DE2219452A1

DE2219452A1 - Geregeltes Kraftstoffdruckventil

Info

Publication number: DE2219452A1
Application number: DE19722219452
Authority: DE
Inventors: M C Lilley
Original assignee: Physics International Co
Current assignee: Physics International Co
Priority date: 1971-04-21
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1972-11-09
Also published as: IT960338B; ES401991A1; GB1324668A; AU460960B2; DE2219452B2; AU4103072A; CA961362A; DE2219452C3; US3753426A; BR7202380D0; FR2136575A5; SE374943B

Description

Patentanwälte Dipl-Ing. EWeickmann, 2219452

Dipl.-Ing. EWeickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN
'I)AZW POSTFACH 860 820

Docket 71/181 möhlstrasse 22, rufnummer 983921/22

Physics International Company, San Leandro, Calif.94-577, USA
2700 Merced Street

Geregeltes Kraftstoffdruckventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Kraftstoffdruckventil zur Regelung einer Kraftstoffdurchflußmenge.

druck

Eine Art eines Kraftstoff-ventils verwendet einen piezoelektrischen Antrieb, dessen begrenzte Bewegung durch einen Hydraulikkolben verstärkt wird. Der Hydraulikkolben hat einen großen
Durchmesser und kann deshalb eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge durch einen Hydraulikzylinder pumpen. Die Hydraulikflüssigkeit bewegt einen Kolben mit kleinem Durchmesser über
eine das Ventil öffnende Entfernung. Der piezoelektrische oder anders geartete Antrieb muß im allgemeinen eine Pumpkraft aufbringen, die so groß ist, daß eine das Ventil normalerweise
geschlossen haltende Federvorspannung und jede Druckdifferenz zwischen dem Druck des Kraftstoffs am unteren Ende des Ventilkolbens und dem Druck der Flüssigkeit im Hydraulikzylinder vor der Erregung des Antriebs überwunden wird. TJm die durch den
Antrieb aufzubringende Kraft auf ein Mindestmaß zu verringern,

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ist es wünschenswert, daß der Flüssigkeitsdruck im Hydraulikzylinder bei geschlossenem Ventil etwa gleich dem Druck des Kraftstoffs ist, der auf das untere Ende des Kolbens wirkt. Dieser Ausgleich oder diese Angleichung der Drücke ist insbesondere bei Motoren wünschenswert, die Treibstoff mit stark veränderlichem Druck zuführen und die eingespritzte Treibstoffmenge in einem großen Bereich ändern. Ein derartiger Ausgleich ist ebenso wünschenswert, wenn der Treibstoffdruck konstant bleibt, der Druck der Hydraulikflüssigkeit sich jedoch ändert. Zum Beispiel kann der Druck der Hydraulikflüssigkeit absinken, wenn sich der Hydraulikzylinder bei einer Temperaturzunahme aus-dehnt und durch die Hydraulikflüssigkeit nicht mehr vollständig ausgefüllt ist; umgekehrt ist aufgrund der relativen Ausdehnungskoeffizienten der Hydraulikflüssigkeit und des Gehäuses auch der umgekehrte Vorgang möglich.

Hydraulisch betätigte Ventile werden oftmals so konstruiert, daß ein Hauptgehäuseteil den Hydraulikzylinder, in dem sich ein hydraulischer Antriebskolben bewegt, und eine Lagerbohrung, in der ein Kolben gleitet, aufweist. Zusätzliche am Hauptgehäuseteil angebrachte Gehäuseteile bilden einen Ventilsitz und begrenzen die Kolbenbewegung bei geöffnetem Ventil. Die Länge, um die sich der Kolben zwischen der geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung bewegt, muß genau festgelegt sein. Es ist wünschenswert, die Funktion des Kolbens auf geeigneten Ventilsitz, geeignete Öffnungslänge und/oder geeigneten Kraftstoffdurchfluß und reibungsfreies Gleiten des Ventils, vor dem Zusammenbau des Ventils, zu prüfen und geeignet einzujustieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein hydraulisches Kraftstoffdruckventil zu schaffen, das den Druck in der Hydraulikflüssigkeit bei einer Änderung des Drucks im zugeführten Kraftstoff ändert.

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Das hydraulische Kraftstoffdruckventil soll die Prüfung und Einjustierung der Punktion des Kolbens vor dem vollständigen Zusammenbau erleichtern.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen in einem Hydraulikzylinder beweglich angeordneten, bei einer einen Druck in einer Kraftstoffleitung übersteigenden Druckerhöhung im Hydraulikzylinder ein Ventil in der Kraftstoffleitung öffnenden Kolben und durch eine bei geschlossenem Ventil wirksame Druckausgleichseinrichtung zum Angleichen der Drücke im Hydraulikzylinder und in der Kraftstoffleitung.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform stellt ein hydraulisches Druckventil sicher, daß der Druck der Flüssigkeit in dem sich zu einem inneren Ende des Kolbens öffnenden Hydraulikzylinder und der auf ein äußeres sich gegen einen Ventilsitz bewegende Ende des Kolbens wirkende Druck des Treibstoffs gleich groß sind. Das Ventil weist eine Umwegleitung auf, die die Kraftstoffleitung mit dem Ventilsitz und dem äußeren Ende des Kolbens verbindet. Ein Kanal verbindet die Umwegleitung mit dem sich zum inneren Ende des Kolbens öffnenden Hydraulikzylinder. Im Kanal ist ein Rückschlagventil angeordnet, das das Ausströmen von Treibstoff aus dem Hydraulikzylinder während der Betätigung des Ventils verhindert. In diesem hydraulischen Kraftstoffdruckventil wird der Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit verwendet und der Kanal stellt sicher, daß, vor der Erregung des hydraulischen Antriebs, an beiden Enden der Kolbenstange der gleiche Druck auftritt; auf diese Weise muß der Antrieb nur minimale Kraft zum Öffnen des Ventils aufbringen.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Kraftstoffdruckventils ist im Kanal zwischen dem Rückschlagventil und der Kraftstoffleitung ein Faltenbalg angebracht. Der Faltenbalg gestattet die Verwendung einer vom verwendeten Kraftstoff unterschiedlichen Hydraulikflüssigkeit, in-dem er das

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Einströmen von Kraftstoff in den Hydraulikzylinder verhindert. Andererseits ermöglicht der Faltenbalg den Ausgleich der Drücke von Kraftstoff und Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikzylinder.

Das hydraulische Kraftstoffdruckventil ist so ausgeführt, daß es die Prüfung und Einjustierung der Funktion des Kolbens auch ohne der Teile des Hydraulikzylinders gestattet. Das Kraftstoffdruckventil hat ein den Hydraulikzylinder, einen weiteren Hydraulikkolben und den Antrieb aufweisendes Ventilgehäuse. In das Ventilgehäuse kann ein eigener Ventileinsatz eingesetzt werden. Ein Gehäuse des Ventileinsatzes weist die Lagerbohrung, entlang der der Kolben gleitet, den Ventilsitz, gegen den die Kolbenstange das Ventil schließt und einen die Öffnungsweite des Ventils und die Bewegung des Kolbens einengenden Anschlag auf. Zur Erleichterung der genauen Einstellbarkeit der Öffnungsweite des Ventils ist eine Beilagscheibe zwischen dem Anschlag und einem Beilegering auf dem Kolben angebracht. Der Ventileinsatz kann, getrennt vom Hydraulikzylinder, dem weiteren Kolben und dem Antrieb, vollständig auf das Öffnungs- und Schließverhalten des Ventils und auf reibungsfreies Gleiten geprüft werden.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der folgenden Beschreibung, in Verbindung mit den Zeichnungen, erläutert werden.

Fig. 1 ist eine teilweise Seitenansicht eines hydraulischen Kraftstoffdruckventils;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig.1;

Fig. 3 ist eine vereinfachte Darstellung eines das Kraftstoffdruckventil nach Fig. 1 verwendenden Motors;

Fig. 4 ist eine teilweise Seitenansicht einer anderen Ausführungsform, die, verglichen mit der Ausführungsform aus

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Pig. 1, einen größeren Ventilsitz und einen einfacheren Ventileinsatz aufweist;.

Fig. 5 ist eine teilweise Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines hydraulischen Kraftstoffdruckventils, mit einem das Vermischen der Hydraulikflüssigkeit und des Kraftstoffs verhindernden Faltenbalg;

Fig. 6 ist eine Ansicht enüang der Linie 6-6 aus Fig. 5» Fig. 7 ist eine Ansicht entlang der Linie 7-7 aus Fig. 5» und

Fig. 8 ist eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des Kraftstoffdruckventils, mit einem den Druck übertragenden, die hydraulische Flüssigkeit jedoch vom Kraftstoff trennenden Kolben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Kraftstoffdruckventil 1O₉ das die Strömung von Kraftstoff durch eine Düse 12 in einen Zylinder oder einen Einspritzkanal eines Verbrennungsmotors steuert. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffdruckventil 10 über eine Kraftstoffleitung 14 zugeführt und durch die Düse 12 während einer kurzen Periode in jedem Zyklus des Motorbetriebs eingespritzt. Der Kraftstofffluß durch die Düse 12 wird durch eine Kolbeneinrichtung 16 gesteuert, die ein oberes Kolbenteil 17 und ein unteres Kolbenteil 19 aufweist. Das untere Kolbenteil 19 weist einen Ventilteller 18 auf, der sich auf einen Ventilsitz 20 zu und von diesem weg bewegen kann. Eine Feder 21 drückt das untere Kolbenteil 19 aufwärts und verschließt den Ventilsitz 20 durch den Ventilteller 18. Ein Federring 22 vom Belleville-Typ drückt das obere Kolbenteil 17 nach oben und vom unteren Kolbenteil 19 weg. Wenn jedoch ein piezoelektrischer oder auch anders gearteter Antrieb 24 einen hydraulischen Antriebskölben 26 in einem Hydraulikzylinder 30 nach unten bewegt, übt der Antriebskolben 26 auf eine Hydraulikflüssigkeit

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und damit auf ein oberes oder auch inneres Ende 28 des oberen Kolbenteils 17 einen Druck aus, der das obere Kolbenteil 17 nach unten drückt. Das obere Kolbenteil 17 berührt das untere Kolbenteil 19 und drückt dieses nach unten. Das Kraftstoffdruckventil wird dadurch geöffnet und Kraftstoff strömt durch die Düse 12 aus. Auf diese Vfeise wird die Bewegung des Antriebs 24 mit oder ohne Verstärkung durch den Antriebskolben 26 übertragen, der die Kolbeneinrichtung 16 durch Ausüben eines Druckes auf die Hydraulikflüssigkeit bewegt.

Zu Zeiten, zu denen der Antrieb 24 nicht arbeitet und das Kraftstoffdruckventil geschlossen ist, soll der Druck der Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikzylinder vorzugsweise ungefähr gleich dem Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 14 sein. Einer der Gründe hierfür ist, daß der Hydraulikzylinder ständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt sein soll. Ein anderer Grund hierfür ist, daß die aufwärts gerichteten Druckkräfte des den unteren Abschnitten der Kolbeneinrichtung 16 zugeführten Kraftstoffs, insbesondere der Druck in einem dem Druck des Kraftstoffs ausgesetzten Abschnitt 31, durch den Druck der Flüssigkeit im Hydraulikzylinder 30 etwa ausgeglichen wird. Dieser Druckausgleich stellt sicher, daß die durch den Antrieb 24 aufzubringende Kraft bei einer starken Zunahme des Kraftstoff drucks, nicht wesentlich zunimmt. In dieser Ausführungsform wird Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit benutzt und eine kleine Menge der Flüssigkeit kann am oberen Kolbenteil 17 der Kolbeneinrichtung 16 vorbei in den Hydraulikzylinder 30 strömen. Da jedoch die Flüssigkeit nur sehr langsam durchfließt, dauert es sehr lange, bis sich die Drücke ausgleichen. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 14 plötzlich zunehmen sollte, wie es teilweise in einem Motor vorkommen kann, dessen Kraftstoff mit einem über einen großen Bereich veränderbaren Druck zugeführt wird, so kann der sehr viel höhere auf den unteren bzw. äußeren Teil (Abschnitt 31) der Kolbeneinrichtung einwirkende Kraftstoffdruck eine so hohe Vorbelastung hervorrufen, daß der Antrieb 24 das Kraftstoffdruckventil nicht öffnen

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Das Kraftstoffdruckventil ist nun so konstruiert, daß der Kraftstoff schnell in den Hydraulikzylinder 30 fließen kann. Dieser Zufluß an Kraftstoff kann den Druck im Hydraulikzylinder 30 vergrößern, wenn der Kraftstoffdruck zunehmen sollte. Das Kraftstoffdruckventil weist eine Umwegleitung 32 auf, die mit der zum Ventilsitz 20 führenden Kraftstoffleitung 14 verbunden ist. Ein Kanal 36 führt von der Umwegleitung 32 zum Hydraulikzylinder 30. Um den Hydraulikzylinder 30 schnell und vollständig auffüllen zu können und um jede Druckzunahme des Treibstoffs an ihn weitergeben zu können, fließt Kraftstoff durch den Kanal 36. Im Kanal 36 ist ein Rückschlagventil 38 angeordnet, das das Ausfließen von Kraftstoff aus dem Hydraulikzylinder 30 während des Zeitraums in jedem Zyklus verhindert, in dem der Antrieb 24 die Hydraulikflüssigkeit zusammenpreßt, um das Ventil zu öffnen.

Das Rückschlagventil 38 verhindert das Ausströmen des Kraftstoffs aus dem Hydraulikzylinder 30, der damit nur entlang dem oberen Kolbenteil 17 der Kolbeneinrichtung 16 ausströmen kann. Das Spiel entlang dem oberen Kolbenteil 17 ist so klein, daß nur wenig ausfließen kann. Deshalb kann, wenn der Druck in der Treibstoffleitung 14 plötzlich abnimmt, der Druck im Hydraulikzylinder 30 nicht sehr schnell abnehmen und die Kolbeneinrichtung 16 wird ein klein wenig eher öffnen und ein klein wenig später schließen als gewünscht. In diesem Fall verhindert der Federring 22 durch eine genügend hohe Federkraft das ständige Offenbleiben des Ventils und der Druck wird sich bald ausgleichen.

Der Federring hat eine beträchtliche unter normalen Bedingungen eine schnelle Bewegung der Kolbeneinrichtung sicherstellende Vorspannung, die das Öffnen des Ventils verhindert, wenn der Kraftstoffdruck plötzlich abfällt.

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Bei der Ausführung des Kraftstoffdruckventils müssen enge Toleranzen eingehalten werden, um den richtigen Sitz des Ventiltellers 18 im Ventilsitz 20 sicherzustellen und um die Länge, um die sich der Ventilteller 18 vom Ventilsitz 20 während des Öffnens entfernt, genau einhalten zu können. Es ist vorteilhaft, das Ventil vor dem vollständigen Zusammenbau mit dem Antrieb 24 und dem hydraulischen Pumpenteil auf richtiges Schließen und Öffnen unter Betriebsbedingungen prüfen und einjustieren zu können. Um dies zu ermöglichen, ist das Kraftstoffdruckventil 10 mit einem den Antrieb 24 und eine darüber sitzende Haube 42 aufweisenden Ventilgehäuse 40 ausgeführt. Daneben umfaßt das Ventilgehäuse 40 den Hydraulikzylinder 30 und die mit der Kraftstoffleitung 14 und dem das Rückschlagventil 38 aufweisenden Kanal verbundene Umwegleitung 32. Ein eigener Ventileinsatz 44 mit einem Einsatzgehäuse 46 kann an einem Aufnahmestück 48 des Ventilgehäuses 40 befestigt werden. Das obere Kolbenteil 17 kann mit einem Mittelteil 50 in einer Lagerbohrung 52 des Gehäuseeinsatzes 46 beweglich gleiten. Ein Ventilsitz 54 ist an einem Ende des Gehäuseeinsatzes 46 mit einer Kappe 56 befestigt. Der Gehäuseeinsatz 46 weist eine Kraftstoff aufnehmende Aussparung 51 auf, wobei der Kraftstoff durch ein Loch 53 von der Aussparung 51 zum Ventilsitz 54 strömt. Zwei Dichtnuten 55 mit O-Ringen verhindern Kraftstoffverlust.

Das obere Ende 28 der Kolbeneinrichtung 16 trägt einen durch einen Seegering 60 gesicherten Beilegering 58. Der Beilegering 58 stützt sich gegen den Federring 22 ab und der Federring 22 wiederum gegen eine an einem Anschlag 64 des Gehäuseeinsatzes 46 aufliegende Beilagscheibe 62.

Um die Länge, um die sich die Kolbeneinrichtung 16 beim Öffnen des Ventils verschiebt, genau einstellen zu können, ist es normalerweise notwendig, den Beilegering 58 in einer genau bestimmbaren Entfeinung vom Ventilteller 18 der Kolbeneinrichtung

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16 (bei sich berührenden oberen und unteren Kolbenteilen 17 und 19) anzubringen und die Entfernung zwischen dem Anschlag 64 und dem Ventilsitz 20 genau einzuhalten. Da diese Abmessungen, verglichen mit dem durch den Kolben beim Öffnen des Ventils zurückzulegenden Weg, lang sind, ist der Öffnungsweg des Ventils nur sehr schwer genau einzustellen. Durch die Verwendung der Beilagscheibe 62 können enge Toleranzen eingehalten werden. Die Beilagscheibe 62 bestimmt bei geeigneter Dicke den erforderlichen Abstand zwischen einer unteren Oberfläche 66 des Beilegerings 58 und einer oberen Oberfläche der Beilagscheibe Dieser Abstand bestimmt den geeigneten Öffnungsweg des Ventils. Der zusammengebaute Ventileinsatz 44 kann unter Betriebsbedingungen in einem Testgerät auf richtigen Betrieb hin untersucht werden und die Beilagscheibe 62 kann durch andere Beilagscheiben mit wenig veränderter Größe ersetzt werden, bis der richtige Betrieb sichergestellt ist. Anschließend kann der Ventileinsatz 44 in das Ventilgehäuse 40 eingesetzt und das hydraulische Kraftstoffdruckventil damit vervollständigtwerden. Normalerweise wird das Spiel zwischen dem Mittelteil 50 der Kolbeneinrichtung 16 und der Lagerbohrung 52, in der es gleitet, der Sitz des Ventiltellers 18 auf dem Ventilsitz 20 und die Länge der Kolbenbewegung beim Öffnen des Ventils durch die restlichen Teile des Kraftstoffdruckventils nicht beeinflußt. I¹Ig. 3 zeigt, in stark vereinfachter Form, einen Motor, bei dem durch ein anderes Ventil 63 Kraftstoff aus dem hydraulischen Kraftstoffventil 10 zusammen mit Luft einem Zylinder oder einer Verbrennungskammer 61 zugeführt wird, in der Kraft stoff ..„und Luft verbrennen und durch Antreiben eines Kolbens 65 eine Motorausgangsleistung erzeugen. Eine Pumpe 68 drückt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 67 in das Kraftstoffdruckventil Eine Regeleinrichtung 70 verändert den durch die Kraftstoffpumpe 68 erzeugten Druck. Die Pumpe 68 fördert Kraftstoff in einem sehr weiten Bereich, wie z.B. zwischen 3,5 bis 35 kp/cm², und ermöglicht die genaue Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge sowohl bei sehr niedrigen wie auch bei sehr hohen

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Motorbelastungen. Die den Ausgleich des Drucks im Hydraulikzylinder 30 mit dem Kraftstoffdruck gestattende Ausführung des Kraftstoffdruckventil ermöglicht es dem Antrieb 24, das Ventil selbst bei sehr rascher Druckzunahme zu öffnen und stellt eine stets vollständige Füllung des Hydraulikzylinders 30 sicher. Das Kraftstoffdruckventil kann in unterschiedlich ausgeführten Motoren verwendet werden, wie z.B. Motoren mit direkter Einspritzung, bei denen der Kraftstoff durch eine Düse direkt in einen Zylinder gespritzt wird, Motoren, bei denen der Kraftstoff durch die gleiche Öffnung eingespritzt wird, durch die die Luft in den Zylinder eintritt, Motoren, in denen der Kraftstoff in den angesaugten Luftstrom eingespritzt wird und andere Ausführungsformen.

Pig. 4 zeigt ein Kraftstoffdruckventil, das mit Ausnahme eines größeren Ventilsitzes 2OA im Gehäuseeinsatz 46A, dem Kraftstoff druckventil aus Fig. 1 entspricht. Dem entsprechend ist auch ein Ventilteller 18A größer ausgebildet. Dies ermöglicht die Befestigung einer Kolbeneinrichtung 16A in einem Lagerloch 52A des Ventileinsatzes, ohne eine zusätzliche Kappe zur Befestigung zu benötigen.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Kraftstoffdruckventils 80, in der als Hydraulikflüssigkeit zur Bewegung der Kolbeneinrichtung nicht der durch das Ventil eingespritzte Kraftstoff verwendet wird, sondern eine andere Flüssigkeit. Das Kraftstoffdruckventil hat ein Gehäuse 82 mit einer die Kraftstoffleitung 14 mit dem Ventilsitz verbindenden Durchgangsleitung 84, um Kraftstoff in einen Zylinder oder eine Luftansaugöffnung des Motors spritzen zu können. Ein Kanal verbindet die Durchgangsleitung 84 mit einem Hydraulikzylinder 90. Der Kanal 88 erweitert sich in einem Abschnitt 92 zur Aufnahme eines Faltenbalgs 94. Das Innere des Faltenbalgs 94 ist mit Kraftstoff gefüllt, während die Außenseite des Faltenbalgs 94 von einer Hydraulikflüssigkeit 96 umgeben ist. Der Kanal 88' umfaßt einen Teil 98, der von dem erweiterten Abschnitt 92

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über ein Rückschlagventil 101 zum Hydraulikzylinder 90 führt. Der Faltenbalg 94 kann sich zum Ausgleich der auf beiden Seiten herrschenden Flüssigkeitsdrücke ausdehnen und zusammenziehen. Hierdurch wird der Treibstoffdruck in dem zum Faltenbalg 94 führenden Teil des Kanals 88 und der Druck der Hydraulikflüssigkeit 96 außerhalb des Faltenbalg 94 und im Hydraulikzylinder 90 ausgeglichen. Der erweiterte Abschnitt 92 des Kanals 88 dient als Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit 96, die zum Auffüllen des Hydraulikzylinders 90 benötigt wird, falle das Volumen des Hydraulikzylinders 90 beim Erwärmen oder Abkühlen des Kraftstoffdruckventils stärker zunehmen sollte als das Volumen der darin befindlichen Hydraulikflüssigkeit 96. Der durch den erweiterten Abschnitt 92 gebildete Vorratsbehälter liefert ebenso Hydraulikflüssigkeit 96, die durch Undichtigkeiten im Hydraulikzylinder 90 ausströmt. Eine Kolbeneinrichtung 100 ist so konstruiert, daß solche Verluste auf ein Mindestmaß verringert sind.

Dies ist am besten in Fig. 6 zu sehen, in der die Kolbeneinrichtung 100 einen verjüngten Abschnitt 102 aufweist, der mit einem O-Ring 104 gegen die Wände einer Lagerbohrung 106, in der der Kolben gleitet, abgedichtet ist, und damit den Verlust an Hydraulikflüssigkeit 96 weitgehend verhindert. Ein wenig Hydraulikflüssigkeit 96 kann an einem oberen Kolbenteil 107 vorbei zu einer Leitung 89 strömen, die zu einem Teil des Kanals 88 zwischen dem Rückschlagventil 101 und dem Faltenbalg führt. Ein Flansch 106 des Kolbens kann an einem Anschlag 108 eines Gehäuseteils 110 anliegen und die Bewegung des Kolbens beim Öffnen des Ventils begrenzen; dies regelt den Öffnungsweg des Ventils. Zwei Federn 112, 114 halten das Ventil geschlossen. Ein Ventilteller 116 kann sich gegen einen Ventilsitz 118 in einen mit einer Kappe 122 befestigten Sitzteil bewegen.

Fig. 8 zeigt ein Kraftstoffdruckventil, das bis auf einen KoI-

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ben 130 den in den Pig. 5 bis 7 gezeigten Kraftstoffdruckventilen entspricht. Der Kolben 130 gleitet in einem erweiterten Abschnitt 92 des zweiten Teils des Kanals 88 und ersetzt den Faltenbalg. Der Kolben 130 bewegt sich entsprechend jeder Druckdifferenz zwischen dem Druck des Kraftstoffs und dem Druck der Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikzylinder bei geschlossenem Ventil frei gleitend. Der Kolben 130 hat 0-ringförmige Dichtungen 132, die Leckverluste der !Flüssigkeit entlang des Kolbens verhindern.

Das hydraulische Kraftstoffdruckventil regelt die Strömung durch das Ventil, indem es den Druck der Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikzylinder abhängig vom Druck des zugeführten Kraftstoffs aufrechterhält. Das hydraulische Kraftstoffdruckventil sorgt, bei geschlossenem Ventil, für eine vollständige Füllung des Hydraulikzylinders. Das hydraulische Kraftstoffdruckventil ändert den Druck in der Hydraulikflüssigkeit abhängig vom Druck des dem Ventil zur Einspritzung zugeführten Kraftstoffs, wobei die vom Antrieb zum Öffnen des Ventils aufzuwendende Kraft ein Minimum ist.

Die einer Änderung des Kraftstoffdrucks entsprechende Änderung des Drucks im Hydraulikzylinder bei geschlossenem Ventil ist besonders bei Motoren wichtig, deren KraftstoffZuführungsdruck in weiten Grenzen geändert werden kann. Das hydraulische Kraftstoff druckventil ermöglicht diese Punktionen durch Verbinden der Kraftstoffleitung mit dem Hydraulikzylinder, wodurch Änderungen des Kraftstoffdruckes auf den Hydraulikzylinder übertragen werden. In Ausführungsformen, in denen Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit benutzt wird, gestattet diese Verbindung das Eintreten von Kraftstoff in und das Austreten aus dem Hydraulikzylinder. Wird eine vom Kraftstoff verschiedene Hydraulikflüssigkeit benutzt, so gestattet eine Trenneinrichtung, wie z.B. ein Faltenbalg oder ein abgedichteter jedoch beweglicher Kolben die Übertragung des Flüssigkeitsdruckes bei gleichzeitiger Abdichtung durchströmender Flüssigkeit.

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Claims

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Patentansprüche

Hydraulisches Kraftstoffdruckventil zur Regelung einer aftstoffdurchflußmenge, gekennzeichnet durch einen in einem Hydraulikzylinder (30) beweglich angeordneten, bei einer einen Druck in einer Kraftstoffleitung (14) übersteigenden Druckerhöhung im Hydraulikzylinder (30) ein Ventil (18, 20) in der Kraftstoffleitung (14) öffnenden Kolben (16) und durch eine bei geschlossenem Ventil (18, 20) wirksame Druckausgleichseinrichtung (36, 38) zum Angleichen der Drücke im Hydraulik- zylinder (30) und in der Kraftstoffleitung (14).
2. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichseinrichtung (36, 38) eine Leitung (36) mit einem nur in Richtung des Hydraulikzylinders (30) durchlässigen Rückschlagventil (38) aufweist.
3- Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitung (36) zur Zuführung von Kraftstoff zum Hydraulikzylinder (30) ausgebildet ist.
4. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (36) eine den Druckausgleich gestattende, aber eine Vermischung des Kraftstoffs mit einer im Hydraulikzylinder (30) enthaltenen Hydraulikflüssigkeit verhindernde Trenneinrichtung (92, 94) aufweist.
5. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (92, 94) ein Faltenbalg (94) in einer Hydraulikkammer (92) ist.
6. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (92, 94) ein in der. Leitung (36) frei verschiebbarer Kolben (130) ist.

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7. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (92, 94) auf der dem Hydraulikzylinder (30) abgekehrten Seite des Rückschlagventils (38) in der leitung (36) angeordnet ist.
8. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Leitung (89) zwischen dem Rückschlagventil (38) und der Trenneinrichtung (92, 94) zur Zuführung von Hydraulikflüssigkeit über eine Lagerbohrung (52) des Kolbens (16) angeschlossen ist.
9. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) einen kleineren Durchmesser als ein in dem Hydraulikzylinder (30) angeordneter Antriebskolben (26) aufweist.
10. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) mit einem Ende beweglich in der lagerbohrung (52) gleitend im Hydraulikzylinder (30) endet und an einem anderen Ende einen Ventilteller (18) des Ventils (18, 20) trägt.
11. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein \Ventilgehäuse (40) den Hydraulikzylinder (30) und eine Einrichtung (48) zur Befestigung eines auch für sich allein justierbaren Ventileinsatzes (44) aufweist.
12. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz (44) das Ventil (18, 20) aufweist und daß ein maximaler Abstand zwischen dem Ventilteller (18) und einem Ventilsitz (20) justierbar ist.
13. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der An-

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sprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz (44) die an einem Ende mit dem Ventilsitz und an einem anderen dem Hydraulikzylinder (30) zugekehrten Ende mit einem Anschlag (64)- versehene Lagerbohrung (52) aufweist.
14. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) an einem dem Ventilteller abgekehrten Ende mit einem auf dem Kolben (16) beweglich gleitenden Beilegering (58), mit einer gegen den Beilegering (58) drückenden Feder (22) und einer zwischen der Feder (22) und dem Anschlag (64) angebrachten Beilagscheibe (62) versehen ist und in der Lagerbohrung (52) beweglich gleiten kann, wobei ein maximaler Abstand zwischen dem Anschlag (64) und de Beilegering (58) den maximalen Abstand zwischen dem Ventilteller (18) und dem Ventilsitz (20) bestimmt.
15. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Abstand durch die Dicke der Beilagscheibe (62) veränderbar ist.
16. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz (44) auf einer vom Ventilgehäuse (46) umschlossenen Außenseite eine durch wenigstens eine Dichtung (55) abgedichtete . Aussparung (51) und eine Kraftstoff aus der Aussparung (51) in die Lagerbohrung (52) leitende Öffnung (53) aufweist und daß die Kraftstoffleitung (14) durch einen Leitungskanal (32) im Ventilgehäuse (40) bis an die Aussparung (51) herangeführt ist.
17. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung(36) der Druckausgleichseinrichtung (36, 38) mit dem Leitungskanal (32) verbunden ist.
18. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Hydrau-

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likzylinder (30) beweglich, angeordnete Antriebskolben (26) die Druckerhöhung im Hydraulikzylinder (30) steuert.
19. Hydraulisches Kraftstoffdruckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Kraftstoffdruckventil zur Versorgung einer Verbrennungskammer (61) eines Motors mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (67) einbaubar ist.

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