hochdruckpumpe. Dadurch ist sichergestellt, dass im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe 1 vorrangig flüssiger Kraftstoff komprimiert wird.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, ist das Kaltfahrventil 8 an einen Hochdruckkanal 7 zwischen den beiden Hochdruckauslassventilen 6, 10 angeschlossen. Die Spül- bzw. Kühlmenge wird demnach über das erste Hochdruckauslassventil 6 und das Kaltfahrventil 8 zurück in den Tank 5 geführt. Der Durchfluss beim Kaltfahren wird durch die Vorförderpumpe 24 generiert. Um den Durchfluss während des Kaltfahrens zu steigern, kann der Pumpenkolben 28 der Hochdruckpumpe wie im normalen Förderbetrieb bewegt werden. Auf diese Weise steigt die Druckdifferenz am Einlassventil 4 beim Ansaugen von Kraftstoff in den Kompressionsraum 3. Ebenfalls steigt die Druckdifferenz am ersten Hochdruckauslassventil 6 beim Fördern von Kraftstoff aus dem Kompressionsraum 3 in den Hochdruckkanal 7 bzw. in den Rücklauf 9. Das erste Hochdruckauslassventil 6 und das Kaltfahrventil 8 stellen Drosselstellen dar, die es durch eine hohe Druckdifferenz bei möglichst hohem Durchfluss zu überwinden gilt.
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Das Kaltfahrventil 8 der Hochdruckpumpe 1 der 1 kann wie in der 4 dargestellt ausgeführt sein. Insbesondere kann es einen gegen den Druck im Hochdruckkanal 7 öffnenden Ventilstößel 11 aufweisen, der mit einem Ventilsitz 15 zusammenwirkt, der durch einen Ventilkörper 14 ausgebildet wird. Der Ventilkörper 14 und der Ventilstößel 11 können in einfacher Weise als vormontierte Einheit in eine Bohrung 16 des Pumpenkopfs 2 der Hochdruckpumpe 1 eingesetzt, insbesondere eingeschraubt werden. Der Ventilstößel 11 kann mittels einer Schließfeder 29 gegen den Ventilsitz 15 vorgespannt sein, eine Schließfeder 29 ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da im normalen Förderbetrieb der Hochdruckpumpe 1 auf den Ventilstößel 11 hydraulische Schließkräfte wirken. Das Öffnen wird mittels eines Aktors 12 bewirkt, der insbesondere als elektromagnetischer Aktor 12 ausgeführt sein kann. Wie beispielhaft in der 4 dargestellt kann der elektromagnetische Aktor 12 eine ringförmige Magnetspule 18, einen hubbeweglichen Anker 19 und eine Magnethülse 21 aufweisen. Über die Magnethülse 21 ist der Anker 19 geführt. Über eine zwischen der Magnethülse 21 und dem Anker 19 angeordnete Feder 20 ist der Anker 19 gegen den Ventilstößel 11 vorgespannt, so dass der Hub des Ankers 19 den Ventilstößel 11 aus dem Ventilsitz 15 hebt. Der Hub des Ankers 19 wird dabei durch eine Ventilschraube 17 begrenzt, mittels welcher der Aktor 12 im Pumpenkopf 2 der Hochdruckpumpe 1 befestigt ist. Die Ventilschraube 17 ist über eine amagnetische Hülse 22 mit der Magnethülse 21 verbunden. Vorzugsweise ist die amagnetische Hülse 22 sowohl mit der Magnethülse 21 als auch mit der Ventilschraube 17 umlaufend verschweißt, so dass hierüber zugleich eine Abdichtung erreicht wird.
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Die Funktionsweise des in der 4 dargestellten Kaltfahrventils 8 ist wie folgt:
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Wird die Magnetspule 18 des elektromagnetischen Aktors 12 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Anker 19 in Richtung der Ventilschraube 17 bewegt. Der Anker 19 hebt dabei den Ventilstößel 11 aus dem Ventilsitz 15, so dass das Kaltfahrventil 8 öffnet. Kraftstoff aus dem Kompressionsraum 3 vermag somit über den Ventilsitz 15 und im Ventilkörper 14 ausgebildete Radialbohrungen 30 in einen Ringraum 31 zu strömen, der innerhalb der Bohrung 16 durch den Ventilkörper 14 begrenzt wird. Vom Ringraum 31 aus gelangt der Kraftstoff in den Rücklauf 9 (nicht dargestellt). Zum Schließen des Kaltfahrventils 8 wird die Bestromung der Magnetspule 18 beendet, so dass die Schließfeder 29, deren Federkraft größer als die der Feder 20 ist, den Ventilstößel 11 in den Ventilsitz 15 zieht. Ist eine Schließfeder 29 nicht vorhanden, wird das Schließen hydraulisch bewirkt. Denn nimmt die Hochdruckpumpe 1 nach dem Kaltfahren den normalen Förderbetrieb auf, baut sich im Hochdruckkanal 7 ein Druck auf, der eine in Schließrichtung wirkende resultierende Kraft bewirkt.
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Da das Kaltfahrventil 8 gegen den Druck im Hochdruckkanal 7 geöffnet werden muss, wirkt es sich als Vorteil aus, wenn der Druck gering ist. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass ein gezielter Druckabbau im Hochdruckkanal 7 betrieben wird.
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Wie beispielhaft in der 2 dargestellt, kann hierzu eine parallel zum Kaltfahrventil 8 angeordnete Leckage- oder Drosselstelle 13 vorgesehen werden, über die der Hochdruckkanal 7 mit dem Rücklauf 9 verbunden ist.
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Ferner kann - wie beispielhaft in der 3 dargestellt - parallel zum Kaltfahrventil 8 ein weiteres Kaltfahrventil 8' mit kleinerem Öffnungsquerschnitt angeordnet werden. Zum Druckabbau im Hochdruckkanal 7 wird demnach zunächst das kleinere Kaltfahrventil 8' geöffnet. Zum Zeitpunkt des Öffnens des eigentlichen Kaltfahrventils 8 ist der Druck soweit abgebaut, dass nur noch geringe Aktorkräfte zum Öffnen erforderlich sind. Das eigentliche Kaltfahrventil 8 kann demnach einen sehr großen Öffnungsquerschnitt aufweisen, um große Durchflüsse zu generieren.
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Darüber hinaus kann ein Kaltfahrventil 8 eingesetzt werden, das mehrstufig, insbesondere zweistufig öffnet. In einer ersten Stufe wird ein kleiner Öffnungsquerschnitt freigegeben, um den gewünschten Druckabbau zu bewirken. Erst in der zweiten Stufe wird ein großer Öffnungsquerschnitt zum Generieren großer Durchflüsse freigegeben.
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Eine mögliche konstruktive Umsetzung eines solchen Kaltfahrventils 8 ist beispielhaft in den 5 und 6 dargestellt. Das Kaltfahrventil 8 weist hier zwei ineinander geführte Ventilstößel 11, 11' auf, die unterschiedlich große Öffnungsquerschnitte freigeben, die durch Ventilsitze 15 15' definiert werden. Der Ventilsitz 15' für den innen liegenden Ventilstößel 11' wird dabei durch den außenliegenden Ventilstößel 11 ausgebildet. Bei geöffnetem Ventilsitz 15' kann Kraftstoff über die Führung abfließen. Der innen liegende Ventilstößel 11' weist hierzu Abflachungen (nicht dargestellt) auf. In einer ersten Stufe wird zum Öffnen des innen liegenden Ventilstößels 11' mit Hilfe des Ankers 19 (nicht dargestellt) ein Hub h1 realisiert (siehe 6), währenddessen der innere Ventilstößel 11'relativ zum äußeren Ventilstößel 11 bewegt wird. In einer zweiten Stufe, nach Durchfahren des Hubs H1 , gelangt der Anker 19 zur Anlage am außenliegenden Ventilstößel 11 und hebt diesen aus seinem Ventilsitz 15, so dass nunmehr ein großer Öffnungsquerschnitt zum Kaltfahren der Hochdruckpumpe 1 freigegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016014928 A1 [0005]
