DE102022213374A1 - Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system - Google Patents

Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system Download PDF

Info

Publication number
DE102022213374A1
DE102022213374A1 DE102022213374.9A DE102022213374A DE102022213374A1 DE 102022213374 A1 DE102022213374 A1 DE 102022213374A1 DE 102022213374 A DE102022213374 A DE 102022213374A DE 102022213374 A1 DE102022213374 A1 DE 102022213374A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure control
control unit
opening
pressure
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102022213374.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Marion Glenk
Markus Schetter
Matthias Riedle
Florian Weidner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
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
Priority to DE102022213374.9A priority Critical patent/DE102022213374A1/en
Priority to PCT/EP2023/079752 priority patent/WO2024120696A1/en
Publication of DE102022213374A1 publication Critical patent/DE102022213374A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

Druckregeleinheit (30) für ein Brennstoffversorgungssystem (10) einer Brennkraftmaschine zur Druckregelung eines gasförmigen Brennstoffs, umfassend ein Gehäuse (52) und mindestens ein mindestens bereichsweise in dem Gehäuse (52) angeordnetes Druckregelventil (32), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (52) mindestens eine erste Öffnung (58) und mindestens eine mit der ersten Öffnung (58) fluidisch verbundene zweite Öffnung (60) aufweist, wobei eine erste Längsachse (62) der ersten Öffnung (58) und eine zweite Längsachse (64) der zweiten Öffnung (60) in einem ersten Winkel (66) zueinander angeordnet sind, der größer ist als Null Grad, und wobei in der ersten Öffnung (58) ein Druckregelventil (32) wenigstens bereichsweise aufgenommen ist, und wobei entweder in der zweiten Öffnung (60) ein Druckregelventil (32) wenigstens bereichsweise aufgenommen ist oder die zweite Öffnung (60) nach außen durch ein Verschlusselement (82), mit oder ohne Zusatzvolumen (84), verschlossen ist.Pressure control unit (30) for a fuel supply system (10) of an internal combustion engine for controlling the pressure of a gaseous fuel, comprising a housing (52) and at least one pressure control valve (32) arranged at least partially in the housing (52), characterized in that the housing (52) has at least one first opening (58) and at least one second opening (60) fluidically connected to the first opening (58), wherein a first longitudinal axis (62) of the first opening (58) and a second longitudinal axis (64) of the second opening (60) are arranged at a first angle (66) to one another which is greater than zero degrees, and wherein a pressure control valve (32) is accommodated at least partially in the first opening (58), and wherein either a pressure control valve (32) is accommodated at least partially in the second opening (60) or the second opening (60) is closed to the outside by a closure element (82), with or without additional volume (84).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Druckregeleinheit für ein Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine zur Druckregelung eines gasförmigen Brennstoffs, sowie ein Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine für gasförmigen Brennstoff, nach den Oberbegriffen der jeweiligen nebengeordneten Ansprüche.The invention relates to a pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine for controlling the pressure of a gaseous fuel, as well as a fuel supply system of an internal combustion engine for gaseous fuel, according to the preambles of the respective independent claims.

Vom Markt her bekannt sind Brennkraftmaschinen, deren Brennstoff gasförmiger Wasserstoff ist. Derartige Brennkraftmaschinen können beispielsweise zum Antrieb von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Der Wasserstoff kann beispielsweise unter relativ hohem Druck, beispielsweise 700 bar, in flüssiger Form in einem tankartigen Brennstoffspeicher gespeichert sein. Von dort gelangt er über eine Hochdruck-Druckregeleinrichtung zu einer Niederdruck-Druckregeleinheit und weiter zu einer Brennstoffverteileinrichtung, die funktional ähnlich ist wie das Kraftstoffrail bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin- oder Diesel-Direkteinspritzung. Die Hochdruck-Druckregeleinrichtung regelt den Gasdruck typischerweise herunter auf beispielsweise ungefähr 40 bar, die Niederdruck-Druckregeleinheit regelt den Gasdruck weiter herunter typischerweise auf einen Druck von ungefähr 15 bar. An die Brennstoffverteileinrichtung sind üblicherweise mehrere Injektoren angeschlossen, die den gasförmigen Brennstoff direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine (H2-Direkteinspritzung) oder in eine Vorkammer einblasen (Port Fuel Injection). Die DE 10 2017 210 367 A1 offenbart ein Druckregelventil in Form eines Proportionalregelventils, wie es in der oben beschriebenen Niederdruck-Druckregeleinheit eingesetzt werden kann.Internal combustion engines whose fuel is gaseous hydrogen are known from the market. Such internal combustion engines can be used, for example, to drive motor vehicles. The hydrogen can be stored in liquid form in a tank-like fuel storage unit under relatively high pressure, for example 700 bar. From there it passes through a high-pressure pressure control device to a low-pressure pressure control unit and then to a fuel distribution device, which is functionally similar to the fuel rail in an internal combustion engine with gasoline or diesel direct injection. The high-pressure pressure control device typically regulates the gas pressure down to, for example, approximately 40 bar, while the low-pressure pressure control unit regulates the gas pressure further down, typically to a pressure of approximately 15 bar. Several injectors are usually connected to the fuel distribution device, which inject the gaseous fuel directly into the combustion chambers of the internal combustion engine (H2 direct injection) or into a prechamber (port fuel injection). The EN 10 2017 210 367 A1 discloses a pressure control valve in the form of a proportional control valve, as can be used in the low-pressure pressure control unit described above.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Druckregeleinheit und ein Brennstoffversorgungssystem mit den Merkmalen des jeweiligen nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen genannt.The problem underlying the invention is solved by a pressure control unit and a fuel supply system with the features of the respective independent claim. Advantageous further developments are mentioned in subclaims.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Druckregeleinheit sehr kompakt gebaut werden kann. Der in dem Gehäuse für die Unterbringung des Druckregelventils bzw. der Druckregelventile notwendige Bauraum wird optimiert bzw. verkleinert. Beispielsweise kann das Gehäuse der Druckregeleinheit kürzer als bisher sein. Erreicht wird dies durch eine „Winkelbauweise“. Durch diese wird auch eine schiefe Anordnung des Druckregelventils realisiert, wodurch die Gefahr einer Korrosionsunterwanderung verringert wird. Spritzwasser kann sich nämlich nicht mehr um das Druckregelventil herum sammeln, bzw. es kann leichter nach außen abschließen. Durch entsprechende konstruktive Gestaltungen kann das Spritzwasser auch gezielt am Gehäuse entlang abgeführt werden. Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Druckregeleinheit kann dabei sowohl durch Gießen, Schmieden, Spritzguss oder im 3D-Druck hergestellt werden, beispielsweise aus Aluminium, Stahl (vorzugsweise Edelstahl) oder auch aus Kunststoff. Durch das Vorsehen mehrerer in einem Winkel zueinander vorgesehener Öffnungen kann darüber hinaus das gleiche Gehäuse für ganz unterschiedliche spezifische Anwendungen eingesetzt werden. Somit können vorhandene Maschinen zur Bearbeitung und Montage weiterverwendet werden. Ferner kann das gleiche Gehäuse für eine Druckregeleinheit mit einem einzigen Druckregelventil oder mit zwei (oder mehr) Druckregelventilen verwendet werden.One advantage of the present invention is that the pressure control unit can be built very compactly. The installation space required in the housing to accommodate the pressure control valve or pressure control valves is optimized or reduced. For example, the housing of the pressure control unit can be shorter than before. This is achieved by an "angular design". This also allows the pressure control valve to be arranged at an angle, which reduces the risk of corrosion infiltration. Splash water can no longer collect around the pressure control valve, or it can more easily be closed off to the outside. Appropriate structural designs also allow the spray water to be drained away along the housing in a targeted manner. The housing of the pressure control unit according to the invention can be manufactured by casting, forging, injection molding or 3D printing, for example from aluminum, steel (preferably stainless steel) or even plastic. By providing several openings at an angle to one another, the same housing can also be used for very different specific applications. Existing machines can therefore continue to be used for processing and assembly. Furthermore, the same housing can be used for a pressure control unit with a single pressure control valve or with two (or more) pressure control valves.

Konkret wird dies erreicht durch eine Druckregeleinheit, mit der der Druck eines gasförmigen Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff, in einem stromabwärts von der Druckregeleinheit gelegenen Bereich eines Brennstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine geregelt werden kann. Der gasförmige Wasserstoff kann beispielsweise zur innermotorischen Verbrennung verwendet werden. Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um eine im Wesentlichen typische Kolben-Brennkraftmaschine handeln, wie sie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen oder stationären Anwendungen, beispielsweise zum Antrieb von Generatoren, eingesetzt wird.Specifically, this is achieved by a pressure control unit with which the pressure of a gaseous fuel, in particular hydrogen, can be regulated in a region of a fuel supply system of an internal combustion engine located downstream of the pressure control unit. The gaseous hydrogen can be used, for example, for internal engine combustion. The internal combustion engine can essentially be a typical piston internal combustion engine, such as those used in motor vehicles or stationary applications, for example for driving generators.

Bei einem solchen Brennstoffversorgungssystem kann der Wasserstoff beispielsweise unter relativ hohem Druck, beispielsweise 700 bar, in flüssiger Form in einem tankartigen Brennstoffspeicher gespeichert sein. Von dort kann er über eine Hochdruck-Druckregeleinrichtung zu einer Niederdruck-Druckregeleinheit (kurz „Druckregeleinheit“) und weiter zu einer Brennstoffverteileinrichtung gelangen, die funktional ähnlich ist wie das Kraftstoffrail bei einer Brennkraftmaschine mit Benzin- oder Diesel-Direkteinspritzung. Die Hochdruck-Druckregeleinrichtung regelt den Gasdruck typischerweise herunter auf beispielsweise ungefähr 40 bar, die Niederdruck-Druckregeleinheit regelt den Gasdruck weiter herunter typischerweise auf einen Druck von ungefähr 15 bar. An die Brennstoffverteileinrichtung können beispielsweise mehrere Injektoren angeschlossen sein, die den Brennstoff direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine (H2-Direkteinspritzung) oder in eine Vorkammer einblasen (Port Fuel Injection).In such a fuel supply system, the hydrogen can be stored in liquid form in a tank-like fuel storage unit under relatively high pressure, for example 700 bar. From there it can pass via a high-pressure pressure control device to a low-pressure pressure control unit (short "pressure control unit") and then to a fuel distribution device, which is functionally similar to the fuel rail in an internal combustion engine with gasoline or diesel direct injection. The high-pressure pressure control device typically regulates the gas pressure down to, for example, approximately 40 bar, while the low-pressure pressure control unit regulates the gas pressure further down, typically to a pressure of approximately 15 bar. For example, several injectors can be connected to the fuel distribution device, which inject the fuel directly into the combustion chambers of the internal combustion engine (H2 direct injection) or into a prechamber (port fuel injection).

Die gerade erwähnte Niederdruck-Druckregeleinheit (auch „HIPR“ bzw. „Hydrogen Injection Pressure Regulator“ genannt) regelt entsprechend den spezifischen Anforderungen den Druck und somit den Massen- oder Volumenstrom in der Brennstoffverteileinrichtung bzw. zu der Brennstoffverteileinrichtung. Hierzu kann die HIPR mindestens ein Druckregelventil, insbesondere ein Proportionalregelventil umfassen. Dieses ist mindestens bereichsweise in dem Gehäuse angeordnet.The low-pressure pressure control unit just mentioned (also called “HIPR” or “Hydrogen Injection Pressure Regulator”) regulates the pressure and thus the mass or volume flow in the fuel distribution device or to the fuel distribution device. For this purpose, the HIPR can comprise at least one pressure control valve, in particular a proportional control valve. This is arranged at least in part in the housing.

Hierzu verfügt das Gehäuse über mindestens eine erste Öffnung und mindestens eine mit der ersten Öffnung fluidisch verbundene zweite Öffnung. Die erste Öffnung weist eine erste Längsachse auf, und die zweite Öffnung eine zweite Längsachse. Die beiden Öffnungen sind im Wesentlichen und wenigstens bereichsweise gerade, sie müssen jedoch in axialer Richtung gesehen keinen konstanten Durchmesser aufweisen. Die erste Längsachse und die zweite Längsachse sind in einem ersten Winkel zueinander angeordnet, der größer ist als Null Grad, wobei dies für eine gleiche Blickrichtung entlang der jeweiligen Längsachse gilt, beispielsweise von außen in das Gehäuse hinein.For this purpose, the housing has at least one first opening and at least one second opening fluidically connected to the first opening. The first opening has a first longitudinal axis and the second opening has a second longitudinal axis. The two openings are essentially and at least partially straight, but they do not have to have a constant diameter when viewed in the axial direction. The first longitudinal axis and the second longitudinal axis are arranged at a first angle to one another that is greater than zero degrees, whereby this applies for a same viewing direction along the respective longitudinal axis, for example from the outside into the housing.

In der ersten Öffnung ist das oben erwähnte Druckregelventil wenigstens bereichsweise aufgenommen. In der zweiten Öffnung ist entweder ebenfalls ein Druckregelventil wenigstens bereichsweise aufgenommen, oder die zweite Öffnung ist von Gehäuse aus gesehen nach außen durch ein Verschlusselement verschlossen. Ist also in der zweiten Öffnung ebenfalls ein Druckregelventil wenigstens bereichsweise aufgenommen, umfasst die Druckregeleinheit mindestens zwei Druckregelventile, die typischerweise hydraulisch parallel geschaltet sind. Ist dagegen in der zweiten Öffnung kein Druckregelventil vorhanden, ist diese durch das Verschlusselement fluiddicht verschlossen.The above-mentioned pressure control valve is accommodated at least in part in the first opening. In the second opening, either a pressure control valve is also accommodated at least in part, or the second opening is closed off from the outside by a closure element when viewed from the housing. If a pressure control valve is also accommodated at least in part in the second opening, the pressure control unit comprises at least two pressure control valves, which are typically connected hydraulically in parallel. If, on the other hand, there is no pressure control valve in the second opening, it is closed off fluid-tight by the closure element.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Längsachse und die zweite Längsachse in einer gemeinsamen Ebene liegen. In diesem Fall baut das Gehäuse der Druckregeleinheit besonders kurz.In a further development, the first longitudinal axis and the second longitudinal axis lie in a common plane. In this case, the housing of the pressure control unit is particularly short.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass sie mindestens zwei erste Öffnungen und/oder mindestens zwei zweite Öffnungen aufweist. Dies erhöht die Flexibilität bei der Verwendung des Gehäuses der Druckregeleinheit.In a further development, it is provided that it has at least two first openings and/or at least two second openings. This increases the flexibility in the use of the housing of the pressure control unit.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Winkel im Bereich von ungefähr 70-110° oder im Bereich von ungefähr 160-200° liegt. Im ersten Fall sind die beiden Öffnungen zueinander in etwa V-artig (Winkelbauweise) zueinander angeordnet, ähnlich einem V-Motor. Der Bereich zwischen den beiden Öffnungen kann dann verwendet werden zur Anordnung anderer Bauteile, beispielsweise eines Drucksensors. Beim Verbau der Druckregelventile in Winkelbauweise können die Öffnungen durch die Winkellage zentral in einem Querkanal „auslaufen“. Eine bisher notwendige Querbohrung zur Verbindung der Ausgänge kann somit entfallen, was das Volumen an einem Auslass entsprechend reduziert, was regelungstechnische Vorteile haben kann. Im zweiten Fall sind die beiden Öffnungen im Wesentlichen zueinander entgegengesetzt angeordnet, ähnlich einem Boxermotor. In diesem Fall kann die Druckregeleinheit besonders flach bauen.In a further development, the first angle is in the range of approximately 70-110° or in the range of approximately 160-200°. In the first case, the two openings are arranged in a roughly V-like manner (angular design) to one another, similar to a V-engine. The area between the two openings can then be used to arrange other components, for example a pressure sensor. When the pressure control valves are installed in an angled design, the openings can "run out" centrally in a transverse channel due to the angular position. A transverse hole that was previously necessary to connect the outlets can therefore be omitted, which reduces the volume at an outlet accordingly, which can have control-related advantages. In the second case, the two openings are arranged essentially opposite one another, similar to a boxer engine. In this case, the pressure control unit can be particularly flat.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass sie mindestens zwei erste Öffnungen aufweist, deren erste Längsachsen in einem zweiten Winkel im Bereich von ungefähr 70-110° zueinander angeordnet sind, und sie mindestens eine zweite Öffnung aufweist, deren zweite Längsachse in einem ersten Winkel im Bereich von ungefähr 180° zu einer ersten Längsachse angeordnet ist. Dies gestattet die Realisierung einer besonders großen Flexibilität, wobei in jedem Falle mindestens zwei Druckregelventile V-artig, ähnlich einem V-Motor, zueinander angeordnet sind.In a further development, it is provided that it has at least two first openings, the first longitudinal axes of which are arranged at a second angle in the range of approximately 70-110° to one another, and it has at least one second opening, the second longitudinal axis of which is arranged at a first angle in the range of approximately 180° to a first longitudinal axis. This allows the realization of particularly great flexibility, with at least two pressure control valves in each case being arranged in a V-like manner, similar to a V-engine.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass sie mindestens zwei erste Öffnungen aufweist, die nebeneinander und wenigstens im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und sie mindestens eine zweite Öffnung aufweist, deren zweite Längsachse in einem ersten Winkel im Bereich von ungefähr 70-110° zu einer ersten Längsachse angeordnet ist. Dies gestattet die Realisierung einer Anordnung mit mindestens zwei geometrisch in Reihe angeordneten Druckregelventilen, ähnlich einem Reihenmotor.In a further development, it is provided that it has at least two first openings which are arranged next to one another and at least substantially parallel to one another, and it has at least one second opening whose second longitudinal axis is arranged at a first angle in the range of approximately 70-110° to a first longitudinal axis. This allows the realization of an arrangement with at least two pressure control valves arranged geometrically in series, similar to an in-line engine.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verschlusselement ein zum Volumen der zweiten Öffnung zusätzliches Volumen bereitstellt. Je nach Anforderungen aus dem System (z.B. Schwingungsdämpfung, ...) kann auf diese Weise nach dem Druckregelventil ein zusätzliches Volumen vorgesehen werden, was durch die hier vorgeschlagene Weiterbildung sehr einfach realisiert werden kann.In a further development, the closure element provides an additional volume to the volume of the second opening. Depending on the requirements of the system (e.g. vibration damping, ...), an additional volume can be provided after the pressure control valve, which can be achieved very easily with the further development proposed here.

Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass das Verschlusselement ein hohlzylindrisches und/oder ein sphärisches (oder anderes) Zusatzvolumen aufweist. Dies ist konstruktiv einfach realisierbar.In a further development, the closure element has a hollow cylindrical and/or spherical (or other) additional volume. This is easy to implement in terms of construction.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Druckregeleinheit ferner einen Drucksensor und/oder eine Absperrventileinrichtung umfasst. Aufgrund der kompakten Bauweise können diese zusätzlichen Elemente sehr einfach an bzw. bei der Druckregeleinheit angeordnet werden. Durch einen Verbau der Druckregelventile in einem Winkel größer Null zueinander kann zwischen den Druckregelventilen der Drucksensor untergebracht werden. Dies gestattet es, dass im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen die Absperrventileinrichtung dort untergebracht werden kann, wo bisher der Drucksensor angeordnet war.In a further development, it is provided that the pressure control unit further comprises a pressure sensor and/or a shut-off valve device. Due to the compact design, these additional elements can be arranged very easily on or near the pressure control unit. By installing the pressure control valves at an angle greater than zero to each other, the pressure sensor can be accommodated between the pressure control valves. This allows the shut-off valve device to be accommodated there, in comparison to conventional solutions. can be installed where the pressure sensor was previously located.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse beispielsweise auf seiner Außenseite mindestens einen Kanal zur Ableitung von Flüssigkeit, beispielsweise Spritzwasser aufweist. Durch die oben beschriebene Winkelbauweise kann das Gehäuse in Einbaulage relativ zur Senkrechten schräge Außenflächen aufweisen, die die Ableitung beispielsweise von Spritzwasser mittels Schwerkraft ermöglichen. Hierdurch wird Korrosion beispielsweise im Bereich der Anordnung eines Druckregelventils in einer Öffnung des Gehäuses durch dort „stehendes“ Wasser vermieden bzw. reduziert.In a further development, it is provided that the housing has at least one channel on its outside for draining liquid, for example splash water. Due to the angled design described above, the housing can have slanted outer surfaces relative to the vertical in the installed position, which enable the drainage of splash water, for example, by means of gravity. This prevents or reduces corrosion, for example in the area where a pressure control valve is arranged in an opening in the housing, due to water "standing" there.

Insgesamt kann zusammenfassend festgehalten werden, dass beim Verbau der Druckregelventile in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Winkelbauweise sehr einfach eine Druckregeleinheit mit zwei Druckregelventilen, aber bei entsprechendem Bedarf auch nur mit einem einzigen Druckregelventil realisiert werden kann. In dem letztgenannten Fall könnte die zweite Öffnung beispielsweise für ein zusätzliches Volumen zur Schwingungsreduzierung genutzt werden. Bei Bedarf von zwei Druckregelventilen können die Druckregelventile auch in einer Reihe ähnlich einem Reihenmotor angeordnet sein. Dadurch können die zweiten Öffnungen für ein weiteres zusätzliches Volumen beispielsweise zur Schwingungsreduzierung genutzt werden.Overall, it can be summarized that when installing the pressure control valves in the angled design proposed by the invention, a pressure control unit with two pressure control valves can be implemented very easily, but if necessary also with just a single pressure control valve. In the latter case, the second opening could be used, for example, for an additional volume to reduce vibration. If two pressure control valves are required, the pressure control valves can also be arranged in a row similar to an in-line engine. This means that the second openings can be used for another additional volume, for example to reduce vibration.

Das zusätzliche Volumen kann durch entsprechend gestaltete Verschlusselemente, beispielsweise in Form von Verschlussschrauben, zusätzlich vergrößert werden. Je nach Verbau eines oder zweier Druckregelventile, mit einem zusätzlichen Volumen oder mit einer Volumenreduzierung, kann jeweils auf das gleiche Gehäuserohteil zurückgegriffen werden. Vorhandene Maschinen zur Bearbeitung und Montage können gleichbleibend verwendet werden. Je nach Anwendung muss lediglich nur eine entsprechende Bohrung/Querbohrung im Gehäuserohling gesetzt oder weggelassen werden, bzw. es erfolgt ein bestimmter Montageschritt während der Montage, oder dieser Montageschritt kann entfallen.The additional volume can be increased by appropriately designed closure elements, for example in the form of screw plugs. Depending on whether one or two pressure control valves are installed, with an additional volume or with a volume reduction, the same housing blank can be used in each case. Existing machines for processing and assembly can be used in the same way. Depending on the application, only a corresponding hole/cross hole in the housing blank needs to be made or omitted, or a certain assembly step takes place during assembly, or this assembly step can be omitted.

Zu der Erfindung gehört auch ein Brennstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, umfassend einen Brennstoffspeicher, mindestens eine Druckregeleinheit, eine stromabwärts von der eine Druckregeleinheit angeordnete Brennstoffverteileinrichtung und mindestens einen an die Brennstoffverteileinrichtung angeschlossenen Injektor. Die Druckregeleinheit ist gemäß der oben beschriebenen Art ausgebildet.The invention also includes a fuel supply system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel, in particular hydrogen, comprising a fuel reservoir, at least one pressure control unit, a fuel distribution device arranged downstream of the pressure control unit and at least one injector connected to the fuel distribution device. The pressure control unit is designed in the manner described above.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffversorgungssystems zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff mit einer Druckregeleinheit mit zwei Druckregelventilen;
  • 2 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Druckregeleinheit von 1 mit zwei Druckregelventilen in V-Anordnung;
  • 3 einen schematischen Schnitt längs der Linie III-III von 2;
  • 4 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Druckregeleinheit von 1 mit zwei Druckregelventilen in Reihe;
  • 5 einen schematischen Schnitt längs der Linie V-V von 4;
  • 6 eine schematische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Druckregeleinheit von 1 mit zwei Druckregelventilen in Reihe und zwei Zusatzvolumina;
  • 7 einen schematischen Schnitt längs der Linie Vll-Vll von 6;
  • 8 eine schematische Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer Druckregeleinheit mit einem Druckregelventil und einem Zusatzvolumen in V-Anordnung;
  • 9 einen schematischen Schnitt längs der Linie IX-IX von 8;
  • 10 eine schematische Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform der Druckregeleinheit von 1 mit zwei Druckregelventilen und zwei Zusatzvolumina in Boxer- bzw. Stern-Anordnung; und
  • 11 einen schematischen Schnitt längs der Linie XI-XI von 10.
Embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 a schematic representation of a fuel supply system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel with a pressure control unit with two pressure control valves;
  • 2 a schematic plan view of a first embodiment of the pressure control unit of 1 with two pressure control valves in V-arrangement;
  • 3 a schematic section along the line III-III of 2 ;
  • 4 a schematic plan view of a second embodiment of the pressure control unit of 1 with two pressure control valves in series;
  • 5 a schematic section along the line VV of 4 ;
  • 6 a schematic plan view of a third embodiment of the pressure control unit of 1 with two pressure control valves in series and two additional volumes;
  • 7 a schematic section along the line Vll-Vll of 6 ;
  • 8th a schematic plan view of a fourth embodiment of a pressure control unit with a pressure control valve and an additional volume in a V-arrangement;
  • 9 a schematic section along the line IX-IX of 8th ;
  • 10 a schematic plan view of a fifth embodiment of the pressure control unit of 1 with two pressure control valves and two additional volumes in boxer or star arrangement; and
  • 11 a schematic section along the line XI-XI of 10 .

Nachfolgend tragen funktionsäquivalente Elemente und Bereiche in unterschiedlichen Figuren und in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen. Sie werden im Normalfall nur bei der ersten Erwähnung im Detail beschrieben. Darüber hinaus sind aus Gründen der Vereinfachung möglicherweise nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen eingetragen.In the following, functionally equivalent elements and regions in different figures and in different embodiments have the same reference symbols. They are normally only described in detail when they are first mentioned. In addition, for the sake of simplicity, not all reference symbols may be included in all figures.

Ein Brennstoffversorgungssystem trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Es dient zur Versorgung einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mit einem gasförmigen Brennstoff, vorliegend beispielsweise gasförmigem Wasserstoff.A fuel supply system contributes to 1 overall the reference number 10. It serves to supply an internal combustion engine, not shown, with a gaseous fuel, in this case for example gaseous hydrogen.

Der Wasserstoff ist in flüssiger Form unter hohem Druck, beispielsweise ungefähr 700 bar, in einem tankartigen Brennstoffspeicher 12 gespeichert. Dieser kann über einen Füllanschluss 14 befüllt werden. Am Brennstoffspeicher 12 ist ferner eine integrierte Einheit 16 aus einem Tankventil zur Befüllung und Abgabe von Wasserstoff in bzw. aus dem Brennstoffspeicher 12 und einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des aus dem Brennstoffspeicher 12 kommenden gasförmigen Wasserstoffs angeordnet.The hydrogen is stored in liquid form under high pressure, for example approximately 700 bar, in a tank-like fuel storage unit 12. This can be filled via a filling connection 14. An integrated unit 16 comprising a tank valve for filling and dispensing hydrogen into or out of the fuel storage unit 12 and a temperature sensor for detecting the temperature of the gaseous hydrogen coming from the fuel storage unit 12 is also arranged on the fuel storage unit 12.

Der gasförmige Wasserstoff gelangt über eine Druckleitung 18 zunächst zu einem Filter 20 und von dort weiter zu einer Hochdruck-Druckregeleinrichtung 22. Diese reduziert den Druck des gasförmigen Wasserstoffs beispielsweise auf einen Druck im Bereich von 40 bar. Die Druckleitung 18 führt von der Hochdruck-Druckregeleinrichtung 22 weiter zu einem Drucksensor 24, einen weiteren Filter 26 und eine optionale Temperiereinrichtung 28 schließlich zu einer Niederdruck-Druckregeleinheit 30.The gaseous hydrogen first reaches a filter 20 via a pressure line 18 and from there to a high-pressure pressure control device 22. This reduces the pressure of the gaseous hydrogen to a pressure in the range of 40 bar, for example. The pressure line 18 leads from the high-pressure pressure control device 22 to a pressure sensor 24, another filter 26 and an optional temperature control device 28 and finally to a low-pressure pressure control unit 30.

Die Niederdruck-Druckregeleinheit 30 umfasst vorliegend beispielhaft zwei hydraulisch parallele Druckregelventile 32, einen Niederdruck-Drucksensor 34 und ein Sicherheitsventil in Form einer Absperrventileinrichtung 36. Die beiden Druckregelventile 32 sind identisch aufgebaut und sind vorliegend Proportionalregelventile. Durch die Niederdruck-Druckregeleinheit 30 wird der Druck in der Druckleitung 18 nochmals abgesenkt von dem eingangsseitigen vorliegend beispielhaften Druck von ungefähr 40 bar auf einen Druck beispielsweise von ungefähr 15 bar.The low-pressure pressure control unit 30 comprises, for example, two hydraulically parallel pressure control valves 32, a low-pressure pressure sensor 34 and a safety valve in the form of a shut-off valve device 36. The two pressure control valves 32 are identically constructed and are proportional control valves. The low-pressure pressure control unit 30 reduces the pressure in the pressure line 18 again from the inlet-side pressure of approximately 40 bar to a pressure of approximately 15 bar, for example.

Stromabwärts von der Niederdruck-Druckregeleinheit 30 führt die Druckleitung 18 zu einer Brennstoffverteileinrichtung 38, die beispielsweise als längliches Rohr ausgebildet sein kann in der Art eines typischen Kraftstoffrails, wie es von Benzin- und Diesel-Kraftstoffsystemen bekannt ist. Der in der Brennstoffverteileinrichtung 38 herrschende Gasdruck wird von einem Drucksensor 40 erfasst.Downstream of the low-pressure pressure control unit 30, the pressure line 18 leads to a fuel distribution device 38, which can be designed, for example, as an elongated pipe in the manner of a typical fuel rail, as is known from gasoline and diesel fuel systems. The gas pressure prevailing in the fuel distribution device 38 is detected by a pressure sensor 40.

An die Brennstoffverteileinrichtung 38 sind mehrere Injektoren 42 angeschlossen, die den gasförmigen Wasserstoff vorliegend beispielhaft in Brennräume 44 der Brennkraftmaschine direkt einblasen. Der gasförmige Wasserstoff wird in den Brennräumen 44 mit Luftsauerstoff gemischt, und dieses Gemisch wird durch eine jeweilige Zündeinrichtung 46 entzündet. Typischerweise handelt es sich bei der Brennkraftmaschine um eine 2-Takt- oder 4-Takt-Kolben-Brennkraftmaschine von einer weitgehend üblichen Bauart. Beispielsweise wird eine solche Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Sie kann aber auch beispielsweise stationär zum Antrieb eines Generators zur Stromerzeugung verwendet werden.Several injectors 42 are connected to the fuel distribution device 38, which in this case blow the gaseous hydrogen directly into combustion chambers 44 of the internal combustion engine. The gaseous hydrogen is mixed with atmospheric oxygen in the combustion chambers 44, and this mixture is ignited by a respective ignition device 46. The internal combustion engine is typically a 2-stroke or 4-stroke piston internal combustion engine of a largely conventional design. For example, such an internal combustion engine is used to drive a motor vehicle. However, it can also be used stationary, for example, to drive a generator to generate electricity.

Gesteuert werden das Brennstoffversorgungssystem 10 und seine Komponenten durch eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 48, die über einen oder mehrere entsprechende Mikroprozessoren, einen Speicher für Programmcode, etc., verfügt. Die Steuer- und Regeleinrichtung 48 erhält Signale unter anderem vom Temperatursensor (verbaut in der integrierten Einheit 16), dem Drucksensor 24, dem Drucksensor 34, dem Drucksensor 40, etc. Die Steuer- und Regeleinrichtung 48 steuert verschiedene Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 an, unter anderem die Niederdruck-Druckregeleinrichtung 30, dass Sicherheitsventil 36 sowie die Zündeinrichtungen 46. Ferner wird auch eine Steuereinrichtung 50 von der Steuer- und Regeleinrichtung 48 angesteuert, die wiederum spezifisch den Betrieb des Brennstoffspeichers 12 steuert bzw. regelt.The fuel supply system 10 and its components are controlled by an electronic control and regulating device 48, which has one or more corresponding microprocessors, a memory for program code, etc. The control and regulating device 48 receives signals from, among others, the temperature sensor (installed in the integrated unit 16), the pressure sensor 24, the pressure sensor 34, the pressure sensor 40, etc. The control and regulating device 48 controls various components of the fuel supply system 10, including the low-pressure pressure regulating device 30, the safety valve 36 and the ignition devices 46. Furthermore, a control device 50 is also controlled by the control and regulating device 48, which in turn specifically controls or regulates the operation of the fuel storage device 12.

In den 2 und 3 ist die Niederdruck-Druckregeleinheit 30 stärker im Detail gezeichnet. Sie umfasst ein Gehäuse 52 mit einem einlassseitigen Anschluss 54 und einem auslassseitigen Anschluss 56. Der auslassseitige Anschluss 56 führt zur Brennstoffverteileinrichtung 38. Man erkennt, dass die Niederdruck-Druckregeleinheit 30 eine integrierte Baueinheit bildet. Diese wird auch als HIPR (Hydrogen Injection Pressure Regulator) bezeichnet. Das Gehäuse 52 kann auf ganz unterschiedliche Arten hergestellt sein, beispielsweise als Schmiede- oder als Gussrohling, im 3D-Druck, als Kunststoff-Spritzgussteil, als Metall-Spritzgussteil oder klassisch durch Fräsen. Vorzugsweise wird für die Herstellung des Gehäuses 52 als Material Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung verwendet. Wie gleich dargelegt werden wird, handelt es sich bei der Ausführungsform der 2 und 3 um eine volumenoptimierte Ausgestaltung der Druckregeleinheit 30, bei der die Druckregelventile 32 relativ zueinander in V-Form angeordnet sind.In the 2 and 3 the low-pressure pressure control unit 30 is shown in greater detail. It comprises a housing 52 with an inlet-side connection 54 and an outlet-side connection 56. The outlet-side connection 56 leads to the fuel distribution device 38. It can be seen that the low-pressure pressure control unit 30 forms an integrated unit. This is also referred to as HIPR (Hydrogen Injection Pressure Regulator). The housing 52 can be manufactured in a variety of ways, for example as a forged or cast blank, in 3D printing, as a plastic injection-molded part, as a metal injection-molded part or classically by milling. Preferably, aluminum or an aluminum alloy is used as the material for manufacturing the housing 52. As will be explained shortly, the embodiment of the 2 and 3 a volume-optimized design of the pressure control unit 30, in which the pressure control valves 32 are arranged in a V-shape relative to one another.

Das Gehäuse 52 umfasst vorliegend beispielhaft eine erste Öffnung 58 und eine zweite Öffnung 60. Die erste Öffnung 58 hat eine erste Längsachse 62, die zweite Öffnung 60 eine zweite Längsachse 64. Die beiden Längsachsen 62 und 64 liegen in einer gemeinsamen Ebene, nämlich in der Zeichnungsebene von 3. Die beiden Längsachsen 62 und 64 sind darüber hinaus, in Längsrichtung der beiden Längsachsen 62 und 64 von außen in das Gehäuse 52 hinein gesehen, in einem ersten Winkel 66 zueinander angeordnet, der größer ist als 0°. Der erste Winkel 66 kann im Bereich von ungefähr 70-110° liegen, und er liegt vorliegend beispielhaft im Bereich von ungefähr 80°. In der ersten Öffnung 58 ist das eine Druckregelventil 32 bereichsweise aufgenommen, und in der zweiten Öffnung 60 ist das andere Druckregelventil 32 bereichsweise aufgenommen.The housing 52 comprises, for example, a first opening 58 and a second opening 60. The first opening 58 has a first longitudinal axis 62, the second opening 60 has a second longitudinal axis 64. The two longitudinal axes 62 and 64 lie in a common plane, namely in the drawing plane of 3 . The two longitudinal axes 62 and 64 are also arranged at a first angle 66 to one another, which is greater than 0°, in the longitudinal direction of the two longitudinal axes 62 and 64, as seen from the outside into the housing 52. The first angle 66 can be in the range of approximately 70-110°, and in the present case it is, for example, in the range of approximately 80°. The first opening 58 accommodates one pressure control valve 32 in some areas, and the second opening 60 accommodates the other pressure control valve 32 is included in sections.

Die beiden Öffnungen 58 und 60 verlaufen im Gehäuse 52 über die beiden Druckregelventile 32 hinaus nach innen und treffen im Gehäuse 52 auf einen Längskanal 68. Orthogonal zu den beiden Längsachsen 62 und 64 verlaufen darüber hinaus jeweilige Querkanäle 70, die sich in einen weiteren Längskanal 72 münden, an den der Drucksensor 34 angeschlossen ist. Man erkennt, dass der Drucksensor 34 mittig zwischen den beiden Druckregelventilen 32 angeordnet ist. Nach außen hin sind die Querkanäle 70 durch Verschlussschrauben 74 verschlossen.The two openings 58 and 60 run inwards in the housing 52 beyond the two pressure control valves 32 and meet a longitudinal channel 68 in the housing 52. In addition, respective transverse channels 70 run orthogonally to the two longitudinal axes 62 and 64, which open into a further longitudinal channel 72 to which the pressure sensor 34 is connected. It can be seen that the pressure sensor 34 is arranged centrally between the two pressure control valves 32. The transverse channels 70 are closed on the outside by screw plugs 74.

Auf der Außenseite des Gehäuses 52 sind auf dessen Außenseiten 76, die zu einer in Einbaulage Senkrechten (nicht gezeichnet) schräg sind, mehrere Tropfnut-Kanäle 78 vorhanden. Insbesondere ist um die Außenseite der Öffnung 58 bzw. 60 eines Druckregelventils 32 jeweils eine Nut 78a vorhanden, die mit einem nach schräg unten führenden Kanal 78b verbunden ist. Durch diesen kann im Betrieb Spritzwasser leichter abschließen, wodurch eine Korrosionsunterwanderung beispielsweise am Randbereich der Öffnungen 58 und 60 für die Druckregelventile 32 verhindert wird.On the outside of the housing 52, on its outer sides 76, which are inclined to a vertical line (not shown) in the installed position, there are several drip groove channels 78. In particular, around the outside of the opening 58 or 60 of a pressure control valve 32 there is a groove 78a which is connected to a channel 78b leading diagonally downwards. This allows splash water to be sealed off more easily during operation, which prevents corrosion from creeping under, for example, in the edge area of the openings 58 and 60 for the pressure control valves 32.

Hydraulisch sind die Absperrventileinrichtung 36 und der Drucksensor 34 weiterhin in Reihe geschaltet. Die beiden Druckregelventile 32 sind hydraulisch parallel geschaltet.Hydraulically, the shut-off valve device 36 and the pressure sensor 34 are still connected in series. The two pressure control valves 32 are hydraulically connected in parallel.

Bei der in den 4 und 5 gezeigten alternativen Ausführungsform der Druckregeleinheit 30 sind in dem Gehäuse 52 zwei erste Öffnungen 58 und zwei zweite Öffnungen 60 vorhanden. Die beiden ersten Öffnungen 58 sind nebeneinander und wenigstens im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, sodass die dort aufgenommenen Druckregelventile 32 nebeneinander „in Reihe“ angeordnet sind. Die erste Längsachse 62 einer ersten Öffnung 58 und die zweite Längsachse 64 einer zweiten Öffnung 60 sind jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform sind die erste Längsachse 62 und die zweite Längsachse 64 eines Paares aus ersten und zweiten Längsachsen 62, 64 in einem ersten Winkel 66 zueinander angeordnet, der wiederum vorliegend beispielhaft im Bereich von ungefähr 80° liegt.In the 4 and 5 In the alternative embodiment of the pressure control unit 30 shown, two first openings 58 and two second openings 60 are present in the housing 52. The two first openings 58 are arranged next to one another and at least substantially parallel to one another, so that the pressure control valves 32 accommodated there are arranged next to one another “in series”. The first longitudinal axis 62 of a first opening 58 and the second longitudinal axis 64 of a second opening 60 are each arranged in a common plane. As in the previous embodiment, the first longitudinal axis 62 and the second longitudinal axis 64 of a pair of first and second longitudinal axes 62, 64 are arranged at a first angle 66 to one another, which again in the present case is, for example, in the range of approximately 80°.

Man erkennt jedoch, dass die zweite Öffnung 60 jeweils einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Öffnung 58. Hierdurch wird ein Volumen 80 geschaffen, welches beispielsweise zur Beeinflussung des hydraulischen Schwingungsverhaltens der Druckregeleinheit 30 dient. Die jeweilige zweite Öffnung 60 ist durch ein stopfenartiges Verschlusselement 82 verschlossen.However, it can be seen that the second opening 60 has a larger diameter than the first opening 58. This creates a volume 80 which serves, for example, to influence the hydraulic oscillation behavior of the pressure control unit 30. The respective second opening 60 is closed by a plug-like closure element 82.

Bei der in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsform sind die Verhältnisse grundsätzlich ähnlich bis identisch zu der in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsform. Allerdings sind die beiden Verschlusselemente 82 anders ausgebildet: durch sie wird bei der Ausführungsform der 6 und 7 ein zum Volumen 80 der zweiten Öffnung 60 zusätzliches Volumen 84 bereitgestellt. Bei der Ausführungsform der 6 und 7 ist dieses zusätzliche Volumen 84 im Verschlusselement 82 hohlzylindrisch.In the 6 and 7 In the embodiment shown, the conditions are basically similar to or identical to the one in the 4 and 5 However, the two closure elements 82 are designed differently: in the embodiment of the 6 and 7 an additional volume 84 to the volume 80 of the second opening 60 is provided. In the embodiment of the 6 and 7 this additional volume 84 in the closure element 82 is hollow cylindrical.

Bei der in den 8 und 9 gezeigten weiteren Ausführungsform umfasst die Druckregeleinheit 30 nur ein einziges Druckregelventil 32 in einer ersten Öffnung 58. Die dazugehörige zweite Öffnung 60 ist ähnlich wie bei den Ausführungsformen der 4-7 ausgeführt. Das Verschlusselement 82 weist jedoch kein hohlzylindrisches Zusatzvolumen, sondern vorliegend ein sphärisches Zusatzvolumen 84 auf. Es versteht sich, dass das Zusatzvolumen 84 auch eine andere als eine sphärische Form aufweisen kann, beispielsweise durch einen quer (senkrecht zur Zeichnungsebene) verlaufenden Zylinderraum gebildet sein kann.In the 8th and 9 In the further embodiment shown, the pressure control unit 30 comprises only a single pressure control valve 32 in a first opening 58. The associated second opening 60 is similar to the embodiments of the 4-7 However, the closure element 82 does not have a hollow cylindrical additional volume, but in this case a spherical additional volume 84. It is understood that the additional volume 84 can also have a shape other than spherical, for example it can be formed by a cylinder space running transversely (perpendicular to the plane of the drawing).

Bei der in den 10 und 11 gezeigten weiteren Ausführungsform liegen die beiden ersten Winkel 66 im Bereich von ungefähr 160-200°, vorliegend beispielhaft bei ungefähr 180°. Ferner weist das Gehäuse 52 zwei erste Öffnungen 58 auf, deren erste Längsachsen 62 in einem zweiten Winkel 86 im Bereich von ungefähr 70-110° zueinander angeordnet sind, vorliegend beispielhaft in einem zweiten Winkel 86 von ungefähr 80°. Sowohl die ersten Öffnungen 58 als auch die beiden zweiten Öffnungen 60 liegen alle in einer gemeinsamen Ebene, nämlich der Zeichnungsebene der 11. Auf diese Weise wird eine Art Boxeranordnung bzw. Sternanordnung der ersten Öffnungen 58 und der zweiten Öffnungen 60 geschaffen.In the 10 and 11 In the further embodiment shown, the two first angles 66 are in the range of approximately 160-200°, in the present case, for example, approximately 180°. Furthermore, the housing 52 has two first openings 58, the first longitudinal axes 62 of which are arranged at a second angle 86 in the range of approximately 70-110° to one another, in the present case, for example, at a second angle 86 of approximately 80°. Both the first openings 58 and the two second openings 60 are all located in a common plane, namely the drawing plane of the 11 In this way, a kind of boxer arrangement or star arrangement of the first openings 58 and the second openings 60 is created.

Man erkennt ferner aus 11, dass eine der beiden zweiten Öffnungen 60 durch ein normales Verschlusselement 82 verschlossen ist, wohingegen die andere der beiden zweiten Öffnungen 60 durch ein Verschlusselement 82 mit einem hohlzylindrischen Zusatzvolumen 84 verschlossen ist. Durch den hierdurch realisierten „über Kopf-Verbau“ der Druckregelventile 32 können die Tropfnut-Kanäle entfallen, da das Spritzwasser durch die Schwerkraft nach unten ablaufen kann.It can also be seen from 11 that one of the two second openings 60 is closed by a normal closure element 82, whereas the other of the two second openings 60 is closed by a closure element 82 with a hollow cylindrical additional volume 84. Due to the "overhead installation" of the pressure control valves 32 achieved in this way, the drip groove channels can be omitted, since the spray water can run off downwards due to gravity.

Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform, die zu jener der 10 und 11 ähnlich ist, könnten die Druckregelventile auch in „Boxeranordnung“ angeordnet sein. Der zweite Winkel würde in diesem Fall ungefähr im Bereich von 160-200°, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 180° liegen, wohingegen der erste Winkel im Bereich von ungefähr 70-110°, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 80° liegen würde.In an embodiment not shown, which corresponds to that of the 10 and 11 similar, the pressure control valves could also be arranged in a “boxer arrangement”. The second angle in this case would be approximately in the range of 160-200°, preferably in the range of approximately 180°, whereas the first angle would be in the range of approximately 70-110°, preferably in the range of about 80°.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017210367 A1 [0002]DE 102017210367 A1 [0002]

Claims (10)

Druckregeleinheit (30) für ein Brennstoffversorgungssystem (10) einer Brennkraftmaschine zur Druckregelung eines gasförmigen Brennstoffs, umfassend ein Gehäuse (52) und mindestens ein mindestens bereichsweise in dem Gehäuse (52) angeordnetes Druckregelventil (32), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (52) mindestens eine erste Öffnung (58) und mindestens eine mit der ersten Öffnung (58) fluidisch verbundene zweite Öffnung (60) aufweist, wobei eine erste Längsachse (62) der ersten Öffnung (58) und eine zweite Längsachse (64) der zweiten Öffnung (60) in einem ersten Winkel (66) zueinander angeordnet sind, der größer ist als Null Grad, und wobei in der ersten Öffnung (58) ein Druckregelventil (32) wenigstens bereichsweise aufgenommen ist, und wobei entweder in der zweiten Öffnung (60) ein Druckregelventil (32) wenigstens bereichsweise aufgenommen ist oder die zweite Öffnung (60) nach außen durch ein Verschlusselement (82) verschlossen ist.Pressure control unit (30) for a fuel supply system (10) of an internal combustion engine for controlling the pressure of a gaseous fuel, comprising a housing (52) and at least one pressure control valve (32) arranged at least partially in the housing (52), characterized in that the housing (52) has at least one first opening (58) and at least one second opening (60) fluidically connected to the first opening (58), wherein a first longitudinal axis (62) of the first opening (58) and a second longitudinal axis (64) of the second opening (60) are arranged at a first angle (66) to one another which is greater than zero degrees, and wherein a pressure control valve (32) is at least partially accommodated in the first opening (58), and wherein either a pressure control valve (32) is at least partially accommodated in the second opening (60) or the second opening (60) is closed to the outside by a closure element (82). Druckregeleinheit (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Längsachse (62) und die zweite Längsachse (64) in einer gemeinsamen Ebene liegen.Pressure control unit (30) according to Claim 1 , characterized in that the first longitudinal axis (62) and the second longitudinal axis (64) lie in a common plane. Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei erste Öffnungen (58) und/oder mindestens zwei zweite Öffnungen (60) aufweist.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has at least two first openings (58) and/or at least two second openings (60). Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (66) im Bereich von ungefähr 70-110° oder im Bereich von ungefähr 160-200° liegt.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first angle (66) is in the range of approximately 70-110° or in the range of approximately 160-200°. Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei erste Öffnungen (58) aufweist, deren erste Längsachsen (62) in einem zweiten Winkel (86) im Bereich von ungefähr 70-110° zueinander angeordnet sind, und sie mindestens eine zweite Öffnung (60) aufweist, deren zweite Längsachse (64) in einem ersten Winkel (66) im Bereich von ungefähr 180° zu einer ersten Längsachse (62) angeordnet ist.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has at least two first openings (58) whose first longitudinal axes (62) are arranged at a second angle (86) in the range of approximately 70-110° to one another, and it has at least one second opening (60) whose second longitudinal axis (64) is arranged at a first angle (66) in the range of approximately 180° to a first longitudinal axis (62). Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei erste Öffnungen (60) aufweist, die nebeneinander und wenigstens im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und sie mindestens eine zweite Öffnung (60) aufweist, deren zweite Längsachse (64) in einem ersten Winkel (66) im Bereich von ungefähr 70-110° zu einer ersten Längsachse (62) angeordnet ist.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has at least two first openings (60) which are arranged next to one another and at least substantially parallel to one another, and it has at least one second opening (60) whose second longitudinal axis (64) is arranged at a first angle (66) in the range of approximately 70-110° to a first longitudinal axis (62). Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (82) ein zum Volumen (80) der zweiten Öffnung (60) zusätzliches Volumen (84) bereitstellt, wobei vorzugsweise das Verschlusselement (82) ein hohlzylindrisches und/oder ein sphärisches Zusatzvolumen (84) aufweist.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the closure element (82) provides a volume (84) additional to the volume (80) of the second opening (60), wherein the closure element (82) preferably has a hollow cylindrical and/or a spherical additional volume (84). Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Drucksensor (34) und/oder eine Absperrventileinrichtung (36) umfasst.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a pressure sensor (34) and/or a shut-off valve device (36). Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (52) mindestens einen Kanal (78) zur Ableitung von Flüssigkeit aufweist.Pressure control unit (30) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (52) has at least one channel (78) for draining liquid. Brennstoffversorgungssystem (10) zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit gasförmigem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, umfassend einen Brennstoffspeicher (12), mindestens eine Druckregeleinheit (30), eine stromabwärts von der eine Druckregeleinheit (30) angeordnete Brennstoffverteileinrichtung (38) und mindestens einen an die Brennstoffverteileinrichtung (38) angeschlossenen Injektor (42), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinheit (30) nach wenigstens einem der Ansprüche 1-9 ausgebildet ist.Fuel supply system (10) for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel, in particular hydrogen, comprising a fuel reservoir (12), at least one pressure control unit (30), a fuel distribution device (38) arranged downstream of the pressure control unit (30) and at least one injector (42) connected to the fuel distribution device (38), characterized in that the pressure control unit (30) is designed according to at least one of the Claims 1 - 9 is trained.
DE102022213374.9A 2022-12-09 2022-12-09 Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system Pending DE102022213374A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022213374.9A DE102022213374A1 (en) 2022-12-09 2022-12-09 Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system
PCT/EP2023/079752 WO2024120696A1 (en) 2022-12-09 2023-10-25 Pressure-control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, and fuel supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022213374.9A DE102022213374A1 (en) 2022-12-09 2022-12-09 Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022213374A1 true DE102022213374A1 (en) 2024-06-20

Family

ID=88558674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022213374.9A Pending DE102022213374A1 (en) 2022-12-09 2022-12-09 Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022213374A1 (en)
WO (1) WO2024120696A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY144417A (en) * 2004-02-10 2011-09-15 Keihin Corp Pressure reducing valve and regulator for gas
DE102008024561B4 (en) * 2008-05-21 2015-01-08 Vialle Alternative Fuel Systems B.V. Method for operating an internal combustion engine
RU2013129455A (en) * 2010-12-21 2015-01-27 ЭМЕР С.п.А. EVAPORATION AND PRESSURE REDUCER IN SELF-PROPELLED GAS SYSTEMS
DE102017210367A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Proportional valve for controlling a gaseous medium

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024120696A1 (en) 2024-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2516839B1 (en) Fuel injector apparatus
EP1495218A1 (en) Cylinder head-integrated diesel injection system comprising an oil sensor
EP0889231B1 (en) Fuel injection system
DE112004002560T5 (en) A connection for a high-pressure fuel system
WO2020064038A1 (en) Injector and method for injecting fuel and an additional fluid, and use of the injector
EP1117924B1 (en) High pressure reservoir for fuel
DE10126410A1 (en) Fuel injector installation construction for a direct injection engine
WO2019185218A1 (en) Fuel distributor for internal combustion engines
WO2019166670A1 (en) Distributor apparatus of a common-rail system
EP0704619B1 (en) Fuel injection device for a multicylinder internal combustion engine
WO2001033070A1 (en) Fuel injection system for internal combustion engines with a constant overflow oil pressure in the injector
DE102022213374A1 (en) Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system
EP1043496B1 (en) Injector for fuel injection in an internal combustion engine
DE10057683B4 (en) Fuel injection system
DE102022213378A1 (en) Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system
DE102022213380A1 (en) Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, fuel supply system and device with a fuel supply system
DE102022213381A1 (en) Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, fuel supply system and device with a fuel supply system
DE102023202820A1 (en) Pressure control device for a fuel supply system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel, and fuel supply system
DE19720898A1 (en) Cylinder head for motor vehicle IC-engine
DE102019124341B4 (en) fuel rail assembly
DE102022212773A1 (en) Pressure control unit for a fuel supply system of an internal combustion engine, as well as fuel supply system
WO2024110111A1 (en) Pressure-control device for a fuel supply system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel, and fuel supply system
DE102022213024A1 (en) Fuel distribution device for a fuel supply system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel, and fuel supply system
DE102022213025A1 (en) Fuel supply system with a fuel distribution device for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel
DE19607013C2 (en) Internal combustion engines with a valve body made of plastic