DE19807258C2

DE19807258C2 - Automatic volume flow control valve and injection system with such a control valve

Info

Publication number: DE19807258C2
Application number: DE1998107258
Authority: DE
Inventors: Hinrich Krueger; Martin Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: DE19807258A1; FR2775320B1; FR2775320A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Ein spritzsystem einer Brennkraftmaschine zum Regeln eines Kraft stoff-Volumenstroms gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 196 18 707 A1 bekannt.The invention relates to a device for a Spray system of an internal combustion engine for regulating a force Volume flow according to the preamble of claim 1. Such a device is known from DE 196 18 707 A1.

Bei Brennkraftmaschinen haben in den letzten Jahren Di rekteinspritzsysteme an Bedeutung gewonnen. Insbesondere bei Dieselmotoren werden zunehmend unter der Bezeichnung "Common- Rail-Systeme" bekannte Konzepte eingesetzt, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. Solche Common- Rail-Einspritzsysteme bestehen im wesentlichen aus einer Vor förderpumpe, einer Hochdruckpumpe, einem Hochdruckspeicher, Einspritzventilen und Regeleinrichtungen. Hierbei fördert die Hochdruckpumpe, die über die Vorförderpumpe mit einem Kraft stoffvorratsbehälter in Verbindung steht, Kraftstoff in den Hochdruckspeicher. Der im Hochdruckspeicher unter Druck ste hende Kraftstoff liegt ständig an den Einspritzventilen an. Die Einspritzvorgänge in die Zylinder werden durch Bestromen der Einspritzventile ausgelöst, wobei das Einspritzvolumen abhängig von dem an den Einspritzventilen anstehenden Druck und der Dauer der Bestromung ist.In internal combustion engines, Di direct injection systems gain in importance. Especially at Diesel engines are increasingly called "common Rail systems "well-known concepts used, where with very high injection pressures. Such common Rail injection systems essentially consist of a pre feed pump, a high pressure pump, a high pressure accumulator, Injectors and control devices. Here the High-pressure pump that uses the pre-feed pump with one force is connected to the fuel tank High pressure accumulator. That is under pressure in the high pressure accumulator Fuel is constantly on the injection valves. The injection processes in the cylinders are powered by current of the injection valves triggered, the injection volume depending on the pressure at the injectors and the duration of the current supply.

Um den Druck im Hochdruckspeicher, der den Einspritz druck in die Zylinder bestimmt, präzise und schnell an die jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine anpas sen zu können, ist der Hochdruckspeicher mit einer Hochdruck- Regeleinrichtung verbunden, die überschüssigen Kraftstoff, der nicht zur Aufrechterhaltung des im Hochdruckspeicher ge wünschten Druckes erforderlich ist, in den Kraftstoffvorrats behälter absteuert. Weiterhin ist zwischen die Vorförderpumpe und die Hochdruckpumpe eine Volumenstrom-Steuereinrichtung geschaltet, mit der sich der Volumenstrom zur Hochdruckpumpe bedarfsabhängig steuern läßt. Diese Volumenstrom- Steuereinrichtung setzt sich dabei vorzugsweise aus einer Durchflußquerschnitt-Steuereinrichtung und einer Vordruck- Steuereinrichtung zusammen, die so ausgelegt sind, daß sich bei einer Vergrößerung des Durchflußquerschnitts zur Hoch druckpumpe gleichzeitig eine Vordruckerhöhung auf der Zulauf seite der Hochdruckpumpe einstellt, bzw. sich umgekehrt bei einer Verminderung des Durchflußquerschnitts der Vordruck auf der Zulaufseite verringert. Eine solche Volumenstrom- Steuereinrichtung zeigt eine progressiv steigende Steuerungs kennlinie des Volumenstroms im Zulauf der Hochdruckpumpe über die Ansteuergröße der Volumenstrom-Steuereinrichtung, wodurch sich eine hohe Stellgüte der Steuereinrichtung unter gleich zeitiger Verringerung des Energieverbrauchs der Vorförderpum pe erreichen läßt.To the pressure in the high pressure accumulator, which is the injection pressure in the cylinders determined, precise and fast to the Adapt the respective operating conditions of the internal combustion engine high-pressure accumulator with a high-pressure Connected control device, the excess fuel, which is not to maintain the ge in the high pressure accumulator desired pressure is required in the fuel supply container controls. Furthermore, is between the pre-feed pump and the high pressure pump a volume flow control device switched with which the volume flow to the high pressure pump can be controlled as required. This volume flow The control device is preferably composed of a Flow cross-section control device and a pre-pressure Control device together, which are designed so that with an increase in the flow cross-section to the high pressure pump simultaneously a pre-pressure increase on the inlet side of the high pressure pump, or vice versa a reduction in the flow cross-section of the admission pressure the inlet side reduced. Such a volume flow Control device shows a progressively increasing control Characteristic curve of the volume flow in the inlet of the high pressure pump the control variable of the volume flow control device, whereby high control quality of the control device under the same early reduction in energy consumption of the pre-delivery pump pe can be reached.

Bei der Ansteuerung einer solchen Volumenstrom- Steuereinrichtung ergibt sich jedoch das Problem, daß sich der genaue Förderstrombedarf im Einspritzsystem nur sehr schwer bestimmen läßt. Dies liegt daran, daß der Leckagestrom der Einspritzventile aufgrund der Fertigungstoleranzen Schwankungen unterliegt und dieser Leckagestrom sich zusätz lich mit der Temperatur des Kraftstoffs sowie über die Le bensdauer der Einspritzventile verändert. Auch die Förderlei stung der Hochdruckpumpe ist aufgrund von Fertigungstoleran zen sowie von Temperaturänderungen und Verschleiß Schwankun gen unterworfen, so daß der in den Hochdruckspeicher geför derte Kraftstoffstrom sich nicht genau bestimmen läßt. Um diese Schwankungen im Förderstrombedarf der Einspritzventile und bei der Förderleistung der Hochdruckpumpe ausgleichen zu können, wird die Volumenstrom-Steuereinrichtung herkömmli cherweise so angesteuert, daß der eingestellte Förderstrom einen Sicherheitsaufschlag enthält, der dann aus dem Hoch druckspeicher über die Hochdruck-Regeleinrichtung wieder ab gesteuert wird. Diese Auslegung der Ansteuerung der Volumen strom-Steuereinrichtung führt jedoch zu einer wesentlichen Verschlechterung des Systemwirkungsgrades.When controlling such a volume flow Control device, however, the problem arises that the exact flow requirement in the injection system is very low difficult to determine. This is because the leakage flow of the injection valves due to the manufacturing tolerances Fluctuations are subject and this leakage current is additional Lich with the temperature of the fuel and the Le Service life of the injection valves changed. The funding agency too The high pressure pump is due to manufacturing tolerances zen as well as temperature changes and wear fluctuations subjected to gene, so that in the high-pressure storage derte fuel flow can not be determined exactly. Around these fluctuations in the flow requirements of the injection valves and compensate for the delivery rate of the high pressure pump can, the volume flow control device is conventional So controlled that the set flow rate includes a security surcharge that then comes from high pressure storage via the high-pressure control device is controlled. This interpretation of the control of the volume current control device, however, leads to an essential one Deterioration in system efficiency.

In der DE 196 18 707 A1 ist bereits ein Einspritzsystem mit einer Volumenstrom-Regeleinrichtung beschrieben, bei dem abhängig von dem über die Hochdruck-Regeleinrichtung aus dem Hochdruckspeicher abgesteuerten Kraftstoffstrom der Volumen strom zur Hochdruckpumpe geregelt wird. Hierdurch wird ein geschlossener Regelkreis erreicht, der direkt auf einen über schüssigen Kraftstoffstrom aus dem Hochdruckspeicher reagiert und auf diese Weise eine bedarfsgerechte Einstellung des För derstroms zur Hochdruckpumpe ermöglicht. Zur Regelung der Vo lumenstrom-Regeleinrichtung wird der durch die Hochdruck- Regeleinrichtung aus dem Hochdruckspeicher abgeregelte Kraft stoffvolumenstrom durch eine Drosselstelle in der Volumen strom-Regeleinrichtung geführt. Mit zunehmendem Volumenstrom baut sich vor dieser Drosselstelle ein Staudruck auf, der di rekt dazu benutzt wird, den Zulaufquerschnitt zur Hochdruck pumpe zu verkleinern und so die Förderleistung der Hochdruck pumpe zu reduzieren, bis sich ein stabiler Zustand zwischen dem an der Hochdruck-Regeleinrichtung abgeführten Kraft stoffstrom und der Förderleistung der Hochdruckpumpe ein stellt.An injection system is already in DE 196 18 707 A1 described with a volume flow control device in which depending on that via the high pressure control device from the High pressure accumulator fueled volume flow current to the high pressure pump is regulated. This will be a closed control loop, which is directly connected to a shot fuel flow from the high pressure accumulator reacts and in this way a needs-based setting of the För current to the high pressure pump. To regulate the Vo lumen flow control device is controlled by the high pressure Control device regulated force from the high pressure accumulator volume flow through a throttle in the volume current control device performed. With increasing volume flow builds up in front of this throttle point, the di is used for this purpose, the inlet cross-section to the high pressure pump down and so the delivery rate of high pressure reduce pump until there is a stable condition between the force dissipated at the high-pressure control device material flow and the delivery rate of the high pressure pump poses.

Bei der in der DE 196 18 707 A1 offenbarten Volumen strom-Regeleinrichtung ist weiterhin ein Durchflußquer schnitt-Stellglied mit einem Druckstellglied über eine Feder verbindung gekoppelt, um eine progressiv steigende Kennlinie des Volumenstroms über seine Ansteuergröße zu erzielen. Das Druckstellglied ist hierbei über eine weitere Federvorrich tung gegen das Gehäuse der Volumenstrom-Regeleinrichtung ab gestützt und verschließt im Ruhezustand eine Absteueröffnung. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied, die Absteueröffnung und das Druckstellglied sind dabei so angeordnet, daß das Durch flußquerschnitt-Stellglied, wenn es den Durchflußquerschnitt vergrößert, die Lage der Absteueröffnung bzw. die Stellung des Druckstellglieds derart verändert, daß sich der Druck auf den Volumenstrom erhöht. Bei dieser Auslegung der Volumen strom-Regeleinrichtung besteht jedoch das Problem, daß eine Veränderung des Drucks in der Regeleinrichtung, wie sie z. B. von der Vorförderpumpe ausgehen kann, auf die Lage des Durch flußquerschnitt-Stellglieds in der Regeleinrichtung rück wirkt, so daß sich unerwünschte Änderungen des Durchflußquer schnitts und damit Schwankungen im eingestellten Fördervolu menstrom zur Hochdruckpumpe ergeben. With the volume disclosed in DE 196 18 707 A1 current control device is still a flow cross cut actuator with a pressure actuator via a spring connection coupled to a progressively increasing characteristic to achieve the volume flow via its control variable. The Pressure actuator is here via a further spring device device against the housing of the volume flow control device supported and closes a discharge opening in the idle state. The flow cross section actuator, the discharge opening and the pressure actuator are arranged so that the through flow cross section actuator if it is the flow cross section enlarged, the position of the discharge opening or the position of the pressure actuator changed so that the pressure on increases the volume flow. With this interpretation the volume current control device, however, there is the problem that a Change in pressure in the control device, as z. B. can go from the pre-feed pump to the location of the through flow cross-section actuator in the control device back acts so that there are undesirable changes in the flow cross average and thus fluctuations in the set funding volume flow rate to the high pressure pump.

Bei dem in der DE 196 18 707 A1 dargestellten selbsttä tig den Förderungsbedarf einstellenden Einspritzsystem be steht weiter das Problem, daß im Falle einer Notabschaltung oder einer Fehlfunktion im Einspritzsystem nur sehr langsam der Druck im Hochdruckspeicher abgebaut werden kann, da der über die Hochdruck-Regeleinrichtung abgesteuerte Kraftstoff sich an der Drosselstelle rückstaut. Dieser das normale Maß übersteigende Staudruck an der Drosselstelle kann darüber hinaus zu einer Beschädigung der Regeleinrichtungen führen.In the automatic shown in DE 196 18 707 A1 injection system that sets the funding requirement there is also the problem that in the event of an emergency shutdown or a malfunction in the injection system is very slow the pressure in the high pressure accumulator can be reduced because the Fuel controlled via the high-pressure control device backing up at the throttle point. This is the normal measure Excessive dynamic pressure at the throttle point can be about lead to damage to the control equipment.

Aus der DE 196 12 412 A1 ist weiter ein Einspritzsystem mit einer Notabschalteinrichtung bekannt, bei der ein Druck flußquerschnitt-Stellglied ab einem vorbestimmten Staudruck in einem Ablaufkanal einen Notablaufkanal freigibt.An injection system is also known from DE 196 12 412 A1 known with an emergency shutdown device in which a pressure flow cross-section actuator from a predetermined dynamic pressure releases an emergency drain channel in a drain channel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine selbsttä tig arbeitende Volumenstrom-Regeleinrichtung für ein Ein spritzsystem bereitzustellen, die sich durch eine hohe Regel güte und eine zuverlässige Notlauffunktion auszeichnen.The object of the present invention is an automatic Actually working volume flow control device for one to provide a spray system that is characterized by a high rule quality and a reliable emergency function.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.This object is achieved by the features of claim 1 solved. Preferred embodiments are in the dependent ones Claims disclosed.

Gemäß der Erfindung ist eine Notabschalte-Einrichtung nach einer Hochdruck-Regeleinrichtung in einem Kraftstoffab lauf parallel zu einer Drosseleinrichtung angeordnet, wobei die Notabschalte-Einrichtung mit der Drosseleinrichtung in einer Wirkverbindung steht, um die Notabschalte-Einrichtung bei einem vorbestimmten Staudruck an der Drosseleinrichtung zu öffnen und gleichzeitig den Kraftstoffstrom zur Hochdruck pumpe vollständig zu unterbinden. Diese Auslegung ermöglicht im Falle einer Notabschaltung bei einem schlagartigen Öffnen der Hochdruck-Regeleinrichtung den Druck in einem Hochdruck speicher über die Notabschalte-Einrichtung schnell abzubauen und gleichzeitig eine Kraftstoffförderung in den Hochdruck speicher zu verhindern. Weiterhin wird eine Beschädigung der Regeleinrichtungen durch einen extrem hohen Staudruck an der Drosselstelle zuverlässig verhindert.According to the invention is an emergency shutdown device after a high pressure control device in a fuel system run parallel to a throttle device, wherein the emergency shutdown device with the throttle device in there is an operative connection to the emergency shutdown device at a predetermined dynamic pressure at the throttle device open and at the same time the fuel flow to high pressure prevent the pump completely. This interpretation enables in the event of an emergency shutdown in the event of a sudden opening the high pressure control device the pressure in a high pressure Dismantle memory quickly via the emergency shutdown device and at the same time fuel delivery to high pressure to prevent memory. Furthermore, damage to the Control devices due to an extremely high dynamic pressure at the Throttle point reliably prevented.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Druckstellglied ausschließlich gegen ein Durchflußquerschnitt-Stellglied ab gestützt, so daß sich das Durchflußquerschnitt-Stellglied im mer im Druckgleichgewicht befindet und damit seine Lage un empfindlich gegen Druckschwankungen ist. Durch diese druck ausgeglichene Auslegung der Volumenstrom-Regeleinrichtung wird verhindert, daß Schwankungen im Förderstrom einer Vor förderpumpe und daraus resultierende Vordruckänderungen den Volumenstrom über die Regeleinrichtung zur Hochdruckpumpe be einflussen, was zu einer verbesserten Regelgüte führt. Eine solche Volumenstrom-Regeleinrichtung aber kann grundsätzlich auch getrennt ohne eine Notabschalte-Einrichtung ausgeführt werden.According to the invention, a pressure actuator is also only against a flow cross-section actuator supported so that the flow cross-section actuator in is always in pressure equilibrium and thus its location un is sensitive to pressure fluctuations. Through this pressure balanced design of the volume flow control device prevents fluctuations in the flow of a pre feed pump and the resulting changes in form Volume flow via the control device to the high pressure pump influence, which leads to improved control quality. A such a volume flow control device can in principle also carried out separately without an emergency shutdown device become.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it

Fig. 1A ein erstes Einspritzsystem gemäß der Erfindung, Fig. 1A, a first injection system according to the invention,

Fig. 1B ein zweites Einspritzsystem gemäß der Erfindung, Fig. 1B is a second injection system according to the invention,

Fig. 2A ein erstes Regelventil gemäß der Erfindung und Fig. 2A, a first control valve in accordance with the invention and

Fig. 2B ein zweites Regelventil gemäß der Erfindung. Fig of the invention. 2B according to a second control valve.

Fig. 1A zeigt ein Common-Rail-Einspritzsystem mit einer Vorförderpumpe 2, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorrats behälter 1 in einer Kraftstoffzuleitung 5 über ein Durch flußquerschnitt-Regelventil 101 zu einer Hochdruckpumpe 3 pumpt. Der von der Hochdruckpumpe 3 verdichtete Kraftstoff wird in einen Hochdruckspeicher 4 eingespeist, der den Kraft stoff an Einspritzventile (nicht gezeigt) abgibt, die den Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzen. Die Vor förderpumpe 2 steht weiterhin mit einem Vordruck-Regelventil 102 in Verbindung, das den Kraftstoffdruck nach der Vorför derpumpe 2 bedarfsabhängig einstellt und den überschüssigen Kraftstoff über eine Kraftstoffrückleitung 6 in den Kraft stoffvorratsbehälter 1 zurückführt. Das Vordruck-Regelventil 102 ist darüber hinaus über eine Federeinrichtung 105 mit dem Durchflußquerschnitt-Regelventil 101 gekoppelt. Diese Feder vorrichtung 105 ist dabei so ausgelegt, daß eine Vergrößerung des Durchflußquerschnitts im Durchflußquerschnitt-Regelventil 102 gleichzeitig eine Verkleinerung der Absteueröffnung im Vordruck-Regelventil 102 bewirkt und sich damit der Druck auf den Volumenstrom zur Hochdruckpumpe 3 erhöht. Umgekehrt sorgt die Federeinrichtung 105 auch dafür, daß sich bei einer Ver minderung des Durchflußquerschnitts im Durchflußquerschnitt- Regelventil 101 eine Vergrößerung der Absteueröffnung im Vor druck-Regelventil 102 einstellt, so daß sich der Vordruck auf der Zulaufseite zur Hochdruckpumpe 3 gleichzeitig mit dem Vo lumenstrom vermindert. Diese Kopplung von Vordruck und Durch flußquerschnitt ergibt eine progressiv steigende Steuerungs kennlinie des Volumenstroms zur Hochdruckpumpe 3 über seine Ansteuergröße, wodurch sich eine hohe Regelgüte unter Verrin gerung des Energieverbrauchs der Vorförderpumpe 2 erreichen läßt. Fig. 1A shows a common rail injection system with a prefeed pump 2 , the fuel from a fuel reservoir 1 in a fuel supply line 5 via a flow cross-section control valve 101 pumps to a high pressure pump 3 . The fuel compressed by the high-pressure pump 3 is fed into a high-pressure accumulator 4 , which delivers the fuel to injection valves (not shown) which inject the fuel into an internal combustion engine. Before the feed pump 2 is also connected to a form pressure control valve 102 , which adjusts the fuel pressure after the Vorför derpump 2 as required and the excess fuel via a fuel return line 6 in the fuel tank 1 returns. The admission pressure control valve 102 is also coupled to the flow cross-section control valve 101 via a spring device 105 . This spring device 105 is designed so that an increase in the flow cross section in the flow cross-section control valve 102 simultaneously causes a reduction in the discharge opening in the admission pressure control valve 102 and thus increases the pressure on the volume flow to the high pressure pump 3 . Conversely, the spring device 105 also ensures that with a reduction in the flow cross section in the flow cross-section control valve 101 an increase in the discharge opening in the pre-pressure control valve 102 is set, so that the admission pressure on the inlet side to the high-pressure pump 3 is reduced simultaneously with the volume flow . This coupling of the upstream pressure and through the flow cross-section results in a progressively increasing control characteristic of the volume flow to the high-pressure pump 3 via its actuation variable, as a result of which a high control quality can be achieved while reducing the energy consumption of the pre-feed pump 2 .

Um den Druck im Hochdruckspeicher 4 entsprechend den ge wünschten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine einstel len zu können, ist an den Hochdruckspeicher 4 weiterhin ein Hochdruck-Regelventil 8 angeschlossen, über das überschüssi ger Kraftstoff, der nicht zur Aufrechterhaltung eines im Hochdruckspeicher 4 gewünschten Drucks benötigt wird, mittels einer weiteren Kraftstoffrückleitung 7 in den Kraftstoffvor ratsbehälter 1 abgesteuert wird. Das Hochdruck-Regelventil 8 weist hierzu ein Druckschließglied auf, das von einer Rück stelleinrichtung - vorzugsweise einer Federeinrichtung - mit einem Haltedruck beaufschlagt wird und in seiner Ausgangs stellung die Kraftstoffrückleitung 7 verschließt. Am Hoch druck-Regelventil 8 ist außerdem ein elektrisch angetriebener Aktor angeordnet, mit dem sich der Haltedruck der Rückstel leinrichtung und damit der Druck im Hochdruckspeicher 4 ent sprechend den gewünschten Betriebsbedingungen der Brennkraft maschine einstellen läßt.In order to be able to set the pressure in the high-pressure accumulator 4 in accordance with the desired operating conditions of the internal combustion engine, a high-pressure control valve 8 is also connected to the high-pressure accumulator 4 , via the excess fuel which is not required to maintain a desired pressure in the high-pressure accumulator 4 , is shut off by means of a further fuel return line 7 into the fuel tank 1 . For this purpose, the high-pressure control valve 8 has a pressure closing element which is acted upon by a holding device - preferably a spring device - with a holding pressure and closes the fuel return line 7 in its starting position. At the high pressure control valve 8 , an electrically driven actuator is also arranged, with which the holding pressure of the reset device and thus the pressure in the high-pressure accumulator 4 can be set accordingly to the desired operating conditions of the internal combustion engine.

Die Kraftstoffrückleitung 7 verzweigt nach dem Hoch druck-Regelventil 8, wobei in einem Zweig eine Drosselein richtung 103 und im anderen Zweig ein Notabschalte- Regelventil 104 angeordnet ist. Die Drosseleinrichtung 103 ist über eine Wirkverbindung 106 sowohl mit einem Stellglied des Durchflußquerschnitt-Regelventils 101 als auch mit einem Stellglied des Notabschalte-Regelventils 104 verbunden. Das Stellglied des Durchflußquerschnitt-Regelventils 101 wird weiterhin von einer Rückstelleinrichtung mit einem Haltedruck beaufschlagt. Das Notabschalte-Regelventil 104 ist in seiner Ruhestellung geschlossen, wobei eine Rückstelleinrichtung mit einem Haltedruck auf das Stellglied wirkt.The fuel return line 7 branches to the high-pressure control valve 8 , with a Drosselein device 103 in one branch and an emergency shut-off control valve 104 being arranged in the other branch. The throttle device 103 is connected via an operative connection 106 both to an actuator of the flow cross-section control valve 101 and to an actuator of the emergency shutdown control valve 104 . The actuator of the flow cross-section control valve 101 is further subjected to a holding pressure by a resetting device. The emergency shutdown control valve 104 is closed in its rest position, a reset device acting on the actuator with a holding pressure.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Wirkverbindung 106 zwischen Drosseleinrichtung 103, Notabschalte-Regelventil 104 und Durchflußquerschnitt-Regelventil 101 näher erläutert. Wenn das Hochdruck-Regelventil 8 Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 4 in die Kraftstoffrückleitung 7 absteuert, wird dieser Kraftstoff volumenstrom über die Drosseleinrichtung 103 geführt, da das Notabschalte- Regelventil 104 geschlossen ist. Der abgeregelte Kraft stoffstrom staut sich dabei an der Drosseleinrichtung 103 und baut so einen Staudruck auf, der abhängig von dem abgeregel ten Kraftstoffvolumenstrom ist. Dieser Staudruck wird über die Wirkverbindung 106 direkt an das Stellglied des Durch flußquerschnitt-Regelventils 101 angelegt, wobei mit anstei gendem Staudruck an der Drosseleinrichtung 103 der Durch flußquerschnitt durch das Durchflußquerschnitt-Regelventil 101 verkleinert wird. Eine Verkleinerung des Durchflußquer schnitts führt dann zu einem geringeren Volumenstrom zur Hochdruckpumpe 3 und damit auch zu einer Reduzierung des von der Hochdruckpumpe in den Hochdruckspeicher 4 geförderten Kraftstoffs.The mode of operation of the operative connection 106 between throttle device 103 , emergency shutdown control valve 104 and flow cross-section control valve 101 is explained in more detail below. If the high-pressure control valve 8 controls fuel from the high-pressure accumulator 4 into the fuel return line 7 , this fuel volume flow is conducted via the throttle device 103 , since the emergency shut-off control valve 104 is closed. The regulated fuel flow builds up at the throttle device 103 and thus builds up a dynamic pressure which is dependent on the regulated fuel volume flow. This back pressure is applied via the operative connection 106 directly to the actuator of the flow area through control valve 101, wherein the flow area is reduced by the flow area through control valve 101 with anstei gendem dynamic pressure at the throttle device 103rd A reduction in the flow cross section then leads to a lower volume flow to the high pressure pump 3 and thus also to a reduction in the fuel delivered by the high pressure pump in the high pressure accumulator 4 .

Diese Auslegung der Wirkverbindung 106 ermöglicht es, daß sich ein stabiler Zustand zwischen dem am Hochdruck- Regelventil 8 abgeregelten Kraftstoffvolumensstrom und der Förderleistung durch die Hochdruckpumpe 3 einstellt, so daß sich selbsttätig eine bedarfsgerechte Kraftstoffförderung in den Hochdruckspeicher 4 ergibt. Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Regelkreis, mit dem sich schnell und zuverläs sig Fertigungs- und Betriebstoleranzen von Komponenten des Einspritzsystems, z. B. ein sich ändernder Leckagestrom der Einspritzventile, ausgleichen läßt. Weiterhin sorgt die be darfsabhängige Regelung der Kraftstoffförderung in den Hoch druckspeichern, die direkt auf den abgesteuerten überschüssi gen Kraftstoff-Volumenstrom reagiert, für einen hohen System wirkungsgrad.This design of the active connection 106 enables a stable state to be established between the fuel volume flow regulated at the high-pressure control valve 8 and the delivery rate through the high-pressure pump 3 , so that there is automatically a need-based fuel delivery into the high-pressure accumulator 4 . In this way, a closed control loop is created, with which the manufacturing and operating tolerances of components of the injection system, e.g. B. can compensate for a changing leakage flow of the injection valves. Furthermore, the need-based regulation of the fuel delivery in the high-pressure accumulators, which responds directly to the excess fuel volume flow that has been deactivated, ensures a high level of system efficiency.

Der sich in dem geschlossenen Regelkreis bei normalen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine üblicherweise ein stellende Zustand ergibt einen geringen ständig über das Hochdruck-Regelventil 8 abgesteuerten Kraftstoff-Volumenstrom aus den Hochdruckspeicher 4. Eine Unterbrechung dieses stän dig fließenden Volumenstroms durch Schließen des Hochdruck- Regelventils ermöglicht deshalb einen schnellen Druckaufbau im Hochdruckspeicher 4, wie er in extremen Betriebsbedingun gen der Brennkraftmaschine, z. B. bei Höchstbeschleunigungs vorgängen erwünscht ist.The state that is usually set in the closed control loop under normal operating conditions of the internal combustion engine results in a low fuel volume flow from the high-pressure accumulator 4 that is constantly controlled by the high-pressure control valve 8 . An interruption of this constantly flowing volume flow by closing the high-pressure control valve therefore enables rapid pressure build-up in the high-pressure accumulator 4 , as is the case in extreme operating conditions of the internal combustion engine, e.g. B. operations at maximum acceleration is desired.

Die Wirkverbindung 106 ist weiterhin so ausgelegt, daß im Falle einer Notabschaltung oder einer Fehlfunktion im Ein spritzsystem, bei dem das Hochdruck-Regelventil 8 schlagartig geöffnet wird, um den Druck im Hochdruckspeicher in möglichst kurzer Zeit abzubauen, der sich dann an der Drosseleinrich tung 103 aufbauende Staudruck so groß wird, daß sich das Stellglied des Durchflußquerschnitt-Regelventils 101 voll ständig schließt und somit die Kraftstoffförderung der Hoch druckpumpe unterbrochen ist. Gleichzeitig öffnet die Wirkver bindung 106 das Stellglied des Notabschalte-Regelventils 104 und der Kraftstoff im Hochdruckspeicher 4 kann dann über die ses Regelventil in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 abfließen. Dieses Öffnen des Notabschalte-Regelventils 104 ermöglicht es, daß sich der Staudruck und damit der Druck im Hochdruck speicher schlagartig abbaut und somit eine zuverlässige und schnelle Notabschaltung ohne Beschädigungen in den Regelein richtungen erreicht wird.The active connection 106 is also designed so that in the event of an emergency shutdown or a malfunction in an injection system, in which the high-pressure control valve 8 is opened suddenly to reduce the pressure in the high-pressure accumulator in the shortest possible time, which then device 103 on the Drosseleinrich build-up dynamic pressure is so large that the actuator of the flow cross-section control valve 101 closes completely constantly and thus the fuel delivery of the high pressure pump is interrupted. At the same time, the active connection 106 opens the actuator of the emergency shutdown control valve 104 and the fuel in the high-pressure accumulator 4 can then flow into the fuel tank 1 via this control valve. This opening of the emergency shutdown control valve 104 enables the dynamic pressure and thus the pressure in the high-pressure accumulator to abruptly decrease and thus a reliable and fast emergency shutdown without damage to the control devices is achieved.

Fig. 1B zeigt eine weitere Ausführungsform des Common- Rail-Einspritzsystems, bei der zwischen dem Durchflußquer schnitt-Regelventil 101 und dem Notabschalte-Regelventil 104 eine starre Verbindung 108 ausgebildet ist, die die in der Ausführungsform gemäß Fig. 1A mit dem Stellglied des Durch flußquerschnitt-Regelventils 101 verbundene Rückstelleinrich tung ersetzt. Weiterhin ist im Unterschied zu der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 1A bei der in Fig. 1B gezeigten Ausfüh rungsform nur eine Wirkverbindung 107 zwischen der Drosse leinrichtung 103 und dem Durchflußquerschnitt-Regelventil 101 ausgebildet. Die Funktionsweise der Wirkverbindung 107 und der starren Verbindung 108 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1B entspricht der der Wirkverbindung 106 bei der Ausführungs form gemäß Fig. 1A. Fig. 1B shows a further embodiment of the common rail injection system, in which a rigid connection 108 is formed between the flow cross-section control valve 101 and the emergency shut-off control valve 104 , which in the embodiment according to FIG. 1A with the actuator of the through flow cross-section control valve 101 connected Rückstelleinrich device replaced. Furthermore, in contrast to the embodiment shown in FIG. 1A, only one operative connection 107 is formed between the throttle device 103 and the flow cross-section control valve 101 in the embodiment shown in FIG. 1B. The operation of the active connection 107 and the rigid connection 108 in the embodiment according to FIG. 1B corresponds to that of the active connection 106 in the embodiment according to FIG. 1A.

Im Fall einer Notabschaltung, d. h. bei einem schlagarti gen Öffnen des Hochdruck-Regelventils 8, wird der sich an der Drosseleinrichtung 103 aufbauende Staudruck so groß, daß die Wirkverbindung 107 über das Stellglied das Durchflußquer schnitt-Regelventil 101 ganz verschließt und die Kraftstoff zufuhr zur Hochdruckpumpe 3 vollständig unterbricht. In die ser Position des Durchflußquerschnitt-Regelventils 101 wird über der Federverbindung 105 das Vordruck-Regelventil 102 ganz geöffnet, so daß der von der Vorförderpumpe 2 geförderte Kraftstoffstrom in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 abgesteu ert wird. Gleichzeitig wird über die starre Verbindung 108 auch das Notabschalte-Regelventil 104 geöffnet und der Stau druck in der Kraftstoffrückleitung 107 und damit der Druck im Hochdruckspeicher 4 schlagartig abgebaut.In the event of an emergency shutdown, ie when the high-pressure control valve 8 opens suddenly, the back pressure building up on the throttle device 103 becomes so great that the operative connection 107 closes the flow cross-section control valve 101 completely via the actuator and the fuel supply to the high-pressure pump 3 completely interrupts. In the ser position of the through flow control valve 101 is fully opened to the spring connection 105, the inlet pressure control valve 102 so that the delivered by the prefeed pump 2 fuel flow is ert abgesteu in the fuel tank. 1 At the same time, the emergency shutdown control valve 104 is opened via the rigid connection 108 and the back pressure in the fuel return line 107 and thus the pressure in the high-pressure accumulator 4 is suddenly reduced.

Die Funktionen des Vordruck-Regelventils 102, des Durch flußquerschnitt-Regelventils 101, der diese beiden Regelven tile verbindenden Federeinrichtung 105, des Notabschalte- Regelventils 104, der Drosseleinrichtung 103, können in einem einzigen als Volumenstromregelventil 10 ausgeführten Bauele ment integriert werden. Eine mögliche Ausführungsform eines solchen Volumenstrom-Regelventils 10 ist in Fig. 2A im Quer schnitt dargestellt.The functions of the admission pressure control valve 102 , the flow cross-section control valve 101 , the spring control unit 105 connecting these two control valves, the emergency shut-off control valve 104 , the throttle device 103 , can be integrated into a single component designed as a volume flow control valve 10 . A possible embodiment of such a volume flow control valve 10 is shown in cross section in Fig. 2A.

Das Regelventil 10 weist einen Ventilkörper 11 auf, der über ein Gewinde 13 in eine Gehäuse 14 eingeschraubt ist. Al ternativ kann der Ventilkörper auch an das Gehäuse an geflanscht werden. Das Gehäuse 14 kann darüber hinaus als Teil eines der Verbraucher, die mit dem Regelventil verbunden sind, ausgebildet sein. Der Ventilkörper 11 weist eine zylin drische Innenbohrung auf, in der ein Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 sitzt.The control valve 10 has a valve body 11 which is screwed into a housing 14 via a thread 13 . Alternatively, the valve body can also be flanged to the housing. The housing 14 can also be designed as part of one of the consumers that are connected to the control valve. The valve body 11 has a cylindrical inner bore in which a flow cross-section actuator 20 is seated.

Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 weist eine Ver bindungskolben 21 auf, auf dessen oberen Ende ein Federan schlag 22 und auf dessen unteren Ende ein Druckkolben 23 an geordnet sind. Über dem Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 sitzt in der Innenbohrung des Ventilkörpers 11 weiterhin eine erste Feder 24, die mit einer Seite am Federanschlag 22 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 anliegt. Das andere Ende der Feder 24 ist gegen einen Deckel 16 des Ventilkörpers 11 abgestützt, der das obere Ende der Innenbohrung des Ventil körpers 11 verschließt. Diese erste Feder 24 ist dabei so ausgelegt, daß ihre Federkraft das Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 mit seinem Druckkolben 23 gegen einen ringför migen Anschlag 17 drückt, der am unteren Ende des Ventilkör pers 11 in dessen Innenbohrung ausgebildet ist.The flow cross-section actuator 20 has a Ver connection piston 21 , on the upper end of a Federan blow 22 and on the lower end of a pressure piston 23 are arranged. Above the flow cross-section actuator 20 , a first spring 24 is seated in the inner bore of the valve body 11 , one side of which rests against the spring stop 22 of the flow cross-section actuator 20 . The other end of the spring 24 is supported against a cover 16 of the valve body 11 , which closes the upper end of the inner bore of the valve body 11 . This first spring 24 is designed so that its spring force presses the flow cross-section actuator 20 with its pressure piston 23 against a ringför shaped stop 17 which is formed at the lower end of the Ventilkör pers 11 in its inner bore.

Zwischen dem Ventilkörper 11 und dem Durchflußquer schnitt-Stellglied 20 ist im Bereich des Verbindungskolbens 21 ein länglicher vorzugsweise ringförmig um den Verbindungs kolben umlaufender Vorraum ausgebildet, in dem ein ebenfalls vorzugsweise ringförmig um den Verbindungskolben 21 umlaufen des Druckstellglied 30 angeordnet ist, das mit einer zweiten Feder 31 gegen den Federanschlag 22 des Durchflußquerschnitt- Stellglieds 20 abgestützt ist. Das Druckstellglied 30 ist da bei parallel zum Verbindungskolben 21 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 20 gegen die Federkraft der zweiten Feder 31 verschiebbar, wobei das Druckstellglied 30 im Hohlraum ei nen Steuerraum 32 dicht gegen einen Federraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 befindet, abschließt.Between the valve body 11 and the flow cross-section actuator 20 , an elongated, preferably annular around the connecting piston circumferential vestibule is formed in the region of the connecting piston 21 , in which a likewise preferably circular around the connecting piston 21 of the pressure actuator 30 is arranged, which with a second Spring 31 is supported against the spring stop 22 of the flow cross-section actuator 20 . The pressure actuator 30 is there parallel to the connecting piston 21 of the flow cross-section actuator 20 against the spring force of the second spring 31 displaceable, the pressure actuator 30 in the cavity egg nen control chamber 32 tight against a spring chamber 33 , in which the second spring 31 is located, completes.

Im Gehäuse 14 sind weiterhin seitlich voneinander beab standet drei Bohrungen 40, 41, 42 eingebracht, wobei die un tere Bohrung 40 als Ventilauslaß für die Hochdruckpumpe 3 dient, die mittlere Bohrung 41 als Ventileinlaß für den über die Vorförderpumpe 2 angeschlossenen Kraftstoffvorratsbehäl ter 1 verwendet wird und die obere Bohrung 42 als Absteuer öffnung zur Rückführung von Kraftstoff in den Kraftstoffvor ratsbehälter 1 ausgebildet ist. Die Auslaßbohrung 40, die Einlaßbohrung 41 und die Absteuerbohrung 42 enden jeweils in zwischen dem Ventilkörpereinsatz 15 und dem Gehäuse 14 ausge bildeten Ringkanälen 43, 44, 45. Über jedem Ringkanal ist in einer entsprechenden Stufenbohrung des Gehäuses 14 ein Dich tring 18, vorzugsweise in Form eines Ohrrings, angebracht, der eine radiale Abdichtung des jeweiligen Ringkanals gewähr leistet. In the housing 14 are laterally spaced three holes 40 , 41 , 42 are introduced, the lower bore 40 serves as a valve outlet for the high-pressure pump 3 , the central bore 41 is used as a valve inlet for the fuel supply container 1 connected via the prefeed pump 2 and the upper bore 42 is designed as a discharge opening for returning fuel into the fuel tank 1 . The outlet bore 40 , the inlet bore 41 and the control bore 42 each end in ring channels 43 , 44 , 45 formed between the valve body insert 15 and the housing 14 . Above each ring channel is a ring 18 , preferably in the form of an earring, attached in a corresponding stepped bore of the housing 14 , which ensures radial sealing of the respective ring channel.

Von den Ringkanälen 43, 44, 45 führen Verbindungsbohrun gen 46, 47, 48, 49 durch den Ventilkörper 11 in den Ventilin nenraum. Die erste Verbindungsbohrung 46, die an den unteren Ringkanal 43, in dem die Auslaßbohrung 40 endet, angeschlos sen ist, ist so angeordnet, daß der Druckkolben 23 des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 in seiner Ruhestellung, wenn der Druckkolben 23 aufgrund der Federkraft der Feder 24 gegen den Anschlag 17 des Ventilkörpers 11 gedrückt ist, vollstän dig zum Steuerraum 32 hin geöffnet ist. Die darüberliegenden zweite Verbindungsbohrung 47 ist über den mittleren Ringkanal 44 mit der Einlaßbohrung 41 verbunden und mündet in den Steu erraum 32.From the ring channels 43 , 44 , 45 lead through gene 46 , 47 , 48 , 49 through the valve body 11 in the Ventilin nenraum. The first connecting bore 46 , which is ruled out to the lower annular channel 43 in which the outlet bore 40 ends, is arranged so that the pressure piston 23 of the flow cross-section actuator 20 in its rest position when the pressure piston 23 due to the spring force of the spring 24 is pressed against the stop 17 of the valve body 11 , is completely dig dig open to the control chamber 32 . The overlying second connecting bore 47 is connected via the central annular channel 44 to the inlet bore 41 and opens into the control chamber 32nd

Vom oberen Ringkanal 45, an den die zum Kraftstoffvor ratsbehälter 1 zurückführende Absteuerbohrung 42 angeschlos sen ist, führen die dritten und vierten Verbindungsbohrungen 48, 49 in den zwischen dem Verbindungskolben 21 des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 und dem Ventilkörper 11 ausge bildeten Hohlraum. Die dritte Verbindungsbohrung 48 ist dabei so angeordnet, daß ihre Öffnung durch das Druckstellglied 30 in Ruhestellung verschlossen ist. Die vierte Verbindungsboh rung 49, die von der dritten Verbindungsbohrung 48 abzweigt, aber auch alternativ direkt in den oberen Ringkanal 45 münden kann, ist dagegen so ausgelegt, daß sie in jeder Stellung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 und des Druckstellglieds 30 Verbindung zu dem zwischen dem Federanschlag 22 des Durch flußquerschnitt-Stellglieds 20 und dem Druckstellglied 30 ausgebildeten Federraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 befindet hat, um diesen Raum des Regelventils ständig druck los zu halten. Aus diesem Grund ist im Federanschlag 22 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 auch ein Kanal 25 ausge bildet, der den Federraum 33 für die zweite Feder 31 mit dem oberen Abschnitt der Innenbohrung des Ventilkörpers 11, in dem sich die erste Feder 24 befindet, verbindet, um auch die sen Raum des Regelventils drucklos zu halten.From the upper annular channel 45 , to which the return tank 42 returning to the fuel tank 1 is ruled out, the third and fourth connecting bores 48 , 49 lead into the cavity formed between the connecting piston 21 of the flow cross-section actuator 20 and the valve body 11 . The third connecting bore 48 is arranged so that its opening is closed by the pressure actuator 30 in the rest position. The fourth Verbindungsboh tion 49 , which branches off from the third connection bore 48 , but alternatively can also open directly into the upper ring channel 45 , is designed so that it connects to the between the in each position of the flow cross-section actuator 20 and the pressure actuator 30 Spring stop 22 of the through flow cross-section actuator 20 and the pressure actuator 30 formed spring chamber 33 , in which the second spring 31 is located in order to keep this space of the control valve constantly pressure free. For this reason, a channel 25 is also formed in the spring stop 22 of the flow cross-section actuator 20 , which connects the spring chamber 33 for the second spring 31 to the upper section of the inner bore of the valve body 11 , in which the first spring 24 is located also keep this space of the control valve depressurized.

Der Ventilkörper 11 mündet mit seinem in das Gehäuse 14 eingeschraubten unteren Ende in einem im Gehäuse ausgebilde ten Einlaßkanal 60, der über die Kraftstoffrückleitung 7 an das Hochdruck-Regelventil 8 angeschlossen ist.The valve body 11 opens with its screwed into the housing 14 lower end in a housing in the housing th inlet channel 60 , which is connected via the fuel return line 7 to the high-pressure control valve 8 .

Im Ventilkörper 11 sind oberhalb des ringförmigen An schlags 17 im Bereich des Druckkolbens 23 des Durchflußquer schnitt-Stellglieds 20 weiterhin seitlich übereinander zwei Kanalbohrungen 61, 62 eingebracht, die in einen weiteren zwi schen dem Gehäuse 14 und dem Ventilkörper 11 ausgebildeten Ringkanal 63 münden. Dieser Ringkanal 63 ist mit einer Ablaß bohrung 64 versehen, die an den Kraftstoffvorratsbehälter 1 angeschlossen ist. Die näher am Einlaßkanal 60 angeordnete Kanalbohrung 61 ist dabei mit einer Drosselstelle versehen. Die darüberliegende Kanalbohrung 62 dient als Notablaßkanal. Beide Kanalbohrungen 61, 62 sind in der Ruhestellung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20, wenn dieses durch die Feder 24 gegen den Anschlag 17 gedrückt wird, verschlossen.In the valve body 11 are above the annular impact 17 in the area of the pressure piston 23 of the flow cross-section actuator 20 laterally two channel bores 61 , 62 are introduced laterally, which open into another between the housing 14 and the valve body 11 formed annular channel 63 . This ring channel 63 is provided with a drain hole 64 which is connected to the fuel tank 1 . The channel bore 61 arranged closer to the inlet channel 60 is provided with a throttle point. The overlying channel bore 62 serves as an emergency drain channel. Both channel bores 61 , 62 are closed in the rest position of the flow cross-section actuator 20 when it is pressed by the spring 24 against the stop 17 .

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 2A ge zeigten Regelventils näher erläutert:The mode of operation of the control valve shown in FIG. 2A is explained in more detail below:

In der Ausgangsstellung des Regelventils schlägt der Druckkolben 23 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 am An schlag 17 an und verschließt die Drosselstelle 61 und den No tablaßkanal 62. Weiterhin wird in dieser Ausgangsstellung auch die dritte Verbindungsbohrung 48, die über den oberen Ringkanal 45 und die Absteuerbohrung 42 mit dem Kraftstoff vorratsbehälter 1 verbunden ist, durch das Druckstellglied 30 verschlossen. Der Steuerraum 32 ist weiterhin über die zweite Verbindungsbohrung 47, den mittleren Ringkanal 44, die Ein laßbohrung 41 und die Vorförderpumpe 2 an den Kraftstoffvor ratsbehälter 1 angeschlossen und wird hieraus mit Kraftstoff versorgt. Von dem Steuerraum 32 strömt der Kraftstoff dann über die erste Verbindungsbohrung 46, den ersten Ringkanal 43 und die erste Bohrung 40 zur Hochdruckpumpe 3, die den Kraft stoff in den Hochdruckspeicher 4 einspeist.In the initial position of the control valve, the pressure piston 23 of the flow cross-section actuator 20 strikes at stop 17 and closes the throttle point 61 and the no discharge duct 62 . Furthermore, in this starting position, the third connecting bore 48 , which is connected to the fuel storage container 1 via the upper annular channel 45 and the control bore 42 , is closed by the pressure actuator 30 . The control chamber 32 is also connected via the second connection bore 47 , the central ring channel 44 , the inlet bore 41 and the pre-feed pump 2 to the fuel tank 1 and is supplied with fuel therefrom. From the control chamber 32 , the fuel then flows through the first connecting bore 46 , the first ring channel 43 and the first bore 40 to the high-pressure pump 3 , which feeds the fuel into the high-pressure accumulator 4 .

Wird bei der Versorgung des Steuerraums 32 mit Kraft stoff der Druck im Steuerraum 22 durch die Vorförderpumpe 2 so weit erhöht, daß der Kraftstoffdruck auf die dem Steuer raum 32 zugewandte Seite des Druckstellglieds 30 größer wird als die das Druckstellglied auf der entgegengesetzten Seite beaufschlagende Federkraft der zweiten Feder 31, so wird das Druckstellglied 30 gegen die zweite Feder 31 gedrückt und die dritte Verbindungsbohrung 48 zum Steuerraum 32 hin geöffnet. Über die geöffnete dritte Verbindungsbohrung 48, den oberen Ringkanal 45 und die Absteuerbohrung 42 kann dann Kraftstoff in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 zurückgeführt werden. Der sich im Steuerraum 32 aufbauende Kraftstoffdruck wird hierbei durch die Geometrie des Druckstellglieds 30, insbesondere durch die Größe der dem Steuerraum 32 zugewandten Fläche, die Anordnung des Druckstellglieds 30 in bezug auf die dritte Verbindungsbohrung 48 und die Federkraft der zweiten Feder 31 bestimmt.When supplying the control chamber 32 with fuel, the pressure in the control chamber 22 is increased by the pre-feed pump 2 to such an extent that the fuel pressure on the control chamber 32 side of the pressure actuator 30 is greater than the spring force acting on the pressure actuator on the opposite side second spring 31 , the pressure actuator 30 is pressed against the second spring 31 and the third connecting bore 48 is opened towards the control chamber 32 . Fuel can then be returned to the fuel tank 1 via the opened third connection bore 48 , the upper ring channel 45 and the control bore 42 . The fuel pressure building up in the control chamber 32 is determined here by the geometry of the pressure actuator 30 , in particular by the size of the surface facing the control chamber 32 , the arrangement of the pressure actuator 30 with respect to the third connecting bore 48 and the spring force of the second spring 31 .

Dadurch, daß der Federraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 befindet, ständig über die vierte Verbindungsbohrung 49 drucklos gehalten wird, bleibt der Kraftstoffdruck im Steuerraum 32 von einer Veränderung des Federraums durch ein Zusammendrücken der zweiten Feder 31 unbeinflußt. Weiterhin befindet sich das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 in jeder Betriebsstellung im Druckgleichgewicht, da das Druckstell glied 30 über die zweite Feder 31 ausschließlich auf dem Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 abgestützt ist. Das Regel ventil ist somit unempfindlich gegen Druckschwankungen des Kraftstoffs im Regelventil, wie sie z. B. durch die Vorförder pumpe 3 hervorgerufen werden können und zu einer Beeinträch tigung der Regelgüte führen würden.Characterized in that the spring chamber 33 , in which the second spring 31 is located, is constantly kept depressurized via the fourth connecting bore 49 , the fuel pressure in the control chamber 32 remains unaffected by a change in the spring chamber by compressing the second spring 31 . Furthermore, the flow cross-section actuator 20 is in each operating position in the pressure equilibrium, since the pressure actuator 30 is supported exclusively on the flow cross-section actuator 20 via the second spring 31 . The control valve is thus insensitive to pressure fluctuations in the fuel in the control valve, as z. B. can be caused by the pre-feed pump 3 and would lead to an impairment of the control quality.

Der von der Hochdruckpumpe 3 zuviel geförderte Kraft stoffvolumensstrom, der nicht zur Aufrechterhaltung des im Hochdruckspeicher 4 gewünschten Drucks benötigt wird, wird am Hochdruck-Regelventil 8 abgeregelt und steht über dem Einlaß kanal 60 am Druckkolben 23 des Durchflußquerschnitt- Stellglieds 20 an. Der sich am Druckkolben 23 aufbauende Kraftstoffdruck verschiebt das Durchflußquerschnitt- Stellglied 20 gegen die Haltekraft der ersten Feder 24 und gibt so die Drosselstelle 61 zum Einlaßkanal 60 hin frei. Um zu vermeiden, daß sich die beim Abheben vom Anschlag 17 erge bende zusätzliche Druckfläche des Druckkolbens 23, die dann vom Kraftstoff im Einlaßkanal 60 beaufschlagt wird, zu einem Drucksprung führt, wird die Fläche, an der sich der Anschlag 17 und der Druckkolben 23 in der Ruhestellung berühren, mög lichst klein gewählt. Als geometrisch besonders günstig er weist sich hierbei eine abgeschrägte Berührfläche des ring förmigen Anschlags 17.The excess volume pumped by the high pressure pump 3 fuel volume flow, which is not required to maintain the desired pressure in the high pressure accumulator 4 , is regulated at the high pressure control valve 8 and is above the inlet channel 60 on the pressure piston 23 of the flow cross section actuator 20 . The fuel pressure building up on the pressure piston 23 displaces the flow cross-section actuator 20 against the holding force of the first spring 24 and thus releases the throttle point 61 towards the inlet channel 60 . In order to avoid that the additional pressure surface of the pressure piston 23 , which results in the lifting of the stop 17 , which is then acted upon by the fuel in the inlet channel 60 , leads to a pressure jump, the surface on which the stop 17 and the pressure piston 23 in touch the rest position, chosen as small as possible. As geometrically particularly favorable, it has a beveled contact surface of the ring-shaped stop 17 .

Der bei geöffneter Drosselstelle 61 abfließende Kraft stoff gelangt über den Ringkanal 63 und die Ablaßbohrung 64 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1. Bei Zunahme des über das Hochdruck-Regelventil 8 abgesteuerten Kraftstoffs baut sich an der Drosselstelle 61 aufgrund der Durchfluß verengung ein Staudruck auf, der eine zusätzliche Druckkraft auf den Druckkolben 23 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 ausübt. Durch die aus diesem Staudruck resultierende Kraft bewegt sich das Durchflußquerschnitt-Stellglied 20 weiter ge gen die Haltekraft der ersten Feder 24 auf diese Feder zu. Diese Verschiebung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 bewirkt, daß der Druckkolben 23 die Öffnung der unteren Ver bindungsbohrung 46 zum Steuerraum 32 hin verschließt, wodurch sich der freie Durchflußquerschnitt verkleinert und ein ge ringerer Kraftstoffvolumensstrom über die erste Verbindungs bohrung 46, den ersten Ringkanal 43 und die Auslaßbohrung 40 zu der Hochdruckpumpe 3 gelangt. Aufgrund dieser Zuflußdros selung nimmt dann auch der von der Hochdruckpumpe 3 in den Hochdruckspeicher 4 geförderte Kraftstoffvolumenstrom ab. Dies wiederum bewirkt, daß das Hochdruck-Regelventil 8 einen geringeren Kraftstoffabregelstrom einstellt und somit der an der Drosselstelle 61 entstehende Staudruck, der den Druckkol ben 23 beaufschlagt, abnimmt. Dies wiederum bewirkt eine Ver schiebung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 durch die Federkraft der ersten Feder 24 und damit eine Vergrößerung des freien Strömungsquerschnitts durch die Verbindungsbohrung 46 zur Hochdruckpumpe 3, bis sich selbsttätig ein stabiles Gleichgewicht, das einer bedarfsgerechten Kraftstoffzufuhr in den Hochdruckspeicher 4 entspricht, einstellt.The outflowing fuel with open throttle point 61 passes through the ring channel 63 and the drain hole 64 back into the fuel tank. 1 With the increase of the fuel controlled via the high-pressure control valve 8, a dynamic pressure builds up at the throttle point 61 due to the flow constriction which exerts an additional pressure force on the pressure piston 23 of the flow cross-section actuator 20 . Due to the force resulting from this dynamic pressure, the flow cross-section actuator 20 moves further against the holding force of the first spring 24 towards this spring. The effect of this displacement of the flow cross-actuator 20 such that the pressure piston 23, the opening of the lower Ver connecting bore 46 to the control chamber 32 closes, causing the free flow area is reduced and a ge ringerer volumetric flow of fuel through the first connecting hole 46, the first annular channel 43 and the Outlet bore 40 reaches the high pressure pump 3 . Because of this Zuflußdros selung then also the fuel volume flow delivered by the high pressure pump 3 in the high pressure accumulator 4 decreases. This in turn causes the high-pressure control valve 8 to set a lower fuel cut-off flow and thus the back pressure which arises at the throttle point 61 and acts on the pressure piston ben 23 decreases. This in turn causes a displacement of the flow cross-section actuator 20 by the spring force of the first spring 24 and thus an increase in the free flow cross-section through the connecting bore 46 to the high-pressure pump 3 until a stable equilibrium that corresponds to a need-based fuel supply in the high-pressure accumulator 4 is automatically activated. sets.

Wenn im Fall einer Notabschaltung der Brennkraftmaschine oder einer Fehlfunktion im Einspritzsystem ein schneller Druckabbau im Hochdruckspeicher 4 vorgenommen werden soll und deshalb der durch das Hochdruck-Regelventil 8 abgeregelte Kraftstoffstrom stark zunimmt, bewirkt der sprunghaft anstei gende Staudruck an der Drosselstelle 61, daß der Druckkolben 23 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 sich gegen die Haltekraft der ersten Feder 24 soweit verschiebt, daß der Druckkolben 23 den Notablaßkanal 62 zum Einlaßkanal 60 hin freigibt und somit der Kraftstoff über diesen Notablaßkanal 62, den Ringkanal 63 und die Ablaßbohrung 64 in den Kraft stoffvorratsbehälter 1 zurückfließen kann. Der Staudruck im Regelventil kann somit sehr schnell abgebaut werden, ohne daß Beschädigungen im Regelventil auftreten. In der Notabschalte position des Druckkolbens 23, bei dem der Druckkolben des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 über den Ablaßkanal 62 hinaus zurückgeschoben ist, verschließt der Druckkolben 23 gleichzeitig die erste Verbindungsbohrung 46 zum Steuerraum 32 hin vollständig und unterbricht somit die Kraftstoffzufüh rung zur Hochdruckpumpe 3. Weiterhin wird dabei auch das Druckstellglied 30 so weit verschoben, daß die dritte Verbin dungsbohrung 48 zum Steuerraum 32 hin freigegeben ist und ein Druckaufbau im Steuerraum verhindert wird.If, in the event of an emergency shutdown of the internal combustion engine or a malfunction in the injection system, a rapid pressure reduction in the high-pressure accumulator 4 is to be carried out and therefore the fuel flow regulated by the high-pressure control valve 8 increases sharply, the abruptly increasing dynamic pressure at the throttle point 61 causes the pressure piston 23 of the flow cross-section actuator 20 moves against the holding force of the first spring 24 so far that the pressure piston 23 releases the emergency drain channel 62 to the inlet channel 60 and thus the fuel flows back through this emergency drain channel 62 , the annular channel 63 and the drain hole 64 into the fuel tank 1 can. The dynamic pressure in the control valve can thus be reduced very quickly without damage to the control valve. In the emergency stop position of the pressure piston 23 , in which the pressure piston of the flow cross-section actuator 20 is pushed back via the drain channel 62 , the pressure piston 23 simultaneously closes the first connection bore 46 to the control chamber 32 completely and thus interrupts the fuel supply to the high pressure pump 3 . Furthermore, the pressure actuator 30 is moved so far that the third connec tion bore 48 to the control chamber 32 is released and pressure build-up in the control chamber is prevented.

Durch diese Auslegung der Notabschaltefunktion im Regel ventil läßt sich ein schneller Druckabbau im Hochdruckspei cher 4 unter gleichzeitiger Vermeidung von Beschädigungen des Regelventils erreichen.This design of the emergency shutdown function in the control valve allows rapid pressure reduction in the high-pressure accumulator 4 , while avoiding damage to the control valve.

Fig. 2B zeigt eine weitere Ausführungsform des Volumen strom-Regelventils bei dem ein Ablaßkanal 164, der den vom Hochdruck-Regelventil 8 abgesteuerten Kraftstoff in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 zurückführen soll, nicht wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 aus dem Ventilgehäuse her ausführt, sondern sich vom Ringkanal 63 zum Federraum 33 hin erstreckt. Weiterhin ist ein Druckstellglied 130 an seiner Außenseite mit einer Verbindungsöffnung 131 versehen, die sich von der dem Federraum 33 zugewandten Seite des Druck stellglieds 130 aus auf einem hinteren Abschnitt erstrecken und so eine ständige Verbindung des Federraums 33 mit der Ab steuerbohrung 48 herstellen. Bei dieser Ausführung wird der über den Einlaßkanal 60, die Drosselstelle 61 bzw. den Notab laßkanal 62 abgesteuerte Kraftstoff über den Ringkanal 63 und den Ablaßkanal 164, dem Federraum 33 zugeführt, von wo er über die Verbindungsöffnung 131, die Absteuerbohrung 48, den Ringkanal 45 und die Absteueröffnung 42 in den Kraftstoffvor ratsbehälter 1 zurückgeführt wird. Der Kanal 25 im Federan schlag 22 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 20 verhindert weiterhin, daß sich ein Kraftstoffpolster im Federraum der ersten Feder 24, durch eine Kraftstoff-Leckage aufbaut und dann die Druckverhältnisse im Regelventil beeinflusst. Fig. 2B shows a further embodiment of the volume flow control valve in which a discharge channel 164 , which is intended to return the fuel that is discharged from the high-pressure control valve 8 into the fuel tank 1 , does not run out of the valve housing as in the embodiment according to FIG. 2, but instead extends from the ring channel 63 to the spring chamber 33 . Furthermore, a pressure actuator 130 is provided on its outside with a connection opening 131 which extend from the spring chamber 33 facing side of the pressure actuator 130 from a rear portion and thus establish a permanent connection of the spring chamber 33 with the control bore 48 from. In this embodiment, the via the inlet channel 60, the orifice 61 and the notab is laßkanal fed 62 diverted fuel via the annular channel 63 and the drain passage 164, the spring chamber 33 through the communicating hole 131, the spill port from where it 48, the annular channel 45 and the discharge opening 42 is returned to the fuel tank 1 . The channel 25 in the spring stop 22 of the flow cross-section actuator 20 further prevents a fuel cushion in the spring chamber of the first spring 24 from building up due to fuel leakage and then influencing the pressure conditions in the control valve.

Claims

1. Device for an injection system for an internal combustion engine for regulating a fuel volume flow between a prefeed pump ( 2 ) and a high pressure pump ( 3 )

a) a housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) with an inlet opening ( 41 , 33 , 47 ), an outlet opening ( 40 , 43 , 46 ) and a continuous drain channel ( 60 , 61 , 62 , 63 , 64 , 164 ), which has a throttle point ( 61 ),
b) wherein the inlet opening ( 41 , 33 , 47 ) with the pressure side of the pre-feed pump ( 2 ), the outlet opening ( 40 , 43 , 46 ) with the suction side of the in a high pressure accumulator ( 4 ) promote the high pressure pump ( 3 ) and the drain channel ( 60 , 61 , 62 , 63 , 64 , 164 ) with one end with a fuel return line ( 7 ) and with its other end with a high-pressure control device ( 8 ) connected to the high-pressure accumulator ( 4 ) for adjusting the pressure in High-pressure accumulator ( 4 ) is connected, connected,
c) and having a flow cross-section actuator ( 20 ) movably arranged in the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ),
d) wherein the flow cross-section actuator ( 20 ) with the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) limits a control volume ( 32 ) which with the inlet opening ( 41 , 33 , 47 ) and with the outlet opening ( 40 , 43 , 46 ) is connected,
e) wherein the flow cross-section actuator ( 20 ) is in operative connection with the drain channel ( 60 , 61 , 62 , 63 , 64 164 ) and from which at the throttle point ( 61 ) in the drain channel ( 60 , 61 , 62 , 63 , 64 , 164 ) prevailing dynamic pressure of the fuel flowing through and controlled by the high-pressure control device ( 8 ) is acted upon,
f) and in the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) is arranged such that the flow cross-section actuator ( 20 ) with increasing dynamic pressure from a first position in which the connection of the outlet opening ( 40 , 43 , 46 ) to the control volume ( 32 ) is completely released, is moved into a second position, in which this connection is completely interrupted,
g) and having a movably arranged in the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) pressure actuator ( 30 ) which on a side facing away from the control volume ( 32 ) with a force of a resetting device ( 31 ) and on the side facing the control volume is acted upon by the fuel flowing through the control volume and in a rest position the connection between a discharge opening ( 42 , 45 , 48 ) in the Ge housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) and the control volume ( 32 ) completely interrupts.

characterized in that
the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) is provided with an emergency drain channel ( 62 ) which branches from the drain channel ( 60 ) in front of the throttle ( 61 ), based on the flow direction of the fuel, and is arranged so that the Through the flow cross-section actuator ( 20 ) the emergency drain channel ( 62 ) to the drain channel ( 60 ) is released from a predetermined dynamic pressure at the throttle point ( 61 ) and at the same time the connection of the outlet opening ( 40 , 43 , 46 ) to the control volume ( 32 ) completely interrupts
wherein said pressure actuator (30) processing the Rückstelleinrich (31) is supported solely against the Durchflußquerschnitt- actuator (20) and positioned with respect to the through flow area actuator (20) such that the pressure to which the by the control volume (32 ) flowing fuel must act on the pressure actuator ( 30 ) in order to release the control opening ( 42 , 45 , 48 ) to the control volume ( 32 ) against the force of the return device ( 31 ) acting on the pressure actuator ( 30 ) by moving the flow cross-section actuator ( 20 ) towards the first position and increased by moving the flow cross-section actuator ( 20 ) towards the second position.

2. Device according to claim 1, characterized in that the flow cross-section actuator ( 20 ) has a recess in which the pressure actuator ( 30 ) with the reset l device ( 31 ) is arranged such that the pressure actuator the recess in the control volume ( 32 ) and a second volume ( 33 ) accommodating the resetting device ( 31 ), the second volume being kept depressurized with the resetting device ( 31 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the flow cross-section actuator ( 20 ) has a pressure piston ben ( 23 ), a spring stop ( 22 ) and an intermediate connecting piston ( 21 ) and the recess as an annular circumferential cavity around the connecting piston ( 21 ) is formed, wherein the pressure actuator ( 30 ) is ring-shaped and is supported by the resetting device ( 31 ) designed as a spring against the spring stop ( 22 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drain channel ( 61 , 62 , 63 , 64 ; 164 ) through the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) has an inlet channel ( 61 ) with a first outer surface of the flow cross-section actuator ( 20 ) is connected to pressurize this first outer surface with the pressure of the fuel flowing through, the flow cross-section actuator ( 20 ) with a holding force of a resetting device ( 24 ) on a second one first outer surface opposite outer surface is applied.

5. The device according to claim 4, characterized in that the housing ( 11 , 13 , 14 , 16 ) has a cylindrical inner bore in which the flow cross-section actuator ( 20 ) is arranged, wherein a front region of the cylindrical inner bore with the Inlet channel ( 61 ) of the drainage channel is connected, and has a narrow annular stop ( 17 ) against which the flow cross-section actuator ( 20 ) is pressed in a rest position by the holding force of the resetting device ( 24 ).