DE19618707A1

DE19618707A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Kraftstoffvolumenstromes

Info

Publication number: DE19618707A1
Application number: DE19618707A
Authority: DE
Inventors: Hinrich Krueger; Christian Birkner; Dirk Baranowski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: FR2748530A1; ITMI971004A1; DE19618707C2; FR2748530B1; IT1291282B1; ITMI971004A0; US5971718A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Kraft stoffvolumenstromes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoffvolumenstromes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 und des Anspruchs 10.

Die Regelung des Kraftstoffvolumenstromes im Zulauf zu einer Hochdruckpumpe, die Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher ei ner Common-Rail-Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine för dert, erfordert eine optimierte Abstimmung, da zum einen ge währleistet sein muß, daß die Hochdruckpumpe entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine mit ausreichend Kraftstoff versorgt wird und zum anderen jedoch die Hoch druckpumpe nicht überschüssigen Kraftstoff in den Hochdruck speicher pumpen soll, da der überschüssige Kraftstoff über ein Hochdruckventil in den Tank der Brennkraftmaschine zu rückgeführt wird und somit zu einer Erwärmung des Kraftstof fes im Tank führt. Zudem wird durch die Hochdruckpumpe da durch unnötig Kraftstoff hoch verdichtet und damit unnötige Verlustleistung erzeugt.

EP 0 299 337 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoffvolumenstromes, der von einer För derpumpe einer Hochdruckpumpe zugeführt wird, wobei zwischen der Förderpumpe und der Hochdruckpumpe eine regelbare Drossel angeordnet ist, die von einem Steuergerät angesteuert wird. Eine Recheneinheit überwacht den Kraftstoffdruck im Hoch druckspeicher und steuert die regelbare Drossel entsprechend dem Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine und entsprechend dem Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher.

Die Regelung des Kraftstoffdruckes im Hochdruckspeicher ist relativ aufwendig und bei dem beschriebenen Verfahren muß so wohl der Kraftstoffdruck als auch der voraussichtliche Ver brauch der Brennkraftmaschine ermittelt werden und daraus von der Recheneinheit ein Öffnungsquerschnitt der regelbaren Drossel berechnet werden.

Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, ein einfaches Verfah ren und eine einfache Vorrichtung zur Regelung des Kraft stoffvolumenstromes einer Förderpumpe für eine Hochdruckpumpe bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren nach An spruch 1 und durch die Vorrichtung nach Anspruch 4 und An spruch 10 gelöst.

Ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung werden dadurch erreicht, daß der Kraftstoffvolumenstrom zur Hoch druckpumpe in Abhängigkeit von dem Kraftstoffvolumenstrom, mit dem überschüssiger Kraftstoff über ein Hochdruckventil vom Hochdruckbereich der Einspritzanlage abgegeben wird, ge regelt wird. Damit wird der Förderstrom der Hochdruckpumpe selbstregelnd auf einfache Art an den Bedarf angepaßt.

Vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; Es zeigen:

Fig. 1 Eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoffvolumen stromes mit konstantem Drosselquerschnitt und Variation des Zulaufdruckes,

Fig. 2 Eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoffvolumen stromes mit gleichzeitiger Variation des Drosselquerschnittes und des Zulaufdruckes,

Fig. 3 Ein Druckregelventil mit einer Membran, und

Fig. 4 Ein Druckregelventil mit einem Stufenkolben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er läutert:
Fig. 1 zeigt ein Common-Rail-Einspritzsystem mit einer För derpumpe 1, die Kraftstoff aus einem Tank 19 in eine Förder leitung 32 pumpt, die über eine Drossel 13 mit konstantem Querschnitt an eine Hochdruckpumpe 3 geführt ist, und die vor der Drossel 13 über eine Verbindungsleitung 33 mit dem Zu laufkanal 7 eines Druckregelventils 2 verbunden ist. Die Hochdruckpumpe 3 ist über eine Hochdruckleitung 34 an einen Hochdruckspeicher 5 angeschlossen, der über eine Einspritz leitung 35 mit Einspritzventilen 6 in Verbindung steht. Die Hochdruckleitung 34 ist über ein Hochdruckventil 4, eine Ab laßleitung 39 mit einem Ablaßkanal 8 des Druckregelventils 2, der einen Referenzkanal darstellt, verbunden. Das Druckregel ventil 2 regelt den Kraftstoffvolumenstrom, der von der För derpumpe 1 der Hochdruckpumpe 3 zur Verfügung gestellt wird, durch eine Druckveränderung des Kraftstoffes in der Förder leitung 32 im Zulauf zur Drossel 13 in Abhängigkeit von dem Kraftstoffvolumenstrom, der vom Hochdruckventil 4 abgegeben wird. Ein Ausgangskanal 37 des Druckregelventils 2, der mit dem Ablaßkanal 8 über eine Ablaßblende 12 in Verbindung steht, ist an den Tank 19 angeschlossen.

Im folgenden wird der Aufbau des Druckregelventils 2 näher erläutert: das Druckregelventil 2 weist ein Gehäuse 36 auf, in das der Zulaufkanal 7 und der Ablaßkanal 8 eingebracht sind. Der Zulaufkanal 7 und der Ablaßkanal 8 sind parallel zueinander angeordnet, wobei sich in senkrechter Richtung zum Zulaufkanal 7 und zum Ablaßkanal 8 eine Kolbenkammer 38 er streckt, die den Zulaufkanal 7 und den Ablaßkanal 8 miteinan der verbindet. In die Kolbenkammer 38 ist ein beweglicher Steuerkolben 10 eingebracht, der sich am Zulaufkanal 7 vorbei in Richtung auf den Ablaßkanal 8 erstreckt und über eine Druckhaltefeder 11 gegen das Gehäuse 36 federnd gelagert ist, so daß die Druckhaltefeder 11 einer Bewegung des Steuerkol bens 10 in Richtung auf den Zulaufkanal 7 entgegenwirkt. Vor teilhafterweise ist ein Anschlag vorgesehen, so daß die Bewe gung des Steuerkolben 10 in Richtung auf den Ablaßkanal be grenzt ist. Der Steuerkolben 10 ist an die Kolbenkammer 38 angepaßt, so daß die Kolbenkammer 38 zwischen dem Zulaufkanal 7 und dem Ablaßkanal 8 abgedichtet ist. Der Steuerkolben 10 weist neben dem ersten Kolbenteil 16 ein zweites Kolbenteil 14 auf, das einen im Vergleich zum ersten Kolbenteil 16 grö ßeren Durchmesser aufweist. Das erste Kolbenteil 16 erstreckt sich ausgehend vom Ablaßkanal 8 über den Zulaufkanal 7 bis in einen oberen Bereich der Kolbenkammer 38, die in ihrem Durch messer an den zweiten Kolbenteil 14 derart angepaßt ist, daß das zweite Kolbenteil 14 den oberen Bereich der Kolbenkammer 38 abdichtet.

In dem Bereich des zweiten Kolbenteils 14 ist seitlich in die Kolbenkammer 38 oberhalb des Zulaufkanals 7 ein Ablaufkanal 9 eingebracht, der in der Ruhestellung des Steuerkolbens 10 von dem zweiten Kolbenteil 14 bis auf einen vorgebbaren Quer schnitt abgedichtet ist, wobei die Druckhaltefeder 11 ent sprechend ausgebildet ist. Der Ablaufkanal 9 ist über einen Verbindungskanal 26 mit dem Bereich der Kolbenkammer 38 ver bunden, in der die Druckhaltefeder 11 angeordnet ist. Zudem ist der Ablaufkanal 9 über einen Rückführkanal 22 an den Aus gangskanal 37 geführt, der an den Tank 19 angeschlossen ist. Der Ablaßkanal 8 ist ebenfalls an den Ausgangskanal 37 ge führt, wobei zwischen dem Bereich, in dem der Steuerkolben 10 in den Ablaßkanal 8 ragt, und dem Ausgangskanal 37 eine Ab laßblende 12 im Ablaßkanal 8 eingebracht ist.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Druckregelventils 2 erläutert: liegt der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher 5 unter einem vorgegebenen Sollwert, so wird über das Hoch druckventil 4 kein Kraftstoff abgeblasen. Folglich ragt der Steuerkolben 10 entsprechend der Vorspannung der Druckhalte feder 11 in den Ablaßkanal 8 hinein und verschließt mit dem oberen Teil 14 den Ablaufkanal 9 soweit, daß sich der über die Auslegung der Druckhaltefeder 11 und die Kolbenfläche 10a gegebene maximal mögliche Druck in der Förderleitung 32 und an der Drossel 13 einstellt. Auf diese Weise wird von dem von der Förderpumpe 1 geförderten Kraftstoffvolumenstrom der überschüssige Anteil über den Ablaufkanal 9 und den Ausgangs kanal 37 zum Tank 19 zurückgeführt. Der von der Hochdruckpum pe 3 zu fördernde Kraftstoffvolumenstrom wird dieser über die Förderleitung 32 und die Drossel 13 zugeführt.

Die Drossel 13 ist so dimensioniert, daß sie bei maximal mög lichem Druck in der Förderleitung 32 und bei niedriger bis mittlerer Drehzahl der Hochdruckpumpe 3 mehr Kraftstoff durchläßt, als die Hochdruckpumpe 3 benötigt. Die Drossel 13 wird erst bei hoher Drehzahl der Hochdruckpumpe 3 und/oder bei Absenkung des Druckes in der Förderleitung 32 wirksam, wie im folgenden beschrieben ist:
Ist der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher 5 und damit auch in der Hochdruckleitung 34 zu hoch, so wird über das Hoch druckventil 4 Kraftstoff über die Ablaßleitung 39, den Ablaß kanal 8, die Ablaßblende 12 und den Ausgangskanal 37 an den Tank 19 zurückgeführt. Die Folge davon ist, daß der Steuer kolben 10 durch den Druck des im Ablaßkanal 8 geführten Kraftstoffes gegen die Druckhaltefeder 11 verschoben wird und damit den Verbindungsquerschnitt zwischen dem Ablaufkanal 9 und dem Zulaufkanal 7 weiter öffnet. Somit wird von der För derleitung 32 mehr Kraftstoff über den Zulaufkanal 7, den Ab laufkanal 9 und den Ausgangskanal 37 an den Tank 19 zurückge führt. Dies führt zu einer Erniedrigung des Kraftstoffdruckes in der Förderleitung 32 im Zulauf zur Drossel 13 und somit zu einer Erniedrigung des Kraftstoffvolumenstromes, der der Hochdruckpumpe 3 von der Förderpumpe 1 zur Verfügung gestellt wird. Damit wird von der Hochdruckpumpe 3 weniger Kraftstoff in den Hochdruckspeicher 5 gepumpt und da gleichzeitig von den Einspritzventilen 6 Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 5 entnommen wird, wird der Druck des Kraftstoffes im Hoch druckspeicher 5 erniedrigt. Eine Druckerniedrigung im Hoch druckspeicher 5 kann auch dann erfolgen, wenn von den Ein spritzventilen 6 kein Kraftstoff entnommen wird, da das Hoch druckventil 4 mehr Kraftstoff ablassen kann, als der Hoch druckpumpe 3 zugeführt wird.

Die Druckverhältnisse werden im folgenden genauer erläutert: Der von dem Hochdruckventil 4 abgeblasene Kraftstoffvolumen strom erzeugt vor der Ablaßblende 12 einen Druck p_ab, der die zweite Druckfläche 10b des Steuerkolbens 10 beaufschlagt, die an den Ablaßkanal 8 grenzt.

Die erste Druckfläche 10a des Steuerkolbens 10, die auf dem zweiten Kolbenteil als Ringfläche ausgebildet ist und an den Zulaufkanal 7 angrenzt, wird durch den Vordruck p_vor, der in der Förderleitung 32 herrscht, beaufschlagt. Der maximale Kraftstoffdruck in der Förderleitung 32 wird von der Druck haltefeder 11 vorgegeben, wenn kein Kraftstoff über das Hoch druckventil 4 abgeblasen wird. Im Betrieb stellt sich der Vordruck so ein, daß ein Gleichgewicht aller am Steuerkolben 10 angreifenden Kräfte herrscht und die Kante der Kolbenflä che 10a und die Unterkante des Ablaufkanals 9 annähernd auf gleicher Höhe angeordnet sind, so daß der Ablaufkanal 9 nahe zu geschlossen ist. Die Größe der Zulaufdrossel 13 und der Wert des Vordruckes p_vor legen einen Kraftstoffvolumenstrom fest, der der Hochdruckpumpe 3 zugeführt wird, und der gleich der Summe aus dem Ablaßstrom Q_ab, der vom Hochdruckventil 4 abgegeben wird, und dem den Einspritzventilen 6 zugeführten Förderstrom Q_w ist.

Der Zusammenhang zwischen dem tatsächlichen Förderstrom Q_w, dem maximalen Förderstrom Q_w,m, der von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Zulaufdrossel 13 und dem maximalen Vordruck abhängt, und dem vom Hochdruckventil 4 abgeblasenen Ablaßstrom Q_ab ist durch folgende Beziehung festgelegt:

Dabei bezeichnet α das Verhältnis zwischen der ersten und der zweiten Druckfläche 10a, 10b. δ ist das Verhältnis zwi schen dem tatsächlich gewählten Drosselquerschnitt der Ablaßblende 12 und einem Bezugswert dieses Querschnittes. Bei die sem Bezugswert und bei einem Wert von α = 1 wäre bei voll ständigem Abblasen, d. h. bei Q_ab = Q_w,m der Druck p_ab im Ab laßkanal 8 nach dem Hochdruckventil 4 gleich dem maximal mög lichen Vordruck p_{vor, m}. Mit Hilfe der Parameter α und δ wird das Druckregelventil 2 entsprechend den unterschiedlichen An forderungen ausgelegt.

Fig. 2 zeigt eine Common-Rail-Einspritzanlage entsprechend Fig. 1, wobei jedoch der der Hochdruckpumpe 3 zugeführte Kraftstoffvolumenstrom nicht nur durch den Kraftstoffdruck in der Förderleitung 32, sondern auch durch den Querschnitt ei nes Drosselschlitzes 18 mit dem kombinierten Volumenstrom- /Druckregelventil 40 geregelt wird. Dazu ist die Förderlei tung 32 der Förderpumpe 1 an den Zulaufkanal 7 des Volumen strom-/Druckregelventils 40 angeschlossen. Der Zulaufkanal 7 ist mit einer Regelkammer 21 verbunden, die auch mit einem Drosselschlitz 18 als Ausgang verbunden ist. Die Regelkammer 21 ist Teil der Kolbenkammer 38. Ausgehend von dem Drossel schlitz 18 ist eine Zuleitung 41 zur Hochdruckpumpe 3 ge führt.

Die Hochdruckleitung 34 ist über das Hochdruckventil 4 und eine Ablaßleitung 39 mit dem Ablaßkanal 8 des Volumenstrom- /Druckregelventils 40 verbunden. Ein Ausgangskanal 37 des Vo lumenstrom-/Druckregelventils 40 ist an den Tank 19 ange schlossen.

Im folgenden wird der Aufbau des Volumenstrom- /Druckregelventils 40 näher erläutert:
In das Gehäuse 36 des Volumenstrom-/Druckregelventils 40 ist der Zulaufkanal 7, der Drosselschlitz 18 und der Ablaßkanal 8 eingebracht, die mit der Kolbenkammer 38 verbunden sind. Im oberen Bereich der Kolbenkammer 38 ist eine Druckhaltefeder 11 eingebracht. An grenzend an die Druckhaltefeder 11 und oberhalb des Zulaufka nals 7 ist ein Druckkolben 42 in die Kolbenkammer 38 einge bracht, der die Kolbenkammer 38 abdichtet. Der Druckkolben 42 ist über die Druckhaltefeder 11 gegen das Gehäuse 36 in Längsrichtung der Kolbenkammer 38 federnd gelagert. In der Kolbenkammer 38 ist angrenzend an den Drosselschlitz 18 ein Regelkolben 43 eingebracht, der über eine Regelfeder 44 mit dem Druckkolben 42 federnd gekoppelt ist. Zwischen dem Regel kolben 43 und dem Ablaßkanal 8 ist eine Ablaßkammer 46 in der Kolbenkammer 38 ausgebildet, in der eine Drosselfeder 45 an geordnet ist, die den Regelkolben 43 gegen das Gehäuse 36 in Längsrichtung der Kolbenkammer 38 federnd lagert.

Der Regelkolben 43 dichtet die Kolbenkammer 38 ab. Zwischen dem Druckkolben 42 und dem Regelkolben 43 ist eine Regelkam mer 21 ausgebildet, mit der der Zulaufkanal 7 und der Dros selschlitz 18 in Verbindung stehen. In dem Bereich des Druck kolbens 42 ist ein Ablaufkanal 9 in die Kolbenkammer 38 ein gebracht, der über einen Rückführkanal 22 mit dem Ausgangska nal 37 verbunden ist. Der Ablaßkanal 8 steht damit über die Ablaßblende 12 mit dem Ausgangskanal 37 in Verbindung.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Volumenstrom- /Druckregelventils 40 näher erläutert. Ist im Hochdruckspei cher 5 und damit auch in der Hochdruckleitung 34 der Kraft stoffdruck unter einem vorgegebenen Sollwert, so wird über das Hochdruckventil 4 kein Kraftstoff über die Ablaßleitung 39 dem Ablaßkanal 8 zugeführt. Die Folge davon ist, daß der Regelkolben 43 und der Druckkolben 42 sich in der Ruhepositi on befinden, in der der Regelkolben 43 den Drosselschlitz 18 freigibt und der Druckkolben 42 den Ablaufkanal 9 soweit ver schließt, daß sich der über die Druckhaltefeder 11, die Re gelfeder 44, die Drosselfeder 45 und die Fläche des Druckkol bens 42 gegebene maximale Druck in der Regelkammer 21 ein stellt. Damit fließt der von der Förderpumpe 1 geförderte Kraftstoffvolumenstrom zum einen über die Förderleitung 32, den Zulaufkanal 7, die Regelkammer 21, den Drosselschlitz 18 und die Zuleitung 41 der Hochdruckpumpe 3 zu. Weiterhin wird der überschüssige Anteil des von der Förderpumpe 1 geförder ten Kraftstoffes über den Ablaufkanal 9 und den Ausgangskanal 37 in den Tank 19 zurückgeführt.

Ist der Kraftstoffdruck im Hochdruckspeicher 5 und damit in der Hochdruckleitung 34 über dem Sollwert, so wird über das Hochdruckventil 4 und die Ablaßleitung 39 Kraftstoff an den Ablaßkanal 8 geführt, der über die Ablaßkammer 46, die Ablaß blende 12 und den Ausgangskanal 37 dem Tank 19 zugeführt wird. Die Folge davon ist, daß sich in der Ablaßkammer 46 ein Kraftstoffdruck aufbaut, der den Regelkolben 43 nach oben in Richtung auf den Druckkolben 42 verschiebt, so daß zum einen der Öffnungsquerschnitt des Drosselschlitzes 18 vom Regelkol ben 43 verkleinert wird und zudem über die Regelfeder 44 eine Kraft auf den Druckkolben 42 ausgeübt wird, so daß der Druck kolben 42 in Richtung auf die Druckhaltefeder 11 verschoben wird und somit den offenen Querschnitt zwischen der Regelkam mer 21 und dem Ablaufkanal 9 vergrößert, wodurch sich ein niedriger Druck in der Regelkammer 21 einstellt. Infolge der Absenkung des Druckes in der Regelkammer 21 und der Verengung des Drosselquerschnittes 18 wird von dem Kraftstoffvolumen strom, der von der Förderpumpe 1 über die Förderleitung 32 in die Regelkammer 21 gepumpt wird, ein größerer Anteil über den Ablaufkanal 9 und den Ausgangskanal 37 an den Tank 19 zurück geführt, so daß der Hochdruckpumpe 3 ein kleinerer Kraft stoffvolumenstrom von der Förderpumpe 1 zur Verfügung ge stellt wird.

Der Kraftstoffvolumenstrom, der von der Förderpumpe 1 der Hochdruckpumpe 3 zur Verfügung gestellt wird, wird in Abhän gigkeit von dem Kraftstoffdruck in der Ablaßkammer 46 gere gelt, wobei der Kraftstoffdruck in der Ablaßkammer 46 mit dem Kraftstoffvolumenstrom, der vom Hochdruckventil 4 abgegeben wird, steigt.

Im folgenden werden die Druckverhältnisse genauer erläutert:
Die Druckhaltefeder 11 gibt einen maximalen Vordruck p_v,m vor, der in der Regelkammer 21 und damit in der Zuleitung 41 herrscht. Der am Hochdruckventil 4 anfallende Ablaßstrom Q_ab erzeugt vor der Ablaßblende 12 einen Druck p_ab, der den Dros selkolben 43 beaufschlagt. Mit Hilfe der Drosselfeder 45 wird die Position des Drosselkolbens 43 so eingestellt, daß der Drosselkolben 43 bei fehlendem Ablaßstrom den Drosselschlitz 18 vollkommen freigibt. Die Regelfeder 44 überträgt den Druck p_ab über die Position des Drosselkolbens 43 auf den Druckre gelkolben 42.

Vorteilhafterweise werden die Federn und die Kolben gleich dimensioniert, wodurch beim Zusammenbau Verwechslungen ver mieden werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Ventil strom-/Druckregelventil 40 eine Einheit mit der Hochdruckpum pe 4 bildet.

Für die folgende Betrachtungsweise wird vorausgesetzt, daß alle Federn die gleiche Federnkonstante aufweisen und daß bei maximalen Vordruck und bei fehlendem Ablaßstrom die Regelfe der 44 entspannt ist. Dies bedingt entsprechende Vorspannlän gen der Federn. Der Vordruck wird dann über die Vorspannungen der Druckhaltefeder 11 und der Drosselfeder 45 kompensiert. Ferner ist in dieser Situation der Drosselschlitz 18 vom Re gelkolben 43 gerade vollständig freigegeben.

Der Zusammenhang zwischen dem Förderstrom Q_w der den Ein spritzventilen 6 zugeführt wird, dem durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine, dem Querschnitt des Drosselschlitzes 18 und dem maximalen Vordruck bestimmten maximal möglichen För derstrom Q_w,m und dem Ablaßstrom Q_ab ist durch folgende Bezie hung festgelegt:

Dabei ist mit δ das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Wert des Drosselquerschnittes der Ablaßblende 12 und einer Bezugsgröße festgelegt, wobei beim Abblasen des maximalen Förderstroms Q_w,m = Q_ab der Vordruck p_ab gleich dem maximal möglichen Vordruck p_v,m entspricht. Mit λ ist das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Schlitzlänge des Drosselschlitzes 18 parallel zur Bewegungsrichtung des Regelkolbens 43 und ei ner Bezugslänge bezeichnet. Die Bezugslänge des Drossel schlitzes 18 ist derart, daß beim Abblasen von Q_ab = Q_w,m der sich einstellende Druck p_ab = p_v,m ist und der Regelkolben 43 gerade vollständig über den Drosselschlitz 18 geschoben ist.

Durch die Auslegung des Parameters λ wird die Breite des Drosselschlitzes jeweils so angepaßt, daß die Gesamtfläche des Drosselschlitzes gleich bleibt. Damit bleibt auch der ma ximale Förderstrom Q_w,m gleich. Mit Hilfe der dargestellten Beziehung kann anhand verschiedener Parameter δ und λ über prüft werden, wie sich der tatsächliche Förderstrom an einen gewünschten Förderstrom anpaßt.

Fig. 3 zeigt eine erste Variante eines Druckregelventils 2, das ein Gehäuse 36 aufweist, in das ein Zulaufkanal 7 einge bracht ist, der mit einem Ablaufkanal 9 in Verbindung steht, wobei jedoch der Öffnungsquerschnitt zwischen dem Ablaufkanal 9 und dem Zulaufkanal 7 von einem Steuerkolben 10 geregelt ist, der über eine Druckhaltefeder 11 gegen das Gehäuse 36 in der Weise federnd gelagert ist, daß die Federkraft der Druck haltefeder 11 einer Öffnung des Öffnungsquerschnittes entge genwirkt. Zudem ist der Steuerkolben 10 über eine Kolbenstan ge 25 mit einer Membran 24 verbunden, die mit einem Teil des Gehäuses 36 eine Referenzkammer 31 bildet, die einen Anschluß 23 aufweist.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 3 darge stellten Druckregelventils näher erläutert: Der Zulaufkanal 7 wird beispielsweise an eine Verbindungsleitung 33 einer För derleitung 32 entsprechend Fig. 1 angeschlossen und der Ab laufkanal 9 steht direkt mit einem Tank 19 in Verbindung. Der Anschluß 23 ist beispielsweise mit der Druckkammer eines Tur boladers einer Brennkraftmaschine verbunden. Der Druck, der vom Turbolader erzeugt wird, drückt die Membran 24 nach un ten, so daß der Steuerkolben 10 ebenfalls nach unten gedrückt wird. Auf diese Weise wird über die auf den Steuerkolben 10 wirkende Kraft und die Fläche des Steuerkolbens 10 der im Zu laufkanal 7 herrschende Druck geregelt.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung eines Druckregelventils 2 entsprechend der Fig. 3, wobei jedoch die Membran 24 ent fallen ist und ein Referenzdruck, insbesondere der Druck im Hochdruckspeicher des Einspritzsystems, direkt auf die Kol benstange 25 einwirkt. Es ist auch möglich anstelle der Mem bran 24 einen Elektromagneten vorzusehen, der den Steuerkol ben 10 mit einem entsprechenden Kraft beaufschlagt.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Kraftstoffvolumenstromes, der von einer Förderpumpe (1) einer Hochdruckpumpe (3) zugeführt wird, die an einen Hochdruckspeicher (5) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Hochdruckspeicher (5) ab einem Grenzdruck über ein Hochdruckventil (4) Kraftstoff abgelassen wird, und daß als Funktion von der abgelassenen Kraftstoffmenge der Kraft stoffvolumenstrom zwischen der Förderpumpe (1) und der Hoch druckpumpe (3) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffvolumenstrom durch Variation des Kraftstoffdruckes zwischen der Förderpumpe (1) und der Hochdruckpumpe (3) gere gelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffvolumenstrom durch Variation des Kraftstoffdruckes zwischen der Förderpumpe (1) und der Hochdruckpumpe (3) und durch Variation des Querschnittes der Verbindungsleitung zwi schen der Förderpumpe (1) und der Hochdruckpumpe (3) geregelt wird.

4. Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoffvolumenstromes, der von einer Förderpumpe (1) einer Hochdruckpumpe (3) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (36) vorgesehen ist, in das eine Kolbenkammer (38) eingebracht ist, in die ein Zulaufkanal (7) und ein Ab laufkanal (9) münden, daß in dem Gehäuse (36) ein durchgehen der Referenzkanal (8) vorgesehen ist, der ebenfalls mit der Kolbenkammer (38) in Verbindung steht, daß in der Kolbenkam mer (38) ein beweglicher Steuerkolben (10) angeordnet ist, der ein erstes Kolbenteil (16) und ein mit dem ersten Kolbenteil (16) in Wirkverbindung stehendes zweites Kolbenteil (14) aufweist, daß das erste Kolbenteil (16) in Wirkverbindung mit dem Referenzkanal (8) steht und den Referenzkanal (8) gegen die Kolbenkammer (38) abdichtet, daß das zweite Kolbenteil (14) in einer Ruhestellung einen vorgebbaren Verbindungsquer schnitt zwischen dem Zulaufkanal (7) und dem Ablaufkanal (9) öffnet, daß mit zunehmendem Druck im Referenzkanal (8) das erste Kolbenteil (16) verschoben wird und so eine Kraft auf das zweiten Kolbenteil (14) ausübt, so daß das zweite Kolben teil (14) derart verschoben wird, daß der Verbindungsquer schnitt zwischen dem Ablaufkanal (9) und dem Zulaufkanal (7) vergrößert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kolbenteil (14) einen größeren Durchmesser auf weist als das erste Kolbenteil (16), daß das erste Kolbenteil (16) in den Referenzkanal (8) ragt und die Kolbenkammer (38) im Bereich zwischen dem Referenzkanal (8) und dem Zulaufkanal (7) abdichtet, daß das erste Kolbenteil (16) sich bis über den Bereich erstreckt, in dem der Zulaufkanal (7) in die Kol benkammer (38) mündet und in dem die Kolbenkammer (38) einen größeren Durchmesser aufweist als das erste Kolbenteil (16), daß das erste Kolbenteil (16) direkt mit dem zweiten Kolben teil (14) verbunden ist, daß das zweite Kolbenteil (14) an die Kolbenkammer (38) derart angepaßt ist, daß das zweite Kolbenteil (14) die Kolbenkammer (38) abdichtet, daß in einer Ruheposition der Steuerkolben (10) derart angeordnet ist, daß das zweite Kolbenteil (14) den Ablaufkanal (9) teilweise öff net, und daß der Steuerkolben (10) von dem Kraftstoffdruck im Referenzkanal (8) gegen ein Federelement (11) verschiebbar ist, so daß das zweite Kolbenteil (14) einen größeren Öff nungsquerschnitt zwischen dem Ablaufkanal (9) und der Kolben kammer (38) freigibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kolbenteil (43) und das erste Kolbenteil (42) über ein zweites Federelement (44) verbunden sind, daß das zweite Kolbenteil (43) über ein drittes Federelement (45) gegen eine Bewegung in Richtung auf den Referenzkanal (8) federnd gela gert ist, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenteil (43, 42) eine Regelkammer (21) ausgebildet ist, die von dem ersten und dem zweiten Kolbenteil (43, 42) abgedichtet ist, daß in die Regelkammer (21) der Zulaufkanal (7) mündet und von der Regelkammer (21) ein Ausgangskanal (18) wegführt, und daß das erste und das zweite Kolbenteil (42, 43) und das er ste, das zweite, und das dritte Federelement (11, 44, 45) derart ausgebildet sind, daß in Abhängigkeit von dem Kraftstoffdruck im Referenzkanal (8) der Ausgangskanal (18) auf einen vorgeb baren Querschnitt geöffnet ist, und daß der Ablaufkanal (9) auf einen vorgebbaren weiteren Querschnitt geöffnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (7) über eine Verbindungsleitung mit der Zu führleitung (32) einer Förderpumpe (1) verbunden ist, die die Förderpumpe (1) mit der Hochdruckpumpe (3) verbindet, daß der Referenzkanal (8) an eine Ablaßleitung (39) angeschlossen ist, die über ein Hochdruckventil (4) mit einem Hochdruck speicher (5) verbunden ist, und daß der Ablaufkanal (9) und der Referenzkanal (8) mit einem Tank verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (7) mit der Zuführleitung (32) einer Förder pumpe (1) verbunden ist, daß vom Ausgangskanal (18) eine Zu führleitung zu einer Hochdruckpumpe (3) geführt ist, daß an den Referenzkanal (8) eine Ablaßleitung (39) angeschlossen ist, die über ein Hochdruckventil (4) mit dem Hochdruckbe reich einer Einspritzanlage verbunden ist, und daß die Ab laufleitung (9) und der Referenzkanal (8) mit einem Tank ver bunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzkanal (8) über eine Drossel (12) mit dem Ab laufkanal (9) in Verbindung steht.

10. Vorrichtung zur Regelung eines Kraftstoffvolumenstromes, der von einer Förderpumpe (1) einer Hochdruckpumpe (3) zuge führt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gehäuse (36) mit einer Kolbenkammer (38) vorgesehen ist, in die ein Zulaufkanal (7) und ein Ablaufkanal (9) in Längsrichtung der Kolbenkammer (38) gegeneinander versetzt münden, daß in der Kolbenkammer (38) ein beweglicher Steuer kolben (10) zwischen der Einmündung des Ablaufkanal (9) und der Einmündung des Zulaufkanals (7) derart angeordnet ist,
daß der Steuerkolben (10) in einer Ruhestellung einen vorgeb baren Verbindungsquerschnitt zwischen dem Ablaufkanal (9) und dem Zulaufkanal (7) öffnet, und daß Mittel vorgesehen sind, die den Steuerkolben (10) mit einer Referenzkraft beaufschla gen, die in Richtung auf den Zulaufkanal (7) wirkt, so daß mit zunehmender Referenzkraft der Ablaufkanal (9) weiter ge schlossen wird und der Druck im Zulaufkanal (7) steigt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (10) mit einer Membran (24) in Wirkverbindung steht, die die Referenzkraft auf den Steuerkolben (10) über trägt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkraft von dem Ladedruck eines Turboladers einer Brennkraftmaschine erzeugt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Kolbenstange (25) umfassen, die mit dem Steu erkolben (10) verbunden ist und über eine Bohrung zu einem Anschluß (23) des Gehäuses (36) geführt ist, so daß die Kol benstange (25) den Druck, der am Anschluß (23) anliegt, auf den Steuerkolben (10) überträgt.