DE2635673A1

DE2635673A1 - Zumessteuerung

Info

Publication number: DE2635673A1
Application number: DE19762635673
Authority: DE
Inventors: Erlen Busch Walton
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1976-08-07
Publication date: 1977-02-17
Also published as: CA1044464A; FR2320532B3; JPS5252034A; FR2320532A1; US4033314A

Description

EATON CORPORATION, 100 Erieview, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Zumeßsteuerung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pilotbrennstoffeinspritzventil für einen Verbrennungsmotor, und zwar insbesondere auf Mittel zur Steuerung der Größe der Brennstoffζurnessung durch das Ventil.

Die Vorteile der Brennstoffeinspritzung sind bekannt. Das Ausmaß, mit der diese Vorteile zu erhalten sind, hängt im großen Ausmaß von der Genauigkeit und der zeitlichen Flexibilität des Zumeßventils oder der Ventile in einem Einspritzsystem und schließlich von den Kosten der Zumeßventile und des Systems zur Steuerung der Ventile ab. Die U.S. Patent-Anmeldung S.N. 403,308 vom 3. Oktober 1973 (die auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde) beschreibt ein Ventil der Kolbenbauart, welches in der Lage ist, sehr kleine und genaue Pilot- und Hauptbrennstoff-Ladungen den Zylindern eines Motors zuzumessen. Das Ventil der genannten Anmeldung verwendet dabei das Konzept der Brennstoffzumessung nur,während augenblicklich ein kontinuierlicher Durchlaß durch das Ventil gebildet wird, und zwar durch Kreuzung eines Durchlasses im Kolben über einen Auslaß hinweg im Gehäuse. Die Kolbengeschwindigkeit ist von der Motordrehzahl unabhängig; die Geschwindigkeit ist vorzugsweise die gleiche für sämtliche Motordrehzahlen und -belastungen. Ferner wird das Zumessen begonnen und beendet, ohne die Kolbengeschwindigkeit umzukehren durch vollständiges Überkreuzen des Durchlasses. Das Über-

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kreuzungsmerkmal gestattet eine sehr kleine und genaue Zumessung der Brennstoffladungen. Die Merkmale der gleichen Kolbengeschwindigkeiten für alle Motorbedingungen und des Nichtumkehrens der Richtung des Kolbens während des Zumessens gestattet die Verwendung von einfachen und billigen Mitteln zur Steuerung der Bewegung des Kolbens. Da ferner die Richtung des Kolbens während des Zumessens nicht umgekehrt wird, werden die Kolbenbetätigungskräfte verhältnismäßig klein gehalten. Dies verbessert die Lebensdauer des Ventils, da hohe Betätigungskräfte die lange Abrieblebensdauer nachteilig beeinflussen.

Das Ventil gemäß der genannten Anmeldung beschreibt eine drosselgesteuerte Hülse zur Änderung der Querschnittsfläche des gekreuzten Gehäusedurchlasses, wodurch die Menge des zugemessenen Brennstoffs während der Kreuzungszeit des Durchlasses gesteuert wird. Dieses Verfahren zur Steuerung der zugemessenen Brennstoffmenge erhöht die Kosten sowie die Kompliziertheit des Ventils und schafft nicht in einfacher Weise das Merkmal des abrupten Druckabsenkens des Brennstoffs im Auslaß darauffolgend auf das Zumessen. Dieses Merkmal ist deshalb erwünscht, weil es das Tropfen an der mit dem Auslaß verbundenen Einspritzdüse verhindert.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein einfaches und kostengünstiges Ventil zu schaffen, welches sehr kleine Strömungsmittelladungen mit großer Genauigkeit zumessen kann. Die Erfindung sieht ferner ein Stromungsmittelzumeßventil vor, welches ohne weiteres steuerbar ist, um die Strömungsmittelmenge in jeder durch das Ventil zugemessenen Ladung zu verändern. Die Erfindung sieht schließlich ein Stromungsmittelzumeßventil vor, welches in abrupter Weise den Druck des Strömungsmittels an seinem Auslaß absenkt, und zwar darauffolgend auf das Zumessen des Strömungsmittels zum Auslaß. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Hochdruck-Strömungsmittelzumeßventil, welches die Menge des durch seinen Auslaß zugemessenen Hochdruckströmungsmittels durch abruptes

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Druckabsenken des Strömungsmittels im Auslaß steuert.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden die obigen Ziele durch ein Ventil erreicht_f welches ein Gehäuse aufweist,'das eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung, einen Rücklaufkanal und ein Ventilglied aufweist, welches sich längs einer Bahn erstreckt, die sich von einer ersten Stellung aus, die die Verbindung zwischen den Öffnungen blockiert, zu einer zweiten Stellung erstreckt, die die Verbindung entweder blockiert oder zuläßt. Das Ventilglied besitzt einen Kanal, der an einem Punkt längs der Bahn betätigbar ist, um Strömungsmittel dem Auslaß zuzumessen, und zwar durch Bildung eines kontinuierlichen Durchlasses durch das Ventil, und zwar durch serienmäßige Verbindung der Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung. Das effektive Strömungsmittelzumessen wird dadurch beendet, daß man eine der Öffnungen mit dem Rückflußkanal an irgendeinem Punkt während der Ventilgliedbewegung längs der Bahn verbindet, und die Größe der effektiven Zumessung wird dadurch gesteuert, daß man den Punkt längs der Bahn, wo die Öffnung mit dem Rücklauf verbunden ist, verändert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das letztgenannte der oben erwähnten Ziele insbesondere dadurch erreicht, daß man die Auslaßöffnung mit dem Rücklaufkanal verbindet, um die effektive Zumessung zu beenden und den Strömungsmitteldruck im Auslaß abrupt abzusenken.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines dualen Zumeßventils;

Fig. 2 und 3 Schnitte des dualen Ventils der Fig. 1, und zwar gesehen in Richtung der Pfeile 2 bzw. 3 in Fig. 1;

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Fig. 4, 4A und 4B Ansichten der verschiedenen Stellungen der Ventilglieder der Fig. 2.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Dualzumeßventils 10 mit einem Gehäuse 12, in dem parallel ein Hauptbrennstoffzumeßventil 14 und ein Pilotbrennstoffzumeßventil 16 angeordnet sind. Die Zumeßventile 14 und 16 umfassen drehbare Wellen 50 und 50' zur Veränderung der Menge des durch die Ventile zugemessenen Brennstoffs, und zwar proportional zur Drosselbewegung. Das Gehäuse 12 besitzt vier externe Brennstofföffnungen, und zwar Einlaßöffnungen 18a und 18b (18b ist nur in Fig. 2 gezeigt) , eine Auslaßöffnung 20 und eine Rücklauföffnung 22 (22 ist nur in Fig. 3 dargestellt). Das Ventil 10 dient zum Einbau in ein Pilotbrennstoffeinspritz-System für einen Motor mit Kompressionszündung (Dieselmotor). Das Dualventil 10 kann jedoch auch in irgendeinem anderen System verwendet werden, welches ein Ventil benötigt, das die Fähigkeit genauer Zumessung von Strömungsmittelimpulsen besitzt.

Das Dualzumeßventil 10 dient insbesondere zum Einbau in Pilotbrennstof feinspritz-Systeme gemäß U.S. Patent-Anmeldung 403,308, Das Dualventil 10 ist insbesondere zum Einbau in das in Fig. 1 gezeigte System der genannten Anmeldung geeignet. Die Art und Weise, in der das Dualventil 10 in das System der Fig. 1 eingebaut ist, macht eine kurze Erläuterung erforderlich. In dieser Erläuterung wird den Bezugszeichen der erwähnten Anmeldung ein R vorangestellt. Der Einbau im System der Fig. 1 erfolgt wie folgt: Der Verteiler R26 wird weggelassen, ein Dualventil 10 wird für jeden Zylinder des Motors anstelle der Dualventile R28a, R28b, usw., vorgesehen, Einlaßöffnungen 18a und 18b werden direkt mit dem Akkumulator R24 verbunden, Auslaßöffnung 20 ist mit der Einspritzdüse R32 verbunden und Welle R42 steht mit den Wellen 50 und 50' in bekannter Weise beispielsweise durch eine Ritzel/Zahnstangen-Verbindung in Verbindung.

Die Haupt- und Pilotbrennstoffzumeßventile sind solenoidbetätigte Kolbenvent-ile, wobei jedes zwei Funktionen ausführt: Das Pilotventil mißt eine Pilotbrennstoffladung für den Motor-

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zylinder über Öffnung 20 zu und steuert die Versorgung des nicht zugemessenen Hochdruckbrennstoffs im Brennstoffzumeßteil des Hauptbrennstoffzumeßventils. Das Hauptventil mißt eine _ Hauptbrennstoffladung für den Motorzylinder über öffnung 20 zu und steuert die Versorgung des nicht zugemessenen Hochdruckbrennstoffs für den Zumeßteil des Pilotbrennstoffzumeßventils· Die Steuerung der nicht zugemessenen Hochdruckbrennstoffversorgung durch jedes der Ventile für den Brennstoffzumeßteil des anderen Ventils bildet eine als Brennstoffverteilerlogik oder -logiksystem bezeichnete Anordnung. Dieses System umfaßt einen Logikabschnitt in den Pilot- und Hauptventilanordnungen der Pilot- und Hauptzumeßventile und Übertragungskanäle im Gehäuse 12, die die Ventilanordnungen verbinden. Die Anordnung zur Durchführung der Zumessung und der logischen Funktionen ist am besten in den Figuren 2 und 3 zu erkennen.

Betrachtet man zunächst Fig. 2, so sieht man ein Hauptzumeßventil 14 mit einer Solenoidanordnung 24, einer Hauptbrennstoff ventilanordnung 26 und einer Kolbendrehanordnung 28. Die Hauptventilanordnung 26 umfaßt einen Brennstoffzumeßabschnitt und einen Brennstofflogikabschnitt, wobei die Abschnitte durch Kanäle in der Ventilanordnung gebildet werden; die Kanäle werden zunächst hinsichtlich ihres strukturellen Aufbaus beschrieben und sodann hinsichtlich ihrer Zumeß- und Logik-Funktion gruppiert.

Die Zumeßventile 14 und 16 unterscheiden sich nur bezüglich der Durchiaßanordnung in den Logikabschnitten und der Durchlaßgröße in den Zumeßabschnitten der Ventilanordnungen. Demzufolge genügt eine ins einzelne gehende Beschreibung der Solenoid- und Kolbendreh-Anordnungen der Hauptventilanordnung 14 für die beiden Ventile. Die zur Bezeichnung der Teile der Solenoid- und Kolbendreh-Anordnungen verwendeten Bezugszeichen in der Hauptventilanordnung sind mit einem versehen, um diejenigen Teile in der Pilotventilanordnung zu identifizieren, die identisch und aus Gründen der Klarheit der Beschreibung

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notwendig sind, pie Ventilanordnungen der Pilot- und Hauptzumeßventile werden durch unterschiedliche Bezugszeichen bezeichnet.

Das Pilotventil 16 umfaßt eine Solenoidanordnung 24', eine Pilotbrennstoffventilanordnung 30 und eine Kolbendrehanordnung 28'. Die Pilotventilanordnung 20 umfaßt einen Brennstoffzumeßabschnitt und einen Brennstofflogikabschnitt, wobei die Abschnitte durch Durchlässe (Kanäle) in der Ventilanordnung gebildet sind; diese Durchlässe werden in der gleichen Weise wie die entsprechenden Durchlässe in der Hauptventilanordnung bezeichnet.

Der Zumeßabschnitt in der Hauptventilanordnung 26 steht mit dem Logikabschnitt in der Pilotventilanordnung 30 über einen Übertragungsdurchlaß 32 in Verbindung. Der Zumeßabschnitt in der Pilotventilanordnung 30 steht mit dem Logikabschnitt in der Hauptventilanordnung 26 über einen Übertragungsdurchlaß 34 in Verbindung.

Die Solonoidanordnung (Elektromagnetanordnung) 24, die Hauptventilanordnung 26 und die Kolbendrehanordnung 28 des Hauptzumeßventils 14 sind in einer Stufenbohrung 36 angeordnet, die Bohrungsteile 36a, 36b, 36c und 36d aufweist. Die.Bohrungsteile definieren Schultern 36e, 36f und 36g. Die Solenoidanordnung 24 ist in den Bohrungsteilen 36a, 36b und 36c angeordnet und umfaßt eine Spule 38, einen Eisenkern 40, einen Anker 42 und eine Feder 44. Die Ventilanordnung 26 ist im Bohrungsteil 36d angeordnet und umfaßt eine Hülse 46 sowie ein Kolben- oder Ventil-Glied 48. Die Kolbendrehanordnung 28 ist teilweise im Bohrungsteil 36d angeordnet und umfaßt einen Verlängerungsteil 48a am rechten Ende des Kolbens 48 (wie man am besten in Figur 3 erkennt) , einen Hülsenteil 46a, der vom rechten Ende des Bohrungsteils 36d wegragt, den Schaft 50 und eine schalenform!ge Abdeckung 52. Der Schaft 50 umfaßt ein gegabeltes Ende 50a, welches gleitend den Verlängerungsteil 48a aufnimmt, wie man am besten in Figur 3 sieht.

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Weitere Merkmale des Solenoid und der Spulendrehanordnung, die die gleichen für Haupt- und Pilotzumeßventile sind, werden nunmehr unter Bezugnahme auf das in Figur 3 gezeigte Hauptventil beschrieben. Der Eisenkern 40 umfaßt einen Flanschteil 40a, der am Gehäuse 12 durch eine Vielzahl von Bolzen 54 befestigt ist, von denen einer dargestellt ist. Ein O-Ring 56 dichtet die Bohrung 36 am linken Ende ab. Die Spule 38 ist zylindrisch ausgebildet und in einem synthetischen Material eingekapselt, welches die Spulendrähte gegenüber Brennstoff isoliert. Ein Paar der Zuführungsdrähte 56 läuft von der Spule aus durch ein Loch im Flansch 40a. Der Anker 42 kann fest am linken Ende des Kolbens 48 befestigt oder zusammen mit diesem ausgeformt sein. Die Axialstellung des Kolbens 48 in der Hülse 46 wird durch eine Vielzahl von Ausgleichsscheiben 58 bestimmt, die zwischen Anker 42 und Schulter 36g angeordnet sind. Der Kolben 48 ist in seine nicht-betätigte oder erste Stellung durch Feder 44 vorgespannt. Der Luftspalt "X" zwischen Kern 40 und Anker 42 kann durch einen zweiten Satz von Ausgleichsscheiben 60 eingestellt werden, die zwischen dem Flanschteil 40a und der Schulter 36e angeordnet sind. Die Abmessung von Spalt "X" ist kritisch hinsichtlich des Ventilbetriebs, da der Kolben 48 Brennstoff nur dann zumißt, wenn er sich bewegt. Demgemäß steht die Geschwindigkeit des Kolbens direkt mit der Menge des zugemessenen Brennstoffs in Beziehung. Diese Geschwindigkeit wird durch die anfängliche an den Anker angelegte elektromagnetische Kraft beeinflußt. Die VorSpannkraft der Feder 44 beeinflußt ebenfalls die Geschwindigkeit des Kolbens. Demzufolge muß die Vorspannkraft genau geregelt oder eingestellt werden. Die Vorspannkraft kann dadurch geregelt werden, daß man die Federn innerhalb definierter Grenzen auswählt, oder durch Vorsehen einer Einstellung zur Veränderung der Vorspannkraft, wie beispielsweise durch eine Einstellschraube, die sich durch den Eisenkern 44 erstrecken könnte.

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Leckbrennstoff vom Kolben 48, .der in die von der Solenoidanordnung besetzte Zone gelangen kann, wird in den Rücklaufkanal 22 durch ein Paar von Ringnuten 62 und 64, Durchlässe 66 und 68 und sich vertikal erstrekkende Nuten 70 in der linken Endstirnfläche von Hülse 46 abgelassen.

Die Abdeckung 52 der Kolbendrehanordnung 28 wird von einer Ausnehmung 72 im Gehäuse 12 aufgenommen und ist am Gehäuse durch eine Vielzahl von Bolzen 74 (einer ist in Figur 2 dargestellt) befestigt, wobei-die Abdichtung durch eine Dichtung 76 erfolgt. Die Welle 50 ist drehbar durch eine Bohrung 52a in der Abdeckung 52 gehaltert, durch einen O-Ring 78 abgedichtet und wird in Axialrichtung durch einen Schnappring 80 gehalten. Verlängerung 48a und Gabel 50a sind eingeschnürt, um einen Ringkanal oder Ringdurchlaß 82 zu bilden, und zwar um abgelassenen Brennstoff vom Zumeßabschnitt der Hauptventilanordnung zum Rücklaufkanal 22 über einen Durchlaß 84, eine Ringkammer 86 und einen Durchlass 88 zu leiten. Das rechte Ende der Welle 50 dient zur Verbindung mit einem nicht gezeigten Drosselgelenksystem der Art, daß die zugemessene Brennstoffmenge als eine Funktion der Drosselstellung gesteuert werden kann. Bei einem Mehrzylindermotor kann ein einziges Ventilgehäuse ein Pilotventil und ein Hauptventil für jeden Zylinder enthalten. Das Pilot- und Haupt-Ventil kann dann derart angeordnet sein, daß ihre Wellen 50 parallel ausgerichtet sind. Die parallel ausgerichteten Wellen können sodann gemeinsam durch ein Zahnstangen/Ritzel-Getriebesystem durch die Drossel betätigt werden.

Nunmehr werden die erfindungsgemäßen Merkmale der Hauptventilanordnung 26 und der Pilotventilanordnung 30 unter Bezug-

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nähme auf Figur 2 beschrieben. Die Hülse 46 der Ventilanordnung 26 ist in den Bohrungsteil 36d eingepreßt. Die Hülse 46 umfaßt vier Sätze von sich radial erstreckenden Durchlässen 90, 92, 94 und 96, die jeweils mit vier Ringnuten 98 bzw. 100, 102 bzw. 104 im Bohrungsteil 36d in Verbindung stehen. Nuten 98 und 102 stehen mit übertragungsdurchlässen 32 bzw. 34 in Verbindung. Die Nut 100 steht mit dem Rücklaufdurchlaß oder Rücklaufkanal 22 über einen Durchlaß 106 in Verbindung, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Die Nut 104 steht mit Einlaß 18a in Verbindung. Die Hülse 46 umfaßt ebenfalls ein Paar von Brennstoffzumeßdurchlässen 108 und 110, die mit einer Ringnut 112 in Verbindung stehen. Die Nut 112 steht mit einer Auslaßöffnung(Schlitz)

20 über Durchlässe 114 und 116 in Verbindung, wie dies in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist.

Der Kolben 4 8 umfaßt vier Stege 118, 120, 122 und 124, drei Ringnuten 126, 128 und 130 sowie eine Rohrkammer 132. Die Kammer 132 steht mit Nuten 126, 130 über zwei Paare von Durchlässen 134 bzw. 136 in Verbindung. Die rechte Schulter 124a von Steg 124 ist diagonal bezüglich der Spulenachse ausgebildet, um die durch den Zumeßabschnitt zugemessene Brennstoffmenge infolge der Drehstellung des Kolbens zu steuern. Der Kolben 46 ist in einer Stellung dargestellt, die eine minimale Brennstoffmenge vorsieht oder zumißt, da die Diagonalschulter 124a beginnt, den Zumeß- oder Ablaßdurchlaß 110 zu öffnen (abzudecken), wenn die Nut 130 beginnt, den Durchlaß 108 zu überkreuzen, wodurch der Hochdruckbrennstoff zum Rücklaufdurchlaß 22 über Ringkanal 82 usw. abgegeben wird.

Die Nuten 98, 100, 1O2 und 104, die Kanäle oder Durchlässe 9O, 92, 94 und 96, die Stege 118, 120 und 122 sowie die

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Nuten 126 und 128 bilden den Logikabschnitt der Hauptventi!anordnung 26. Kanäle 134, Rohrkammer 132, Kanäle 136, Nut 13O, Durchlaß 1O8, Nut 112, Durchlaß 11O und Diagonalschulter 124a bilden den Zumeßabschnitt der Hauptventi!anordnung 26.

Die Pilotventil anordnung 30 umfaßt eine Hülse 14O, die in

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den Bohrungsteil 36d eingepreßt ist, sowie einen Kolben oder ein Ventilglied 142. Die Ventilanordnung 30 ist funktionell gleich der Ventilanordnung 26 und unterscheidet sich von dieser nur hinsichtlich der Durchlaßgrößen und Anordnungen. Mehrere unterschiedliche Durchlaßanordnungen sind möglich.

Die¹Hülse 140 umfaßt drei Sätze von sich radial erstreckenden Durchlässen 144, 146 und 148, die in entsprechender Weise mit Übertragungsdurchlässen 32 bzw. 34 in Verbindung stehen. Die Nut 152 steht mit Einlaßdurchlaß 18b in Verbindung. Die Hülse 140 besitzt ebenfalls ein Paar von Zumeß-■kanälen (Zumeßdurchlässen) 156 und 158, die mit einer Ringnut 160 in Verbindung stehen. Die Ringnut 160 steht mit einer Äuslaßöffnung 20 über die Durchlässe 114 und 116 in Verbindung, wie dies in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Ein Ende 114a des Durchlasses 114 umfaßt ein Überdruckventil 115, welches die freie Strömung von der Ringnut 16O zur Auslaßöffnung gestattet und die umgekehrte Strömung verhindert.

Der Kolben 142 umfaßt vier Stege 162, 164, 166 und 168, vier Ringnuten, 170, 172, 174 und 176 und eine Rohrkammer 178. Die Kammer 178 steht mit Nuten 174 bzw. 176 in Verbindung, und zwar über zwei Paare von Durchlässen 180 und 182. Die rechte Schulter 168a des Stegs 168 ist diagonal bezüglich der Spulenachse ausgebildet, um die zugemessene Pilotbrenn-

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stoffmenge in der gleichen Weise zu steuern, wie die messene Brennstoffmenge durch das Hauptventilglied ist. Die Nut 170 steht mit Rück lauf öffnung 22 in Verfcinja*.ng ♦ und zwar über eine Nut 70', Nuten 64' und 62', sowie KasiÜ« oder Durchlässe 66' und 68*. Die Durchlässe 66' und 6S" sind in Figur 2 nicht gezeigt, besitzen aber die gleiche lagemäßige Beziehung wie ihre in Figur 3 gezeigten Gegenstücke für das Hauptventil.

Die Nuten 150, 1S2 und 154, die Durchlässe 144, 146 «n<S ·48 die Stege 162, 164 und 166, die Nuten 170, 172 und 174 fc-lde* den Logikabschnitt der Pilotventilanordnung 3O. Durchlässe 180, Rohrkammer 178, Durchlässe 182, Nut 176, Durchlässe 156, Nut 160, Durchlaß 158 und Diagonalschritt 124a bilden den Zumeßabschnitt der Pilotventilanordnung 3O.

Es sei nunmehr die Arbeitsweise des effindungsgemäßen S\ beschrieben. Bei einem Brennstoffeinspritzsystem rät Dualventil 10 pro Motorzylinder werden die Pilot- und Zumeßventile einmal pro Motorzyklus betätigt. Die Pilot: Hauptventile werden normalerweise während des hubs betätigt. Die Betätigung des Pilotzumeßventils vor der Betätigung des Hauptzumeßventils, und zwar um Anzahl von Kurbelwellengraden, beispielsweise 40 Grad. Gradzahl kann als Funktion der Motorbetriebsbedingungen ver ändert werden, beispielsweise abhängig von der Drehsahl der Drosseleinstellung. Systeme zur Betätigung der Ventals eine Funktion dieser Bedingungen sind bekannt.

Aus Gründen der Erläuterung wird der Kolben jedes tils hinsichtlich seiner statischen oder dynamischen stellung in der Hülse jedes Zumeßventils beschrieben,

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die Kolben sich im statischen Zustand befinden und völlig rechts angeordnet sind, so befinden sie sich in ihren ersten oder nicht-betätigten Stellungen. Wenn die Kolben sich im statischen Zustand befinden und vollständig links angeordnet sind, so befinden sie sich in ihren zweiten oder betätigten Stellungen. Wenn sich die Kolben im dynamischen Zustand befinden und nach links bewegen, so befinden sie sich im Zustand der Betätigungshübe. Wenn sich die Kolben im dynamischen Zustand befinden und nach rechts bewegen, so befinden sie sich in den End-Betätigungshüben. Das logische System verwendet den Logikabschnitt einer Ventilanordnung zur Steuerung der Unter-Druck-Setzung und des Ablassens der Zumeßabschnitte in der anderen Ventilanordnung, wenn sich die Kolben in ihrer statischen Stellung befinden.

Wenn sich der Kolben 48 der Hauptventilanordnung 2 6 in seiner .nicht betätigten Stellung, d.h. nach rechts gegenüber der in Figur 2 gezeigten Stellung befindet, so verbindet die Nut des Logikabschnitts den Pxlotzumeßabschnitt mit nicht zugemessenem Hochdruckbrennstoff an der Einlaßöffnung 18a über Nut 104, Durchlaß 96, Nut 128, Durchlaß 94, Nut 102, Übertragungsdurchlaß 34, Nut 154, Durchlaß 148 und Nut 174; in dieser Kolbenstellung blockiert der Steg 120 des Logikabschnitts die Durchlässe 92 und verhindert das Ablassen des Pilotzuir.eßabschnitts. Somit kann Brennstoff durch den Pilotzumeßabschnitt zugemessen werden, wenn der Kolben 142 nach links bewegt wird. Die Figur 4 zeigt den Kolben 142 während seines Eetätigungshubs, wobei die Nut 176 mit Durchlaß 156 ausgerichtet ist. Es wird jedoch kein Brennstoff an die Auslaßcffnung 20 geliefert, da der Steg 168 den Durchlaß 158 bereits freigelegt hat, und zwar infolge der Drehstellung der Eiagonalschulter 68a, wodurch der Druckbrennstoff zur Rücklauföffnung 22 über Ringkanal 82' usw. gegeben wird.

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Die Menge des dem Auslaß 20 zugemessenen effektiven Brennstoffs, d.h. des Brennstoffs mit einem Druck, der hoch genug ist, um die Einspritzdüse zu öffnen, die mit dem Auslaß verbunden wäre, wird durch Veränderung der Dreh- oder Winkelstellung des Kolbens 148 in Hülse 140 gesteuert. Dies verändert die Axialbeziehung zwischen Durchlaß 158 und Diagonalschulter 168a, wodurch während des Betätigungshubs der Punkt, bei dem der Druck des Brennstoffs in Ringnut abrupt abgesenkt wird, verändert wird, und zwar durch Verbindung von Durchlaß 158 mit Rücklauf. Die Neigung der Diagonalschulter 168a und die Drehgrenzen des Kolbens sind derart gewählt,' daß der Kanal oder Durchlaß 158 mit dem Rücklauf verbunden werden kann, bevor Nut 176 mit dem Durchlaß 108 in Verbindung steht, wodurch keine effektive Brennstoffmenge zugemessen wird, oder aber der Durchlaß 158 kann mit dem Rücklauf verbunden werden, nachdem die Nut 176 vollständig den Durchlaß 108 überkreuzt hat, wodurch eine maximale effektive Brennstoffmenge zugemessen wird. Mengen an effektivem Brennstoff zwischen den oberen und unteren Grenzen werden durch Verbindung von Durchlaß 158 mit Rücklauf vorgesehen, wobei Nut 176 den Durchlaß 108 überkreuzt. Ferner braucht die Nut 176 den Durchlaß 108 nicht vollständig zu überkreuzen, um eine maximale effektive Brennstoffmenge vorzusehen. Der Kolben könnte so angeordnet sein, daß er anhält, während die Nut noch immer mit Durchlaß 108 in Verbindung steht; diese Anordnung würde größere Brennstoffmengen zum Rücklauf liefern, wenn nicht Mittel vorgesehen sind, um die Strömung unter Druck stehenden Brennstoffs zur Kammer 178 des Kolbens zu blockieren.

Der Kolben 142 ist in Figur 4A in seiner betätigten Stellung dargestellt, d.h. der Kolben ist links angeordnet. In dieser Stellung verbindet die Nut 172 des Logikabschnitts den Haup;

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zumeßabschnitt mit nicht zugemessenem Hochdruckbrennstoff am Einlaß 18b über Nuten 152, Durchlässe 146, Nut 172, Durchlässe 144, Nut 150, Übertragungsdurchlaß 32, Nut 98, Durchlässe 90 und Nut 126; in dieser Stellung verhindert der Steg 162 des Logikabschnitts das Ablassen des Hauptzumeßabschnitts. Demgemäß kann der Brennstoff durch den Hauptzumeßabschnitt zugemessen werden, wenn der Kolben 48 nach links bewegt wird.

Der Kolben 48 ist in Figur 4B in seiner betätigten Stellung gezeigt, d.h. der Kolben befindet sich links. In dieser Stellung bedeckt der Steg 122 die Kanäle 96 und die Nut 128 verbindet Durchlässe 96 mit"Durchlässen 94, wodurch die Brennstoffverbindung zwischen Einlaßöffnung 18a und Pilotzumeßabschnitt blockiert und der Pilotzumeßabschnitt am Rücklauf 22 abgelassen wird. Somit kann der Kolben 142 in seine inaktivierte Stellung zurückgebracht werden, und zwar ohne Brennstoffzumessung beim überkreuzen der Durchlässe 158 durch Nut 176. Wenn sich der Kolben 142 in seiner nicht betätigten in Figur 4B gezeigten Stellung befindet, so verhindert Steg 162 die Brennstoffverbindung zwischen Einlaßöffnung 18b und dem Pilotzumeßabschnitt, und Nut 17O läßt den Hauptζurneßabschnitt an Rücklauf ab, und zwar über Nuten 70', Nut 64' usw. wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Demgemäß kann der Kolben 48 in seine nicht betätigte Stellung zurückgebracht werden und zwar ohne Brennstoffzumessung, wenn die Nut 130 über die Durchlässe 108 läuft.

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Claims

- 15 PATENTANSPRÜCHE

i1.)) Zumeßventil mit einem Ventilgehäuse, welches eine ^-^^ Strömungsmitteleinlaßöffnung, eine Strömungsmittelauslaßöffnung und einen Strömungsmittelrücklaufkanal aufweist, gekennzeichnet durch ein Ventilglied, welches in dem Gehäuse beweglich längs einer Bahn angeordnet ist, die sich von einer ersten Stellung aus, in der das Ventil glied die Verbindung zwischen den Öffnungen blockiert, zu einer zweiten Stellung erstreckt, Durchlaßmittel in dem Ventilglied, die an einem Punkt während der Bewegung des Ventilglieds längs der Bahn in Betrieb kommen und einen kontinuierlichen Durchlaß durch das Ventilgehäuse definieren und zwar durch serienmäßige Verbindung der Einlaßöffnung, der Durchlaßmittel und der Auslaßöffnung,

und Mittel zur Verbindung der einen Öffnung mit' dem Rück-, laufkanal an einem Punkt während dieser Bewegung.
2.) Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel

zur Veränderung des Punktes längs des Weges bei dem die erwähnte eine Öffnung mit dem erwähnten Rücklaufkanal in Verbindung steht.
3.) Ventil nach Ans'pruch 2 dadurch gekennzeichnet,daß das Ventilgehäuse eine Bohrung aufweist, und daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen und die Rücklauföffnung mit der Bohrung in Verbindung stehen,

daß das Ventilglied ein Kolbenventilglied(48) ist, welches erste und zweite Stege in Gleitabdichtberührung mit der Wand der Bohrung aufweist und mit Axialabstand gegenüber

den Kanalmitteln in dem Kolben angeordnet sind, wobei der erste Steg die Blockierung der Verbindung zwischen den

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Kanalmitteln und einer der Öffnungen dann bewirkt, wenn sich der Kolben in seiner ersten Stellung befindet/ während der erwähnte zweite Steg die Verbindung zwischen der einen Öffnung und dem Rücklaufkanal dann blockiert, wenn sich der Kolben in der ersten Stellung befindet, daß die Verbindungsmittel eine Diagonalschulter(124a)aufweisen, die durch den zweiten Steg definiert ist und die eine Öffnung mit dem Rücklauf an einem Punkt während der Axialbewegung des Kolbens längs des Pfades verbindet, und daß die Veränderungsmittel Mittel aufweisen, um die Drehstellung des Kolbens in der Bohrung zu verändern, wodurch der Punkt verändert wird, wo die Diagonalschulter die eine Öffnung mit dem Rücklauf verbindet, während der Kolben sich in Axialrichtung längs des Pfades oder der Bahn bewegt.
4.) Ventil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ferner einen Kanal (Durchlaß) aufweisen, der an einem Ende mit der einen Öffnung (Schlitz) in Verbindung steht, wobei der Kanal von der Verbindung an einem anderen Ende mit der Bohrung und dem Rücklaufkanal durch den zweiten Steg blockiert ist, wenn sich der Kolben in der ersten STellung befindet und verbunden ist mit der Bohrung und dem Rücklaufkanal infolge der Freigabe des erwähnten anderen Endes des Kanals durch die Diagonalschulter.
5.) Ventil nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die

eine Öffnung die Auslaßöffnung ist, und daß die Einlaßöffnung in Verbindung mit den Kanalmitteln steht, und zwar unabhängig von der Stellung des Kolbens in der Bohrung.

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6.) Ventil nach Anspruch 4__dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalmittel in dem Kolben vollständig die eine Öffnung dann durchkreuzen, wenn die Bewegung längs der Bahn zwischen den ersten und zweiten Stellungen erfolgt, und daß der zweite Steg die Verbindung zwischen den Kanalmitteln und der einen Öffnung blockiert, wenn sich der Kolben in der erwähnten zweiten Stellung befindet.
7.) Zumeßventil gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse,

welches eine Strömungsmitteleinlaßöffnung, eine Strömungsmittelauslaßöffnung, einen Strömungsmittelrücklauf kanal und eine Bohrung aufweist, ein in der Bohrung angeordnetes und axial zwischen ersten und zweiten Stellungen bewegliches Kolbenventilglied, in dem Kolben angeordnete Kanalmittel mit mindestens einer Öffnung, die gegenüber einer Verbindung mit der einen der Öffnungen abgedichtet ist, wenn sich das Ventilglied in der erwähnten ersten Stellung befindet, und wobei eine Ausrichtung mit der erwähnten einen Öffnung erfolgt, und zwar zur Bildung eines kontinuierlichen Kanals durch das Ventilgehäuse durch serienmäßige Verbindung der Einlaßöffnung, der Kanalmittel und der Auslaßöffnung dann, wenn sich das Ventilglied zwischen der ersten und zweiten Stellung bewegt.

Mittel zur Bewegung des Ventilglieds aus der ersten Stellung in die zweite Stellung,

Mittel zur Verbindung der erwähnten, mindestens einen Öffnung mit dem Rücklaufkanal an irgendeinem Punkt während der Zeit, wo die mindestens eine Öffnung sich in Ausrichtung mit der erwähnten einen Öffnung befindet, wodurch die Einlaßöffnung nur mit der Auslaßöffnung während eines Teils der Ausrichtungszeit in Verbindung steht, und auch mit dem Rücklaufkanal während des Rests der Ausrichtzeit verbunden ist,

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und Mittel zur Veränderung des Punktes, bei welchem die mindestens eine öffnung mit dem Rücklaufkanal verbunden ist.
8.) Zumeßventil für ein Brennstoffeinspritzsystem der

Bauart mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Brennstoffs, einer Düse zur Lieferung des unter Druck stehenden Brennstoffs an einen Kolbenzylinder eines Verbrennungsmotors, Mittel zum Verbinden der Brennstoffquelle mit der Düse, sowie Verteilungsmittel zum Blockieren und Freigeben der Verbindungsmittel in zeitlicher Beziehung zum zyklischen Betrieb des Motors, wobei das Zumeßventil durch folgende Elemente gekennzeichnet ist: ein Ventilgehäuse mit einem Brennstoffeinlaßschlitz, der mit der Quelle durch die Verbindungsmittel verbunden ist, einen Brennstoffauslaßschlitz, der mit der Düse durch die Verbindungsmittel verbunden ist, und einen Brennstoffrücklauf kanal,

ein in dem Gehäuse längs einer Bahn bewegliches Ventilglied, wobei sich die Bahn von einer ersten Stellung aus erstreckt, in der das Ventilglied die Verbindung zwischen den Schlitzen und einer zweiten Stellung blockiert. Mittel zur Bewegung des Ventilglieds aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, mit Geschwindigkeiten unabhängig von der Geschwindigkeit (Drehzahl) des Motors; Kanalmittel in dem Ventilglied, die an einem Punkt während der Bewegung des Ventil'glieds längs der Bahn einen kontinuierlichen Durchlaß durch das Ventilgehäuse bilden, und zwar durch serienmäßige Verbindung des Einlaßschlitzes, der Kanalmittel und des Auslaßschlitzes zur gleichen Zeit, wo die Verteilermittel die Verbindungsmittel freigeben, Mittel zur Verbindung des einen Schlitzes mit dem Rücklaufkanal an einem Punkt während dieser Bewegung, und Mittel zur Veränderung des Punktes längs der Bahn,

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bei· welchem der erwähnte Schlitz mit dem Rücklaufkanal verbunden ist.
9.) Ventil nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Mittel zur Bewegung des Ventilglieds aus der ersten Stellung in die zweite Stellung das Ventilglied mit den gleichen Geschwindigkeiten über den Betriebsbereich des Motors bewegen, und wobei die Verteilermittel die Verbindungsmittel freigeben, während der Kolben sich längs der
Bahn aus der ersten in die zweite Stellung bewegt.
10.) Ventil nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventilgehäuse eine Bohrung und die erwähnten Einlaß- und Auslaß-Schlitze sowie einen Rücklaufschlitz aufweist, die mit der Bohrung in Verbindung stehen,
daß das Ventilglied ein Kolbenventilglied mit ersten und
zweiten Stegen in Gleitabdichtberührung mit der Wand der
Bohrung ist, und zwar mit Axialabstand, gebildet durch die Kanalmittel in dem Kolben, und wobei der erste Steg die
Verbindung zwischen den Kanalmitteln und einem der Schlitze blockiert, wenn der Kolben sich in der ersten Stellung befindet und wobei der zweite Steg die Verbindung zwischen
dem einen Schlitz und dem Rücklaufkanal dann blockiert, wenn sich der Kolben in der ersten Stellung befindet,
daß die Verbindungsmittel eine Diagonalschulter aufweisen, die durch den zweiten Steg gebildet ist und die Verbindung des einen Schlitzes mit dem Rücklauf an einem Punkt während der Axialbewegung des Kolbens längs des Wegs bewirkt,
und daß die Veränderungsmittel Mittel zur Änderung der
Drehstellung des Kolbens in der Bohrung aufweisen, wodurch der Punkt verändert wird, wo die Diagonalschulter den einen Schlitz mit dem Rücklauf verbindet, während der Kolben in
Axialrichtung längs der Bahn bewegt wird.

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11.) Ventil nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsmittel ferner einen Kanal aufweisen, der an einem Ende mit dem einen Schlitz in Verbindung steht, und wobei der Kanal von der Verbindung am anderen Ende mit der Bohrung und dem Rücklaufkanal durch den zweiten Steg blockiert ist, wenn sich der Kolben in der ersten Stellung befindet, wobei er mit der Bohrung und dem Rücklaufkanal infolge der- Diagonalschulter, welche das erwähnte andere Ende des Kanals freigibt, verbunden ist.
12.) Ventil nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schlitz der Auslaßschlitz ist, und daß der Einlaßschlitz in Verbindung mit den Kanalmitteln steht, und zwar unabhängig von der Stellung des Kolbens in der Bohrung.
13.) Ventil nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß

Mittel das Ventilglied aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegen, und zwar mit Geschwindigkeiten unabhängig von der Motordrehzahl.
14.) Ventil nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß

die erwähnten Mittel zur Bewegung des Ventilglieds das Ventilglied mit den gleichen Geschwindigkeiten über den Betriebsbereich des Motors hinweg bewegen.
15.) Ventil nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß

die Kanalmittel in dem Kolben den erwähnten einen Schlitz vollständig überkreuzen oder überqueren, wenn die Bewegung längs der Bahn zwischen den ersten und zweiten Stellungen erfolgt, und wobei der zweite Steg die Verbindung zwischen den Kanalmitteln und dem einen Schlitz blokkiert, wenn sich der Kolben in der zweiten Stellung befindet.

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