DE19906620A1 - Kraftstoffdruckregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kraftstoffdruckregler mit einem Überströmauslaß zum Einstellen des Druckes, mit dem flüssiger Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe ei­ ner Brennkraftmaschine zugeführt wird.

Bei Brennkraftmaschinen wird der flüssige Kraftstoff meist von einer Kraft­ stoffpumpe in einem kontinuierlichen Kraftstoffstrom in Richtung Einspritzanlage gefördert. Der Durchsatz an Kraftstoff ist dabei so bemessen, daß er für den maxi­ malen Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine ausreichend ist. Somit wird bei Betriebszuständen der Brennkraftmaschine mit unter dem Maximalwert liegendem Kraftstoffverbrauch von der Kraftstoffpumpe ein Übermaß von Kraftstoff geliefert. Dies ist insbesondere im Leerlauf der Fall, wenn die Brennkraftmaschine nur einen sehr geringen Kraftstoffverbrauch hat und die Kraftstoffpumpe dennoch einen ho­ hen Durchsatz liefert.

Deshalb wird ein Kraftstoffdruckregler mit Überströmauslaß verwendet, um ein Übermaß an von der Pumpe an ihrem Auslaß geliefertem Kraftstoff zum Kraft­ stofftank zurückzuführen und so den Druck im Leitungssystem zu regeln. Der Kraftstoffdruckregler kann im Kraftstofftank direkt stromab des Kraftstoffpumpen­ auslasses angeordnet sein, so daß das Übermaß an von der Pumpe geliefertem Kraftstoff direkt in den Tank abgelassen wird. Der Kraftstoffdruckregler kann aber auch stromabwärts an die Kraftstoffleitung angeschlossen sein und das Kraft­ stoffübermaß zum Kraftstofftank über eine Kraftstoffrückführleitung zurückführen. Durch einen solchen Regler kann die Kraftstoffpumpe kontinuierlich laufen und Kraftstoff an ihrem Auslaß mit hohem Durchsatz bereitstellen, so daß auch sprung­ haft steigender Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine bedient werden kann, und dennoch stellt sich im Leitungssystem der gewünschte Druck ein.

Bei bisherigen Kraftstoffdruckreglern wird meist eine flexible Membran ver­ wendet, die von einer Feder zum Verschließen eines Überströmkanals gespannt wird. Die Membran reagiert auf einen Druckanstieg und ermöglicht es im verscho­ benen Zustand, daß Kraftstoff durch den Überströmkanal zurück zum Kraftstofftank strömen kann. Obwohl die Funktion dieser Regler im großen und ganzen zufrieden­ stellend ist und auch thermisch bedingte Ausdehnung bzw. Kraftstoffübermengen geeignet verkraftet, haben diese Kraftstoffdruckregler ein relativ langsames An­ sprechverhalten, was zu unerwünschten Kraftstoffdruckpulsationen führen kann. Diese können den Betrieb der Brennkraftmaschine beeinflussen und darüber hinaus unerwünschte Geräusche im Kraftstoffsystem verursachen. Da die Kraft der die Membran spannenden Feder mit der Verrückung der Membran steigt, geben diese Regler prinzipbedingt Kraftstoff an die Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoff­ druck ab, der mit steigendem Durchsatz fällt. Oft ist es aber wünschenswert der Ein­ spritzanlage Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck zu liefern, der unab­ hängig vom Durchsatz ist. Manchmal möchte man auch eine Druckzunahme mit steigendem Durchsatz haben. Deshalb wäre ein schnellansprechender Druckregler wünschenswert, der vielfältig einsetzbar ist und so kalibriert werden kann, daß der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine ein konstanter oder mit dem Durchsatz steigender Kraftstoffdruck bereitgestellt wird.

Dieses Ziel wird durch die im Anspruch 1 definierte Erfindung erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der vorgesehene Druckregler hat einen Überströmkanal, dessen Einlaß an die Verbindung zwischen dem Auslaß einer Kraftstoffpumpe und der Brennkraftma­ schine angeschlossen ist und dessen Auslaß in Verbindung mit dem Kraftstofftank steht. Im Regler ist ein Ventil vorgesehen, das den Kraftstoffstrom durch den Über­ strömkanal einstellt. Das Ventil hat einen Schaft mit einem vergrößerten Ventilkopf an einem Ende. Befindet sich dieser im Ventilsitz, ist die Auslaßöffnung des Reglers verschlossen. Am anderen Ende stromauf des Ventilkopfes sitzt als Drosselelement eine Scheibe auf dem Schaft. Die Scheibe liegt im wesentlichen quer zur Achse des Überströmkanals und vorzugsweise nahe dessen Einlaß. Die Scheibe hat mindestens eine, vorzugsweise mehrere Öffnungen, durch die Kraftstoff in den Überströmkanal fließt. Zwischen dem Kraftstoffgehäuse und der Scheibe ist eine Feder eingespannt, die den Ventilkopf auf den Ventilsitz drückt, wodurch der Auslaß des Reglers ver­ schlossen wird.

Von der Pumpe unter Druck abgegebener Kraftstoff trifft auf die Scheibe, und ein Teil des Kraftstoffs fließt durch die Öffnungen in der Scheibe, wodurch ein Druckabfall an der Scheibe bewirkt wird und der Kraftstoffdruck auf den Ventilkopf wirkt. Der Druckabfall an Scheibe und Ventilkopf wirkt als Kraft gegen die Feder, wodurch sich der Ventilkopf vom Ventilsitz abhebt, der Auslaß geöffnet wird, und überschüssiger Kraftstoff durch den Auslaß zurück zum Tank fließen kann. Hat die Brennkraftmaschine beispielsweise bei hohen Drehzahlen einen großen Kraftstoff­ bedarf, stellt sich ein relativ geringer Druckabfall an Scheibe und Ventilkopf ein, weshalb sich ein relativ kleiner Durchsatz durch den Überströmkanal des Reglers einstellt. Somit wird nur relativ wenig Kraftstoff an den Tank zurückgeführt. Hat die Brennkraftmaschine einen relativ niedrigen Kraftstoffbedarf, wie er beispielsweise bei geringen Drehzahlen oder niedriger Last vorliegt, stellt sich ein erhöhter Druck­ abfall an der Scheibe und dem Ventilkopf ein, wodurch eine vergrößerte Verrüc­ kung des Ventilkopfs weg von Ventilsitz bewirkt wird, sich ein größerer Durchsatz durch den Überströmkanal des Reglers einstellt, und somit mehr Kraftstoff an den Kraftstofftank zurückgeführt wird. Die Bauweise mit voneinander beabstandeter Scheibe und Ventilkopf führt zu einem Kraftstoffdruckregler, der auf Änderungen des Kraftstoffbedarfes der Brennkraftmaschine sehr schnell anspricht, Druck­ schwingungen im Kraftstoffsystem verringert, dadurch den Wirkungsgrad des Systems verbessert und Geräuschentstehung im Kraftstoffsystem während des Be­ triebes vermindert.

Der Regeldruck des Kraftstoffreglers kann als Funktion des der Brennkraft­ maschine zugeführten Kraftstoffdurchsatzes über einen großen Bereich dadurch verändert werden, daß das Flächenverhältnis zwischen Scheibe und Ventilkopf, die Federhärte der das Ventil spannenden Feder und/oder die Größe der Öffnungen durch die Scheibe verändert werden. Diese Auslegeparameter beeinflussen das Ab­ heben des Ventilkopfes vom Ventilsitz bei verschiedenen Kraftstoffdurchsätzen.

Durch die Veränderung des Flächenverhältnisses von Scheibe und Ventilkopf, der Größe der Öffnungen durch die Scheibe und/oder der Federhärte, kann der Kraft­ stoffdruckregler einen im wesentlichen konstanten Kraftstoffdruck des an die Ein­ spritzanlage geförderten Kraftstoffes über einen großen Durchsatzbereich beibehal­ ten. Weiter kann der Kraftstoffregler so ausgebildet werden, daß der Druck des an die Einspritzanlage geförderten Kraftstoffes mit dem Durchsatz steigt. Schließlich kann der Kraftstoffregler auch so ausgebildet werden, daß der Druck des an die Ein­ spritzanlage geförderten Kraftstoffes fällt, wenn der Kraftstoffdurchsatz sinkt, ob­ wohl das für die meisten Anwendungen wohl nicht gewünscht werden wird.

Die Vorteile der Erfindung liegen unter anderem darin, daß ein Kraftstoffreg­ ler geschaffen wird, der sehr genau auf Änderungen des Kraftstoffverbrauches der Brennkraftmaschine reagiert, Druckschwingungen im Kraftstoffsystem mindert, leicht an verschiedene Kraftstoffsysteme angepaßt werden kann, einfach so zu kali­ brieren ist, daß ein im wesentlichen konstanter Kraftstoffdruck über einen großen Durchsatzbereich oder ein Kraftstoffdruck, der mit steigendem Kraftstoffdurchsatz wächst, oder ein Kraftstoffdruck, der mit steigendem Kraftstoffdurchsatz fällt, ein­ gestellt wird. Der erfindungsgemäße Kraftstoffdruckregler kann im wesentlichen an beliebiger Stelle stromab des Kraftstoffpumpenauslasses angeordnet werden, hat relativ einfache Bauweise, ist kostengünstig zu fertigen und zu montieren, ist zuver­ lässig und hat eine lange Nutzlebensdauer.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in einer Ausführungsform näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffleitungssystems mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckregler,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Kraftstoffdruckreglers mit geschlos­ senem Ventil,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Kraftstoffdruckreglers mit geöffne­ tem Ventil und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Kraftstoffdruckreglers entlang der Linie 4-4 der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Kraftstoffdruckregler 10 für ein Kraftstoffleitungssystem 12, über das flüssiger Kraftstoff, wie z. B. Benzin, einer Brennkraftmaschine 14 zu­ geführt wird. Der Kraftstoffdruckregler 10 steht in Verbindung mit dem Auslaß 16 einer Kraftstoffpumpe 18 und führt überschüssigen Kraftstoff zum Kraftstofftank 20 zurück, wenn die Förderrate der Kraftstoffpumpe 18 größer ist als der Kraftstoffbe­ darf der Brennkraftmaschine 14. Die Kraftstoffpumpe 18 liegt vorzugsweise in ei­ nem Kraftstoffpumpenmodul 22 im Kraftstofftank 20, wobei ihr Einlaß 24 nahe des Bodens des Kraftstofftanks 20 liegt. Vom Auslaß 16 der Kraftstoffpumpe 18 wird Kraftstoff unter Druck in eine Kraftstoffleitung 26 abgegeben, von wo er in die Kraftstoffverteilerleitung 28 und die Einspritzanlage der Brennkraftmaschine 14 gelangt. Der Kraftstoffdruckregler 10 ist vorzugsweise im Kraftstofftank 20 direkt stromab der Kraftstoffpumpe 18 angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Anordnung wird überschüssiger Kraftstoff am Auslaß 16 der Kraftstoffpumpe auf­ genommen und direkt in den Kraftstofftank 20 bzw. das Modul 22 zurückgeführt. Alternativ kann der Kraftstoffdruckregler 10 stromab des Kraftstofftanks 20 an einer beliebigen Stelle in der Kraftstoffleitung 26 stromab der Kraftstoffverteilerleitung 28 sitzen. Dann wird überschüssiger Kraftstoff über eine Kraftstoffrückführleitung 32 zum Kraftstofftank 20 oder dem Modul 22 zurückgeführt.

Der in Fig. 2 näher dargestellte Kraftstoffdruckregler 10 hat ein Gehäuse 40 mit einem Überströmkanal 42, dessen Einlaß 44 über ein T-Stück 34 in die Kraft­ stoffleitung eingebunden ist, entweder direkt am Kraftstoffpumpenauslaß 16 oder beliebig stromab an der Kraftstoffleitung 26. Ein Auslaß 46 des Kraftstoffdruckreg­ lers 10 steht in Verbindung mit dem Kraftstofftank 20 oder dem Modul 22, entwe­ der direkt oder über eine Kraftstoffrückführleitung 32 (vgl. Fig. 1). Im Überström­ kanal 42 ist ein Druckregelventil 50 vorgesehen. Es ist so aufgebaut, daß der Kraft­ stoffdurchsatz durch den Überströmkanal 42 geregelt wird, wodurch der Druck des an die Brennkraftmaschine 14 geförderten Kraftstoffes abhängig vom Kraftstoffbe­ darf der Brennkraftmaschine 14 geregelt wird.

Das Ventil 50 weist eine als ringförmige Scheibe 52 ausgebildetes Drossel­ element nahe des Einlasses 44 auf, das verschieblich im Überströmkanal 42 aufge­ nommen ist und im wesentlichen quer zur Längsachse des Überströmkanals 42 liegt. Die Scheibe 52 ist flach und hat eine Oberseite (stromaufwärts zugewandt) 51 und eine Unterseite (stromabwärts zugewandt) 53 sowie mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehr Öffnungen 54, durch die Kraftstoff fließen kann. Die Öffnungen 54 sind vorzugsweise möglichst gleichförmig auf der Scheibe 52 angeordnet, so daß die Kraft, die der unter Druck stehende Kraftstoff auf die Scheibe 52 ausübt, mög­ lichst gleichförmig ist. Eine kleine Menge an Kraftstoff kann auch durch einen Randspalt 55 fließen, der zwischen der Scheibe 52 und dem Überströmkanal 42 ge­ geben ist. Die Scheibe 52 ist mit einem Ende eines Schaftes 56 verbunden. Dies ge­ schieht vorzugsweise dadurch, daß sie auf den Schaft 56 geschraubt wird, so daß ihre axiale Lage auf dem Schaft 56 verändert werden kann, um eine Kalibrierung des Kraftstoffdruckreglers 10 zu ermöglichen. Am anderen Ende des Schaftes 56 befindet sich ein größerer Ventilkopf 58. In einem unteren Steg 62 des Überström­ kanals 42 des Gehäuses 40 ist eine, vorzugsweise drei oder mehrere, gleichförmig verteilte Auslaßöffnung 60 angeordnet, durch die Kraftstoff strömen kann. Der Kraftstoffdurchsatz durch den Überströmkanal 42 wird vom Ventilkopf 58 gestellt. Vorzugsweise ist am Ventilkopf 58 eine ringförmige Scheibe 64 aus elastischem Polymermaterial angeordnet, die mit dem ringförmigen Ventilsitz 66 unterhalb des Steges 62 zusammenwirkt und die Auslaßöffnungen 60 umgibt, so daß in der ge­ schlossenen Stellung des Ventilkopfes 58 der Überströmkanal 42 dicht verschlossen ist. Der Ventilkopf 58 ist in Eingriff mit dem Ventilsitz 66 gespannt. Vorzugsweise geschieht dies durch eine Feder 68, die zwischen dem Steg 62 und der Scheibe 52 eingespannt ist.

Die Funktionsweise des Kraftstoffdruckreglers 10 ist folgende:
Die Kraftstoffpumpe 18 saugt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 20 und lie­ fert ihn an ihrem Auslaß 16 unter Druck. Der Kraftstoff soll zur Kraftstoffvertei­ lerleitung 28 und den entsprechenden Einspritzventilen 30 der Brennkraftmaschine 14 gefördert werden. Vorzugsweise liefert die Kraftstoffpumpe 18 einen im wesent­ lichen gleichmäßigen Abgabedruck und hat eine konstante Förderrate, die auch für den maximalen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine 14 ausreichend ist. Des­ halb liefert die Kraftstoffpumpe 18 ein Übermaß an Kraftstoff; wenn die Brenn­ kraftmaschine 14 einen unter dem Maximalwert liegenden Kraftstoffbedarf hat. Vorzugsweise übertrifft die Förderrate der Kraftstoffpumpe 18 den maximalen Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine 14 um 10 bis 20 Prozent.

Am Auslaß 16 der Kraftstoffpumpe 18 abgegebener Kraftstoff kann in den Einlaß 44 des Kraftstoffdruckreglers 40 eintreten, und ein Teil des Kraftstoffs strömt durch den Überströmkanal 42 durch die Öffnungen 54 der Scheibe 52 bzw. durch den Randspalt 55 zwischen Scheibe 52 und Überströmkanal 42. Dieser Fluß durch die Öffnungen 54 und den Randspalt 55 erzeugt einen Druckabfall an der Scheibe 52, wodurch eine Kraft auf die Scheibe 52 ausgeübt wird, die das Ventil 58 in die geöffnete Stellung drückt. Zusätzlich hat die Oberseite 51 eine größere wirk­ same Fläche als die Unterseite 53, da der Schaft 56 durch die Scheibe 52 läuft. Da­ durch wird die auf die Scheibe 52 und damit den Schaft 56 ausgeübte Kraft vergrö­ ßert, die den Ventilkopf 58 in die offene Stellung drücken will. Darüber hinaus be­ steht ein merklicher Druckabfall am Ventilkopf 58, der vom unter Druck stehenden Kraftstoff im Überströmkanal 42 zwischen der einen Seite 67 und dem Druck im Kraftstofftank auf der anderen Seite 69, welcher nahe dem Umgebungsdruck liegt, bewirkt wird. Dieser Druckabfall trägt dazu bei, den Ventilkopf 58 in die offene Stellung zu drücken. Dem wirkt die Feder 68 entgegen. Ist der Widerstand der Feder 68 überwunden, so verschiebt sich das Ventil 50 und der Ventilkopf 58 wird vom Ventilsitz 66 gelöst, wodurch der Auslaß 46 der Kraftstoffdruckreglers 10 geöffnet wird. Ist der Auslaß 46 geöffnet, strömt Kraftstoff durch den Überströmkanal 42 und wird zum Kraftstofftank 20 oder Modul 22 zurückgeführt, entweder direkt oder über die Kraftstoffrückführleitung 32.

Der Kraftstoffdruckregler 10 reagiert sehr genau auf Änderungen des Kraft­ stoffbedarfs der Brennkraftmaschine 14 und läßt überschüssigen Kraftstoff mit einem Durchsatz ab, der invers proportional zum Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine ist. Das schnelle Ansprechen des Kraftstoffreglers 10 wird teilweise durch die Dros­ selung durch die Öffnungen 54 in der Scheibe 52 und den Randspalt 55 bewirkt, welche einen Druckabfall an der Scheibe 52 zur Folge hat, wenn diese von Kraft­ stoff durchströmt wird. Darüber hinaus haben die Flächenunterschiede zwischen der Ober- und der Unterseite 51, 53 der Scheibe 52, welche durch den Schaft 56 verur­ sacht sind, eine resultierende Kraft auf die Scheibe 52 zur Folge, die auf ein Öffnen des Ventilkopfes 58 hinwirkt. Darüber hinaus verursacht ansteigender Durchsatz durch die Öffnungen 54 und den Randspalt 55 der Scheibe 52 ein Anwachsen des Druckabfalls an der Scheibe 52. Dieser steigende Druckabfall bewirkt einen Aus­ gleich der mit steigender Komprimierung der Feder 68 anwachsenden Gegenkraft. Eine Verringerung des Strömungsquerschnitts der Öffnungen 54 und des Randspal­ tes 55 führen zu einem höheren Druckabfall an der Scheibe 52. Eine Vergrößerung des Druckmessers des Schaftes 56 verringert die Fläche der Unterseite 53 der Scheibe 52, wodurch die resultierende Kraft gegen die Feder 68, die auf ein Öffnen des Ventilkopfes 58 hinwirkt, vergrößert wird. Durch Auslegen der Größe der Öff­ nungen 58 und des Randspaltes 55 der Scheibe 52 und des Durchmessers des Schaftes 56, der für den Flächenunterschied zwischen Ober- und Unterseiten 51, 55 der Scheibe 52 verantwortlich ist, können der Druckabfall an der Scheibe 52 und die resultierende Kraft auf die Scheibe 52 eingestellt werden, so daß sich eine Kraft er­ gibt, die der Gegenkraft der Feder 68 entspricht, wodurch das Abheben des Ventil­ kopfes 58 vom Sitz 66 und somit der wirksame Strömungsquerschnitt am Auslaß 46 des Druckreglers 10 veränderbar ist.

Die Begrenzung des Durchsatzes durch den Auslaß 46 hängt davon ab, wie stark der Ventilkopf 58 vom Ventilsitz 66 abgehoben ist, bzw. wie groß der Spalt 70 zwischen Ventilkopf 58 und Ventilsitz 66 ist (vgl. Fig. 3), bzw. wie groß der Spalt 72 zwischen dem Ventilkopf 68 und dem Gehäuse 40 ist, wenn der Auslaß 46 ke­ gelig erweitert ausgebildet ist (vgl. Fig. 3). Erweitert sich der Auslaß 46 nicht kege­ lig, ist die Größe des Spaltes 72 im wesentlichen unabhängig vom Abheben des Ventilkopfes 68 aus dem Ventilsitz 66, wodurch die Begrenzung des Durchsatzes durch den Auslaß 46 nur noch von der Größe des Spaltes 70 abhängt. Diese Begren­ zung wirkt sich auf den Druckabfall am Ventilkopf 58 aus, so daß die Charakteristik des Kraftstoffdruckreglers 10 abhängig vom Kraftstoffbedarf der Brennkraftma­ schine 14 weiter eingestellt werden kann. Verwendet man Federn mit nichtlinearer Federcharakteristik, kann die Gleichgewichtslage des Ventils 50 weiter beeinflußt werden. Ebenso kann die Anfangsfederkraft auf die Scheibe 52 durch Ein- oder Ausschrauben der Scheibe 50 auf dem Schaft 56 verändert und eingestellt werden, da sich dadurch die axiale Lage der Scheibe 58 gegenüber dem Steg 62 verändert, wenn der Ventilkopf 58 am Sitz 66 anliegt.

Somit kann der Druck des der Brennkraftmaschine 14 zugeführten Kraftstof­ fes über einen weiten Durchsatzbereich geregelt werden und im wesentlichen kon­ stant oder falls gewünscht als Funktion des Gesamtfließquerschnitts der Öffnungen 54 und des Randspalts 55, der wirksamen Fläche der Seiten 51, 53 der Scheibe 52, der Federhärte der Feder 68, der Anfangskraft der Feder 68, des Druckabfalls am Ventilkopf 58, die alle das Maß der Verrückung des Ventilkopfes 58 gegenüber dem Ventilsitz 66, welche die wirksame Überströmauslaßfläche des Druckreglers 10 und damit den Durchsatz des abgelassenen Kraftstoffes beeinflussen, eingestellt werden. Durch Variation dieser Parameter kann der Kraftstoffdruckregler 10 ausgelegt und kalibriert werden, so daß er dafür sorgt, daß der Brennkraftmaschine 14 Kraftstoff mit einem Kraftstoffdruck zugeführt wird, der im wesentlichen über einen großen Durchsatzbereich konstant ist, oder mit dem Durchsatz wächst.

Experimentelle Daten zeigten, daß ein Kraftstoffdruckregler mit einem Überstromkanal 42 mit 1 cm Durchmesser (0,39 inch), einer Scheibe 52 mit 2,5 mm (0,01 inch) geringerem Durchmesser, drei Öffnungen 54 in der Scheibe mit jeweils 13 mm (0,053 inch) Durchmesser, einem Schaft 56 mit ca. 18 mm (0,073 inch) Durchmesser, einer Feder 68 mit einer Federhärte von 178,6 g/cm (3,26 lb/in) und einer Anfangskraft von 952,5 g (2,1 lb) bei vollständig geschlossenem Ventil, einem Ventilkopf 58 mit ca. 86 mm (0,34 inch) Durchmesser, einem Ventilsitz mit ca. 58 mm (0,23 inch) mittlerem Durchmesser und einem Auslaß 46 mit ca. 1 cm (0,39 inch) Fußdurchmesser sowie einen Seitenwandkegel von 5° einen Kraftstoffdruck an der Brennkraftmaschine 14 ergeben, der über einen weiten Durchsatzbereich im wesentlichen konstant ist. Ein Kraftstoffdruckregler 10 mit diesen Parametern je­ doch drei Öffnungen 54 in der Scheibe 52, die jeweils 1,52 mm (0,06 inch) Durch­ messer haben, führt zu einem mit dem Verbrauch ansteigenden Kraftstoffdruck stromab des Kraftstoffdruckreglers 10.

Der beschriebene Kraftstoffdruckregler 10 ist somit sehr vielseitig verwend­ bar und kann an verschiedene Anforderungen angepaßt werden. Er liefert eine schnelle und genaue Regelung des Kraftstoffdruckes über einen weiten Durchsatz­ bereich. Der Kraftstoffdruckregler 10 ist einfach zu kalibrieren, indem beispiels­ weise die verwendete Feder 68 oder die Größe der Scheibe 52 oder deren Öffnun­ gen 54 verändert werden, welche sich stark auf die Regeleigenschaften des Kraft­ stoffdruckreglers 10 auswirken, womit eine Anpassung an ein gegebenes Kraftstoff­ zuführsystem 12 möglich ist.

Claims (13)

1. Kraftstoffdruckregler mit Überströmauslaß für Kraftstoff, der einer Brenn­ kraftmaschine von einer Kraftstoffpumpe zugeführt wird, mit:
einem Gehäuse (40) mit einem Kraftstoffeinlaß, der zur Verbindung mit dem Auslaß (16) einer Kraftstoffpumpe (18) ausgebildet ist, einem Kraftstoffauslaß, der zur Versorgung der Brennkraftmaschine (14) mit von der Pumpe (16) geliefertem Kraftstoff ausgebildet ist, und einem Überströmauslaß (46), durch den überschüssi­ ger, von der Kraftstoffpumpe (18) gelieferter Kraftstoff abgelassen wird,
einem Überströmkanal (42), der im Gehäuse (40) gebildet ist und den Kraft­ stoffeinlaß sowie den Kraftstoffauslaß mit dem Überströmauslaß (46) verbindet, und
einem Ventil (50), das im Gehäuse (40) gehalten ist, den Kraftstofffluß durch den Überströmkanal (42) regelt und aufweist: ein Drosselelement (52), das im Überströmkanal (42) gleitend gelagert ist und den Kraftstofffluß über das Drossel­ element (52) mindestens teilweise drosselt, einen am Drosselelement (52) ange­ brachten Schaft (56), der sich mit diesem bewegt, einen Ventilsitz (66) im Über­ strömkanal (42) stromab des Drosselelements (52) und einen am Schaft (56) befe­ stigten Ventilkopf (58), der sich mit diesem und dem Drosselelement (52) bewegt, wobei der Ventilkopf (58) stromab und beabstandet vom Drosselelement (52) ist, gegen den Ventilsitz (66) gedrückt wird und beweglich ist, um wahlweise einen Kraftstofffluß durch den Ventilsitz (66) zu ermöglichen, so daß bei normalen Be­ triebszuständen der Brennkraftmaschine (14) ein ausreichender Kraftstoffdruckun­ terschied an dem Drosselelement (52) und dem Ventilkopf (58) anliegt, um eine Verschiebung des Ventilkopfs (58) aus dem Ventilsitz (66) zur Veränderung und Einstellung des Durchsatzes zu bewirken, mit dem Kraftstoff vom Kraftstoffdruck­ regler (10) durch den Überströmauslaß (46) abgelassen wird, und so den Druck des Kraftstoffes, der von der Kraftstoffpumpe (18) der Brennkraftmaschine (14) zuge­ führt wird, zu regeln und zu steuern.

2. Kraftstoffdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement eine Scheibe (52) ist, die im wesentlichen quer zur Achse des Überströmkanals (42) liegt und mindestens eine Öffnung (54) aufweist, durch die Kraftstoff strömen kann.

3. Kraftstoffdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (52) drei Öffnungen (54) hat.

4. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Feder (68) zwischen dem Gehäuse (40) und dem Drossel­ element (52) eingespannt ist und den Ventilkopf (58) auf den Ventilsitz (66) drückt.

5. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (42) im wesentli­ chen kreisförmigen Querschnitt hat, die Scheibe (52) kreisförmig ist und ein Spalt (55) zwischen Überströmkanal (46) und Scheibe (52) vorgesehen ist, der im we­ sentlichen am Rand der Scheibe (52) liegt und durch den Kraftstoff strömen kann.

6. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch ein Ventildichtelement (64), das zwischen dem Ventilkopf (58) und dem Ventilsitz (66) angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß eine möglichst flüs­ sigkeitsdichte Abdichtung zwischen diesen beiden bewirkt ist.

7. Kraftstoffdruckregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventildichtelement eine im wesentlichen elastische Polymerscheibe (64) ist.

8. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (52) auf den Schaft (56) geschraubt ist, so daß ihre axiale Lage gegenüber dem Schaft (56) veränderbar ist, um die Federkraft auf den Ventilkopf (58) einzustellen.

9. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (52) mehr als eine Öff­ nung (54) aufweist, wobei alle Öffnungen (54) im wesentlichen gleiche Größe auf­ weisen und im wesentlichen gleichmäßig am Umfang der Scheibe (52) beabstandet sind.

10. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbin­ dung mit Anspruch 4 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) im Überströmkanal (42) zwischen der Scheibe (52) und dem Ventilkopf (58) einen Steg (62) aufweist, der den Ventilsitz (66) trägt und mindestens eine Öffnung (60) aufweist, welche den Ventilsitz (66) umgibt, wobei die Feder (68) zwischen der Scheibe (52) und dem Steg (62) angeordnet ist.

11. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbin­ dung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Öffnungen (54) der Scheibe (52) ein geradkantiges Loch aufweist, so daß der durch die Öffnun­ gen (54) strömende Kraftstoff einen Druckabfall über die Scheibe (52) zur Folge hat.

12. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffdruckregler (10) in einem Kraftstofftank (20) an­ geordnet ist, so daß am Überströmauslaß (46) abgelassener Kraftstoff direkt in den Kraftstofftank (20) strömt.

13. Kraftstoffdruckregler nach einem der vorherigen Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Kraftstofftank (20), eine Kraftstoffpumpe (18) im Kraftstoff­ tank (20) durch deren Einlaß (24) Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (20) angesaugt und an deren Auslaß (16) unter Druck abgegeben wird, eine am Auslaß (16) ange­ schlossene Leitung (26), an die der Kraftstoffdruckregler (10) angeschlossen ist, und eine Kraftstoffrückführleitung (32), die den Überströmauslaß (46) mit dem Kraft­ stofftank (20) verbindet, wobei der Kraftstoffdruckregler (10) außerhalb des Kraft­ stofftanks (20) an die Leitung (26) zwischen die Kraftstoffpumpe (18) und die Brennkraftmaschine (14) geschaltet ist.