DE3738321A1 - Druckregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil, und insbesondere ein Druckregelventil, das primär zur Verwendung bei einer Brennstoffeinspritz­ vorrichtung einer Kraftfahrzeugverbrennungsmaschine dient.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Brennstoffeinspritzvor­ richtung für eine Kraftfahrzeugverbrennungs­ maschine. Stromaufwärts eines Brennstoffeinspritz­ ventils 1 ist ein Druckregelventil 2 vorgesehen, um einen absoluten Brennstoffdruck 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. 2 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 Membran­ kammer 14 im oberen Gehäuse 11 und eine Brenn­ stoffkammer 15 im unteren Gehäuse 12 zu bilden. In die Membrankammer 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. 1) angeschlossen ist. Das Gehäuse 12 ist an der Seite mit einer Brennstoffeinlaßleitung 18 verbunden, die durch die Brennstoffleitung 9 an das Brennstoffeinspritzventil 1 und die Brennstoffpumpe 4 angeschlossen ist (Fig. 1).

Das Gehäuse 12 ist auch in axialer Richtung mit einer Brennstoffauslaßleitung 19 verbunden, derart, daß das obere Ende der Brennstoff­ auslaßleitung 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 der Brennstoffauslaßleitung 19 herausge­ führt und durch die Brennstoffrückführleitung 10 zum Brennstofftank zurückgeleitet. Da der Druck in der Membrankammer 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 Sonnen­ strahlung ausgesetzten, parkenden Kraftfahr­ zeugs steigt die Temperatur des Brennstoffs in den Brennstoffleitungen stark an, so daß sich Brennstoffdampf bildet.

Diese Verdampfung des Brennstoffs bei hohen Temperaturen kann durch Erhöhung des Brennstoff­ druckes vermieden werden. Bei den vorgenannten niedrigsiedenden Brennstoffen sollte der Brennstoffdruck auf 3,5 kg/cm² bei einer Brennstoff­ temperatur von etwa 80°C eingestellt werden, um eine Dampfbildung zu vermeiden.

Wenn jedoch die Kraft der Membranfeder 16 so eingestellt wird, daß sie einen Brennstoffdruck von 3,5 kg/cm² ausgleicht, dann wird die Abgabe­ menge der motorgetriebenen Brennstoffpumpe 4 herabgesetzt. Wenn unter diesen Umständen die Abgabemenge der Brennstoffpumpe 4 erhöht werden soll, muß die zur Brennstoffpumpe 4 fließende Strömung verstärkt werden. Als Folge hiervon wird der Abrieb der Bürsten und des Kommutators eines Gleichstrommotors erhöht, wodurch sich ein Problem hinsichtlich der Lebensdauer des die Brennstoffpumpe 4 antreibenden Motors ergibt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, ein Druckregelventil zu schaffen, bei dem der Brennstoffdruck nur dann bis zu einem bestimmten Wert (zum Beispiel 3,5 kg/cm²) erhöht wird, wenn die Brennstofftemperatur einen vorgegebenen Wert (zum Beispiel etwa 80°C) überschreitet, wodurch auch bei Verwendung eines niedrigsiedenden Brennstoffs dessen Verdampfung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiter­ bildungen des erfindungsgemäßen Druckregel­ ventils sowie ein Verfahren zur Druckregelung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 12.

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil zur Regelung des Druckes von einer Brennstoff­ einspritzvorrichtung zuzuführendem Brennstoff und kennzeichnet sich durch eine Membrankammer mit einem Verbindungsbereich zum Einleiten eines Einströmunterdruckes in der Nähe einer Düsenbohrung der Brennstoffeinspritzvorrichtung, eine Brennstoffkammer mit einem Verbindungs­ bereich zum Einleiten eines Brennstoffs, die an die Membrankammer angrenzt, eine Membran zur Abtrennung der Membrankammer von der Brennstoff­ kammer, eine in der Membrankammer untergebrachte Membranfeder, die die Membran in Richtung auf die Brennstoffkammer vorspannt, ein an der Membran befestigtes Ventilelement, eine Brennstoff­ auslaßleitung, die an ihrem einen Ende mit der Brennstoffkammer und an ihrem anderen Ende mit der Außenseite des Druckregelventils ver­ bunden ist, und die an ihrem einen Ende mit einem Ventilsitz ausgestattet ist, gegen den das Ventilelement bewegbar ist, wobei das Ventil­ element vom Ventilsitz fortbewegt wird, wenn der Brennstoffdruck in der Brennstoffkammer gleich dem oder größer ist als ein erster eingestellter Druck, der der Summe aus einem durch die Membranfeder vorgegebenen Druck und einem Druck in der Membrankammer entspricht, während das Ventilelement auf dem Ventilsitz aufsitzt, wenn der Druck in der Brennstoffkammer geringer ist als der erste eingestellte Druck, ein temperaturempfindliches Ventil mit einer temperaturempfindlichen Feder aus einer Form­ speicherlegierung, und mit einem durch die temperaturempfindliche Feder betätigbaren Ventilelement, wobei das Ventilelement des temperaturempfindlichen Ventils einen Brennstoff­ durchgang in der Brennstoffauslaßleitung schließt, wenn die Brennstofftemperatur gleich oder größer ist als eine eingestellte Temperatur der Form­ speicherlegierung, und ein Hochdruckventil zur Öffnung des Brennstoffdurchganges in der Brennstoffauslaßleitung, wenn das temperatur­ empfindliche Ventil geschlossen und der Druck in der Brennstoffkammer gleich einem oder größer als ein zweiter eingestellter Druck, der höher ist als der erste eingestellte Druck, sind, wodurch sich der Druck in der Brennstoff­ kammer auf den ersten eingestellten Druck ein­ stellt, wenn die Brennstofftemperatur niedriger als die eingestellte Temperatur ist, während sich der Druck in der Brennstoffkammer auf den zweiten eingestellten Druck einstellt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer ist als die eingestellte Temperatur.

Wenn im Betrieb die Brennstofftemperatur im Bereich von einer niedrigen Temperatur bis zur eingestellten Temperatur liegt, ist das in der Brennstoffauslaßleitung liegende temperatur­ empfindliche Ventil geöffnet, und der erste Druckregelmechanismus wird betätigt, um den Brennstoffdruck auf dem ersten eingestellten Druck zu halten.

Wenn die Brennstofftemperatur auf oder über die eingestellte Temperatur ansteigt, dehnt sich die aus der Formspeicherlegierung gebildete temperaturempfindliche Feder aus und schließt das temperaturempfindliche Ventil und damit den Brennstoffdurchgang in der Brennstoffaus­ laßleitung. Demgemäß wird der Brennstoffdruck in der Brennstoffkammer durch den Förderdruck der motorgetriebenen Pumpe erhöht, und wenn der Brennstoffdruck auf oder über den zweiten eingestellten Druck (zum Beispiel 3,5 kg/cm²) angestiegen ist, der höher als der erste einge­ stellte Druck ist, dann wird das Hochdruck­ ventil geöffnet, um den Brennstoffdruck auf dem zweiten eingestellten Druck zu halten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Brennstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch ein herkömmliches Druckregel­ ventil,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckregel­ ventils unter normalen Druck­ bedingungen,

Fig. 4 einen vertikalen Schnitt durch das Druckregelventil nach Fig. 3 unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druck­ regelventils unter normalen Druckbedingungen, und

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch das Druckregelventil nach Fig. 5 unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen.

Es werden nun die Ausführungsbeispiele der Er­ findung beschrieben, wobei die gleichen Elemente wie im herkömmlichen Druckregelventil nach Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Das Druckregelventil nach den Fig. 3 und 4 besitzt eine Brennstoffauslaßleitung 31, deren eines Ende in die Brennstoffkammer 15 hineinragt. Die Auslaß­ leitung 31 ist an ihrem oberen Ende mit einem Sitzelement 32 ausgestattet. Dieses ist am oberen Ende mit einem äußeren Ventilsitz 32 a und am unteren Ende mit einem inneren Ventilsitz 32 b versehen. Ein temperaturempfindliches Ventil 33 hat die Gestalt eines umgekehrten U-förmigen zylindrischen Teils. Das temperaturempfindliche Ventil 33 ist koaxial in der Auslaßleitung 31 angeordnet, derart, daß die obere Endfläche des Ventils 33 dem inneren Ventilsitz 32 b gegenüberliegt. Die obere Endfläche des Ventils 33 wirkt als Ventilelement 33 a, das mit dem inneren Ventilsitz 32 b 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 31 a der Auslaßleitung 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 der Auslaßleitung 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 der Auslaßleitung 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 der Auslaßleitung 31 fließen. Zwischen den Anschlag 39 und den Flansch 37 ist eine temperaturempfindliche Feder 40 eingefügt. Diese ist aus einer 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 Hochdruckventil 41 zum Öffnen und Schließen des Brennstoffeinlasses 34 ist in der Weise im temperaturempfindlichen Ventil 33 angeordnet, daß es von einer Hochdruckfeder 42 gestützt wird. Eine Einstellschraube 43 dient zur Einstellung der Kraft der Hochdruckfeder 42, so daß ein genauer Druck eingestellt werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kraft der Hochdruckfeder 42 so eingestellt, daß sie einen zweiten eingestellten Druck ausgleicht, der höher ist als der erste eingestellte Druck (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 zweite 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 die Einlaß­ leitung 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. 3). Als Folge hiervon wird das an der Membran 13 befestigte Ventilelement 21 vom Ventilsitz 32 a weg bewegt, um einen Brennstofffluß durch den Brennstoffauslaßdurchgang 31 a zu ermög­ lichen, wenn der Brennstoffdruck auf oder über den ersten eingestellten Druck (normalerweise 2,55 kg/cm²) ansteigt. Wenn dann der Brennstoff­ druck unter den ersten eingestellten Druck abfällt, wird der Brennstoffauslaßdurchgang 31 a durch das Ventilelement 21 geschlossen, wodurch der Brennstoff im wesentlichen auf den ersten eingestellten Druck gebracht wird.

Wenn die Brennstofftemperatur auf oder über die eingestellte Temperatur von 80°C ansteigt, dehnt sich die temperaturempfindliche Feder 40 aus und drückt die Gegenfeder 38 zusammen, wodurch das Ventilelement 33 a des temperatur­ empfindlichen Ventils 33 gegen den inneren Ventilsitz 32 b gedrängt und damit der Brennstoff­ auslaß abgesperrt wird. Wenn der Brennstoffaus­ laßdurchgang 31 a auf diese Weise geschlossen ist, steigt der Brennstoffdruck in der Brennstoff­ kammer 15 an. Wenn dieser einen bestimmten Wert überschreitet, wird das Hochdruckventil 41, das den Brennstoffeinlaß 34 des temperaturempfindlichen Ventils 33 geschlossen gehalten hat, unter Zusammendrücken der Hochdruckfeder 42 betätigt, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Als Folge hiervon wird der überschüssige Brennstoff durch einen Spalt zwischen dem Einlaß 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 zweiter eingestellter Druck bezeichnet, der gleich 3,5 kg/cm² (Meßdruck) höher ist als der erste eingestellte Druck. Wenn das Ventil 41 vom Einlaß 34 fortbewegt wird, wird der Brennstoff durch die Verbindungslöcher 35 und den Brennstoff­ auslaßdurchgang 31 a 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 Formspeicher­ legierung gebildete temperaturempfindliche 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 31 a 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 32 a eingestellt und auf den ersten eingestellten Druck (2,55 kg/cm²) zurückgebracht.

Das Druckregelventil ist wirksam zwischen dem normalen eingestellten Druck (dem ersten einge­ stellten Druck) und dem höheren eingestellten Druck (dem zweiten eingestellten Druck) während einer kurzen Zeitspanne beim Startvorgang der Verbrennungsmaschine. Daher hat ein derartiger Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten eingestellten Druck keine nachteilige Wirkung auf das normale Betriebsverhalten des Fahr­ zeugs.

Bei dem Druckregelventil nach den Fig. 5 und 6 ist eine Brennstoffauslaßleitung 131 vorgesehen, deren einer Endabschnitt in eine Brennstoff­ kammer 115 ragt. Die Auslaßleitung 31 weist an ihrem oberen Ende ein Sitzelement 132 auf. Dieses ist an seinem oberen Ende mit einem äußeren Ventilsitz 132 a und an seinem unteren Ende mit einem inneren Ventilsitz 132 b ausge­ stattet. Ein temperaturempfindliches Hochdruck­ ventil 133 besitzt die Gestalt eines umgedrehten U-förmigen zylindrischen Teils. Das temperatur­ empfindliche Hochdruckventil 133 ist koaxial in der Auslaßleitung 131 in der Weise angeordnet, daß seine obere Endfläche dem inneren Ventilsitz 132 b gegenüberliegt. Die obere Endfläche des Ventils 133 hat die Funktion eines Ventil­ elements 133 a, das mit dem inneren Ventilsitz 132 b zusammenwirkt. Das temperaturempfindliche Hochdruckventil 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 der Auslaßleitung 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 der Auslaßleitung 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 131 a der Auslaßleitung 131 verbunden ist. Eine temperatur­ empfindliche Feder 140 ist derart im Ventil 133 aufgenommen, daß sie an dem einen Ende am Anschlag 139 anliegt. Die temperaturempfindliche Feder 140 besteht aus einer 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 die Einlaß­ leitung 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. 5). Als Ergebnis wird das an der Membran 113 befestigte Ventilelement 121 vom Ventilsitz 132 a weg­ bewegt, um einen Brennstofffluß durch den Brennstoff­ auslaßdurchgang 131 a zu ermöglichen, wenn der Brennstoffdruck auf oder über den ersten einge­ stellten Druck (normalerweise 2,55 kg/cm²) ansteigt.

Wenn dann der Brennstoffdruck unter den ersten eingestellten Druck abfällt, wird der Brennstoff auslaßdurchgang 131 a durch das Ventilelement 121 geschlossen, wodurch der Brennstoffdruck im wesentlichen dem ersten eingestellten Druck angeglichen wird. Der Brennstoff in der Brenn­ stoffauslaßleitung 131 wird außerhalb des temperaturempfindlichen Hochdruckventils 133 und durch die Verbindungslöcher 136 und 144 zum Brennstoffauslaßdurchgang 131 a 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 temperaturempfindliche Feder 140 aus und drückt die Gegenfeder 138 zusammen, wodurch das Ventilelement 133 a des temperatur­ empfindlichen Hochdruckventils 133 gegen den inneren Ventilsitz 132 b gedrückt und damit der Auslaß des Brennstoffs abgesperrt wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn der Brennstoff­ auslaßdurchgang 131 a 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 Hochdruckventil 133, das zur Schließung des Brennstoffdurchganges am inneren Ventilsitz 132 b angelegen hat, durch den Brennstoffdruck in der Brennstoffkammer 115 gegen die temperatur­ empfindliche Feder 140 gedrückt, so daß es unter Zusammendrücken der Feder 140 nach unten bewegt wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Als Folge hiervon ergibt sich ein Spalt zwischen dem Ventilsitz 132 b und dem Ventil 133, durch den der überschüssige Brennstoff herausgelassen wird, so daß der Brennstoffdruck stets auf einem bestimmten Wert, d.h. dem zweiten einge­ stellten Druck von 3,5 kg/cm² (Meßdruck) höher als der erste eingestellte Druck gehalten wird. Der Brennstoff wird somit auf der Außen­ seite des temperaturempfindlichen Hochdruck­ ventils 133 durch die Verbindungslöcher 136 und 144 sowie den Brennstoffauslaßdurchgang 131 a 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 Form­ speicherlegierung gebildete temperaturempfindliche Feder 140 zusammen, so daß die Gegenfeder 138 das temperaturempfindliche Hochdruckventil 133 nach unten drückt, bis es am Anschlag 139 anliegt. Der Brennstoff wird demgemäß auf der Außen­ seite des temperaturempfindlichen Ventils 133 zum Brennstoffauslaßdurchgang 131 a 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 132 a eingestellt und kehrt auf den ersten eingestellten Druck (2,55 kg/cm²) zurück.

Claims (12)

1. Druckregelventil zur Regelung des Druckes von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung zuzuführendem Brennstoff, mit einer Membran­ kammer mit einem Verbindungsbereich zum Ein­ leiten eines Einströmunterdruckes in der Nähe einer Düsenbohrung der Brennstoff­ einspritzvorrichtung, einer an die Membran­ kammer angrenzenden Brennstoffkammer mit einem Verbindungsbereich zum Einleiten eines Brennstoffs, einer Membran zur Abtrennung der Membrankammer von der Brennstoffkammer, einer in der Membrankammer untergebrachten Membranfeder, die die Membran in Richtung auf die Brennstoffkammer vorspannt, und einem an der Membran befestigten Ventilelement, gekennzeichnet durch
eine Brennstoffauslaßleitung (31; 131), die an ihrem einen Ende mit der Brennstoffkammer (15; 115) und an ihrem anderen Ende mit der Außenseite des Druckregelventils verbunden ist, und die an ihrem einen Ende mit einem Ventilsitz (32 a; 132 a) ausgestattet ist, gegen den das Ventilelement (21; 121) bewegbar ist, wobei das Ventilelement (21; 121) vom Ventilsitz (32 a; 132 a) fortbewegt wird, wenn der Brennstoffdruck in der Brennstoffkammer (15; 115) gleich dem oder größer als ein erster eingestellter Druck ist, der der Summe aus einem durch die Membranfeder (16; 116) vorgegebenen Druck und dem Druck in der Membran­ kammer (14; 114) entspricht, während das Ven­ tilelement (21; 121) auf dem Ventilsitz (32 a; 132 a) aufsitzt, wenn der Druck in der Brennstoff­ kammer (15, 115) geringer ist als der erste eingestellte Druck;
ein temperaturempfindliches Ventil (33; 133) mit einer temperaturempfindlichen Feder (40; 140) aus einer Formspeicherlegierung, und mit einem durch die temperaturempfind­ liche Feder (40; 140) betätigbaren Ventil­ element (33 a; 133 a), wobei das Ventilelement (33 a; 133 a) des temperaturempfindlichen Ventils (33; 133) einen Brennstoffdurchgang (31 a; 131 a) in der Brennstoffauslaßleitung (31; 131) schließt, wenn die Brennstoff­ temperatur gleich der oder größer als eine eingestellte Temperatur der Formspeicher­ legierung ist; und
ein Hochdruckventil (41; 133) zur Öffnung des Brennstoffdurchganges (31 a; 131 a) in der Brennstoffauslaßleitung (31; 131), wenn das temperaturempfindliche Ventil (33; 133) ge­ schlossen und der Druck in der Brennstoff­ kammer (15; 115) gleich einem oder größer als ein zweiter eingestellter Druck, der höher ist als der erste eingestellte Druck, sind, wodurch sich der Druck in der Brennstoff­ kammer (15; 115) auf den ersten eingestellten Druck einstellt, wenn die Brennstoff­ temperatur niedriger als die eingestellte Temperatur ist, während sich der Druck in der Brennstoffkammer (15; 115) auf den zweiten eingestellten Druck einstellt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als die eingestellte Temperatur ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffauslaß­ leitung (31; 131) einen Abschnitt mit geringem Durchmesser, der einen Brennstoff­ einlaßdurchgang bildet, einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der einen Brennstoff­ auslaßdurchgang bildet, und einen Schulter­ abschnitt zwischen den Abschnitten mit geringem und großem Durchmesser aufweist, und daß das Ventilelement (33 a; 133 a) des temperatur­ empfindlichen Ventils (33; 133) ein im wesent­ lichen umgekehrtes U-förmiges zylindrisches Element in dem Abschnitt mit großem Durch­ messer der Brennstoffauslaßleitung (31; 131) aufweist, wobei sich die temperaturempfindliche Feder (40; 140) ausdehnt, so daß der obere Teil des zylindrischen Elements an der inneren Oberfläche des Schulterabschnitts der Brennstoffauslaßleitung (31; 131) anliegt und dadurch den Brennstoffdurchgang (31 a; 131 a) in dieser schließt, wenn die Brennstoff­ temperatur gleich der oder höher als die eingestellte Temperatur ist.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch einen an einer unteren Öffnung des Abschnitts großem Durchmesser der Brennstoffauslaßleitung (31; 131) befestigten Anschlag (39; 139) derart, daß die temperatur­ empfindliche 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 temperatur­ empfindliche Feder (40; 140) ausdehnt, so daß der obere Teil des zylindrischen Elements an der inneren Oberfläche des Schulterabschnitts der Brennstoffauslaßleitung (31; 131) an­ liegt und dadurch den Brennstoffdurchgang (31 a; 131 a) in dieser schließt, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder höher als die eingestellte Temperatur ist.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element in einer mittleren Lage einer Seitenwand mit einem Flansch (37) versehen ist, wobei die temperaturempfindliche Feder (40) unter Druck zwischen den Flansch (37) und den Anschlag (39) eingefügt ist, und daß weiterhin eine Gegenfeder (38) unter Druck zwischen den Flansch (37) und den Schulterabschnitt eingefügt ist, um das temperaturempfindliche Ventil (33) normalerweise in eine Ventil­ öffnungsrichtung vorzuspannen, wobei der obere Teil des zylindrischen Elements von der inneren Oberfläche des Schulterabschnitts fortbewegt wird, um den Brennstoffdurchgang der Brennstoffauslaßleitung (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 in der Brennstoffauslaßleitung (31) zu schließen, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als die eingestellte Temperatur ist.

5. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (33 a) des temperaturempfindlichen Ventils (33) in seinem oberen Bereich mit einer Brennstoff­ einlaßöffnung (34) ausgebildet ist, die an ihrem inneren Umfang einen Ventilsitz aufweist, und daß das Hochdruckventil (41) ein Ventilelement, das auf den Ventilsitz aufsetzbar ist, und eine Hochdruckfeder (42) aufweist, die das Ventilelement des Hoch­ druckventils (41) normalerweise in eine Ventilschließrichtung vorspannt, wobei das Hochdruckventil (41) geöffnet wird, wenn ein Druck in der Brennstoffkammer (15) gleich dem oder höher als der zweite eingestellte Druck wird unter der Bedingung, daß der obere Bereich des Ventilelements (33 a) des temperaturempfindlichen Ventils (33) an dem Schulterabschnitt anliegt.

6. Druckregelventil nach Anspruch 5, gekenn­ zeichnet durch eine in die untere Öffnung des zylindrischen Elements eingeschraubte Einstellschraube (43), derart, daß die Hochdruckfeder (42) von der Einstellschraube (43) an dem dem Ventilelement des Hoch­ druckventils (41) gegenüberliegenden Ende gestützt wird, und daß der zweite einge­ stellte Druck des Hochdruckventils (41) durch die Einstellschraube (43) einstellbar ist.

7. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturemfindliche Ventil und das Hochdruckventil ein Ventilelement (133a) und einen Ventilsitz (132 b) gemeinsam haben, wobei das gemeinsame Ventilelement (133 a) von dem gemeinsamen Ventilsitz (132 b) getrennt wird, um den Brennstoff­ durchgang in der Brennstoffauslaßleitung (131) zu öffnen, wenn die Brennstoff­ temperatur niedriger ist als die einge­ stellte Temperatur, während die temperatur­ empfindliche Feder (140) sich ausdehnt und ein Anliegen des Ventilelements (133 a) am Ventilsitz (132 b) bewirkt, wenn die Brennstoff­ temperatur gleich der oder höher als die eingestellte Temperatur wird, und das Ventil geschlossen bleibt, wenn der Brennstoff­ druck in der Brennstoffkammer (115) niedriger ist als der zweite eingestellte Druck bei am Ventilsitz (132 b) anliegendem Ventil­ element (133 a), während das Ventilelement (133 a) vom Ventilsitz (132 b) fortbewegt wird und den Brennstoffdurchgang (131 a) in der Brennstoffauslaßleitung (131) öffnet, wenn der Brennstoffdruck gleich dem oder höher als der zweite eingestellte Druck wird.

8. Druckregelventil nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch einen an einer unteren Öffnung des Abschnitts mit großem Durchmesser der Brennstoffauslaßleitung (131) befestigten Anschlag (139) derart, daß die temperatur­ empfindliche Feder (140) an ihrem einen Ende mit dem Anschlag (139) und an ihrem anderen Ende mit dem zylindrischen Element gekoppelt ist, wobei sich die temperatur­ empfindliche Feder (140) ausdehnt, so daß der obere Teil des zylindrischen Elements an der inneren Oberfläche des Schulterabschnitts der Brennstoffauslaßleitung (131) anliegt und dadurch den Brennstoffdurchgang (131 a) in dieser schließt, wenn die Brennstoff­ temperatur gleich der oder höher als die eingestellte Temperatur ist.

9. Druckregelventil nach Anspruch 7, gekenn­ zeichnet durch einen am unteren Ende des Ventils (133) ausgebildeten Flansch (137) und eine zwischen den Flansch (137) und den Schulterabschnitt eingefügte Gegenfeder (138), um das Ventilelement (133 a) normalerweise in die Ventilöffnungsrichtung vorzuspannen, wobei der Brennstoffdurchgang (131 a) in der Brennstoffauslaßleitung (131) im ge­ öffneten Zustand gehalten wird, wenn die Brennstofftemperatur niedriger ist als die eingestellte Temperatur.

10. Druckregelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (137) mit einer Mehrzahl von Brennstoffverbindungs­ öffnungen (144) ausgebildet ist.

11. Verfahren zur Regelung des Druckes von zu einer Brennstoffeinspritzvorrichtung zu lieferndem Brennstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdruck auf einen ersten Brennstoffdruck eingestellt wird, der um einen vorbestimmten Wert höher als der Einströmunterdruck in der Nähe einer Brennstoffdüse der Brennstoffeinspritzvor­ richtung ist, wenn die Brennstofftemperatur niedriger ist als eine eingestellte Temperatur, und das Brennstoffdruck auf einen zweiten Brennstoffdruck eingestellt wird, der höher als der erste Brennstoffdruck ist, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder größer als die eingestellte Temperatur wird, wodurch die Erzeugung von Dampf im Brennstoff bei einer erhöhten Brennstoff­ temperatur verhindert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Brennstoffauslaßsystem zur Abführung überschüssigen Brennstoffs aus dem Brennstoffzuführungssystem vorge­ sehen ist, und daß der Brennstoffdruck auf den ersten Brennstoffdruck eingestellt wird, wenn die Brennstofftemperatur niedriger ist als die eingestellte Temperatur, während das Brennstoffauslaßsystem geschlossen wird, wenn die Brennstofftemperatur gleich der oder höher als die eingestellte Temperatur und der Brennstoffdruck niedriger als der zweite Brennstoffdruck sind.