WO2017174309A1 - Druckregelsystem für eine gasbetriebene brennkraftmaschine und verwendung eines druckregelsystems - Google Patents

Druckregelsystem für eine gasbetriebene brennkraftmaschine und verwendung eines druckregelsystems Download PDF

Info

Publication number
WO2017174309A1
WO2017174309A1 PCT/EP2017/056096 EP2017056096W WO2017174309A1 WO 2017174309 A1 WO2017174309 A1 WO 2017174309A1 EP 2017056096 W EP2017056096 W EP 2017056096W WO 2017174309 A1 WO2017174309 A1 WO 2017174309A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
pressure
valve
control system
shut
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/056096
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Walter
Tobias FALKENAU
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2017174309A1 publication Critical patent/WO2017174309A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239—Pressure or flow regulators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/022—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/026—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/027—Determining the fuel pressure, temperature or volume flow, the fuel tank fill level or a valve position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0242—Shut-off valves; Check valves; Safety valves; Pressure relief valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the invention relates to a pressure control system for a gas-powered
  • the invention relates to the use of a pressure control system according to the invention.
  • a pressure control system for a gas-fueled internal combustion engine according to the preamble of claim 1 is already known from practice.
  • the well-known pressure control system is used to supply a in the intake of a
  • gas valve with gaseous fuel, such as natural gas.
  • gaseous fuel such as natural gas.
  • the gas valve is supplied from a high-pressure tank container via a gas line with gas. The high pressure in the
  • Tank container serves the possibility of storing a relatively high mass of gaseous fuel.
  • the operation of the gas valve in contrast takes place with respect to the storage pressure in the tank container reduced gas pressure.
  • a (mechanical) pressure regulator is arranged in the gas line between the tank and the gas valve, which reduces the example, about 200 bar high storage pressure in the tank to, for example, 7 bar system pressure. Furthermore, it is provided for safety reasons that in the gas line both in the range of high pressure, i. between the
  • Tank container and the pressure regulator, as well as in the region of relatively low pressure, ie in the region between the pressure regulator and the gas valve, each designed as a high-pressure shut-off valve or as a low-pressure shut-off valve is arranged.
  • the arranged after the Niederdruckabsperrventil gas line to the gas valve usually supplies the gas valve not directly with gas, but with the interposition of a storage volume (rail).
  • the set by the mechanical pressure regulator nominal pressure in the system, for example, 7 bar, is to be regarded as a compromise, such that on the one hand within a relatively short period of time at a high
  • Such an electronic pressure regulator typically regulates the desired pressure by means of a plurality of parameters which are supplied to it as input variables.
  • the invention has the object, a pressure control system for gas-powered
  • the gas or system pressure should be relatively low, for example, at a low power requirement on the gas valve to the
  • Gas valve to operate with relatively long An Kunststoffindustrie regulations, thereby dosing the required gas mass as accurately as possible.
  • a relatively high gas or system pressure is applied to the gas valve in order to provide sufficient gas mass for combustion despite the limited activation or injection time.
  • the invention is based on the idea that required for safety reasons or existing low-pressure shut-off valve, closed in the state of the art in the de-energized state and completely in the energized state is opened to modify so that the shut-off valve sets the gas pressure in the gas line between the shut-off valve and the gas valve in the desired manner to a certain required value, which may be less than the pressure set by the mechanical pressure regulator.
  • the shut-off valve is designed to set a variable gas pressure on the gas valve as a clocked shut-off valve. In other words, this means that via the clock ratio between the energized and de-energized state of the shut-off valve assumes this position, which serves to adjust the gas pressure at the gas valve to the desired value.
  • the input variable for the nominal value of the gas pressure which is to be set by the shut-off valve is a value of an engine map.
  • the engine map In the simplest case, the engine map
  • a certain engine speed and a load point which is assigned a certain target pressure at the gas valve.
  • the clock frequency is a function that depends on various parameters of the overall system.
  • the shut-off valve can be operated for example via a two-point regulator, which controls the shut-off valve to achieve the desired pressure between an upper and a lower threshold switching.
  • the system 100 shown in the figure serves to supply, by way of example, four gas valves 1 of a natural gas-powered motor vehicle or a four-cylinder internal combustion engine (not shown).
  • each cylinder is associated with a gas valve 1, the natural gas in the respective cylinder
  • Gas valves 1 it may also be provided, the system 100 under
  • the system 100 includes a tank container 10 in which the natural gas
  • Supply of the gas valves 1 with the natural gas takes place essentially via a gas line 11, via which the gas withdrawn from the tank container 10 is supplied to a storage volume in the form of a rail 12. From the rail 12 again go from several supply lines 13, which connect the rail 12, each with a gas valve 1.
  • a mechanical pressure regulator 15 is disposed in the gas line 11 , which is set to a fixed value, for example, the mentioned 7bar.
  • a low-pressure shut-off valve 16 is arranged in the gas line 11 between the tank container 10 and the pressure regulator 15, and a low-pressure shut-off valve 20 is arranged between the pressure regulator 15 and the rail 12.
  • Both the high-pressure shut-off valve 16 and the low-pressure shut-off valve 20 are designed such that they lock the gas line 11 in the de-energized state in order to prevent a flow of gas in the direction of the gas valves 1. Furthermore, it is provided that in the gas line 11 between the
  • the pressure sensor 21 may also be arranged integrated in the rail 12.
  • the pressure sensor 21 supplies the detected gas pressure to a regulator 25 as
  • Low-pressure shut-off valve 20 is used. According to the invention, it is provided that the low-pressure shut-off valve 20 is designed as a clocked low-pressure shut-off valve 20. Preferably, this is designed so that its
  • the Niederbuchabsperrventil 20 is controlled via the controller 25 with a predetermined clock frequency.
  • the controller 25 from a motor map 30, a specific setpoint of the gas pressure at the gas valve 1 and the rail 12 is specified.
  • the controller 25 is designed as a two-step controller. This is characterized by the fact that in stationary operation of the internal combustion engine results in a constant clock frequency, that is, that the controller 25 the
  • Low pressure shut-off valve 20 with a certain (constant) clock frequency drives. However, if, for example, the load point and thus the required amount of gas at the gas valves 1 changes, then the frequency also changes. As soon as the detected by the pressure sensor 21 gas pressure in the gas line 1 1 exceeds an upper limit, the controller 25 stops so that the low-pressure shut-off valve 20 to control so that this in his Lock position passes. As a result, the gas pressure in the gas line 11 or the rail 12 decreases due to the gas consumption at the gas valves 1. As soon as the pressure sensor 21 then detects a lower limit of the gas pressure, the controller 25 in turn starts to control the low-pressure shut-off valve 20. This results in an increase of the flow of gas from the pressure regulator
  • the mean value of the gas pressure between the lower limit value and the upper limit value corresponds to the predetermined pressure preset by the controller 25.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckregelsystem (100) für gasbetriebene Brennkraftmaschinen, mit einer Gasleitung (11) zur Versorgung eines Gasventils (1) mit gasförmigem Kraftstoff, wobei in der Gasleitung (11) ein Druckregler (15) zur Einstellung eines konstanten Gasdrucks angeordnet ist, und mit einem zwischen dem Druckregler (15) und dem Gasventil (1) in der Gasleitung (11) angeordneten Absperrventil (20).

Description

Beschreibung
Druckregelsvstem für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine und Verwendung eines Druckregelsvstems
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Druckregelsystem für eine gasbetriebene
Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Druckregelsystems.
Ein Druckregelsystem für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Praxis bereits bekannt. Das bekannte Druckregelsystem dient der Versorgung eines in den Ansaugtrakt einer
Brennkraftmaschine oder in den Brennraum einer Brennkraftmaschine hineinragenden Gasventils mit gasförmigem Kraftstoff, beispielsweise mit Erdgas. Hierzu wird das Gasventil aus einem unter hohem Druck stehenden Tankbehälter über eine Gasleitung mit Gas versorgt. Der hohe Druck im
Tankbehälter dient der Möglichkeit der Bevorratung einer relativ hohen Masse an gasförmigem Kraftstoff. Der Betrieb des Gasventils erfolgt demgegenüber mit einem gegenüber dem Speicherdruck im Tankbehälter reduzierten Gasdruck. Hierzu ist in der Gasleitung zwischen dem Tankbehälter und dem Gasventil ein (mechanischer) Druckregler angeordnet, der den beispielsweise etwa 200 bar hohen Speicherdruck im Tankbehälter auf beispielsweise 7 bar Systemdruck reduziert. Weiterhin ist es aus Sicherheitsgründen vorgesehen, dass in der Gasleitung sowohl im Bereich des hohen Drucks, d.h. zwischen dem
Tankbehälter und dem Druckregler, als auch in dem Bereich des relativ niedrigen Drucks, d.h. im Bereich zwischen dem Druckregler und dem Gasventil, jeweils ein als Hochdruckabsperrventil bzw. als Niederdruckabsperrventil ausgebildetes Sperrorgan angeordnet ist. Die nach dem Niederdruckabsperrventil angeordnete Gasleitung zum Gasventil versorgt üblicherweise das Gasventil nicht unmittelbar mit Gas, sondern unter Zwischenschaltung eines Speichervolumens (Rail). Der durch den mechanischen Druckregler eingestellte Nenndruck im System, beispielsweise 7 bar, ist dabei als Kompromiss anzusehen, derart, dass einerseits innerhalb einer relativ geringen Zeitspanne bei einem hohen
Leistungswunsch relativ viel Gasmasse über den Gasinjektor in den Brennraum bzw. in den Ansaugtrakt eingeblasen werden kann, und andererseits auch kleine Gasmengen präzise dosiert werden können. Dabei ergibt sich die Problematik, dass bei einem zu hohen Gas- bzw. Systemdruck und geringen Einblasmassen die Ansteuerzeiten für das Gasventil so kurz werden, dass der Gasinjektor nicht mehr stabil betrieben werden kann. Dies lässt sich dann nur durch ein Absenken des Gas- bzw. Systemsdrucks erreichen. Aufwändige Systeme lösen die
Aufgabe, den Gasdruck dem Motorbetriebspunkt anzupassen, mittels eines elektronischen Gasdruckreglers, wie er beispielsweise aus der DE 103 46 983
B4 bekannt ist. Ein derartiger elektronischer Druckregler regelt den gewünschten Druck typischerweise anhand einer Vielzahl von Parametern, die diesem als Eingangsgrößen zugeführt werden.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckregelsystem für gasbetriebene
Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart
weiterzubilden, dass mit möglichst geringem vorrichtungstechnischem Aufwand eine Variation des Drucks am Eingangsbereich des Gasventils erzielbar sein soll. Gemeint ist hierbei, dass beispielsweise bei einem geringem Leistungswunsch am Gasventil der Gas- bzw. Systemdruck relativ gering sein soll, um das
Gasventil mit relativ langen Ansteuerzeiten betreiben zu können, um dadurch die erforderliche Gasmasse möglichst genau dosieren zu können. Demgegenüber soll beispielsweise bei einem großen Lastwunsch ein relativ hoher Gas- bzw. Systemdruck am Gasventil anliegen, um trotz der begrenzten Ansteuer- bzw. Einblaszeit genügend Gasmasse zur Verbrennung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Druckregelsystem für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das aus Sicherheitsgründen erforderliche bzw. vorhandene Niederdruckabsperrventil, das beim Stand der Technik im unbestromten Zustand geschlossen und im bestromten Zustand vollständig geöffnet ist, derart zu modifizieren, dass das Absperrventil den Gasdruck in der Gasleitung zwischen dem Absperrventil und dem Gasventil in gewünschter Art und Weise auf einen bestimmten erforderlichen Wert einstellt, der geringer sein kann als der von dem mechanischen Druckregler eingestellte Druck. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Absperrventil zur Einstellung eines veränderbaren Gasdrucks am Gasventil als getaktetes Absperrventil ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass über das Taktverhältnis zwischen bestromten und unbestromten Zustand des Absperrventils dieses eine Stellung einnimmt, die der Einstellung des Gasdrucks am Gasventil auf den gewünschten Wert dient. Gegenüber den im Stand der Technik bekannten Absperrventilen ist es somit lediglich erforderlich, das erfindungsgemäße
Absperrventil auf die Möglichkeit des getakteten Betriebs auszubilden, d.h. den Magnetkreis und/oder Ventilsitze etc. entsprechend auszubilden, dass diese auch bei einem getakteten Dauerbetrieb über die Lebensdauer der
Brennkraftmaschine betrachtet die erforderlichen Funktionen erfüllen.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Druckregelsystems für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Eingangsgröße für den Sollwert des Gasdrucks, der durch das Absperrventil eingestellt werden soll, ein Wert eines Motorkennfelds ist. Im einfachsten Fall kann das Motorkennfeld
beispielsweise eine bestimmte Motordrehzahl und einen Lastpunkt umfassen, dem ein bestimmter Solldruck am Gasventil zugeordnet ist.
Weiterhin ist es zur Einstellung des gewünschten Gasdrucks am Gasventil sinnvoll, wenn das Absperrventil dazu ausgebildet ist, mit einer Taktfrequenz zwischen 0 Hz und 1000 Hz betrieben werden zu können. Die Taktfrequenz ist dabei eine Funktion, die von verschiedenen Parametern des Gesamtsystems abhängt.
Das Absperrventil kann beispielsweise über einen Zweipunktregler betrieben werden, der das Absperrventil zur Erzielung des Solldrucks zwischen einer oberen und einer unteren Schaltschwelle ansteuert. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Druckregelsystem dazu ausgebildet, bei mit Erdgas, LPG (= Gemisch aus Propan und Butan) oder Wasserstoff betriebenen Brennkraftmaschinen eingesetzt zu werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in der einzigen Figur in schematischer Darstellung ein System zur Versorgung von Brennräumen einer Brennkraftmaschine eines mit Erdgas betriebenen Kraftfahrzeugs.
Das in der Figur dargestellte System 100 dient der Versorgung von beispielhaft vier Gasventilen 1 eines erdgasbetriebenen Kraftfahrzeugs bzw. einer (nicht gezeigten) vierzylindrigen Brennkraftmaschine. Dabei ist jedem Zylinder ein Gasventil 1 zugeordnet, das Erdgas in den jeweiligen Zylinder der
Brennkraftmaschine einbläst.
Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle einer Anordnung mit mehreren
Gasventilen 1 es auch vorgesehen sein kann, das System 100 unter
Verwendung eines einzigen Gasventils 1 auszulegen, bei dem das Gasventil 1 dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeordnet ist.
Das System 100 umfasst einen Tankbehälter 10, in dem das Erdgas
beispielsweise unter einem Druck von etwa 200 bar gespeichert ist. Die
Versorgung der Gasventile 1 mit dem Erdgas erfolgt im Wesentlichen über eine Gasleitung 11 , über die das aus dem Tankbehälter 10 entnommene Gas einem Speichervolumen in Form eines Rails 12 zugeführt wird. Von dem Rail 12 gehen wiederum mehrere Zuführleitungen 13 ab, die das Rail 12 mit jeweils einem Gasventil 1 verbinden.
Um den Gas- bzw. Systemdruck an den einzelnen Gasventilen 1 von dem im Tankbehälter 1 1 herrschenden Speicherdruck von etwa 200 bar beispielsweise auf einen mittleren (System-) Druck von etwa 7 bar zu reduzieren, ist in der Gasleitung 11 ein mechanischer Druckregler 15 angeordnet, der auf einen festen Wert, beispielsweise die angesprochenen 7bar, eingestellt ist. Aus Sicherheitsgründen ist in der Gasleitung 1 1 zwischen dem Tankbehälter 10 und dem Druckregler 15 ein Hochdruckabsperrventil 16, und zwischen dem Druckregler 15 und dem Rail 12 ein Niederdruckabsperrventil 20 angeordnet. Sowohl das Hochdruckabsperrventil 16 als auch das Niederdruckabsperrventil 20 sind derart ausgebildet, dass diese im stromlosen Zustand die Gasleitung 11 sperren, um einen Durchfluss von Gas in Richtung der Gasventile 1 zu verhindern. Weiterhin ist es vorgesehen, dass in der Gasleitung 11 zwischen dem
Niederdruckabsperrventil 20 und dem Rail 12 ein Drucksensor 21 angeordnet ist.
Alternativ kann der Drucksensor 21 auch im Rail 12 integriert angeordnet sein.
Der Drucksensor 21 liefert den erfassten Gasdruck einem Regler 25 als
Eingangsgröße zu, der wiederum der Ansteuerung des
Niederdruckabsperrventils 20 dient. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Niederdruckabsperrventil 20 als getaktetes Niederdruckabsperrventil 20 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist dieses so ausgebildet, dass dessen
Taktfrequenz zwischen 0 Hz und 1000 Hz beträgt. Um den Gasdruck in der Gasleitung 11 nach dem Druckregler 15, d.h.
insbesondere in dem Rail 12 und den Versorgungsleitungen 13 und somit an den Gasventilen 1 auf einen von dem am Druckregler 15 abweichenden, niedrigeren Gasdruck einstellen zu können, wird das Niederdruckabsperrventil 20 über den Regler 25 mit einer vorgegebenen Taktfrequenz angesteuert. Hierzu wird dem Regler 25 aus einem Motorkennfeld 30 ein bestimmter Sollwert des Gasdrucks am Gasventil 1 bzw. am Rail 12 vorgegeben.
Im einfachsten Fall ist der Regler 25 als Zweipunktregler ausgebildet. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass sich im Stationärbetrieb der Brennkraftmaschine eine konstante Taktfrequenz ergibt, d.h., dass der Regler 25 das
Niederdruckabsperrventil 20 mit einer bestimmten (konstanten) Taktfrequenz ansteuert. Wenn sich jedoch beispielsweise der Lastpunkt und damit die erforderliche Gasmenge an den Gasventilen 1 ändert, dann verändert sich auch die Frequenz. Sobald der von dem Drucksensor 21 detektierte Gasdruck in der Gasleitung 1 1 einen oberen Grenzwert überschreitet, hört der Regler 25 damit auf, das Niederdruckabsperrventil 20 anzusteuern, so dass dieses in seine Sperrstellung übergeht. Dadurch sinkt der Gasdruck in der Gasleitung 11 bzw. dem Rail 12 aufgrund des Gasverbrauchs an den Gasventilen 1 ab. Sobald der Drucksensor 21 daraufhin einen unteren Grenzwert des Gasdrucks erfasst, beginnt der Regler 25 wiederum das Niederdruckabsperrventil 20 anzusteuern. Dadurch erfolgt eine Erhöhung des Durchflusses von Gas von dem Druckregler
15 in Richtung des Rails 12 bzw. der Gasventile 1 , bis wiederum der obere Grenzwert erreicht ist. Der mittlere Wert des Gasdrucks zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert entspricht dem von dem Regler 25 vorgegebenen Solldruck.
Das soweit beschriebene System 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1. Druckregelsystem (100) für gasbetriebene Brennkraftmaschinen, mit einer Gasleitung (11) zur Versorgung eines Gasventils (1) mit gasförmigem Kraftstoff, wobei in der Gasleitung (1 1) ein Druckregler (15) zur Einstellung eines konstanten Gasdrucks angeordnet ist, und mit einem zwischen dem Druckregler (15) und dem Gasventil (1) in der Gasleitung (11) angeordneten Absperrventil (20), dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (20) zur Einstellung eines veränderbaren Gasdrucks an dem Gasventil (1) als getaktetes Absperrventil (20) ausgebildet ist.
2. Druckregelsystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Absperrventil (20) zwischen dem Druckregler (15) und einem Speichervolumen (11) für mehrere Gasventile (1), insbesondere einem Rail, angeordnet ist.
3. Druckregelsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Absperrventil (20) dazu ausgebildet ist, im deaktivierten Zustand die Gasleitung (11) zu sperren.
4. Druckregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Absperrventil (20) Bestandteil eines Regel- oder Steuerkreises ist, um einen Sollwert des Gasdrucks zu regeln oder zu steuern.
5. Druckregelsystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgröße für den Sollwert des Gasdrucks ein Wert eines Motorkennfelds oder einer anderen Sollwertstruktur ist.
Druckregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Absperrventil (20) dazu ausgebildet ist, mit einer Taktfrequenz zwischen 0 Hz und 1000 Hz zu schalten.
Druckregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Absperrventil (20) zur Erzielung des Sollwerts zwischen einer oberen und einer unteren Schaltschwelle betreibbar ist.
8. Verwendung eines Druckregelsystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Versorgung des Brennraums einer mit Erdgas, LPG oder Wasserstoff betriebenen Brennkraftmaschine.
PCT/EP2017/056096 2016-04-06 2017-03-15 Druckregelsystem für eine gasbetriebene brennkraftmaschine und verwendung eines druckregelsystems WO2017174309A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016205713.8A DE102016205713A1 (de) 2016-04-06 2016-04-06 Druckregelsystem für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine und Verwendung eines Druckregelsystems
DE102016205713.8 2016-04-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017174309A1 true WO2017174309A1 (de) 2017-10-12

Family

ID=58347352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/056096 WO2017174309A1 (de) 2016-04-06 2017-03-15 Druckregelsystem für eine gasbetriebene brennkraftmaschine und verwendung eines druckregelsystems

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016205713A1 (de)
WO (1) WO2017174309A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10619609B1 (en) 2018-10-01 2020-04-14 Caterpillar Inc. Fuel train control using a multi-position gas shut-off valve

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021131038A1 (de) * 2021-11-26 2023-06-01 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Vorrichtung zur Direkteinspritzung eines gasförmigen Kraftstoffs

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524413A1 (de) * 1995-07-05 1997-01-09 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftstoffaufbereitungsanlage für gasförmigen Brennstoff
DE102004048862A1 (de) * 2004-10-07 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh Energiewandler, insbesondere Brennstoffzelle oder Gasmotor, mit Gasdosiereinheit
DE102005006357A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-24 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenanlage mit einer Dosiereinheit
DE102005016281A1 (de) * 2005-04-08 2006-10-12 Siemens Ag Betriebsverfahren und Vorrichtung für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine
EP1748178A2 (de) * 2005-07-25 2007-01-31 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine
DE10346983B4 (de) 2003-10-09 2010-09-09 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs einer mit gasförmigem Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine
DE102009036435A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-10 Daimler Ag Versorgungsanordnung für ein Brennstoffzellenpack, Brennstoffzellenmodul sowie Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellenmoduls
DE102013218690A1 (de) * 2012-09-20 2014-05-28 Ford Global Technologies, Llc Drucklosmachen eines common rail verteilers für gasförmigen kraftstoff während der zustände inaktiver einspritzdüsen

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524413A1 (de) * 1995-07-05 1997-01-09 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftstoffaufbereitungsanlage für gasförmigen Brennstoff
DE10346983B4 (de) 2003-10-09 2010-09-09 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs einer mit gasförmigem Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine
DE102004048862A1 (de) * 2004-10-07 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh Energiewandler, insbesondere Brennstoffzelle oder Gasmotor, mit Gasdosiereinheit
DE102005006357A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-24 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenanlage mit einer Dosiereinheit
DE102005016281A1 (de) * 2005-04-08 2006-10-12 Siemens Ag Betriebsverfahren und Vorrichtung für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine
EP1748178A2 (de) * 2005-07-25 2007-01-31 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffversorgungsanlage für eine gasbetriebene Brennkraftmaschine
DE102009036435A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-10 Daimler Ag Versorgungsanordnung für ein Brennstoffzellenpack, Brennstoffzellenmodul sowie Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellenmoduls
DE102013218690A1 (de) * 2012-09-20 2014-05-28 Ford Global Technologies, Llc Drucklosmachen eines common rail verteilers für gasförmigen kraftstoff während der zustände inaktiver einspritzdüsen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10619609B1 (en) 2018-10-01 2020-04-14 Caterpillar Inc. Fuel train control using a multi-position gas shut-off valve

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016205713A1 (de) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3452714B1 (de) Einrichtung zur zumessung eines gasförmigen brennstoffs zu einem injektor
EP3084202B1 (de) Dual-fuel-kraftstoffinjektor
EP1629187B1 (de) Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors, kraftstoffsystem und ein volumenstromregelventil
DE102007062176A1 (de) Druckregelventil zur Regelung des Drucks in einem Hochdruck-Kraftstoffspeicher
WO2009010374A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur formung eines elektrischen steuersignals für einen einspritzimpuls
WO2009132898A1 (de) Überlagerte druckregelung des common-rail-systems
EP2449240B1 (de) Verfahren zur regelung des raildrucks in einem common-rail einspritzsystem einer brennkraftmaschine
WO2017174309A1 (de) Druckregelsystem für eine gasbetriebene brennkraftmaschine und verwendung eines druckregelsystems
WO2017133854A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kraftstoffversorgungssystems sowie kraftstoffversorgungssystem
DE102007052092B4 (de) Verfahren und Kraftstoffsystem zum Steuern der Kraftstoffzufuhr für eine Brennkraftmaschine
EP3371440A1 (de) Brennkraftmaschine mit einspritzmengensteuerung
DE102007060006B3 (de) Kraftstoffdruckregelsystem
WO2017075643A1 (de) Brennkraftmaschine mit einspritzmengensteuerung
DE102016209641A1 (de) Verfahren zum Regeln eines Ankerhubs eines Magnetventils in einem Injektor
DE102015226462A1 (de) Gasversorgungsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug
EP2733345A1 (de) Druckregelventil für einen Hochdruckspeicher eines Verbrennungsmotors
DE102021208651A1 (de) Verfahren zum Regeln eines Einblassystems zur Wasserstoffeinblasung
EP3333405B1 (de) Zumesseinheit für einen mit gas betriebenen verbrennungsmotor
DE102015213820A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Kraftstoffs
DE102019203424A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems, Steuergerät und Kraftstoffsystem
DE10257134A1 (de) Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Solldruckes im Kraftstoff-Hochdruckspeicher eines Speichereinspritzsystems
DE102017217609A1 (de) Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Förderung von Kraftstoff in einer Kraftstofffördereinrichtung
DE10046570C2 (de) Stellschaltung für ein elektrisch ansteuerbares Ventil
WO2024120689A1 (de) Gassystem für eine mobilitätsanwendung, verfahren zum betreiben eines solchen gassystems, sowie steuer- und/oder regeleinrichtung für ein solches gassystem
DE102022213128A1 (de) Gassystem für eine Mobilitätsanwendung, Verfahren zum Betreiben eines solchen Gassystems, sowie Steuer- und/oder Regeleinrichtung für ein solches Gassystem

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17711141

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17711141

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1