DE102007028091A1

DE102007028091A1 - Kraftstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE102007028091A1
Application number: DE102007028091A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Heger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kraftstoffen, mit einem ersten Behälter (11) für einen ersten Kraftstoff; einem zweiten Behälter (21) für einen zweiten Kraftstoff; einer ersten Pumpe (12) zum Fördern des ersten Kraftstoffes aus dem ersten Behälter (11) über eine erste Druckleitung (16) zu einem Kraftstoffinjektor (40); einer zweiten Pumpe (22) zum Fördern des zweiten Kraftstoffes aus dem zweiten Behälter (21) über eine zweite Druckleitung (26), die von der ersten Druckleitung (16) getrennt ist, zum Kraftstoffinjektor (40); und dem Kraftstoffinjektor (40), der einen ersten Kraftstoffpfad (52, 56, 57) zum Leiten des ersten Kraftstoffes von der ersten Druckleitung (16) in einen Brennraum, einen zweiten Kraftstoffpfad (62, 66, 67), der von dem ersten Kraftstoffpfad (52, 56, 57) getrennt ist, zum Leiten des zweiten Kraftstoffes von der zweiten Druckleitung (26) in den Brennraum, ein erstes Einspritzventil (53) zum Öffnen und Schließen des ersten Kraftstoffpfades (52, 56, 57), ein zweites Einspritzventil (63) zum Öffnen und Schließen des zweiten Kraftstoffpfades (62, 66, 67) und eine Ventilsteuervorrichtung (42) zum Steuern des Betriebs des ersten und des zweiten Einspritzventils (53, 63) aufweist. Erfindungsgemäß weist die Ventilsteuervorrichtung (42) einen ersten Stellantrieb (44) zum Steuern des Betriebs des ersten Einspritzventils (53) und einen zweiten Stellantrieb (46) ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kraftstoffen bzw. Kraftstoffkomponenten.
Zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit zwei unterschiedlichen Kraftstoffen ist es zum Beispiel bekannt, einen Primärkraftstoff und einen Sekundärkraftstoff mittels niederfrequent schaltbarer Ventile oder durch Verwendung anderer Mischeinrichtungen wie beispielsweise einer Zweistoffförderpumpe in einem optimalen Verhältnis zu mischen und den so gemischten Kraftstoff dann in einem gemeinsamen Kraftstoffsammelrohr („Common Rail") zwischenzuspeichern, bevor eine Einspritzdüse dann das Kraftstoffgemisch in einen Brennraum fördert. Bei einer derartigen gemeinsamen Zuführung der beiden Kraftstoffkomponenten über ein Common Rail-System entstehen Nachteile dahingehend, dass die Zwischenspeicherung die Motorsteuerung verlangsamt und eine Rückleitung unverbrannter Kraftstoffe aus den Einspritzdüsen kompliziert macht.
Aus diesem Grund ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, zwei unterschiedliche Kraftstoffkomponenten einem Brennraum über getrennte Versorgungswege zuzuführen.
So offenbart zum Beispiel die US 6,588,406 B2 , auf welcher der Oberbegriff des anhängenden Anspruchs 1 basiert, ein Kraftstoffversorgungssystem, bei dem zwei unterschiedliche Kraftstoffe aus ihren zwei Vorratsbehältern über zwei getrennte Versorgungsleitungen einem Mehrstoff-Injektor zugeführt werden. Der Mehrstoff-Injektor weist zwei getrennte Fluidpfade mit zugehörigen Regelventilen für die beiden Kraftstoffkomponenten auf, wobei die beiden Regelventile über einen gemeinsamen Elektromagneten (oder alternativ über zwei Elektromagnete) simultan betätigt werden. Die Einstellung des Kraftstoffgemisches erfolgt über Regelventile in den separaten Zuleitungen der Kraftstoffkomponenten zum Injektor. Eine Rückführung unverbrannter Kraftstoffe ist in diesem Dokument nicht beschrieben.
Ferner zeigt die WO 2004/111416 A1 ein Kraftstoffversorgungssystem, bei welchem ein Kraftstoff mit hoher Oktanzahl und ein Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl zwei Injektoren eines Brennraums über separate Zuleitungen zugeführt werden. Je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird ein bestimmtes Mischungsverhältnis der beiden Kraftstoffkomponenten eingestellt, um ein Klopfen zu vermeiden.
Die EP 1 243 776 A1 beschreibt eine kombinierte Kraftstoffzufuhr für Dieselmotoren, die insbesondere bei hohen Drehzahlen von Vorteil sein soll. Ein erster Kraftstoff wird aus einem ersten Behälter direkt einer Einspritzpumpe zugeführt, während ein zweiter (insbesondere schadstoffarmer) Kraftstoff dem Ansaugtrakt der Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine zugeleitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffversorgungssystem zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kraftstoffen bzw. Kraft stoffkomponenten vorzusehen, das eine optimale Steuerung des Kraftstoffgemisches und gleichzeitig eine optimale Rückleitung unverbrannter Kraftstoffe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kraftstoffen bzw. Kraftstoffkomponenten weist auf: einen ersten Behälter für einen ersten Kraftstoff; einen zweiten Behälter für einen zweiten Kraftstoff; eine erste Pumpe zum Fördern des ersten Kraftstoffes aus dem ersten Behälter über eine erste Druckleitung zu einem Kraftstoffinjektor; eine zweite Pumpe zum Fördern des zweiten Kraftstoffes aus dem zweiten Behälter über eine zweite Druckleitung, die von der ersten Druckleitung getrennt ist, zum Kraftstoffinjektor; und den Kraftstoffinjektor, der einen ersten Kraftstoffpfad zum Leiten des ersten Kraftstoffes von der ersten Druckleitung in einen Brennraum, einen zweiten Kraftstoffpfad, der von dem ersten Kraftstoffpfad getrennt ist, zum Leiten des zweiten Kraftstoffes von der zweiten Druckleitung in den Brennraum, ein erstes Einspritzventil zum öffnen und Schließen des ersten Kraftstoffpfades, ein zweites Einspritzventil zum öffnen und Schließen des zweiten Kraftstoffpfades und eine Ventilsteuervorrichtung zum Steuern des Betriebs des ersten und des zweiten Einspritzventils aufweist. Zum optimalen Steuern des Kraftstoffgemisches weist die Ventilsteuervorrichtung einen ersten Stellantrieb zum Steuern des Betriebs des ersten Einspritzventils und einen zweiten Stellantrieb zum Steuern des Betriebs des zweiten Einspritzventils unabhängig vom ersten Stellantrieb auf.
Ferner sind eine erste Rücklaufleitung zum Rückleiten überschüssigen ersten Kraftstoffes vom Kraftstoffinjektor in den ersten Behälter und eine zweite Rücklaufleitung, die von der ersten Rücklaufleitung getrennt ist, zum Rückleiten überschüssigen zweiten Kraftstoffes vom Kraftstoffinjektor in den zweiten Behälter vorgesehen, um unverbrannte Kraftstoffe optimal rückleiten zu können.
Die Verwendung von verschiedenen Kraftstoffen ermöglicht es, nur die jeweils aktuell benötigte Kraftstoffqualität zu verbrennen; das Erfordernis, überqualifizierte Kraftstoffe einzusetzen, die für jeden möglichen Betriebszustand optimiert sind, entfällt. Mehrstoff-Brennkraftmaschinen eignen sich besonders bei der Verwendung von biogenen Sekundärkraftstoffen und für verbrennungsoptimierende Kraftstoffzusätze, und dies sowohl für den Diesel- als auch den Otto-Prozess in Brennkraftmaschinen.
Die Güte der Motorregelung wird verbessert durch die Senkung der Totzeiten der Regelung, welche bei der Zwischenspeicherung (Totvolumen) eines Kraftstoffgemisches in einem Common Rail-System entstehen. Durch die unmittelbare Zuteilung der verschiedenen Kraftstoffkomponenten aus getrennten Kraftstoffförderleitungen („Twin Rail") über den Injektor entfällt diese Totzeit und durch die unabhängige Steuerung der beiden Kraftstofffördermengen durch den Injektor kann die Motorregelung weiter optimiert werden.
Durch die getrennte Rückleitung unverbrannter erster und zweiter Kraftstoffkomponenten ist außerdem eine sortenreine Rückleitung der Kraftstoffe gegeben, sodass eine weitestmögliche Reinheit der beiden Kraftstoffkomponenten im Twin Rail-System aufrechterhalten werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystem besteht die Möglichkeit, die Verbrennungsführung durch Aufteilung der Einspritzphasen weiter zu optimieren. Zum Beispiel kann für die Voreinspritzung ein leichter entflammbarer Primärkraftstoff verwendet werden, während für die Haupteinspritzung mehr und früher ein geringer qualifizierter Sekundärkraftstoff bei optimaler Verbrennung benutzt wird. Durch die mögliche Verbrennungsführung verringert sich die Menge von schwer entflammbarem Sekundärkraftstoff, der sich an den Brennraumwänden niederschlägt. Dies erhöht wiederum die Standzeit der verwendeten Motorenöle.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Kraftstoffpfad im Kraftstoffinjektor zusätzlich mit einem Leckageölrücklauf verbunden, der mit der zweiten Rücklaufleitung in Verbindung steht. Dies ermöglicht auch bei höher viskosen zweiten Kraftstoffen ein sicheres Schließen des zweiten Einspritzventils.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in der ersten und der zweiten Druckleitung ein erster bzw. ein zweiter Kraftstoffsammler vorgesehen, in denen der von der ersten bzw. der zweiten Pumpe geförderte erste bzw. zweite Kraftstoff unter Druck bereitgestellt werden.
In diesem Fall kann der Druck im ersten und zweiten Kraftstoffsammler zum Beispiel über ein erstes bzw. ein zweites Regelventil gesteuert werden. Alternativ werden die erste und die zweite Pumpe nur dann betätigt, wenn eine Kraftstoffförderung zum Kraftstoffinjektor erforderlich ist, sodass eine Antriebsenergie der Pumpen eingespart werden kann.
Zur Erzielung einer kompakten Bauweise ist es ferner möglich, dass der erste und der zweite Kraftstoffsammler als ein kombiniertes Bauteil ausgebildet sind.
Zur Optimierung der Motorregelung besteht bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystem weiter die Möglichkeit, dass die Ventilsteuervorrichtung den ersten und den zweiten Stellantrieb des Kraftstoffinjektors während der einzelnen Einspritzphasen (Voreinspritzung, Haupteinspritzung und ggf. Nacheinspritzung) unterschiedlich betätigt.
In einer vorteilhaften Anwendung des erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems wird eine Kraftstoffkombination aus Diesel, bevorzugter BtL-Diesel, als erster Kraftstoff und einem Pflanzenöl als zweiter Kraftstoff, oder alternativ Benzin als erster Kraftstoff und einem Bioalkohol als zweiter Kraftstoff verwendet.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Kraftstoffversorgungssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
2 eine vergrößerte schematische Schnittansicht des Kraftstoffinjektors des Kraftstoffversorgungssystems von 1.
Der Aufbau und die Funktionsweise eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffversorgungssystems zum Versorgen einer Brennkraftmaschine (insbesondere eines Kraftfahrzeugs) mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kraftstoffen werden nun Bezug nehmend auf 1 und 2 näher erläutert.
In einem ersten Behälter 11 steht ein erster Kraftstoff bzw. eine erste Kraftstoffkomponente bereit, der/die von einer oder mehreren ersten Pumpen 12 in einem ersten Kraftstoffsammler 13 bereitgestellt wird. Der Druck im ersten Kraftstoffsammler 13 wird über einen ersten Druckaufnehmer 14 an ein Steuergerät (ECU) 30 übermittelt, das ein erstes Regelventil 15 zur Regelung des Drucks im ersten Kraftstoffsammler 13 ansteuert. Analog steht in einem zweiten Behälter 21 ein zweiter Kraftstoff bzw. eine zweite Kraftstoffkomponente bereit, der/die von einer oder mehreren zweiten Pumpen 22 in einem zweiten Kraftstoffsammler 23 bereitgestellt wird. Der Druck im zweiten Kraftstoffsammler 23 wird über einen zweiten Druckaufnehmer 24 an das Steuergerät 30 übermittelt, das auch ein zweites Regelventil 25 zur Regelung des Drucks im zweiten Kraftstoffsammler 23 ansteuert.
Bei diesem Aufbau des Kraftstoffversorgungssystems stehen die beiden Kraftstoffe in den Kraftstoffsammlern 13, 23 ständig unter Druck bereit. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die erste und die zweite Pumpe 12, 22 auch durch ein Stellsignal vom Steuergerät 30 von ihrem jeweiligen Antrieb getrennt werden, falls keine Kraftstoffförderung notwendig ist. Hierdurch kann Antriebsenergie eingespart werden.
In dem Kraftstoffversorgungssystem von 1 sind der erste und der zweite Kraftstoffsammler 13, 23 als getrennte Komponenten ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die beiden Kraftstoffsammler 13, 23 in einem gemeinsamen Bauteil zu kombinieren. Dies kann zum Beispiel eine geschmiedete, eine durch Innenhochdruck, durch Löten oder Laserschweißen gefügte oder eine aus Vollmaterial hergestellte Konstruktion sein, in die zwei Bohrungen zur Aufnahme der jeweiligen Kraftstoffvolumina eingebracht sind. Auf diese Weise kann die Anzahl der Bauteile reduziert werden.
Die erste und die zweite Kraftstoffkomponente werden von den beiden Kraftstoffsammlern 13, 23 über eine erste Druckleitung 16 bzw. eine zweite Druckleitung 26, die voneinander getrennt sind, einem Kraftstoffinjektor 40 mit einer Ventilsteuervorrichtung 42 zugeführt. Die Ventilsteuervorrichtung 42 enthält zwei separat ansteuerbare Stellantriebe 44 und 46 in Form zum Beispiel von Servoventilen, deren Funktion später näher erläutert wird.
Überschüssiger, d. h. nicht verbrannter erster bzw. zweiter Kraftstoff (Schalt- und Leckageströme) wird über eine erste Rücklaufleitung 17 und eine zweite Rücklaufleitung 27 sortenrein dem jeweiligen der ersten und zweiten Behälter 11, 21 zurückgeleitet.
Das Steuergerät 30 erhält über Sensoren oder über einen (CAN-)Bus 32 Informationen zur Regelung des Verbrennungsprozesses in den Zylinder der Brennkraftmaschine und steuert unter Berücksichtigung gespeicherter Kennfelder die Stellantriebe 44, 46 der Ventilsteuervorrichtung 42 in den jeweiligen Einspritzphasen (Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung) an. Die Entscheidung des Steuergeräts wird dabei auch von der Verwendbarkeit der ersten und der zweiten Kraftstoffkomponente beeinflusst. So kann zum Beispiel ein zu kalter Sekundärkraftstoff (z. B. Pflanzenöl, Kerosin) für die Verwendung im Motor ungeeignet sein, während bei erreichter Betriebstemperatur ausschließlich Sekundärkraftstoff für den Motor ausreichend ist.
Wie in 2 dargestellt, enthält der Kraftstoffinjektor 40 zwei koaxiale Einspritzwege. Der erste Kraftstoff aus dem ersten Behälter 11 wird von der ersten Druckleitung 16 über einen ersten Hochdruckeinlass 51 einem ersten Kraftstoffkanal 52 zugeführt, der sich bis zu einem ersten Ventilkörper 53 erstreckt, welcher von einer ersten Feder 54 und einem Steuerdruck, der über einen ersten Steuerdruckanschluss 55 vom ersten Servoventil 44 zugeführt wird, in dem ersten Kraftstoffkanal 52 belastet wird.
Der erste Ventilkörper 53 wird durch die Feder 54 und den Steuerdruck des Servoventils 44 nach unten gedrückt, sodass eine (bzw. mehrere) erste Austrittsöffnung(en) 56, die mit dem ersten Kraftstoffkanal 52 über einen Ringspalt 57 verbunden sind, durch den ersten Ventilkörper 53 verschlossen werden.
Die Austrittsöffnungen 56 bleiben so lange geschlossen wie die auf die Druckfläche 58 des Ventilkörpers 53 wirkende Kraft größer als die resultierende hydraulische Kraft am Ventilschaft ist. Sobald der über den Steuerdruckanschluss 55 zugeführte Steuerdruck des ersten Servoventils 44 abfällt und der dort unter Druck stehende Kraftstoff in den ersten Behälter 11 zurückgeleitet wird, sinkt die Kraft auf die Druckfläche 58 des ersten Ventilkörpers 53. Durch den Hochdruck des ersten Kraftstoffes im Ringspalt 57 wird dann der Ventil körper 53 von den ersten Austrittsöffnungen 56 weggedrückt und der erste Kraftstoff tritt durch die geöffneten ersten Austrittsöffnungen 56 in den Brennraum oder einen dorthin führenden Kanal aus.
Durch eine erste Drossel 59 im ersten Kraftstoffkanal 52 entsteht bei Abfluss von Kraftstoff durch das erste Servoventil 44 ein Druckverlust, der den Ventilkörper 53 von den ersten Austrittsöffnungen 56 fernhält. Sobald das erste Servoventil 44 schließt, strömt Kraftstoff langsamer durch die erste Drossel 59 nach, sodass die Federkraft den Ventilkörper 53 zum Schließen der Austrittsöffnungen 56 bewegt.
Die zweite Kraftstoffkomponente wird in analoger Weise durch den Kraftstoffinjektor 40 eingespritzt.
Der zweite Kraftstoff wird von der zweiten Druckleitung 26 durch einen zweiten Hochdruckeinlass 61 und einen zweiten Kraftstoffkanal 62 vor einen zweiten Ventilkörper 63 geführt, der von einer zweiten Feder 64 und einem Steuerdruck, der über einen zweiten Steuerdruckanschluss 65 vom zweiten Servoventil 46 belastet wird. Der zweite Ventilkörper 63 hat die Form eines profilierten Hohlzylinders, in dessen inneren Hohlraum Bauraum für den ersten Ventilkörper 53 vorhanden ist.
Der zweite Ventilkörper 63 wird durch die Feder 64 und den Steuerdruck des zweiten Servoventils 46 nach unten gedrückt, sodass eine (bzw. mehrere) zweite Austrittsöffnung(en) 66, die mit dem zweiten Kraftstoffkanal 62 über einen Ringspalt 67 verbunden sind, durch den zweiten Ventilkörper 63 verschlossen werden.
Die Austrittsöffnungen 66 bleiben so lange geschlossen wie die auf eine Druckfläche 68 des Ventilkörpers 63 wirkende Kraft größer als die resultierende hydraulische Kraft am Ventilschaft ist. Sobald der über den Steuerdruckanschluss 65 zugeführte Steuerdruck des zweiten Servoventils 46 abfällt und der dort unter Druck stehende Kraftstoff in den zweiten Behälter 21 zurückgeleitet wird, sinkt die Kraft auf die Druckfläche 68 des zweiten Ventilkörpers 63. Durch den Hochdruck des zweiten Kraftstoffes im Ringspalt 67 wird dann der zweite Ventilkörper 63 von den zweiten Austrittsöffnungen 66 weggedrückt und die zweite Kraftstoffkomponente tritt durch die geöffneten zweiten Austrittsöffnungen 66 in den Brennraum oder den dorthin führenden Kanal aus.
Durch eine zweite Drossel 69 im zweiten Kraftstoffkanal 62 entsteht bei Abfluss von Kraftstoff durch das zweite Servoventil 46 ein Druckverlust, der den zweiten Ventilkörper 63 von den zweiten Austrittsöffnungen 66 fernhält. Sobald das zweite Servoventil 46 schließt, strömt Kraftstoff langsamer durch die zweite Drossel 69 nach, sodass die Federkraft den Ventilkörper 63 zum Schließen der Austrittsöffnungen 66 bewegt.
Der erste Kraftstoffkanal 52, der Ringspalt 57 und die ersten Austrittsöffnungen 56 bilden gemeinsam den ersten Kraftstoffpfad der Erfindung, und der zweite Kraftstoffkanal 62, der Ringspalt 67 und die zweiten Austrittsöffnungen 66 bilden gemeinsam den zweiten Kraftstoffpfad der Erfindung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält der Kraftstoffinjektor 40 einen zusätzlichen Leckageöl-Rücklauf 70, der über eine Zwischenleitung 71 in die zweite Rücklaufleitung 27 zum zweiten Behälter 21 mündet (siehe 1). Dieser Leckageöl-Rücklauf 70 ermöglicht auch bei einem zweiten Kraftstoff mit höherer Viskosität ein sicheres Schließen der zweiten Austrittsöffnungen 66 durch den zweiten Ventilkörper 63.
Mit dem oben beschriebenen Kraftstoffversorgungssystem können einem Brennraum einer Brennkraftmaschine unterschiedliche Kraftstoffkomponenten zugeführt werden. Diese können insbesondere zwei unterschiedliche Kraftstoffe oder ein Kraftstoff und ein Hilfsstoff sein. Die entstehenden Überschussmengen werden den jeweiligen Behältern 11, 21 weitgehend sortenrein über die getrennten Rücklaufleitungen 17, 27 zurückgeführt.
Bei Verwendung des oben beschriebenen Kraftstoffversorgungssystems werden die Möglichkeiten bei der Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Kraftstoffen bzw. Kraftstoffkomponenten stark erweitert. Dabei können insbesondere auch die aktuellen Umweltprobleme berücksichtigt werden, indem die Schadstoffemissionen reduziert werden.
So können neben Primärkraftstoffen auf Erdölbasis (Diesel und Benzin) insbesondere auch CO₂-neutrale Primärkraftstoffe aus Biomasse verwendet werden. Aufgrund der gemeinsamen Nutzung mit hochqualitativen Primärkraftstoffen in dem erfindungsgemäßen Twin Rail-System können auch Sekundärkraftstoffe minderer Qualität eingesetzt werden, die zum Beispiel aus landwirtschaftlichen Produkten (Raps, Soja, usw.) hergestellt werden können. Dabei kann für jeden Sekundärkraftstoff ein passendes Mischungsverhältnis mit einem gegebenen Primärkraftstoff eingestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden im oben beschriebenen Kraftstoffversorgungssystem der Erfindung als erster Kraftstoff (hochqualitativer Primärkraftstoff) ein „Biomass-to-Liquid” (BtL)-Diesel aus Biomasse als Dieselersatz und als zweiter Kraftstoff (weniger hochqualitativer Sekundärkraftstoff) ein Pflanzenöl eingesetzt. Zur Darstellung eines teerfreien Synthesegases innerhalb des BtL-Prozesses kann dabei die Verwendung von „Teer-Fallen) dienen, bei denen das teerhaltige Synthesegas durch Behälter mit Pflanzenöl geleitet wird, wodurch Teeranteile aufgefangen werden. Bei einem derartigen Kraftstoffgemisch im Twin Rail-System können CO₂-Emissionen aus der Beimischung erdölbasierter Dieselkraftstoffe vollständig vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden in vorteilhafter Weise als erster Kraftstoff Benzin und als zweiter Kraftstoff ein Bioalkohol eingesetzt.
Der Einsatz der hier genannten Kraftstoffkombinationen ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystem besonders vorteilhaft. Selbstverständlich können derartige Kraftstoffkomponenten aber auch bei anderen Kraftstoffversorgungssystemen mit zwei oder mehr Kraftstoffkomponenten angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6588406 B2 [0004]
- WO 2004/111416 A1 [0005]
- EP 1243776 A1 [0006]

Claims

Kraftstoffversorgungssystem zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei unterschiedlichen Kraftstoffen, mit einem ersten Behälter (11) für einen ersten Kraftstoff; einem zweiten Behälter (21) für einen zweiten Kraftstoff; einer ersten Pumpe (12) zum Fördern des ersten Kraftstoffes aus dem ersten Behälter (11) über eine erste Druckleitung (16) zu einem Kraftstoffinjektor (40); einer zweiten Pumpe (22) zum Fördern des zweiten Kraftstoffes aus dem zweiten Behälter (21) über eine zweite Druckleitung (26), die von der ersten Druckleitung (16) getrennt ist, zum Kraftstoffinjektor (40); und dem Kraftstoffinjektor (40), der einen ersten Kraftstoffpfad (52, 56, 57) zum Leiten des ersten Kraftstoffes von der ersten Druckleitung (16) in einen Brennraum, einen zweiten Kraftstoffpfad (62, 66, 67), der von dem ersten Kraftstoffpfad (52, 56, 57) getrennt ist, zum Leiten des zweiten Kraftstoffes von der zweiten Druckleitung (26) in den Brennraum, ein erstes Einspritzventil (53) zum öffnen und Schließen des ersten Kraftstoffpfades (52, 56, 57), ein zweites Einspritzventil (63) zum öffnen und Schließen des zweiten Kraftstoffpfades (62, 66, 67) und eine Ventilsteuervorrichtung (42) zum Steuern des Betriebs des ersten und des zweiten Einspritzventils (53, 63) auf weist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsteuervorrichtung (42) einen ersten Stellantrieb (44) zum Steuern des Betriebs des ersten Einspritzventils (53) und einen zweiten Stellantrieb (46) zum Steuern des Betriebs des zweiten Einspritzventils (63) unabhängig vom ersten Stellantrieb (44) aufweist; und dass eine erste Rücklaufleitung (17) zum Rückleiten überschüssigen ersten Kraftstoffes vom Kraftstoffinjektor (40) in den ersten Behälter (11) und eine zweite Rücklaufleitung (27), die von der ersten Rücklaufleitung (17) getrennt ist, zum Rückleiten überschüssigen zweiten Kraftstoffes vom Kraftstoffinjektor (40) in den zweiten Behälter (21) vorgesehen sind.
Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kraftstoffpfad (62, 66, 67) im Kraftstoffinjektor (40) mit einem Leckageölrücklauf (70) verbunden ist, der mit der zweiten Rücklaufleitung (27) in Verbindung steht.
Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und der zweiten Druckleitung (16, 26) ein erster bzw. ein zweiter Kraftstoffsammler (13, 23) vorgesehen sind, in denen der von der ersten bzw. der zweiten Pumpe (12, 22) geförderte erste bzw. zweite Kraftstoff unter Druck bereitgestellt werden.
Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im ersten und zweiten Kraftstoffsammler (13, 23) über ein erstes bzw. ein zweites Regelventil (15, 25) gesteuert wird.
Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Pumpe (12, 22) nur betätigt werden, falls eine Kraftstoffförderung zum Kraftstoffinjektor (40) erforderlich ist.
Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kraftstoffsammler (13, 23) als ein kombiniertes Bauteil ausgebildet sind.
Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsteuervorrichtung (42) den ersten und den zweiten Stellantrieb (44, 46) während Voreinspritzung, Haupteinspritzung und ggf. Nacheinspritzung unterschiedlich betätigt.
Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftstoff ein BtL-Diesel ist und der zweite Kraftstoff ein Pflanzenöl ist.
Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftstoff Benzin ist und der zweite Kraftstoff ein Bioalkohol ist.