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Die
Erfindung betrifft eine Wegeventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und ein mit einer derartigen Wegeventilanordnung ausgebildetes
Kraftstoffeinspritzsystem.
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Derartige
Wegeventilanordnungen werden beispielsweise bei Kraftstoffeinspritzsystemen schwerer,
langsam laufender Dieselmotoren, wie beispielsweise Motoren von
Baumaschinen oder Schiffsmotoren eingesetzt, um ein bestimmtes Einspritzdruckprofil
zu erzeugen. Der von der Wegeventilanordnung modulierte Ausgangsdruck
wirkt auf die Niederdruckseite eines hydraulischen Druckübersetzers, über den
der Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und über eine Einspritzdüse in einen
Zylinder eingespritzt wird. Kraftstoffeinspritzventilanordnungen
sind beispielsweise in der
DE
30 09 752 C2 und der
DE 100 00 027 A1 beschrieben. Die hydraulische Druckmodulierung
auf der Niederdruckseite kann über
eine Wegeventilanordnung erfolgen, wie sie in der
EP 0 628 731 B1 gezeigt
ist. Bei dieser bekannten Lösung
ist die Wegeventilanordnung mit einer Hauptstufe ausgeführt, die über ein
Servo-Pilotventil angesteuert wird, um einen Ventilschieber der
Hauptstufe aus seiner federvorgespannten Grundposition herauszubewegen.
Dabei werden in Abhängigkeit von
der Stellung des Servopilotventils zwei entgegengesetzt wirksame
Steuerflächen
des Ventilschiebers der Hauptstufe mit einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt.
Zwischen dem Servopilotventil und der Hauptstufe ist bei der bekannten
Lösung
ein elektrisch betätigtes
Schaltventil vorgesehen, das in seiner federvorgespannten Grundposition,
das heißt
bei unbestromtem Schaltmagnet, beide Steuerflächen mit Tankdruck beaufschlagt.
Das Servopilotventil wird erst nach Umschalten des Schaltventils
wirksam. Im Fall einer Störung,
beispielsweise bei Stromausfall, wird das Schaltventil in seine
Grundstellung umgeschaltet und der Ventilschieber der Hauptstufe über die
Federanordnung in seine Grundposition verschoben, die der Vorzugsposition
entspricht.
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Setzt
man diese bekannte Wegeventilanordnung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem
ein, so würde
im Fall einer Störung
die Hauptstufe in ihre Grundposition zurückbewegt werden – diese
Grundposition ist jedoch in der Regel nicht diejenige Position,
die bei einem Kraftstoffeinspritzsystem eine sichere Abschaltung
des Zylinders bewirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wegeventilanordnung und
ein damit ausgeführtes
Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, bei dem die Hauptstufe im
Fall einer Störung
zuverlässig
und mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand in eine Vorzugsstellung
verschiebbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Wegeventilanordnung mit der Merkmalskombination
des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
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Erfindungsgemäß hat die
Wegeventilanordnung eine Hauptstufe, die über ein Servopilotventil vorgesteuert
ist. Dem Servopilotventil ist ein Schaltventil zugeordnet, über das
in seiner Grundposition ein Servodruckraum des Servopilotventils
derart mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, dass das Servopilotventil
in eine Endposition bewegt wird, so dass die Hauptstufe mit einer
Steuerdruckdifferenz beaufschlagt ist und deren Ventilschie ber in
die Vorzugsposition verstellt wird. Diese Vorzugsposition entspricht nicht – wie beim
vorbeschriebenen Stand der Technik – der von der Ventilfeder der
Hauptstufe vorgegebenen Grundposition, sondern es wird aktiv eine
Position eingestellt, die für
die jeweils hydraulisch angeschlossene Einrichtung optimal ist.
D. h., erfindungsgemäß wird ein
völlig
anderes Steuerkonzept verwirklicht, bei dem das Servopilotventil
verstellt wird, während
beim Stand der Technik lediglich die Verbindung zwischen Servopilotventil
und Hauptstufe unterbrochen ist.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Servodruckraum von einem Kolben begrenzt, der seinerseits
mit dem Venilschieber der Hauptstufe einen Steuerraum begrenzt,
wobei die steuerraumseitige Stirnfläche des Kolbens vorzugsweise
kleiner als die servodruckraumseitige Stirnfläche ist.
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Der
zusätzliche
Kolben des Servopilotventils wird vorteilhaft als Stufenkolben ausgeführt.
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Durch
einen mit Dichtungen versehenen Stufenkolben kann das Festsetzen
nach einer längeren "normalen" Betriebsdauer vermieden
werden.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Durchmesser der kleineren Stirnfläche des Kolbens gleich der
benachbarten Stirnfläche
des Schließkolbens,
so dass sich die Steuerölmenge
in diesem Steuerraum der Hauptstufe gegenüber der Grundversion des Servopilotventils nicht ändert, in
der dieser Steuerraum anstelle durch den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Kolben durch
einen Verschlussstopfen versperrt ist.
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Das
Schaltventil zum Beaufschlagen des Servopilotventils mit einem Steuerdruck
kann als elektrisch betätigtes
2-Wege-Sitzventil ausgeführt sein,
wobei eine vom 2-Wege-Sitzventil zum Servodruckraum verlaufende
Servosteuerleitung über
eine Düse
mit dem Tank verbunden ist, so dass stets ein gewisser Steuerölvolumenstrom
zum Tank abströmt. Diese
Verluste lassen sich verringern, in dem anstelle des 2-Wege-Sitzventils
ein 3-Wege-Sitzventil verwendet wird, das in einer Schaltstellung
die Verbindung zum Tank öffnet,
so dass der Servodruckraum druckentlastet wird.
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Die
Hauptstufe ist vorzugsweise durch ein stetig verstellbares Wegeventil
mit einem Druckanschluss, zwei Arbeitsanschlüssen und zwei Tankanschlüssen gebildet,
so dass zwei unterschiedliche Verbraucher oder Einrichtungen betätigbar sind
und das Druckmittel von diesen jeweils über eine eigene Tankleitung
abströmt
und sich Druckschwankungen in der Tankleitung des einen Kreises
nicht auf den Druck im anderen Kreis auswirkt.
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Dieses
Wegeventil wird vorzugsweise mit einer integrierten Lagereglung
für den
Ventilschieber ausgeführt.
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Diese
Wegeventilanordnung kann bei einem Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt
werden, wobei ein Arbeitsanschluss der Hauptstufe mit der Niederdruckseite
eines Druckübersetzers
verbunden ist, so dass bei Druckbeaufschlagung der Niederdruckseite der
einzuspritzende Kraftstoff an der Hochdruckseite entsprechend mit
Hochdruck beaufschlagt und über eine
Einspritzdüse
in den Zylinder eingespritzt wird. Bei Druckbeaufschlagung des Kraftübersetzers
ist ein an den anderen Anschluss angeschlossenes, hydraulisch betätigtes Auslassventil
geschlossen. Bei Beendigung des Einspritzvorgangs, d. h., bei Verbinden
der Niederdruckseite des Druckübersetzers mit dem
Tank wird der andere Arbeitsanschluss mit Druck beaufschlagt, so
dass das Auslassventil geöffnet
wird.
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Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
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Im
folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung,
die Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems ist;
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2 das
Hydrauliksinnbild der Wegeventilanordnung aus 1 und
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3 eine
Darstellung zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens eines 2-Wege-Sitzventils
und eines Servopilotventils der Wegeventilanordnung aus 1.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung 1,
die als Plattenaufbauventil ausgeführt ist. Die Wegeventilanordnung 1 ist
Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems eines langsamlaufenden Schiffsmotors,
wobei jedem Zylinder eine der Wegeventilanordnungen 1 zugeordnet ist.
Diese Wegeventilanordnung ist so konzipiert, dass deren Dynamik
und Druchfluss groß genug
ist, um die bei der Dieseleinspritzung erforderlichen Einspritzdruckprofile
erzeugen zu können.
Der von einem Positionsregelkreis der Wegeventilanordnung 1 modulierte
Ausgangsdruck wirkt auf eine Niederdruckseite eines Druckübersetzers
und dieser ist so ausgelegt, dass bei einem Niederdruck von ca.
200 bar an der Hochdruckseite des Druckübersetzers im Dieselkraftstoff
Drücke
bis ca. 1000 bar erzielt werden. Die Einspritzung erfolgt über ein
an die Hochdruckseite des Druckübersetzers
angeschlossenes Kraftstoffeinspritzventil. Innerhalb des Zeitintervalls in
dem die Einspritzung ruht, kann über
die Wegeventilanordnung ein Auslassventil des Zylinders betätigt werden.
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Die
diese Aufgabe erfüllende
Wegeventilanordnung 1 hat eine Hauptstufe 2, die
als stetig verstellbares 5-Wegeventil
ausgeführt
ist. Die Hauptstufe hat einen Druckanschluss P, zwei Tankanschlüssen TVA, TFI und zwei
Arbeitsanschlüssen
CVA, CFI sowie einem
Leckageanschluss L. In 1 sind die Anschlüsse P, TFI und TVA jeweils
durch zwei in einer Stirnfläche
der Ventilplatte 4 mündende
Bohrungen ausgebildet, wobei die Geometrie nach einem kundenspezifischen
Anschlussbild gewählt
ist. Die Hauptstufe 2 hat einen in 1 lediglich
teilweise sichtbaren Ventilschieber 6, der in einer Ventilbohrung 8 axial
verschiebbar aufgenommen ist. Diese Ventilbohrung 8 ist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel
direkt in die Ventilplatte 4 eingebracht, so dass der gehärtete Ventilschieber 6 durch
die Stege der Ventilplatte 4 geführt ist. Die Axialverschiebung des
Ventilschiebers 6 der Hauptstufe 2 wird über einen
lediglich angedeuteten Wegaufnehmer 10 erfasst und über einen
integrierten Lageregelkreis geregelt. Die hierfür erforderliche Regelelektronik 12 ist in
die Hauptstufe 2 integriert. Die Betätigung des Ventilschiebers 6 der
Hauptstufe 2 erfolgt mittels eines Servopilotventils 14,
das so ausgelegt ist, dass die zur Erzeugung des Einspritzdruckprofils
erforderlichen Beschleunigungen des Ventilschiebers 6 erreicht
werden können.
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Falls
an einem Zylinder des Schiffsmotors eine Störung auftritt, soll dieser
in Leerlauf umgeschaltet werden. Hierzu wird bei der erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung 1 die
Hauptstufe 2 in eine Vorzugsstellung geschaltet, in der
die Niederdruckseite des Druckübersetzers
mit dem Tank verbunden ist und der Druck am Druckanschluss P das Auslassventil
offen hält.
Diese Vorzugsstellung wird bei der erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung 1 mittels
eines 2-Wege-Ventils 16 eingestellt, das zur leckölfreien
Absperrung als Sitzventil ausgeführt
ist.
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Einzelheiten
der hydraulischen Schaltung der Wegeventilanordnung werden anhand 2 erläutert, die
das Hydrauliksinnbild der Wegeventilanordnung 1 aus 1 zeigt.
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2 zeigt
schematisch die Ventilplatte 4 die mit dem vorbeschrieben
kundenspezifischen Anschlussbild, mit den beiden Arbeitsanschlüssen CVA, CFI, den beiden
Tankanschlüssen
TFI, TVA, den Druckanschluss
P und dem Leckageanschluss L ausgeführt ist.
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Der
Anschluss CFI (FI: Fuel Injection) ist mit der
Niederdruckseite des eingangs genannten Druckübersetzers des Kraftstoffeinspritzsystems
und der andere Arbeitsanschluss CVA (Valve
Actuation) ist mit einem Aktuator des Auslassventils verbunden. Die
beiden getrennten Tankleitungen TFI, TVA sind vorgesehen, damit der Druckübersetzer
nicht von den Tankdruckspitzen des Auslassventils betätigt werden
kann.
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In
der Ventilplatte 4 sind die Hauptstufe 2, das
2-Wege-Sitzventil 16 und
das Servopilotventil 14 integriert bzw. an diese angesetzt.
Wie oben erwähnt, ist
die Hauptstufe 2 als stetig verstellbares 5-Wegeventil
ausgeführt,
das über
das Servopilotventil 14 vorgesteuert ist. Die Hauptstufe 2 hat
einen Druckanschluss P',
einen Tankanschluss R, einen Tankanschluss T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A, B.
Der Arbeitsanschluss A ist über
einen Arbeitskanal 18 mit dem Arbeitsanschluss CFI, der Arbeitsanschluss B über einen
Arbeitskanal 20 mit dem Arbeitsanschluss CVA,
die beiden Tankanschlüsse
R, T der Hauptstufe 2 sind über Tankkanäle 22 bzw. 24 mit
den beiden Tankanschlüssen
TVA bzw. TFI und
der Druckanschluss P' der
Hauptstufe 2 ist über
einen Druckkanal 26 mit dem Druckanschluss P der Ventilplatte 4 verbunden.
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Die
Hauptstufe 2 ist in 2 in einer
Vorzugsstellung (a) gezeigt, in der der Druckanschluss P' mit dem Arbeitsanschluss
B und der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss R verbunden ist, so
dass entsprechend der am Anschluss P anliegende Pumpendruck am Anschluss
CVA anliegt und der Anschluss CFI zum
Tankanschluss TFI hin entlastet ist. D.
h., in dieser Vorzugsstellung (linke Endposition des Ventilschiebers 6)
ist das Auslassventil geöffnet und
der Druckübersetzer
druckentlastet, so dass kein Kraftstoff eingespritzt wird. In einer
mit (0) bezeichneten Grundposition der Hauptstufe 2 ist
der Druckanschluss P' abgesperrt
und die beiden Arbeitsanschlüsse
A, B mit dem jeweils zugeordneten Tankanschluss R bzw. T verbunden,
so dass entsprechend der Druckanschluss P der Ventilplatte 4 abgesperrt ist
und die beiden Arbeitsanschlüsse
CVA, CFI mit den zugeordneten
Tankanschlüssen
TVA und TFI verbunden
sind.
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In
den mit (b) gekennzeichneten Positionen (verschieben des Ventilschiebers 6 aus
der Darstellung gemäß 2 nach
rechts über
die Grundposition (0) hinaus) ist der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss
CFI und der andere Arbeitsanschluss CVA mit dem zugeordneten Tankanschluss TVA verbunden, der Tankanschluss TFI ist abgesperrt – in diesen Positionen des
Ventilschiebers 6 erfolgt die Kraftstoffeinspritzung, das
Auslassventil ist geschlossen. Die Verstellung des Ventilschiebers 6 erfolgt über das Servopilotventil 14,
dessen Ausgangsanschlüsse
A, B über
Vorsteuerkanäle 28, 30 mit
Steuerräumen
der Hauptstufe 2 verbunden sind.
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Ein
Druckanschluss P des Servopilotventils 14 ist über einen
Drucksteuerkanal 32 mit dem Druckkanal 26 und
ein Tankanschluss T über
einen Tanksteuerkanal 34 mit dem Tankkanal 24 verbunden.
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Das
als 4-Wegeventil ausgeführte
Servopilotventil 14 kann im wesentlichen in herkömmlicher Bauweise
ausgeführt
sein, wie sie beispielsweise aus dem Datenblatt RD 29 564 der Anmelderin
bekannt ist, so dass Detailerläuterungen
entbehrlich sind. Ein derartiges Servopilotventil besteht aus einem
elektromechanischem Wandler, einem hydraulischen Verstärker, der
beispielsweise nach dem Prinzip Düse – Prallplatte ausgeführt sein
kann und einem Servokolben, der über
eine mechanische Rückführung mit
dem elektromechanischen Wandler (Torquemotor) gekoppelt ist.
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Die
Besonderheit des Servopilotventils 15 besteht darin, dass
dieses mittels eines Steuerdrucks in die gezeigte Endposition (a)
verstellbar ist, in der der Druckanschluss P mit dem Anschluss A
und der Tankanschluss T mit dem anderen Anschluss B verbunden ist,
so dass im Vorsteuerkanal 28 der Pumpendruck oder ein anderer
Steuerdruck und im Vorsteuerkanal 30 der Tankdruck anliegt.
Durch die resultierende Druckdifferenz wird der Ventilschieber 6 in
seine dargestellte Vorzugsposition (a) verschoben. Die Verstellung
des Servopilotventils 14 in die Endposition (a) erfolgt
mittels des 2-Wegesitzventils 16, das über eine Feder 36 in
seine dargestellte Öffnungsposition
vorgespannt ist, in der eine Servosteuerleitung 38 mit
einem Zweigkanal 40 verbunden ist, der vom Drucksteuerkanal 32 abzweigt.
Die Servosteuerleitung 38 mündet in einem Servodruckraum 42,
der in 2 mit einem Pfeil angedeutet ist. In der federvorgespannten
Grundposition des 2-Wegesitzventils 16 liegt somit im Servodruckraum 42 ein
Steuerdruck an, durch den der Servokolben 44 des Servopilotventils 14 in
die darge stellte Endposition (a) verschoben werden kann. Wie im
folgende noch näher
beschrieben wird, wirkt der Druck im Servodruckraum 42 nicht direkt
sondern über
einen zwischengeschalteten Kolben 46 (siehe 3)
auf den Servokolben.
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Durch
Bestromen des Schaltmagneten 47 des 2-Wegesitzventils 16 wird
dieses in seine Sperrposition verschoben, in der die Servosteuerleitung 38 leckagefrei
gegenüber
dem Drucksteuerkanal 32 und somit dem Druckkanal 26 abgesperrt
ist. Die Entlastung des Servodruckraums 42 erfolgt über einen
mit dem Tanksteuerkanal 34 verbundenen Rücklaufkanal 48,
in dem eine Düse 50 angeordnet
ist. Über
den Rücklaufkanal 48 und
die Düse 50 strömt auch
bei nicht bestromtem Schaltmagneten 47 stets ein Steueröl-Leckagestrom zum
Tankanschluss TFI ab.
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In
der Absperrposition des 2-Wegeventils 16 ist somit der
Servodruckraum 42 druckentlastet – das Servopilotventil 14 unterscheidet
sich dann in der Funktion nicht von herkömmlichen Servopilotventilen.
Dieses lässt
sich mittels seines hydraulischen Vorverstärkers aus einer mittleren Position,
in der keine Steuerdruckdifferenz an der Hauptstufe 2 anliegt in
die vorbeschriebenen, mit (a) gekennzeichneten Regelpositionen oder
in die Positionen (b) verschieben, in denen der Druckanschluss P
mit dem Anschluss B und der Anschluss A mit dem Tankanschluss T
verbunden ist, so dass entsprechend der Steuerdruck im Vorsteuerkanal 30 anliegt
und somit der Ventilschieber 6 gegenüber der Darstellung in 2 nach
rechts in seine mit (b) gekennzeichneten Positionen verschiebbar
ist, um die Kraftstoffeinspritzung zu bewirken und das Auslassventil
zu schließen.
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Erkennt
beispielsweise die Steuerung des Schiffsdieselmotors eine Störung, die
erfordert, dass die Wegeventilanordnung 1 (Ansteuerventil)
oder genauer gesagt, die Hauptstufe 2 in die Vorzugsstellung geschaltet
werden muss, wird die Spannungsversorgung für das 2-Wegeventil 16 abgeschaltet,
so dass dieses durch die Kraft der Feder 36 in seine Durchgangsposition
umgeschaltet wird. Entsprechend wird dann der Servokolben 44 in
die Endposition (a) verschoben, so dass der Ventilschieber 6 der
Hauptstufe 2 in die Vorzugsstellung (a) verstellt ist,
in der das Auslassventil betätigt
und der Kraftüberstetzer
des Kraftstoffeinspritzsystems druckentlastet ist.
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Die
Ansteuerung des Servokolbens 44 über das 2-Wegeventil 16 wird
im Folgenden anhand von 3 erläutert, die den Verbindungsbereich
zwischen dem Servopilotventil 14 und dem 2-Wegsitzventil 16 zeigt.
Letzteres ist in Patronenbauweise ausgeführt und hat einen Schließkegel 52,
der bei Bestromen des Elektromagneten 47 gegen einen Ventilsitz 54 gedrückt wird
und bei Stromlosschalten des Elektromagneten 47 vom Ventilsitz 54 abhebt, um
die Verbindung vom Zweigkanal 40 zur Servosteuerleitung 38 auf
zusteuern, die – wie
anhand von 2 erläutert – über den Rücklaufkanal 48 und
die Düse 50 mit
dem Tankanschluss TFI verbunden ist. Die
Servosteuerleitung 38 ist an einen Steueranschluss Y des
Servopilotventils 14 angeschlossen, der über einen
Schrägkanal 56 mit
dem Servodruckraum 42 verbunden ist, der in einem Gehäusedeckel 58 des
Servopilotventils 14 ausgebildet ist. Der Servodruckraum 42 erstreckt
sich koaxial zu einer Servoventilbohrung 60, in der der
Servokolben 44 axial verschiebbar geführt ist. Diese Servoventilbohrung 60 ist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel
in einer ins Gehäuse 62 des
Servopilotventils 14 eingesetzten Ventilbuchse 64 ausgebildet.
Im Bereich zwischen der benachbarten Stirnfläche des Servokolbens 44 und
der Stirnfläche des
Servodruckraums 42 ist ein Kolben 46 axialverschiebbar
geführt,
dessen rückseitige
Stirnfläche
einen Durchmesser D aufweist, der größer ist als der Durchmesser
d der dem Servokolben 44 zuweisenden Stirnfläche. D.
h., der Kolben 46 ist als Stufenkolben ausgeführt, wobei
die größere Stirnfläche mit
dem Druchmesser D den Servodruckraum 42 begrenzt und die
kleinere Stirnfläche
mit dem Durchmesser d gemeinsam mit dem benachbarten Endabschnitt
des Servokolbens 44 einen Steuerraum 66 begrenzt,
der über
den hydraulischen Verstärker
des Servopilotventils mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist.
Am Aussenumfang des Kolbens 46 sind Dichtungen 68 angeordnet.
Der von der Stufe des Kolbens 46 begrenzte Ringraum ist
mit Atmosphäre
verbunden. Die Dichtungen 68 auf dem Kolben 46 dichten
diesen Ringraum zu dem Servodruckraum 42 und zum Steuerraum 66 hin
ab. Die Hubbegrenzung erfolgt dadurch, dass der Servoventilkolben 44 gegen
seinen linken Anschlag (im Schnitt von 3 nicht
zu sehen) fährt.
Der in 3 linke Endabschnitt des Kolbens 46 ist
in der Ventilbuchse 64 geführt und über die zweite Dichtung abgedichtet.
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Bei
Stromlosschalten des Elektromagneten 47 wird das 2-Wegesitzventil 16 in
seine Durchgangsstellung gebracht, so dass in der Servosteuerleitung 38 der
Pumpendruck anliegt. Dieser wirkt über den Schrägkanal 56 auch
im Servodruckraum 52, so dass der Kolben 46 gegen
den Druck im Steuerraum 66 aus der dargestellten Position
nach links verschoben wird und den Servokolben 44 in seine Endposition
(a) gemäß 2 verschiebt,
in der ein Steuerdruck generiert wird, durch den die Hauptstufe 2 in
ihre Vorzugsposition (a) verstellt wird. Durch die Flächendifferenz
(D-d) wird bewirkt, dass auch bei einer Gleichheit des Drucks in
der Servosteuerleitung 38 und dem servointernen Steuerdruck
der Kolben 46 verschoben werden kann und somit der Servokolben 44 durchgeschaltet
wird.
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Um
die Veränderungen
gegenüber
herkömmlichen
Servopilotventilen so gering wie möglich zu halten, sind die Abmessungen
des Kolbens 46 sowie dessen Lage so gewählt, dass das Steuerölvolumen
im Steuerraum 66 demjenigen von herkömmlichen Servopilotventilen
entspricht, bei denen die Servoventilbohrung 60 seitlich
durch einen Verschlussstopfen abgesperrt ist.
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Die
Dichtungen 68 und der Sitzkegel des 2-Wegesitzventils 16 bewirken,
dass während
der langen Betriebszeit bis zu einer Störung, sich der Stufenkolben 46 und
der Sitzkegel selbst, sich durch "silting" nicht festsetzen, sondern funktionsfähig bleiben.
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Des
Weiteren können
auch bei langen Stillstandzeiten des Zylinders keine Leckagen auftreten, die
zu einem Festsetzen von Schiebern führen oder eine Verstellung
der Hauptstufe 2 aus der Vorzugsposition heraus bewirken
können.
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Durch
die vorbeschriebene Geometrie des Kolbens 46 können herkömmliche
Servopilotventile 14 auf einfache Weise umgebaut werden,
um bei der erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung
eingesetzt zu werden.
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Wie
erwähnt,
strömt
während
der Stillstandszeit über
die Düse 50 stets
ein kleiner Steuerölstrom über die
Tankleitung TFI ab. Um dies zu vermeiden, kann
anstelle des 2-Wegesitzventils 16 ein 3-Wegesitzventil
verwedet werden, durch das zur Entlastung des Servodruckraums 42 eine
Verbindung zum Tank auf gesteuert werden kann, so dass der Rücklaufkanal 48 und
die Düse 50 nicht
mehr vorgesehen werden müssen.
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Selbstverständlich kann
der Kolben 46 auch so angeordnet werden, dass das Servopilotentil 14 in seine
Endposition (b) verschoben wird, so dass dann in der Vorzugsstellung
die Hauptstufe 2 in die mit (a) gekennzeichnete Endposition
verschoben wird, in der der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss CFI verbunden ist.
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Offenbart
sind eine Wegeventilanordnung und ein mit einer derartigen Wegeventilanordnung ausgeführtes Kraftstoffeinspritzsystem
mit einer Hauptstufe, die über
ein Servopilotventil vorgesteuert ist. Das Servopilotventil kann
durch Anlegen eines Steuerdrucks in eine Endposition umgeschaltet
werden, in der die Hauptstufe mit einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt
wird, um diese in eine Vorzugsstellung zu bringen.
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- 1
- Wegeventilanordnung
- 2
- Hauptstufe
- 4
- Ventilplatte
- 6
- Ventilschieber
- 8
- Ventilbohrung
- 10
- Wegaufnehmer
- 12
- Regelelektronik
- 14
- Servopilotventil
- 16
- 2-Wegesitzventil
- 18
- Arbeitskanal
- 20
- Arbeitskanal
- 22
- Tankkanal
- 24
- Tankkanal
- 26
- Druckkanal
- 28
- Vorsteuerkanal
- 30
- Vorsteuerkanal
- 32
- Drucksteuerkanal
- 34
- Tanksteuerkanal
- 36
- Feder
- 38
- Servosteuerleitung
- 40
- Zweigkanal
- 42
- Servodruckraum
- 44
- Servokolben
- 46
- Kolben
- 47
- Schaltmagnet
- 48
- Rücklaufkanal
- 50
- Düse
- 52
- Kegel
- 54
- Ventilsitz
- 56
- Schrägkanal
- 58
- Gehäusedeckel
- 60
- Servoventilbohrung
- 62
- Gehäuse
- 64
- Ventilbuchse
- 66
- Steuerraum
- 68
- Dichtung