DE3738321C2 - Brennstoff-Druckregelventil - Google Patents
Brennstoff-DruckregelventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoff-Druckregelventil nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fig. 5 zeigt eine bekannte Brennstoffeinspritzvor
richtung für eine Kraftfahrzeugverbrennungs
maschine. Stromaufwärts eines Brennstoffeinspritz
ventils 1 ist ein Druckregelventil 2 vorgesehen,
um einen absoluten Brennstoffdruck (Systemdruck) aufrechtzuerhalten,
der um einen festen Wert höher ist als ein absoluter
Einströmdruck (normalerweise 2,55 kg/cm2). Als
Brennstoffdruck wird im folgenden ein Meßdruck
bezeichnet, der durch Subtraktion eines Atmosphären
drucks vom absoluten Brennstoffdruck erhalten wird,
und als Einströmdruck ein Unterdruck, der durch
Subtraktion des absoluten Einströmdrucks vom
Atmosphärendruck erhalten wird. Das Brennstoffeinspritz
system nach Fig. 1 enthält einen Brennstoff
tank 3, eine Brennstoffpumpe 4, ein Brennstoff
filter 5, eine Brennstoffdrossel 6 und einen
Pufferbehälter 7. Luft wird in Richtung des
gezeigten Pfeiles angesaugt. Eine Unterdruck
leitung 8 dient zur Übertragung eines Unter
druckes im Pufferbehälter 7 in das Brennstoff
regelventil 2. Eine Brennstoffleitung 9 ver
bindet die Brennstoffpumpe 4 mit dem Brennstoff
einspritzventil 1 und dem Druckregelventil 2.
Eine Brennstoffrückführleitung 10 ist vor
gesehen, um überschüssigen Brennstoff zum
Brennstofftank 3 zurückzuleiten.
Fig. 6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch das
herkömmliche Druckregelventil 2. Eine Membran 13
ist zwischen einem oberen Gehäuse 11 und einem
unteren Gehäuse 12 befestigt, um eine Unterdruck
kammer 14 im oberen Gehäuse 11 und eine Brenn
stoffkammer 15 im unteren Gehäuse 12 zu bilden.
In die Unterdruckkammer 14 ist eine Membranfeder
16 eingefügt, und die Kraft der Membranfeder 16
ist so eingestellt, daß der absolute Brennstoff
druck stets um einen festen Wert (normalerweise
2,55 kg/cm2) höher als der absolute Einström
druck mit Hilfe eines im folgenden beschriebenen
Druckregelmechanismus eingestellt wird. Das
Gehäuse 11 ist mit einer Unterdruckverbindungs
leitung 17 verbunden, die durch die Unterdruck
leitung 8 an den Pufferbehälter 7 (Fig. 5)
angeschlossen ist. Das Gehäuse 12 ist an der
Seite mit einem Brennstoffzulauf 18
verbunden, die durch die Brennstoffleitung 9
an das Brennstoffeinspritzventil 1 und die
Brennstoffpumpe 4 angeschlossen ist (Fig. 5).
Das Gehäuse 12 ist auch in axialer Richtung
mit einem Brennstoffauslaß 19 verbunden,
derart, daß das obere Ende des Brennstoff
auslasses 19 in das Gehäuse 12 hineinragt
und mit einem Sitzelement 20 versehen ist.
Ein Ventilelement 21 ist im mittleren Bereich
der Membran 13 befestigt, um bei einer hin-
und hergehenden Bewegung der Membran 13 den
Brennstoffauslaß zu öffnen und zu schließen.
Wenn im Betrieb die Membran durch den Brennstoff
druck gegen die Federkraft (2,55 kg/cm2) nach
oben gedrückt wird, wird überschüssiger Brennstoff
aus dem Brennstoffauslaß 19 herausge
führt und durch die Brennstoffrückführleitung 10
zum Brennstofftank zurückgeleitet. Da der Druck
in der Unterdruckkammer 14 gleich dem im Puffer
behälter 7 ist, schwankt zu dieser Zeit der
Brennstoffdruck bei einer Änderung des Einström
unterdruckes. Daher wird der Brennstoffdruck
so gesteuert, daß er einer Beziehung genügt,
wonach der Brennstoffdruck gleich dem festen
Wert abzüglich des Einströmunterdruckes ist.
Der feste Wert wird durch die Federkraft der
Membranfeder eingestellt und diese wird so
ausgebildet, daß der feste Wert üblicherweise
2,55 kg/cm2 ist (siehe beispielsweise japanische
Patentveröffentlichung No. 49-3 70 049).
Es wurden kürzlich für Kraftfahrzeugverbrennungs
maschinen niedrigsiedende Brennstoffe wie
Alkohol enthaltende Brennstoffe und Brennstoffe
mit hohem Dampfdruck verwendet. Derartige
niedrigsiedende Brennstoffe erzeugen bei
Temperaturen von 80°C Dampf. Insbesondere im
Falle eines für lange Zeit starker Sonnenstrahlung aus
gesetzten, parkenden Kraftfahrzeugs steigt die Tempera
tur des Brennstoffs in den Brennstoffleitungen stark
an, so daß sich Brennstoffdampf bildet.
Diese Verdampfung des Brennstoffs bei hohen Temperatu
ren kann durch Erhöhung des Brennstoffdruckes vermieden
werden. Bei den vorgenannten niedrigsiedenden Brenn
stoffen sollte der Brennstoffdruck auf 3,5 kg/cm2 bei
einer Brennstofftemperatur von etwa 80°C eingestellt
werden, um eine Dampfbildung zu vermeiden.
Wenn jedoch die Kraft der Membranfeder 16 so einge
stellt wird, daß sie einen Brennstoffdruck von
3,5 kg/cm2 ausgleicht, dann wird die Abgabemenge der
motorgetriebenen Brennstoffpumpe 4 herabgesetzt. Wenn
unter diesen Umständen die Abgabemenge der Brennstoff
pumpe 4 erhöht werden soll, muß die zur Brennstoffpumpe
4 fließende Strömung verstärkt werden. Als Folge hier
von wird der Abrieb der Bürsten und des Kommutators
eines Gleichstrommotors erhöht, wodurch sich ein Pro
blem hinsichtlich der Lebensdauer des die Brennstoff
pumpe 4 antreibenden Motors ergibt.
Aus der DE 29 04 910 A1 ist eine Kraftstoff-Einspritz
anlage bekannt, bei der die Kraftstoff-Zumessung bei
konstanter, jedoch durch Betriebsparameter änderbarer
Druckdifferenz erfolgt, die durch ein Differenzdruck-
Regelventil einstellbar ist. Dieses weist zwei durch
eine Membran getrennte Kammern auf, von denen die erste
Kammer über eine von der Membran gesteuerte Ventilöff
nung mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht,
während die zweite Kammer vom durch die Kraftstoffpumpe
erzeugten Druck vor dem Zumeßventil beaufschlagt ist.
In der zweiten Kammer befindet sich auch eine gegen die
Membran drückende Feder, deren Federkraft durch ein
beheizbares Thermoelement erhöht werden kann, um eine
Kaltstartanreicherung zu erzielen. Unabhängig hiervon
ist im Rücklaufkanal ein Absperrventil angeordnet,
durch das der Druck im Differenzdruck-Regelventil län
gere Zeit nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine
aufrechterhalten wird, so daß eine Dampfblasenbildung
unterbleibt.
Weiterhin ist aus der DE 15 76 482 A1 eine Kraftstoff-
Einspritzanlage bekannt, bei der mittels eines in die
Kraftstoffleitungen eingeschalteten temperaturempfind
lichen Gliedes der Druck in diesen mit steigender
Kraftstofftemperatur erhöhbar ist. Das temperatur
empfindliche Glied wirkt auf ein Steuerventil, das den
Querschnitt einer Durchflußstelle in der Kraftstoff-
Hauptleitung mit steigender Kraftstofftemperatur bis zu
einem Mindestdurchflußquerschnitt verringert. Hierdurch
wird die bekannte Einspritzanlage jedoch relativ auf
wendig.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Brennstoff-Druckregelventil zur Systemdruckregelung
einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, mit einem tempe
raturempfindlichen Ventil, einer Unterdruckkammer mit
einem Anschluß an den Saugrohrunterdruck in der Nähe
einer Düsenbohrung eines Brennstoffeinspritzventils,
einer an die Unterdruckkammer angrenzenden Brennstoff
kammer mit einem Brennstoffzulauf, einer Membran zur
Abtrennung der Unterdruckkammer von der Brennstoffkam
mer, einer in der Unterdruckkammer untergebrachten Mem
branfeder, die die Membran in Richtung auf die Brenn
stoffkammer vorspannt, und einem an der Membran befe
stigten, innerhalb der Brennstoffkammer angeordneten
Ventilelement, einem Brennstoffauslaß zur Rückführung
des überschüssigen Brennstoffs, der an seinem einen
Ende mit einem festen Ventilsitz ausgestattet ist, ge
gen den das Ventilelement bewegbar ist, zur Einstellung
des Systemdrucks zu schaffen, bei dem eine Erhöhung des
Brennstoffdruckes bei Überschreiten einer vorgegebenen
Temperatur auf einfache Weise und ohne zusätzlichen
Raumbedarf erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merk
male. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Brennstoff-Druckregelventils ergeben sich aus den
Ansprüchen 2 bis 10.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das tempe
raturempfindliche Ventil mit einer Feder aus einer tem
peraturempfindlichen Formspeicherlegierung und mit einem
durch die Feder bewegbaren Ventilelement versehen
ist, wobei das bewegbare Ventilelement des temperatur
empfindlichen Ventils einen Brennstoffdurchgang in dem
Brennstoffauslaß schließt, wenn die Brennstofftempera
tur gleich der oder größer als eine eingestellte Tempe
ratur der Formspeicherlegierung ist; und ein weiteres
Ventil vorgesehen ist zur Öffnung des Brennstoffdurch
ganges im Brennstoffauslaß, wenn das temperaturempfind
liche Ventil geschlossen ist und der Druck in der
Brennstoffkammer gleich einem oder größer ist als ein
eingestellter Druck, der höher ist als der eingestellte
Systemdruck, wodurch sich der Druck in der Brennstoff
kammer auf den Systemdruck einstellt, wenn die Brenn
stofftemperatur niedriger als die eingestellte Tempera
tur ist, während sich der Druck in der Brennstoffkammer
auf den erhöhten eingestellten Druck einstellt, wenn
die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als die
eingestellte Temperatur ist.
Wenn im Betrieb die Brennstofftemperatur im Bereich von
einer niedrigen Temperatur bis zur eingestellten Tempe
ratur liegt, ist das im Brennstoffauslaß liegende tem
peraturempfindliche Ventil geöffnet, und der erste
Druckregelmechanismus wird betätigt, um den Brennstoff
druck auf dem Systemdruck zu halten.
Wenn die Brennstofftemperatur auf oder über die einge
stellte Temperatur ansteigt, dehnt sich die aus der
temperaturempfindlichen Formspeicherlegierung gebildete
Feder aus und schließt das temperaturempfindliche Ven
til und damit den Brennstoffdurchgang im Brennstoffaus
laß. Demgemäß wird der Brennstoffdruck in der Brenn
stoffkammer durch den Förderdruck der motorgetriebenen
Pumpe erhöht, und wenn der Brennstoffdruck auf oder
über den zweiten eingestellten Druck (z. B. 3,5 kg/cm2)
angestiegen ist, der höher als der Systemdruck ist,
dann wird das Hochdruckventil geöffnet, um den Brenn
stoffdruck auf dem erhöhten eingestellten Druck zu hal
ten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figu
ren dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein er
stes Ausführungsbeispiel des erfindungs
gemäßen Druckregelventils unter normalen
Druckbedingungen,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch das
Druckregelventil nach Fig. 1 unter Hoch
temperatur- und Hochdruckbedingungen,
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch ein zwei
tes Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Druckregelventils unter
normalen Druckbedingungen,
Fig. 4 einen vertikalen Schnitt durch das
Druckregelventil nach Fig. 3 unter Hoch
temperatur- und Hochdruckbedingungen,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Brenn
stoffeinspritzsystems eines Kraftfahr
zeugs, und
Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch ein her
kömmliches Druckregelventil.
Es werden nun die Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben, wobei die gleichen Elemente wie im her
kömmlichen Druckregelventil nach Fig. 6 mit den glei
chen Bezugszeichen versehen sind.
Das Druckregelventil nach den Fig. 1 und 2 besitzt
einen Brennstoffauslaß 31, dessen eines Ende in die
Brennstoffkammer 15 hineinragt. Der Brennstoffauslaß 31
ist an seinem oberen Ende mit einem Sitzelement 32 aus
gestattet. Dieses ist am oberen Ende mit einem äußeren
Ventilsitz 32a und am unteren Ende mit einem inneren
Ventilsitz 32b versehen. Ein temperaturempfindliches
Ventil 33 hat die Gestalt eines umgekehrten U-förmigen
zylindrischen Teils. Das temperaturempfindliche Ventil
33 ist koaxial im Brennstoffauslaß 31
angeordnet, derart, daß die obere Endfläche
des Ventils 33 dem inneren Ventilsitz 32b
gegenüberliegt. Die obere Endfläche des Ventils
33 wirkt als Ventilelement 33a, das mit dem
inneren Ventilsitz 32b zusammenwirkt. Das
temperaturempfindliche Ventil 33 ist in der
Mitte des oberen Bereichs mit einem Brennstoff
einlaß 34 und in den Seitenbereichen mit
mehreren Verbindungslöchern 35 versehen.
Weiterhin befinden sich am unteren Öffnungs
ende des temperaturempfindlichen Ventils 33
mehrere Verbindungslöcher 36 zur Verbindung
der Außenseite des Ventils 33 mit einem Brennstoff
auslaßdurchgang 31a des Brennstoffauslasses 31.
Das temperaturempfindliche Ventil 33 ist am
äußeren Umfang mit einem Flansch 37 versehen,
und eine Gegenfeder 38 ist zwischen den Flansch
37 und eine zwischen einem Abschnitt mit geringem
Durchmesser und einem Abschnitt mit großem
Durchmesser des Brennstoffauslasses 31 gebildeten
Schulter eingefügt. Die Gegenfeder 38 spannt
das temperaturempfindliche Ventil 33 normaler
weise in eine Ventilöffnungsrichtung vor und
bewirkt, daß dieses an einem am unteren End
bereich des Brennstoffauslasses 31 vorgesehenen
Anschlag 39 anliegt. Der Anschlag 39 weist
mehrere Verbindungslöcher 44 auf. Der Brennstoff
kann somit durch die Verbindungslöcher 35, 36
und 44 in den Brennstoffauslaß 31 fließen. Zwischen
den Anschlag 39 und den Flansch 37 ist eine
Feder 40 eingefügt.
Diese ist aus einer temperaturempfindlichen Formspeicherlegierung
hergestellt und wirkt in der Weise, daß sie
sich erst bei Temperaturen oberhalb einer
eingestellten Temperatur ausdehnt. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel entspricht die eingestellte
Temperatur einer Brennstofftemperatur von
80°C, die gewöhnlich beim Anhalten nach einer
längeren Fahrt eines Kraftfahrzeugs erhalten
wird.
Ein kugelförmiges Ventil 41 zum Öffnen
und Schließen des Brennstoffeinlasses 34 ist
in der Weise im temperaturempfindlichen Ventil
33 angeordnet, daß es von einer Druckfeder 42
gestützt wird. Eine Einstellschraube 43 dient
zur Einstellung der Kraft der Druckfeder 42,
so daß ein genauer Druck eingestellt werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kraft
der Druckfeder 42 so eingestellt, daß sie
einen eingestellten Druck ausgleicht,
der höher ist als der Systemdruck
(der normalerweise 2,55 kg/cm2 bei den bekannten
Ventilen beträgt). Hierdurch wird die Verdampfung
des niedrigsiedenden Brennstoffs bei Temperaturen
von mehr als 80°C vermieden. Der erhöhte einge
stellte Druck wird in diesem Ausführungsbeispiel
so vorgegeben, daß er einen Brennstoffdruck
von 3,5 kg/cm2 (Meßdruck) ausgleicht.
Im Betrieb wird der unter Druck von der Brennstoff
pumpe 4 zugeführte Brennstoff über den Brennstoff
zulauf 18 in die Brennstoffkammer 15 geleitet.
Abhängig von der Differenz der von oben und
unten auf die Membran 13 wirkenden Kräfte,
von denen die eine durch den auf eine druck
empfangende Fläche der Membran 13 ausgeübten
Brennstoffdruck und die andere durch die Summe
der Vorspannkraft der Membranfeder 16 und der
Kraft aufgrund des auf eine druckempfangende Fläche
der Membran 13 ausgeübten Einströmdruckes
gebildet werden, nimmt die Membran 13 eine
diese Kräfte ausgleichende Lage ein (siehe Fig. 1).
Als Folge hiervon wird das an der Membran 13
befestigte Ventilelement 21 vom Ventilsitz
32a weg bewegt, um einen Brennstofffluß durch
den Brennstoffauslaßdurchgang 31a zu ermög
lichen, wenn der Brennstoffdruck auf oder über
den Systemdruck (normalerweise
2,55 kg/cm2) ansteigt. Wenn dann der Brennstoff
druck unter den Systemdruck
abfällt, wird der Brennstoffauslaßdurchgang 31a
durch das Ventilelement 21 geschlossen, wodurch
der Brennstoff im wesentlichen auf den
Systemdruck gebracht wird.
Wenn die Brennstofftemperatur auf oder über die
eingestellte Temperatur von 80°C ansteigt,
dehnt sich die Feder 40
aus und drückt die Gegenfeder 38 zusammen,
wodurch das Ventilelement 33a des temperatur
empfindlichen Ventils 33 gegen den inneren
Ventilsitz 32b gedrängt und damit der Brennstoff
auslaß abgesperrt wird. Wenn der Brennstoffaus
laßdurchgang 31a auf diese Weise geschlossen ist,
steigt der Brennstoffdruck in der Brennstoff
kammer 15 an. Wenn dieser einen bestimmten Wert
überschreitet, wird das Ventil 41, das
den Brennstoffeinlaß 34 des temperaturempfindlichen
Ventils 33 geschlossen gehalten hat, unter
Zusammendrücken der Druckfeder 42 betätigt,
wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Als Folge hiervon
wird der überschüssige Brennstoff durch einen
Spalt zwischen dem Brennstoffeinlaß 34 und dem Ventil 41
herausgelassen, und der Brennstoffdruck wird stets
so gesteuert, daß er einem bestimmten Wert
entspricht. Der auf diese Weise gesteuerte
Brennstoffdruck wird im folgenden als erhöhter
eingestellter Druck bezeichnet, der mit
3,5 kg/cm2 (Meßdruck) höher ist als der
Systemdruck. Wenn das Ventil 41 vom Brennstoff
einlaß 34 fortbewegt wird, wird der Brennstoff
durch die Verbindungslöcher 35 und den Brennstoff
auslaßdurchgang 31a zur Brennstoffrückführ
leitung 10 herausgelassen und durch diese zum
Brennstofftank 3 zurückgeführt.
Wenn die Brennstofftemperatur auf unter 80°C
absinkt, zieht sich die aus einer temperaturempfindlichen Formspeicher
legierung gebildete
Feder 40 zusammen. Dies hat die Wirkung, daß
die Gegenfeder 38 das temperaturempfindliche
Ventil 33 nach unten drängt, bis es am Anschlag
39 anliegt. Demgemäß wird der Brennstoff auf
der Außenseite des temperaturempfindlichen Ventils
33 über die Verbindungslöcher 36 und 44 zum
Brennstoffauslaßdurchgang 31a herausgelassen
und dann über die Brennstoffrückführleitung 10
zum Brennstofftank 3 zurückgeführt. Der Brennstoff
druck wird dann am Spalt zwischen dem Ventil
element 21 und dem äußeren Ventilsitz 32a
eingestellt und auf den Systemdruck
(2,55 kg/cm2) zurückgebracht.
Das Druckregelventil ist wirksam zwischen dem
normalen eingestellten Druck (Systemdruck)
und dem erhöhten eingestellten
Druck während
einer kurzen Zeitspanne beim Startvorgang
der Verbrennungsmaschine. Daher hat ein derartiger
Wechsel zwischen dem Systemdruck und dem erhöhten
eingestellten Druck keine nachteilige Wirkung
auf das normale Betriebsverhalten des Fahr
zeugs.
Bei dem Druckregelventil nach den Fig. 3 und 4
ist ein Brennstoffauslaß 131 vorgesehen,
dessen einer Endabschnitt in eine Brennstoff
kammer 115 ragt. Der Brennstoffauslaß 31 weist
an seinem oberen Ende ein Sitzelement 132 auf.
Dieses ist an seinem oberen Ende mit einem
äußeren Ventilsitz 132a und an seinem unteren
Ende mit einem inneren Ventilsitz 132b ausge
stattet. Ein temperaturempfindliches
Ventil 133 besitzt die Gestalt eines umgedrehten
U-förmigen zylindrischen Teils. Das temperatur
empfindliche Ventil 133 ist koaxial
im Brennstoffauslaß 131 in der Weise angeordnet,
daß seine obere Endfläche dem inneren Ventilsitz
132b gegenüberliegt. Die obere Endfläche des
Ventils 133 hat die Funktion eines Ventil
elements 133a, das mit dem inneren Ventilsitz
132b zusammenwirkt. Das temperaturempfindliche
Ventil 133 ist an seinem unteren Ende
mit einem Flansch 137 versehen, und eine Gegen
feder 138 ist zwischen den Flansch 137 und eine
zwischen einem Abschnitt mit geringem Durch
messer und einem Abschnitt mit großem Durch
messer des Brennstoffauslasses 131 gebildeten Schulter
eingefügt. Die Gegenfeder 138 wirkt in der Weise,
daß sie das Ventil 133 normalerweise in der
Ventilöffnungsrichtung vorspannt, wobei es
an einem am unteren Ende des Brennstoffauslasses 131
befindlichen Anschlag 139 anliegt. Der Flansch
137 und der Anschlag 139 weisen jeweils Ver
bindungslöcher 136 bzw. 144 an übereinstimmenden
Stellen auf, wodurch die Außenseite des Ventils
133 des Brennstoffauslaßdurchganges 131a der
Auslaßleitung 131 verbunden ist. Eine
Feder 140 ist derart im Ventil
133 aufgenommen, daß sie an dem einen Ende
am Anschlag 139 anliegt. Die
Feder 140 besteht aus einer temperaturempfindlichen Formspeicherlegierung,
die sich bei Temperaturen oberhalb einer einge
stellten Temperatur ausdehnt. In diesem Aus
führungsbeispiel entspricht die eingestellte
Temperatur einer Brennstofftemperatur von
80°C, die üblicherweise beim Anhalten nach
einer längeren Fahrt des Kraftfahrzeugs erhalten
wird.
Im Betrieb wird der unter Druck von der Brennstoff
pumpe 4 gelieferte Brennstoff durch den Brennstoff
zulauf 118 in die Brennstoffkammer 115 geführt.
Abhängig von der Differenz der von oben und
unten auf die Membran 113 wirkenden Kräfte,
von denen die eine durch den auf eine druck
empfangende Fläche der Membran 113 ausgeübten
Brennstoffdruck und die andere durch die Summe
der Vorspannkraft der Membranfeder 116 und der
Kraft aufgrund des auf eine druckempfangende
Fläche der Membran 113 ausgeübten Einströmdruckes
gebildet werden, nimmt die Membran 113 eine
diese Kräfte ausgleichende Lage ein (siehe Fig. 3).
Als Ergebnis wird das an der Membran 113 befestigte
Ventilelement 121 vom Ventilsitz 132a weg
bewegt, um einen Brennstofffluß durch den Brennstoff
auslaßdurchgang 131a zu ermöglichen, wenn der
Brennstoffdruck auf oder über den
Systemdruck (normalerweise 2,55 kg/cm2) ansteigt.
Wenn dann der Brennstoffdruck unter den
Systemdruck abfällt, wird der Brennstoff
auslaßdurchgang 131a durch das Ventilelement
121 geschlossen, wodurch der Brennstoffdruck
im wesentlichen dem Systemdruck
angeglichen wird. Der Brennstoff im Brenn
stoffauslaß 131 wird außerhalb des
temperaturempfindlichen Ventils 133
und durch die Verbindungslöcher 136 und 144
zum Brennstoffauslaßdurchgang 131a abgeführt
und über die Brennstoffrückführleitung 10
zum Brennstofftank 3 zurückgeleitet.
Wenn die Brennstofftemperatur auf oder über die
eingestellte Temperatur von 80°C ansteigt,
dehnt sich die Feder 140
aus und drückt die Gegenfeder 138 zusammen,
wodurch das Ventilelement 133a des temperatur
empfindlichen Ventils 133 gegen den
inneren Ventilsitz 132b gedrückt und damit
der Auslaß des Brennstoffs abgesperrt wird,
wie in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn der Brennstoff
auslaßdurchgang 131a auf diese Weise geschlossen
ist, steigt der Brennstoffdruck in der Brennstoff
kammer 115 an. Wenn der Brennstoffdruck einen
vorbestimmten Druck von 3,5 kg/cm2 (Meßdruck)
erreicht oder übersteigt, wird das temperatur
empfindliche Ventil 133, das zur Schließung
des Brennstoffdurchganges am inneren Ventilsitz
132b angelegen hat, durch den Brennstoffdruck
in der Brennstoffkammer 115 gegen die
Feder 140 gedrückt, so daß es
unter Zusammendrücken der Feder 140 nach unten
bewegt wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Als
Folge hiervon ergibt sich ein Spalt zwischen dem
Ventilsitz 132b und dem Ventil 133, durch den
der überschüssige Brennstoff herausgelassen
wird, so daß der Brennstoffdruck stets auf
einem bestimmten Wert, d. h. dem erhöhten einge
stellten Druck von 3,5 kg/cm2 (Meßdruck) höher
als der Systemdruck gehalten
wird. Der Brennstoff wird somit auf der Außen
seite des temperaturempfindlichen
Ventils 133 durch die Verbindungslöcher 136
und 144 sowie den Brennstoffauslaßdurchgang 131a
zur Brennstoffrückführleitung 10 herausgelassen
und durch diese zum Brennstofftank 3 zurückge
bracht.
Wenn die Brennstofftemperatur auf Werte unterhalb
80°C absinkt, zieht sich die aus einer temperaturempfindlichen Form
speicherlegierung gebildete
Feder 140 zusammen, so daß die Gegenfeder 138
das temperaturempfindliche Ventil 133
nach unten drückt, bis es am Anschlag 139 anliegt.
Der Brennstoff wird demgemäß auf der Außen
seite des temperaturempfindlichen Ventils 133
zum Brennstoffauslaßdurchgang 131a herausgelassen
und über die Brennstoffrückführleitung 10 zum
Brennstofftank 3 zurückbefördert. Der Brennstoff
druck wird dann am Spalt zwischen dem Ventil
element 121 und dem äußeren Ventilsitz 132a
eingestellt und kehrt auf den Systemdruck
(2,55 kg/cm2) zurück.
Claims (10)
1. Brennstoff-Druckregelventil zur Systemdruckrege
lung einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, mit
einem temperaturempfindlichen Ventil, einer Unter
druckkammer mit einem Anschluß an den Saugrohrun
terdruck in der Nähe einer Düsenbohrung eines
Brennstoffeinspritzventils, einer an die Unter
druckkammer angrenzenden Brennstoffkammer mit einem
Brennstoffzulauf, einer Membran zur Abtrennung
der Unterdruckkammer von der Brennstoffkammer,
einer in der Unterdruckkammer untergebrachten Mem
branfeder, die die Membran in Richtung auf die
Brennstoffkammer vorspannt, und einem an der Mem
bran befestigten, innerhalb der Brennstoffkammer
angeordneten Ventilelement, einem Brennstoffauslaß
(31; 131) zur Rückführung des überschüssigen Brenn
stoffs, der an seinem einen Ende mit einem festen
Ventilsitz (32a; 132a) ausgestattet ist, gegen den
das Ventilelement (21; 121) bewegbar ist, zur Ein
stellung des Systemdrucks,
dadurch gekennzeichnet,
daß das temperaturempfindliche Ventil (33, 33a, 33b, 40; 133, 133a, 132b, 140) mit einer Feder (40; 140) aus einer temperaturempfindlichen Form speicherlegierung und mit einem durch die Feder (40; 140) bewegbaren Ventilelement (33a; 133a) ver sehen ist, wobei das bewegbare Ventilelement (33a; 133a) des temperaturempfindlichen Ventils (33; 33a, 32b, 40; 133, 133a, 132b, 140) einen Brenn stoffdurchgang (31a; 131a) in dem Brennstoffauslaß (31; 131) schließt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als eine eingestellte Tem peratur der Formspeicherlegierung ist; und ein weiteres Ventil (41; 133) vorgesehen ist zur Öffnung des Brennstoffdurchganges (31a; 131a) im Brennstoffauslaß (31; 131), wenn das temperaturempfind liche Ventil (33, 33a, 32b, 40; 133, 133a, 132b, 140) geschlossen ist und der Druck in der Brennstoff kammer (15; 115) gleich einem oder größer ist als ein eingestellter Druck, der höher ist als der eingestellte Systemdruck, wodurch sich der Druck in der Brennstoffkammer (15; 115) auf den System druck einstellt, wenn die Brennstofftemperatur niedriger als die eingestellte Temperatur ist, während sich der Druck in der Brennstoffkammer (15; 115) auf den erhöhten eingestellten Druck ein stellt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als die eingestellte Temperatur ist.
daß das temperaturempfindliche Ventil (33, 33a, 33b, 40; 133, 133a, 132b, 140) mit einer Feder (40; 140) aus einer temperaturempfindlichen Form speicherlegierung und mit einem durch die Feder (40; 140) bewegbaren Ventilelement (33a; 133a) ver sehen ist, wobei das bewegbare Ventilelement (33a; 133a) des temperaturempfindlichen Ventils (33; 33a, 32b, 40; 133, 133a, 132b, 140) einen Brenn stoffdurchgang (31a; 131a) in dem Brennstoffauslaß (31; 131) schließt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als eine eingestellte Tem peratur der Formspeicherlegierung ist; und ein weiteres Ventil (41; 133) vorgesehen ist zur Öffnung des Brennstoffdurchganges (31a; 131a) im Brennstoffauslaß (31; 131), wenn das temperaturempfind liche Ventil (33, 33a, 32b, 40; 133, 133a, 132b, 140) geschlossen ist und der Druck in der Brennstoff kammer (15; 115) gleich einem oder größer ist als ein eingestellter Druck, der höher ist als der eingestellte Systemdruck, wodurch sich der Druck in der Brennstoffkammer (15; 115) auf den System druck einstellt, wenn die Brennstofftemperatur niedriger als die eingestellte Temperatur ist, während sich der Druck in der Brennstoffkammer (15; 115) auf den erhöhten eingestellten Druck ein stellt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als die eingestellte Temperatur ist.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Brennstoffauslaß (31; 131) einen
Abschnitt mit geringem Durchmesser, stromabwärts
einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen
Schulterabschnitt zwischen den Abschnitten mit
geringem und großem Durchmesser aufweist, und daß
das bewegbare Ventilelement (33a; 133a) des tempe
raturempfindlichen Ventils
(33, 33a; 32b, 40; 133, 133a; 132b, 140) ein im wesent
lichen umgekehrtes U-förmiges zylindrisches Element
in dem Abschnitt mit großem Durchmesser des Brenn
stoffauslasses (31; 131) aufweist, wobei sich die
Feder (40; 140) ausdehnt, so daß der obere Teil des
zylindrischen Elements an der inneren Oberfläche
des Schulterabschnitts des Brennstoffauslasses
(31; 131) anliegt und dadurch den Brennstoffdurch
gang (31a; 131a) in diesem schließt, wenn die
Brennstofftemperatur gleich der oder höher als die
eingestellte Temperatur ist.
3. Druckregelventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch einen an einer unteren Öffnung des Ab
schnitts großen Durchmessers des Brennstoffauslasses
(31; 131) befestigten Anschlag (39; 139), der
art, daß die Feder (40; 140) an ihrem einen Ende
mit dem Anschlag (39; 139) und an ihrem anderen
Ende mit dem zylindrischen Element gekoppelt ist,
wobei sich die Feder (40; 140) ausdehnt, so daß der
obere Teil des zylindrischen Elements an der inne
ren Oberfläche des Schulterabschnitts des Brenn
stoffauslasses (31; 131) anliegt und dadurch den
Brennstoffdurchgang (31a; 131a) in diesem schließt,
wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder hö
her als die eingestellte Temperatur ist.
4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zylindrische Element in einer
mittleren Lage einer Seitenwand mit einem Flansch
(37) versehen ist, wobei die Feder (40) unter
Druck zwischen den Flansch (37) und den Anschlag
(39) eingefügt ist, und daß weiterhin eine Gegen
feder (38) unter Druck zwischen den Flansch (37)
und den Schulterabschnitt eingefügt ist, um das
temperaturempfindliche Ventil (33, 33a, 32b, 40) nor
malerweise in eine Ventilöffnungsrichtung vorzu
spannen, wobei der obere Teil des zylindrischen
Elements von der inneren Oberfläche des Schulter
abschnitts fortbewegt wird, um den Brennstoff
durchgang des Brennstoffauslasses (31) zu öffnen,
wenn die Brennstofftemperatur niedriger ist als
die eingestellte Temperatur, während der obere
Teil des zylindrischen Elements an der inneren
Oberfläche des Schulterabschnitts anliegt, um den
Brennstoffdurchgang im Brennstoffauslaß (31) zu
schließen, wenn die Brennstofftemperatur gleich
der oder größer als die eingestellte Temperatur
ist.
5. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventilelement (33a) des tempera
turempfindlichen Ventils (33) in seinem oberen
Bereich mit einer Brennstoffeinlaßöffnung (34)
ausgebildet ist, die an ihrem inneren Umfang einen
Ventilsitz aufweist, und daß das weitere Ventil
(41) ein Ventilelement, das auf den Ventilsitz
aufsetzbar ist, und eine Druckfeder (42) aufweist,
die das Ventilelement des weiteren Ventils (41)
normalerweise in eine Ventilschließrichtung vor
spannt, wobei das weitere Ventil (41) geöffnet
wird, wenn ein Druck in der Brennstoffkammer (15)
gleich dem oder höher als der erhöhte eingestellte
Druck wird unter der Bedingung, daß der obere Be
reich des Ventilelements (33a) des temperaturempfind
lichen Ventils (33, 33a, 32b, 40) an dem Schul
terabschnitt anliegt.
6. Druckregelventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet
durch eine in die untere Öffnung des zylindrischen
Elements eingeschraubte Einstellschraube (43),
derart, daß die Druckfeder (42) von der Einstell
schraube (43) an dem dem Ventilelement des weite
ren Ventils (41) gegenüberliegenden Ende gestützt
wird, und daß der erhöhte eingestellte Druck des
weiteren Ventils (41) durch die Einstellschraube
(43) einstellbar ist.
7. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das temperaturemfindliche Ventil
(133, 133a, 132b, 140) und das weitere Ventil (133)
ein Ventilelement (133a) und einen Ventilsitz
(132b) gemeinsam haben, wobei das gemeinsame Ven
tilelement (133a) von dem gemeinsamen Ventilsitz
(132b) getrennt wird, um den Brennstoffdurchgang
in dem Brennstoffauslaß (131) zu öffnen, wenn die
Brennstofftemperatur niedriger ist als die einge
stellte Temperatur, während die Feder (140) sich
ausdehnt und ein Anliegen des Ventilelements
(133a) am Ventilsitz (132b) bewirkt, wenn die
Brennstofftemperatur gleich der oder höher als die
eingestellte Temperatur wird, und das Ventil (133)
geschlossen bleibt, wenn der Brennstoffdruck in
der Brennstoffkammer (115) niedriger ist als der
erhöhte eingestellte Druck bei am Ventilsitz
(132b) anliegendem Ventilelement (133a), während
das Ventilelement (133a) vom Ventilsitz (132b)
fortbewegt wird und den Brennstoffdurchgang (131a)
in dem Brennstoffauslaß (131) öffnet, wenn der
Brennstoffdruck gleich dem oder höher als der er
höhte eingestellte Druck wird.
8. Druckregelventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch einen an einer unteren Öffnung des Ab
schnitts mit großem Durchmesser des Brennstoffaus
lasses (131) befestigten Anschlag (139), derart,
daß die Feder (140) an ihrem einen Ende mit dem
Anschlag (139) und an ihrem anderen Ende mit dem
zylindrischen Element gekoppelt ist, wobei sich
die Feder (140) ausdehnt, so daß der obere Teil
des zylindrischen Elements an der inneren Ober
fläche des Schulterabschnitts des Brennstoffauslasses
(131) anliegt und dadurch den Brennstoffdurchgang
(131a) in diesem schließt, wenn die Brennstoff
temperatur gleich der oder höher als die eingestellte
Temperatur ist.
9. Druckregelventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch einen am unteren Ende des Ventils (133) aus
gebildeten Flansch (137) und eine zwischen den
Flansch (137) und den Schulterabschnitt eingefügte
Gegenfeder (138), um das Ventilelement (133a) nor
malerweise in die Ventilöffnungsrichtung vorzu
spannen, wobei der Brennstoffdurchgang (131a) in
dem Brennstoffauslaß (131) im geöffneten Zustand
gehalten wird, wenn die Brennstofftemperatur niedriger
ist als die eingestellte Temperatur.
10. Druckregelventil nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Flansch (137) mit einer Mehrzahl
von Brennstoffverbindungsöffnungen (144) ausgebil
det ist.
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