WO2019115164A1 - Kraftstofffördereinrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstofffördereinrichtung für eine brennkraftmaschine Download PDF

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WO2019115164A1
WO2019115164A1 PCT/EP2018/081719 EP2018081719W WO2019115164A1 WO 2019115164 A1 WO2019115164 A1 WO 2019115164A1 EP 2018081719 W EP2018081719 W EP 2018081719W WO 2019115164 A1 WO2019115164 A1 WO 2019115164A1
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fuel delivery
pump
pressure
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Florian Herzenjak
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the invention relates to a fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine according to the preamble of the independent claim. 1
  • Such a fuel delivery device is known from DE 10 2012 200 706 Al be known.
  • This fuel delivery device has a delivery pump through which fuel is conveyed to the suction side of a high-pressure pump.
  • fuel is delivered to a high-pressure region, from which at least indirectly at least one injector of the fuel injection device is supplied with power material.
  • Between the feed pump and the suction side of the high pressure pump performs a bypass connection to a low pressure area.
  • the fuel delivery device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the temperature of the fuel flowing back into the storage container before is reduced because the temperature of the fuel in the return tank is reduced by the cooling device.
  • the gaseous fuel is stored at a temperature of -140 ° C. Due to the low temperatures, the fuel is in the liquid phase. For motor operation, however, significantly higher temperatures are required (about -20 ° C). By the cooling device in the return tank an unwanted increase in the temperature of the fuel in the reservoir can be avoided by flowing back fuel.
  • the thermal energy of the fuel in the return line can be reduced by means of the cooling device. Furthermore, it is possible to cool the fuel in the return tank so far that the fuel changes its state he drives and is liquefied or present in the liquid phase.
  • the cooling device is a heat exchanger of amékrei ses, as this can be integrated inexpensively and with little design effort in the return tank.
  • a compressor 32 in the cooling circuit is advantageous because it allows that more Käl te energie can be absorbed by the fluid, which is in the closed cooling circuit. Further advantages result from the arrangement of a cooler, which is located in the cooling circuit between the compressor and the heat exchanger, and an expansion valve, which is between tween the radiator and the heat exchanger is an expansion valve.
  • a separate drive for the compressor can be omitted or needs to be used only in an emergency, so that energy can be saved.
  • Another advantage is obtained when a high-pressure pump between a För derpumpe and the buffertank is arranged, since the pressure of the fuel can be better controlled by this two-stage system and also higher pressures than can be achieved with just one pump.
  • Another advantage results from a valve which is arranged between the return tank and reservoir, as through the valve, the container from the Vorratsbe flowing amount of fuel is controllable. The fuel will be retained by the valve in the return tank until it reaches a desired temperature.
  • a branch line which connects the return line and a first plinsab section, wherein the first line section between the feed pump and the high-pressure pump is arranged, is advantageous because the amount of fuel flowing back into the reservoir can be reduced if the fuel is not the thermal Requirements fulfilled to be returned to the storage container.
  • a branch valve which is arranged between the return line and branch line, is advantageous because in this way the fuel in the return line depending on the temperature of the fuel in the return line either in the reservoir or in the first line section before the high pressure pump can be passed.
  • FIG. 1 shows a fuel delivery device of an internal combustion engine in a schemati shear representation according to a first embodiment
  • a fuel injection device of an internal combustion engine which has a fuel delivery device 1.
  • the fuel conveying device 1 has at least one pump 10, 16, which draws fuel from a supply container 12.
  • fuel is conveyed via a heat exchanger 32 into a high-pressure region of the fuel delivery device 1.
  • the high-pressure area comprises a buffertank 18 and a high-pressure accumulator 20, wherein the high-pressure accumulator 20 is connected to at least one injector 21 for injecting fuel into a combustion chamber.
  • the heat exchanger 32 is arranged between the at least one pump 10, 16 and the buffertank 18.
  • the heat exchanger 32 is adapted to ther mix energy from another vehicle system, in particular the cooling circuit to transfer to the fuel.
  • a pressure regulator 19 is arranged between the buffer tank 18 and the high-pressure accumulator 20, a pressure regulator 19 is arranged.
  • the pressure regulator 19 allows adjustment of the desired pressure conditions in the high-pressure accumulator 20 by regulating the amount of fuel flowing from the buffertank 18 into the high-pressure accumulator 20, wherein typically a higher pressure prevails in the stuffer tank 18 than in the high-pressure accumulator 20.
  • a return line 23 which is connected to the reservoir 12.
  • the return line 23 may, as shown in Figure 1, ver with the pressure regulator 19 connected.
  • the return line 23 may also be connected to the high-pressure accumulator 20 via a shut-off valve.
  • the return line 23 is connected to both the pressure control valve 19, as well as with the high-pressure accumulator 20 via a shut-off valve.
  • the fuel delivery device 1 is designed to deliver gas in the liquid phase as fuel.
  • the gas is taken up in the liquid state or in the liquid phase at very low temperatures.
  • the gas In order to keep the gas in the liquid state of aggregation or the liquid phase, the gas must be stored at very low temperatures in the storage container 12.
  • the reservoir 12 has in a before ferred embodiment insulation to prevent heat input from the outside into the fuel.
  • the at least one pump 10, 16 can be designed as a delivery pump 10 and a downstream high-pressure pump 16, so that the fuel is compressed in two stages to a higher pressure.
  • the feed pump 10 entwe be arranged in the reservoir 12 or outside of the reservoir 12 and compress the fuel to a first pressure level, while the high pressure pump 16 of the feed pump 10 is downstream and compresses the fuel from the first pressure level to a second pressure level.
  • a return tank 24 is disposed in the return line 23. Furthermore, between the return tank 24 and the reservoir 12, a valve 27 is arranged.
  • the valve 27 can control the amount of fuel flowing to the reservoir 12. This is possible either by an electrically controllable valve 27, which has the states "open” or "closed” and is accordingly controlled.
  • the valve 27 can be realized as a throttle with verän derbaren cross-section, so that the respective flow rate of fuel can be changed.
  • a cooling device 40 is arranged, wherein thedeein device 40, the fuel flowing through the return line 23, cools to a lower temperature. In this way it is achieved that the fuel, the flows back into the reservoir 12 has a lower temperature after the return tank 24 was flowed through.
  • a branch line 25, the vomerlei device 23 and a first line section 13 connect.
  • the first jesab section 13 is between the feed pump 10 and the high-pressure pump 16 is arranged.
  • the branch valve 26 may be configured such that, depending on the temperature of the fuel Tempe in the return line 23, the fuel either flows into the first line section 13 or flows back into the reservoir 12.
  • FIG. 2 shows a fuel delivery device 1 of an internal combustion engine in a schematic representation according to a second embodiment.
  • the cooling device 40 is designed as a heat exchanger 31 of a cooling circuit 30. Otherwise, the components of the fuel delivery device from FIG. 2 correspond to the components of the fuel delivery device from FIG. 1.
  • the heat exchanger 31 transfers the thermal energy from the fuel in the return tank 24 to a fluid which is located in the cooling circuit 30.
  • the Tempe temperature of the fuel in the return tank 24 is reduced in this way, so that the fuel flowing back into the reservoir 12 has a lower temperature Tempe after the return tank 24 was flowed through.
  • the cooling circuit 30 is formed as a closed system in which a fluid zir for which has a high choirkapiztician. After the fluid of the cooling circuit 30 has passed through the heat exchanger 31, it passes into a compressor 32, where it is compressed. In a compressor 32 downstream cooler 34, the temperature of the fluid is cooled down. Between cooler 34 and heat exchanger 31, an expansion valve 35 is arranged.
  • the compressor 32 may, according to one embodiment, be connected to a device for converting braking energy to compression energy 33.
  • This braking energy to compression energy conversion device 33 may be in the form of a magnetic clutch, with the magnetic clutch of the gas compressor closing when braking is initiated so that the fluid is compressed to a high pressure by the compressor.
  • the compressor 32 may be attached to the transmission output shaft or to the cardan shaft. This allows a high energy exchange due to the high braking power at high speeds, while the brake line in city traffic drops significantly.
  • the fluid is introduced through the cooler 34 to ambient temperature.
  • the fluid is expanded by the expansion valve 35, so that the fluid is cooled strongly by the Joule-Thomson effect, ideally to temperatures in the negative range of the temperature scale, optimally up to -140 ° C.
  • the cooling energy of the fluid is transferred via the heat exchanger 31 to the fuel in the return tank 24.
  • the return tank 24 should be formed in accordance with one embodiment ge isolated.

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Abstract

Kraftstofffördereinrichtung (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brenn- kraftmaschine mit mindestens einer Pumpe (10), wobei durch die mindestens eine Pumpe (10) Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (12) in einen Hochdruckbereich gefördert wird, wobei der Hochdruckbereich einen Buffertank (18) und einen Hochdruckspeicher (20) aufweist, wobei zwischen dem Buffertank (18) und dem Hochdruckspeicher (20) ein Druckregler (19)angeordnet ist. In einer Rücklaufleitung (23), welche den Druckregler (19)mit dem Vorratsbehälter (12) ver- bindet, ist ein Rücklauftank (24) mit einer Kühleinrichtung (40) angeordnet.

Description

Beschreibung
Titel
Kraftstofffördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritz einrichtung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1.
Eine solche Kraftstofffördereinrichtung ist durch die DE 10 2012 200 706 Al be kannt. Diese Kraftstofffördereinrichtung weist eine Förderpumpe auf, durch die Kraftstoff zur Saugseite einer Hochdruckpumpe gefördert wird. Durch die Hoch druckpumpe wird Kraftstoff in einen Hochdruckbereich gefördert, aus dem zumin dest mittelbar wenigstens ein Injektor der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Kraft stoff versorgt wird. Zwischen der Förderpumpe und der Saugseite der Hoch druckpumpe führt eine Bypassverbindung zu einem Niederdruckbereich ab.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen gemäß An spruch 1 hat den Vorteil, dass die Temperatur des Kraftstoffes, der in den Vor ratsbehälter zurückströmt reduziert wird, da die Temperatur des Kraftstoffes im Rücklauftank durch die Kühleinrichtung reduziert wird.
Im kälteisolierten Vorratsbehälter (z.B. LNG-Tank, Kryo-Tank) wird der gasför mige Kraftstoff bei einer Temperatur von -140°C gespeichert. Aufgrund der nied rigen Temperaturen befindet sich der Kraftstoff in der flüssigen Phase. Für den motorischen Betrieb sind aber deutlich höhere Temperaturen nötig (ca. -20°C). Durch die Kühleinrichtung im Rücklauftank kann eine ungewollte Erhöhung der Temperatur des Kraftstoffes im Vorratsbehälter durch rückströmenden Kraftstoff vermieden werden.
Abhängig vom gewünschten Druck im Hochdruckspeicher, wird überschüssiger, erwärmter Kraftstoff über eine Rücklaufleitung aus dem Hochdruckbereich abge steuert.
Die thermische Energie des Kraftstoffes in der Rücklaufleitung kann mittels der Kühleinrichtung reduziert werden. Des Weiteren ist es möglich den Kraftstoff im Rücklauftank soweit abzukühlen, dass der Kraftstoff eine Zustandsänderung er fährt und sich verflüssigt bzw. in der flüssigen Phase vorliegt.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Es ist von Vorteil, wenn die Kühleinrichtung ein Wärmetauscher eines Kühlkrei ses ist, da sich dieser kostengünstig und mit geringen Konstruktionsaufwand in den Rücklauftank integrieren lässt.
Ein Kompressor 32 im Kühlkreis ist vorteilhaft, da dieser es ermöglicht, dass durch das Fluid, welches sich im geschossenen Kühlkreis befindet, mehr Käl teenergie aufgenommen werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich durch die Anordnung eines Kühlers, welcher sich im Kühlkreis zwischen dem Kompressor und dem Wärmetauscher befindet, und eines Expansionsventil, welches sich zwi schen dem Kühler und dem Wärmetauscher ein Expansionsventil befindet.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn der Kompressor mit einer Vorrichtung zur Umwandlung von Bremsenergie in Kompressionsenergie verbunden ist, da auf diese Weise die Bremsenergie, die ansonsten nicht genutzt würde, mittelbar zur Abkühlung des Kraftstoffes eingesetzt werden kann. Ein gesonderter Antrieb für den Kompressor kann entfallen oder muss nur im Notfall eingesetzt werden, so dass Energie eingespart werden kann.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn eine Hochdruckpumpe zwischen einer För derpumpe und dem Buffertank angeordnet ist, da der Druck des Kraftstoffes durch dieses zweistufige System besser kontrolliert werden kann und auch höhe rer Drücke, als nur mit einer Pumpe, erreicht werden können.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch ein Ventil, welches zwischen Rücklauftank und Vorratsbehälter angeordnet ist, da durch das Ventil die aus dem Vorratsbe hälter strömende Kraftstoffmenge steuerbar ist. Der Kraftstoff wird durch das Ventil solange im Rücklauftank zurückgehalten werden bis es eine gewünschte Temperatur erreicht hat.
Eine Abzweigleitung, welche die Rücklaufleitung und einen ersten Leitungsab schnitt verbindet, wobei der erste Leitungsabschnitt zwischen der Förderpumpe und der Hochdruckpumpe angeordnet ist, ist von Vorteil, da die Kraftstoffmenge, die in den Vorratsbehälter zurückströmt reduziert werden kann, wenn der Kraft stoff nicht die thermischen Voraussetzungen erfüllt um zurück in den Vorratsbe hälter geleitet zu werden.
Ein Abzweigventil, welches zwischen Rücklaufleitung und Abzweigleitung ange ordnet ist, ist vorteilhaft, da auf diese Weise der Kraftstoff in der Rücklaufleitung abhängig von der Temperatur des Kraftstoffes in der Rücklaufleitung entweder in den Vorratsbehälter oder in den ersten Leitungsabschnitt vor der Hochdruck pumpe geleitet werden kann .
Ausführungsbeispiele
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Kraftstofffördereinrichtung einer Brennkraftmaschine in schemati scher Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
Figur 2 eine Kraftstofffördereinrichtung einer Brennkraftmaschine in schemati scher Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Ausführungsformen der Erfindung
In der Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dar gestellt, die eine Kraftstofffördereinrichtung 1 aufweist. Die Kraftstofffördereinrich tung 1 weist mindestens eine Pumpe 10,16 auf, die Kraftstoff aus einem Vorrats behälter 12 ansaugt.
Durch die mindestens eine Pumpe 10,16 wird Kraftstoff über einen Wärmetau scher 32 in einen Hochdruckbereich der Kraftstofffördereinrichtung 1 gefördert.
Der Hochdruckbereich umfasst einen Buffertank 18 und einen Hochdruckspei cher 20, wobei der Hochdruckspeicher 20 mit mindestens einem Injektor 21 zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum, verbunden ist.
Der Wärmetauscher 32 ist zwischen der mindestens einen Pumpe 10,16 und dem Buffertank 18 angeordnet. Der Wärmetauscher 32 ist dazu ausgebildet ther mische Energie aus einem weiteren Fahrzeugsystem, insbesondere dem Kühl kreislauf, auf den Kraftstoff zu übertragen.
Zwischen dem Buffertank 18 und dem Hochdruckspeicher 20 ist ein Druckregler 19 angeordnet. Der Druckregler 19 ermöglicht eine Einstellung der gewünschten Druckverhältnisse im Hochdruckspeicher 20, indem er die Kraftstoffstoffmenge, die aus dem Buffertank 18 in den Hochdruckspeicher 20 strömt regelt, wobei ty pischerweise im Buffertank 18 ein höherer Druck herrscht als im Hochdruckspei cher 20.
Falls zu viel Kraftstoff in den Hochdruckbereich gefördert wurde, kann über schüssiger Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung 23, welche mit dem Vorratsbe hälter 12 verbunden ist, aus dem Hochdruckbereich abgesteuert werden. Die Rücklaufleitung 23 kann, wie in Figur 1 dargestellt, mit dem Druckregler 19 ver bunden sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Rücklaufleitung 23 auch mit dem Hochdruckspeicher 20 über ein Absteuerventil verbunden sein. Des Weiteren ist es möglich, dass die Rücklaufleitung 23 sowohl mit dem Druck regelventil 19, als auch mit dem Hochdruckspeicher 20 über ein Absteuerventil verbunden ist.
Die Kraftstofffördereinrichtung 1 ist zur Förderung von Gas in der flüssigen Phase als Kraftstoff ausgelegt. Im Vorratsbehälter 12 wird das Gas in flüssigem Aggregatszustand bzw. in der flüssigen Phase bei sehr niedrigen Temperaturen aufgenommen. Um das Gas in dem flüssigen Aggregatszustand bzw. der flüssi gen Phase zu halten, muss das Gas unter sehr niedrigen Temperaturen im Vor ratsbehälter 12 aufbewahrt werden. Der Vorratsbehälter 12 weist in einer bevor zugten Ausgestaltung eine Isolierung auf, um einen Wärmeeintrag von außen in den Kraftstoff zu vermeiden.
Die mindestens eine Pumpe 10, 16 kann als Förderpumpe 10 und nachgeordne- ter Hochdruckpumpe 16 ausgestaltet sein, so dass der Kraftstoff zweistufig auf einen höheren Druck komprimiert wird. Hierbei kann die Förderpumpe 10 entwe der im Vorratsbehälter 12 oder außerhalb des Vorratsbehälters 12 angeordnet sein und den Kraftstoff auf ein erstes Druckniveau verdichten, während die Hoch druckpumpe 16 der Förderpumpe 10 nachgeordnet ist und den Kraftstoff vom ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau verdichtet.
Ein Rücklauftank 24 ist in der Rücklaufleitung 23 angeordnet. Des Weiteren ist zwischen dem Rücklauftank 24 und dem Vorratsbehälter 12 ein Ventil 27 ange ordnet. Das Ventil 27 kann die zum Vorratsbehälter 12 strömende Kraftstoff menge steuern. Dies ist entweder durch ein elektrisch ansteuerbares Ventil 27 möglich, welches die Zustände„offen“ oder„geschlossen“ aufweist und entspre chend angesteuert wird. Alternativ kann das Ventil 27 auch als Drossel mit verän derbaren Querschnitt realisiert werden, so dass die jeweilige Durchströmmenge an Kraftstoff verändert werden kann.
Im Rücklauftank 24 ist eine Kühleinrichtung 40 angeordnet, wobei die Kühlein richtung 40 den Kraftstoff, der durch die Rücklaufleitung 23 strömt, auf eine nied rigere Temperatur abkühlt. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Kraftstoff, der in den Vorratsbehälter 12 zurückströmt eine geringere Temperatur aufweist, nachdem der Rücklauftank 24 durchströmt wurde.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Abzweigleitung 25 die Rücklauflei tung 23 und einen ersten Leitungsabschnitt 13 verbinden. Der erste Leitungsab schnitt 13 ist zwischen der Förderpumpe 10 und der Hochdruckpumpe 16 ange ordnet.
Ein Abzweigventil 26, welches zwischen der Rücklaufleitung 23 und der Abzwei gleitung 25 angeordnet ist, ermöglicht es den rückströmenden Kraftstoff aus der Rücklaufleitung 23 entweder zurück in den Vorratsbehälter 12 zu leiten oder den rückströmenden Kraftstoff aus der Rückströmleitung 23 in den ersten Leitungsab schnitt 13 zu leiten.
Das Abzweigventil 26 kann so ausgestaltet sein, dass abhängig von der Tempe ratur des Kraftstoffes in der Rückströmleitung 23 der Kraftstoff entweder in den ersten Leitungsabschnitt 13 strömt oder in den Vorratsbehälter 12 zurück strömt.
In der Figur 2 eine Kraftstofffördereinrichtung 1 einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Küh leinrichtung 40 ist als Wärmetauscher 31 eines Kühlkreises 30 ausgebildet. An sonsten entsprechen die Komponenten der Kraftstofffördereinrichtung aus der Figur 2 den Komponenten der Kraftstofffördereinrichtung aus der Figur 1.
Der Wärmetauscher 31 überträgt die thermische Energie aus dem Kraftstoff im Rücklauftank 24 auf ein Fluid, welches sich im Kühlkreis 30 befindet. Die Tempe ratur des Kraftstoffes im Rücklauftank 24 wird auf diese Weise reduziert, so dass der Kraftstoff, der in den Vorratsbehälter 12 zurückströmt eine geringere Tempe ratur aufweist, nachdem der Rücklauftank 24 durchströmt wurde.
Der Kühlkreis 30 ist als geschlossenes System ausgebildet, in dem ein Fluid zir kuliert, welches eine hohe Wärmekapizität aufweist. Nachdem das Fluid des Kühlkreises 30 den Wärmetauscher 31 durchströmt hat, gelangt es in einen Kompressor 32, wo es verdichtet wird. In einem dem Kom pressor 32 nachgelagerten Kühler 34 wird die Temperatur des Fluides herunter gekühlt. Zwischen Kühler 34 und Wärmetauscher 31 ist ein Expansionsventil 35 angeordnet.
Der Kompressor 32 kann gemäß einer Ausführungsform mit einer Vorrichtung zur Umwandlung von Bremsenergie in Kompressionsenergie 33 verbunden sein. Diese Vorrichtung zur Umwandlung von Bremsenergie in Kompressionsenergie 33 kann in Form einer Magnetkupplung realisiert sein, wobei die Magnetkupplung des Gaskompressors schließt, wenn der Bremsvorgang eingeleitet wird, so dass durch den Kompressor das Fluid auf einen hohen Druck verdichtet wird.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Kompressor 32 an die Getriebe ausgangswelle oder an die Kardanwelle angebracht werden. Dies ermöglicht ei nen hohen Energieaustausch durch die großen Bremsleistungen bei hohen Ge schwindigkeiten, während die Bremsleitung im Stadtverkehr signifikant sinkt.
Anschließend wird das Fluid durch den Kühler 34 auf Umgebungstemperatur ge bracht. Durch das Expansionsventil 35 wird das Fluid expandiert, so dass durch den Joule-Thomson Effekt eine starke Abkühlung des Fluides erreicht wird, ideal erweise zu Temperaturen im negativen Bereich der Temperaturskala, optimaler Weise bis zu -140 °C.
Die Kälteenergie des Fluides wird über den Wärmetauscher 31 auf den Kraftstoff im Rücklauftank 24 übertragen. Aus diesem Grund sollte der Rücklauftank 24 ge mäß einer Ausführungsform isoliert ausgebildet sein.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstofffördereinrichtung (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Pumpe (10), wobei durch die mindestens eine Pumpe (10,16) Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (12) in einen Hochdruckbereich gefördert wird, wobei der Hochdruckbe reich einen Buffertank (18) und einen Hochdruckspeicher (20) aufweist, wobei zwischen dem Buffertank (18) und dem Hochdruckspeicher (20) ein Druckregler (19) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in ei ner Rücklaufleitung (23), welche den Hochdruckbereich mit dem Vorrats behälter (12) verbindet ein Rücklauftank (24) angeordnet ist, wobei der Rücklauftank (24) eine Kühleinrichtung (40) aufweist.
2. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei zwischen Rück lauftank (24) und Vorratsbehälter (12) ein Ventil (27) angeordnet ist, wo bei durch das Ventil (27) die aus dem Rücklauftank (24) strömende Kraft stoffmenge steuerbar ist.
3. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Kühleinrich tung (40) ein Wärmetauscher (31) eines Kühlkreises (30) ist.
4. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei der Kühlkreis (30) einen Kompressor (32) aufweist.
5. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei im Kühlkreis (30) zwischen dem Kompressor (32) und dem Wärmetauscher (31) ein Kühler (34) angeordnet ist und zwischen dem Kühler (34) und dem Wärmetau scher (31) ein Expansionsventil (35) angeordnet ist.
6. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Kom pressor (32) mit einer Vorrichtung zur Umwandlung von Bremsenergie in Kompressionsenergie (33) verbunden ist.
7. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wo bei eine Hochdruckpumpe (16) zwischen einer Förderpumpe (10) und dem Buffertank (18) angeordnet ist, wobei die Förderpumpe (10) inner halb oder außerhalb des Vorratsbehälters (12) angeordnet sein kann.
8. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei eine Abzweiglei tung (25) die Rücklaufleitung (23) und einen ersten Leitungsabschnitt (13) verbindet, wobei der erste Leitungsabschnitt (13) zwischen der För derpumpe (10) und der Hochdruckpumpe (16) angeordnet ist.
9. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei ein Abzweigventil (26) zwischen Rücklaufleitung (23) und Abzweigleitung (25) angeordnet ist.
10. Kraftstofffördereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wo bei der Vorratsbehälter (12) zur Aufnahme von verflüssigten Gas (LNG) bzw. Gas in der flüssigen Phase ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113047985A (zh) * 2021-04-20 2021-06-29 上海交通大学 一种避免燃油直接接触的燃油加热共轨系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310618A (ja) * 1994-05-19 1995-11-28 Fuji Heavy Ind Ltd 高圧燃料噴射式エンジンの燃料供給制御方法
US6805105B2 (en) * 2001-06-19 2004-10-19 Denso Corporation Fuel supply system for alternative fuel
JP2008025481A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Toyota Industries Corp Ｄｍｅエンジンの燃料供給装置
DE102012202023A1 (de) * 2011-02-28 2012-08-30 Ford Global Technologies, Llc Mehrstufiges Kraftstoffrückführungssystem
DE102012200706A1 (de) 2012-01-19 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102012113220A1 (de) * 2012-10-24 2014-04-24 Hyundai Motor Company Rücklaufkraftstoff-Kühlsystem für ein LPI-Fahrzeug und Steuerungsverfahren davon

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310618A (ja) * 1994-05-19 1995-11-28 Fuji Heavy Ind Ltd 高圧燃料噴射式エンジンの燃料供給制御方法
US6805105B2 (en) * 2001-06-19 2004-10-19 Denso Corporation Fuel supply system for alternative fuel
JP2008025481A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Toyota Industries Corp Ｄｍｅエンジンの燃料供給装置
DE102012202023A1 (de) * 2011-02-28 2012-08-30 Ford Global Technologies, Llc Mehrstufiges Kraftstoffrückführungssystem
DE102012200706A1 (de) 2012-01-19 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102012113220A1 (de) * 2012-10-24 2014-04-24 Hyundai Motor Company Rücklaufkraftstoff-Kühlsystem für ein LPI-Fahrzeug und Steuerungsverfahren davon

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