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Title:
DIRECTIONAL CONTROL VALVE ARRANGEMENT AND FUEL INJECTION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/079315
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a direction control valve arrangement and to a fuel injection system provided with this direction control valve arrangement, comprising a main stage (2) that is pilot-controlled by a servo-pilot valve (14). By applying a control pressure, the servo-pilot valve can be switched into a final position in which the main stage is subjected to the action of a control pressure difference in order to bring it into a preferred position (a).

Inventors:
REITH WERNER (DE)
BINH NGUYEN-XUAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2006/000075
Publication Date:
August 03, 2006
Filing Date:
January 19, 2006
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH REXROTH AG (DE)
REITH WERNER (DE)
BINH NGUYEN-XUAN (DE)
International Classes:
F15B13/042
Foreign References:
DE2532668A11977-02-10
DE2602280A11976-07-29
DE3009752A11981-09-24
DE10000027A12000-08-17
EP0628731A11994-12-14
DE3009752C21987-01-02
DE10000027A12000-08-17
EP0628731B11998-07-15
Attorney, Agent or Firm:
Winter, Brandl Fürniss Hübner Röss Kaiser Polte (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Wegeventilanordnung mit einer Hauptstufe (2) , deren Ventilschieber (6) zumindest einen Druckraum begrenzt , der zum Verstellen des Ventilschiebers (6) über ein Servopilotventil (14) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist , wobei in einer Steuerleitung (38 , 40) zwischen dem Servopilotventil (14) und dem Druck räum (42) eine Einrichtung angeordnet ist , in deren Grundposition der Ventilschieber (6) in eine Vorzugsstellung (a) verstellbar ist , dadurch gekennzeichnet , dass ein Servodruckraum (42) des Servopilotventil (14) über ein Ventil (16) mit einem Steuerdruck be aufschlagbar ist, um einen Servokolben (44) in eine Endposition (a) derart zu bewegen, dass im Druckraum der Hauptstufe (2) ein Steuerdruck anliegt, um den Ventilschieber (6) in seine Vorzugsstellung (a) zu verstellen.
2. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 1 , wobei der Servodruckraum (42 ) von einem Kolben (46) begrenzt ist , der seinerseits mit dem Servokolben (44) einen Steuerraum (66) begrenzt .
3. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 2 , wobei die steuerraumseitige Stirnfläche (d) des Kolbens (46) kleiner ist als die servodruckraumseitige Stirnfläche (D) .
4. Wegeventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 2 bis 3 , wobei am Aussenumfang des Kolbens (46) Dichtungen (68) angeordnet sind.
5. Wegeventilanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4 , wobei die kleinere Stirnfläche (d) des Kolbens (46) mit dem gleichen Durchmesser wie die benachbarte Stirnfläche des Ventilschiebers (6) ausgeführt ist .
6. Wegeventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Ventil (16) ein elektrisch betätigtes 2/2WegeSitzventil ist , dessen Druckan schluss mit einer Druckmittelquelle und dessen Ar beitsanschluss über eine Servosteuerleitung (38 ) mit dem Servodruckraum (42) verbunden ist .
7. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 6 , wobei die Servosteuerleitung (38) über eine Düse (50) mit einem Tank (Tpj) verbunden ist .
8. Wegeventilanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 , wobei das Sitzventil ein 3/2WegeSitzventil mit einem Druckanschluss , einem Arbeitsanschluss und einem Tankanschluss ist .
9. Wegeventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Hauptstufe (2) durch ein stetig verstellbares Wegeventil gebildet ist, das einen Druckanschluss (P ' ) , zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) und zwei Tankanschlüsse (R, T) hat, wobei j eweils ein Tankanschluss und ein Arbeitsanschluss einem Verbraucher zugeordnet sind.
10. Wegeventilanordnung nach Patentanspruch 9, wobei das Wegeventil mit einer Lageregelung (10 , 12) ausgeführt ist .
11. Kraftstoffeinspritzsystem, wobei der Kraftstoff über einen Druckübersetzer mit Hochdruck beaufschlagbar ist, der niederdruckseitig über eine Wegeventilanord nung (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche mit Druckmittel beaufschlagt ist , wobei ein Leer lauf durch Umschalten der Wegeventilanordnung (1) in eine Vorzugstellung (a) einstellbar ist, in der der Druckübersetzer druckentlastet ist .
12. Kraftstoffeinspritzsystem nach Patentanspruch 11 , wobei in der Vorzugsstellung (a) über die Wegeventilanordnung (1) ein Auslassventil betätigbar ist .
Description:
Beschreibung

Wegeventilanordnung und Kraftstoffeinspritzsystem

Die Erfindung betrifft eine Wegeventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein mit einer derartigen Wegeventilanordnung ausgebildetes Kraftstoffeinspritzsystem.

Derartige Wegeventilanordnungen werden beispielsweise bei Kraftstoffeinspritzsystemen schwerer, langsam laufender Dieselmotoren, wie beispielsweise Motoren von Baumaschinen oder Schiffsmotoren eingesetzt , um ein bestimmtes Einspritzdruckprofil zu erzeugen. Der von der Wegeventilanordnung modulierte Ausgangsdruck wirkt auf die Niederdruckseite eines hydraulischen Druckübersetzers , über den der Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und über eine Einspritzdüse in einen Zylinder eingespritzt wird. Kraftstoffeinspritzventilanord- nungen sind beispielsweise in der DE 30 09 752 C2 und der DE 100 00 027 Al beschrieben. Die hydraulische Druckmodu- lierung auf der Niederdruckseite kann über eine Wegeventilanordnung erfolgen, wie sie in der EP 0 628 731 Bl gezeigt ist . Bei dieser bekannten Lösung ist die Wegeventilanordnung mit einer Hauptstufe ausgeführt , die über ein Servo-Pilotventil angesteuert wird, um einen Ventilschieber der Hauptstufe aus seiner federvorgespannten Grundposition herauszubewegen. Dabei werden in Abhängigkeit von der Stellung des Servopilotventils zwei entgegengesetzt wirksame Steuerflächen des Ventilschiebers der Hauptstufe mit einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt . Zwischen dem Servopilotventil und der Hauptstufe ist bei der bekannten Lösung ein elektrisch betätigtes Schaltventil vorgesehen, das in seiner federvorgespannten Grundposition, das heißt bei unbestromtem Schaltmagnet, beide

Steuerflachen mit Tankdruck beaufschlagt . Das Servopilot- ventil wird erst nach Umschalten des Schaltventils wirksam. Im Fall einer Störung, beispielsweise bei Stromausfall , wird das Schaltventil in seine Grundstellung umgeschaltet und der Ventilschieber der Hauptstufe über die Federanordnung in seine Grundposition verschoben, die der Vorzugsposition entspricht .

Setzt man diese bekannte Wegeventilanordnung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem ein, so würde im Fall einer Störung die Hauptstufe in ihre Grundposition zurückbewegt werden - diese Grundposition ist j edoch in der Regel nicht diej enige Position, die bei einem Kraftstoffeinspritzsystem eine sichere Abschaltung des Zylinders bewirkt .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wege- ventilanordnung und ein damit ausgeführtes Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, bei dem die Hauptstufe im Fall einer Störung zuverlässig und mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand in eine Vorzugsstellung verschiebbar ist .

Diese Aufgabe wird durch eine Wegeventilanordnung mit der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst .

Erfindungsgemäß hat die Wegeventilanordnung eine Hauptstufe, die über ein Servopilotventil vorgesteuert ist . Dem Servopilotventil ist ein Schaltventil zugeordnet, über das in seiner Grundposition ein Servodruckraum des Servopilotventils derart mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist , dass das Servopilotventil in eine Endposition bewegt wird, so dass die Hauptstufe mit einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt ist und deren Ventilschie-

ber in die Vorzugsposition verstellt wird. Diese Vorzugsposition entspricht nicht - wie beim vorbeschriebenen Stand der Technik - der von der Ventilfeder der Haupt- stufe vorgegebenen Grundposition, sondern es wird aktiv eine Position eingestellt , die für die j eweils hydraulisch angeschlossene Einrichtung optimal ist . D . h. , erfindungsgemäß wird ein völlig anderes Steuerkonzept verwirklicht , bei dem das Servopilotventil verstellt wird, während beim Stand der Technik lediglich die Verbindung zwischen Servopilotventil und Hauptstufe unterbrochen ist .

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Servodruckraum von einem Kolben begrenzt, der seinerseits mit dem Venilschieber der Hauptstufe einen Steuerraum begrenzt, wobei die steuerraumseitige Stirnfläche des Kolbens vorzugsweise kleiner als die servo- druckraumseitige Stirnfläche ist .

Der zusätzliche Kolben des Servopilotventils wird vorteilhaft als Stufenkolben ausgeführt .

Durch einen mit Dichtungen versehenen Stufenkolben kann das Festsetzen nach einer längeren "normalen" Betriebsdauer vermieden werden.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der kleineren Stirnfläche des Kolbens gleich der benachbarten Stirnfläche des Schließkolbens , so dass sich die Steuerölmenge in diesem Steuerraum der Hauptstufe gegenüber der Grundversion des Servopilotventils nicht ändert , in der dieser Steuerraum anstelle durch den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Kolben durch einen Verschlussstopfen versperrt ist .

Das Schaltventil zum Beaufschlagen des Servopilotventils mit einem Steuerdruck kann als elektrisch betätigtes 2-Wege-Sitzventil ausgeführt sein, wobei eine vom 2-Wege-Sitzventil zum Servodruckraum verlaufende Servosteuerleitung über eine Düse mit dem Tank verbunden ist , so dass stets ein gewisser Steueröl- volumenstrom zum Tank abströmt . Diese Verluste lassen sich verringern, in dem anstelle des 2-Wege-Sitzventils ein 3 -Wege-Sitzventil verwendet wird, das in einer SchaltStellung die Verbindung zum Tank öffnet, so dass der Servodruckraum druckentlastet wird.

Die Hauptstufe ist vorzugsweise durch ein stetig verstellbares Wegeventil mit einem Druckanschluss , zwei Arbeitsanschlüssen und zwei Tankanschlüssen gebildet, so dass zwei unterschiedliche Verbraucher oder Einrichtungen betätigbar sind und das Druckmittel von diesen j eweils über eine eigene Tankleitung abströmt und sich Druckschwankungen in der Tankleitung des einen Kreises nicht auf den Druck im anderen Kreis auswirkt .

Dieses Wegeventil wird vorzugsweise mit einer integrierten Lagereglung für den Ventilschieber ausgeführt .

Diese Wegeventilanordnung kann bei einem Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt werden, wobei ein Arbeitsanschluss der Hauptstufe mit der Niederdruckseite eines Druckübersetzers verbunden ist, so dass bei Druckbeaufschlagung der Niederdruckseite der einzuspritzende Kraftstoff an der Hochdruckseite entsprechend mit Hochdruck beaufschlagt und über eine Einspritzdüse in den Zylinder eingespritzt wird. Bei Druckbeaufschlagung des Kraftübersetzers ist ein an den anderen Anschluss angeschlossenes , hydraulisch betätigtes Auslassventil geschlossen. Bei Beendigung des Einspritzvorgangs , d. h. , bei Verbinden der Niederdrucksseite des Druckübersetzers

mit dem Tank wird der andere Arbeitsanschluss mit Druck beaufschlagt, so dass das Auslassventil geöffnet wird.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche .

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung, die Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems ist ;

Figur 2 das Hydrauliksinnbild der Wegeventilanordnung aus Figur 1 und

Figur 3 eine Darstellung zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens eines 2-Wege-Sitzventils und eines Servopi- lotventils der Wegeventilanordnung aus Figur 1.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung 1 , die als Plattenaufbauventil ausgeführt ist . Die Wegeventilanordnung 1 ist Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems eines langsamlaufenden Schiffsmotors , wobei j edem Zylinder eine der Wegeventilanordnungen 1 zugeordnet ist . Diese Wegeventilanordnung ist so konzipiert, dass deren Dynamik und Druchfluss groß genug ist, um die bei der Dieseleinspritzung erforderlichen Einspritzdruckprofile erzeugen zu können. Der von einem Positionsregelkreis der Wegeventilanordnung 1 modulierte Ausgangsdruck wirkt auf eine Niederdruckseite eines Druckübersetzers und dieser ist so ausgelegt, dass bei einem Niederdruck von ca . 200 bar an der Hochdruckseite des Druckübersetzers im Dieselkraftstoff Drücke bis ca . 1000 bar erzielt werden. Die Einspritzung erfolgt über ein an die Hochdruckseite des Druckübersetzers angeschlossenes Kraftstoffeinspritzventil . Innerhalb des Zeitintervalls in dem die Einspritzung

ruht, kann über die Wegeventilanordnung ein Auslassventil des Zylinders betätigt werden.

Die diese Aufgabe erfüllende Wegeventilanordnung 1 hat eine Hauptstufe 2 , die als stetig verstellbares 5- Wegeventil ausgeführt ist . Die Hauptstufe hat einen Druckanschluss P 7 zwei Tankanschlüssen Ty^, Tp^ und zwei Arbeitsanschlüssen CyA' ^FI sowie einem Leckageanschlύss L . In Figur 1 sind die Anschlüsse P, Tp j und T VA j eweils durch zwei in einer Stirnfläche der Ventilplatte 4 mündende Bohrungen ausgebildet, wobei die Geometrie nach einem kundenspezifischen Anschlussbild gewählt ist . Die Hauptstufe 2 hat einen in Figur 1 lediglich teilweise sichtbaren Ventilschieber 6 , der in einer Ventilbohrung 8 axial verschiebbar aufgenommen ist . Diese Ventilbohrung 8 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel direkt in die Ventilplatte 4 eingebracht, so dass der gehärtete Ventilschieber 6 durch die Stege der Ventilplatte 4 geführt ist . Die Axialverschiebung des VentilSchiebers 6 der Hauptstufe 2 wird über einen lediglich angedeuteten Wegaufnehmer 10 erfasst und über einen integrierten Lageregelkreis geregelt . Die hierfür erforderliche Regelelektronik 12 ist in die Hauptstufe 2 integriert . Die Betätigung des Ventilschiebers 6 der Hauptstufe 2 erfolgt mittels eines Servopilotventils 14 , das so ausgelegt ist, dass die zur Erzeugung des Einspritzdruckprofils erforderlichen Beschleunigungen des VentilSchiebers 6 erreicht werden können.

Falls an einem Zylinder des Schiffsmotors eine Störung auftritt, soll dieser in Leerlauf umgeschaltet werden. Hierzu wird bei der erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung 1 die Hauptstufe 2 in eine Vorzugsstellung geschaltet, in der die Niederdruckseite des Druckübersetzers mit dem Tank verbunden ist und der Druck am Druckanschluss P das Auslassventil offen hält . Diese

Vorzugsstellung wird bei der erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung 1 mittels eines 2-Wege-Ventils 16 eingestellt , das zur leckölfreien Absperrung als Sitz- ventil ausgeführt ist .

Einzelheiten der hydraulischen Schaltung der Wegeventilanordnung werden anhand Figur 2 erläutert , die das Hydrauliksinnbild der Wegeventilanordnung 1 aus Figur 1 zeigt .

Figur 2 zeigt schematisch die Ventilplatte 4 die mit dem vorbeschrieben kundenspezifischen Anschlussbild, mit den beiden Arbeitsanschlüssen Cy^, Cp j , den beiden Tankanschlüssen Tpi, T VA / ^en Druckanschluss P und dem Lecka- geanschluss L ausgeführt ist .

Der Anschluss Cpi (FI : Fuel Inj ection) ist mit der Niederdruckseite des eingangs genannten Druckübersetzers des Kraftstoffeinspritzsystems und der andere Arbeitsan- schluss Cy^ (Valve Actuation) ist mit einem Aktuator des Auslassventils verbunden. Die beiden getrennten Tankleitungen Tp 1 , T VA sind vorgesehen, damit der Druckübersetzer nicht von den Tankdruckspitzen des Auslassventils betätigt werden kann.

In der Ventilplatte 4 sind die Hauptstufe 2 , das 2- Wege-Sitzventil 16 und das Servopilotventil 14 integriert bzw. an diese angesetzt . Wie oben erwähnt , ist die Hauptstufe 2 als stetig verstellbares 5-Wegeventil ausgeführt , das über das Servopilotventil 14 vorgesteuert ist . Die Hauptstufe 2 hat einen Druckanschluss P ' , einen Tankan- schluss R, einen Tankanschluss T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A, B . Der Arbeitsanschluss A ist über einen Arbeitskanal 18 mit dem Arbeitsanschluss Cpi, der Arbeitsanschluss B über einen Arbeitskanal 20 mit dem Arbeitsanschluss CyA' die beiden Tankanschlüsse R, T der

Hauptstufe 2 sind über Tankkanäle 22 bzw. 24 mit den beiden Tankanschlüssen Ty A bzw. Tp j und der Druckan- schluss P ' der Hauptstufe 2 ist über einen Druckkanal 26 mit dem Druckanschluss P der Ventilplatte 4 verbunden.

Die Hauptstufe 2 ist in Figur 2 in einer Vorzugsstellung (a) gezeigt, in der der Druckanschluss P ' mit dem Arbeitsanschluss B und der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss R verbunden ist, so dass entsprechend der am Anschluss P anliegende Pumpendruck am Anschluss Cy^ anliegt und der Anschluss Cpj zum Tankanschluss Tpj hin entlastet ist . D . h, in dieser Vorzugsstellung (linke Endposition des Ventilschiebers 6) ist das Auslassventil geöffnet und der Druckübersetzer druckentlastet, so dass kein Kraftstoff eingespritzt wird. In einer mit (0) bezeichneten Grundposition der Hauptstufe 2 ist der Druckanschluss P 1 abgesperrt und die beiden Arbeitsanschlüsse A, B mit dem j eweils zugeordneten Tankanschluss R bzw. T verbunden, so dass entsprechend der Druckanschluss P der Ventilplatte 4 abgesperrt ist und die beiden Arbeitsanschlüsse zugeordneten Tankanschlüssen Ty^ und Tpj verbunden sind.

In den mit (b) gekennzeichneten Positionen (verschieben des Ventilschiebers 6 aus der Darstellung gemäß Figur 2 nach rechts über die Grundposition (0) hinaus) ist der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss Cpj und der andere Arbeitsanschluss Cy^ mit dem zugeordneten Tankanschluss Ty^ verbunden, der Tankanschluss Tpj ist abgesperrt - in diesen Positionen des Ventilschiebers 6 erfolgt die Kraftstoffeinspritzung, das Auslassventil ist geschlossen. Die Verstellung des Ventilschiebers 6 erfolgt über das Servopilotventil 14 , dessen Ausgangsanschlüsse A, B über Vorsteuerkanäle 28 , 30 mit Steuerräumen der Hauptstufe 2 verbunden sind.

Ein Druckanschluss P des Servopilotventils 14 ist über einen Drucksteuerkanal 32 mit dem Druckkanal 26 und ein Tankanschluss T über einen Tanksteuerkanal 34 mit dem Tankkanal 24 verbunden.

Das als 4-Wegeventil ausgeführte Servopilotventil 14 kann im wesentlichen in herkömmlicher Bauweise ausgeführt sein, wie sie beispielsweise aus dem Datenblatt RD 29 564 der Anmelderin bekannt ist, so dass Detailerläuterungen entbehrlich sind. Ein derartiges Servopilotventil besteht aus einem elektromechanischem Wandler, einem hydraulischen Verstärker, der beispielsweise nach dem Prinzip Düse - Prallplatte ausgeführt sein kann und einem Servo- kolben, der über eine mechanische Rückführung mit dem elektromechanischen Wandler (Torquemotor) gekoppelt ist .

Die Besonderheit des Servopilotventils 15 besteht darin, dass dieses mittels eines Steuerdrucks in die gezeigte Endposition (a) verstellbar ist, in der der Druckanschluss P mit dem Anschluss A und der Tankanschluss T mit dem anderen Anschluss B verbunden ist, so dass im Vorsteuerkanal 28 der Pumpendruck oder ein anderer Steuerdruck und im Vorsteuerkanal 30 der Tankdruck anliegt . Durch die resultierende Druckdifferenz wird der Ventilschieber 6 in seine dargestellte Vorzugsposition (a) verschoben. Die Verstellung des Servopilotventils 14 in die Endposition (a) erfolgt mittels des 2-Wegesitzven- tils 16 , das über eine Feder 36 in seine dargestellte Öffnungsposition vorgespannt ist, in der eine Servosteu- erleitung 38 mit einem Zweigkanal 40 verbunden ist, der vom Drucksteuerkanal 32 abzweigt . Die Servosteuerleitung 38 mündet in einem Servodruckraum 42 , der in Figur 2 mit einem Pfeil angedeutet ist . In der federvorgespannten Grundposition des 2-Wegesitzventils 16 liegt somit im Servodruckraum 42 ein Steuerdruck an, durch den der Servokolben 44 des Servopilotventils 14 in die darge-

stellte Endposition (a) verschoben werden kann. Wie im folgende noch näher beschrieben wird, wirkt der Druck im Servodruckraum 42 nicht direkt sondern über einen zwischengeschalteten Kolben 46 (siehe Figur 3) auf den Servokolben.

Durch Bestromen des Schaltmagneten 47 des 2-Wegesitz- ventils 16 wird dieses in seine Sperrposition verschoben, in der die Servosteuerleitung 38 leckagefrei gegenüber dem Drucksteuerkanal 32 und somit dem Druckkanal 26 abgesperrt ist . Die Entlastung des Servodruckraums 42 erfolgt über einen mit dem Tanksteuerkanal 34 verbundenen Rücklaufkanal 48 , in dem eine Düse 50 angeordnet ist . Über den Rücklaufkanal 48 und die Düse 50 strömt auch bei nicht bestromtem Schaltmagneten 47 stets ein Steueröl- Leckagestrom zum Tankanschluss 1-pχ ab .

In der Absperrposition des 2-Wegeventils 16 ist somit der Servodruckraum 42 druckentlastet - das Servopilotven- til 14 unterscheidet sich dann in der Funktion nicht von herkömmlichen Servopilotventilen. Dieses lässt sich mittels seines hydraulischen Vorverstärkers aus einer mittleren Position, in der keine Steuerdruckdifferenz an der Hauptstufe 2 anliegt in die vorbeschriebenen, mit (a) gekennzeichneten Regelpositionen oder in die Positionen (b) verschieben, in denen der Druckanschluss P mit dem Anschluss B und der Anschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden ist , so dass entsprechend der Steuerdruck im Vorsteuerkanal 30 anliegt und somit der Ventilschieber 6 gegenüber der Darstellung in Figur 2 nach rechts in seine mit (b) gekennzeichneten Positionen verschiebbar ist , um die Kraftstoffeinspritzung zu bewirken und das Auslass- ventil zu schließen.

Erkennt beispielsweise die Steuerung des Schiffsdieselmotors eine Störung, die erfordert, dass die Wegeventilanordnung 1 (Ansteuerventil) oder genauer gesagt, die Hauptstufe 2 in die Vorzugsstellung geschaltet werden muss , wird die Spannungsversorgung für das 2-Wegeventil 16 abgeschaltet , so dass dieses durch die Kraft der Feder 36 in seine Durchgangsposition umgeschaltet wird. Entsprechend wird dann der Servokolben 44 in die Endposition (a) verschoben, so dass der Ventilschieber 6 der Hauptstufe 2 in die Vorzugsstellung (a) verstellt ist , in der das Auslassventil betätigt und der Kraftüberstetzer des Kraftstoffeinspritzsystems druckentlastet ist .

Die Ansteuerung des Servokolbens 44 über das 2-Wegeventil 16 wird im Folgenden anhand von Figur 3 erläutert , die den Verbindungsbereich zwischen dem Servopilotventil 14 und dem 2-Wegsitzventil 16 zeigt . Letzteres ist in Patronenbauweise ausgeführt und hat einen Schließkegel 52 , der bei Bestromen des Elektromagneten 47 gegen einen Ventilsitz 54 gedrückt wird und bei Stromlosschalten des Elektromagneten 47 vom Ventilsitz 54 abhebt, um die Verbindung vom Zweigkanal 40 zur Servosteuerleitung 38 aufzusteuern, die - wie anhand von Figur 2 erläutert - über den Rücklaufkanal 48 und die Düse 50 mit dem Tankan- schluss Tpi verbunden ist . Die Servosteuerleitung 38 ist an einen Steueranschluss Y des Servopilotventils 14 angeschlossen, der über einen Schrägkanal 56 mit dem Servodruckraum 42 verbunden ist, der in einem Gehäusedeckel 58 des Servopilotventils 14 ausgebildet ist . Der Servodruckraum 42 erstreckt sich koaxial zu einer Servo- ventilbohrung 60 , in der der Servokolben 44 axial verschiebbar geführt ist . Diese Servoventilbohrung 60 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einer ins Gehäuse 62 des Servopilotventils 14 eingesetzten Ventilbuchse 64 ausgebildet . Im Bereich zwischen der benachbarten Stirnfläche des Servokolbens 44 und der Stirnfläche

des Servodruckraums 42 ist ein Kolben 46 axialverschiebbar geführt , dessen rückseitige Stirnfläche einen Durchmesser D aufweist, der größer ist als der Durchmesser d der dem Servokolben 44 zuweisenden Stirnfläche . D . h. , der Kolben 46 ist als Stufenkolben ausgeführt, wobei die größere Stirnfläche mit dem Druchmesser D den Servodruck- raum 42 begrenzt und die kleinere Stirnfläche mit dem Durchmesser d gemeinsam mit dem benachbarten Endabschnitt des Servokolbens 44 einen Steuerraum 66 begrenzt , der über den hydraulischen Verstärker des Servopilotventils mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist . Am Aussenum- fang des Kolbens 46 sind Dichtungen 68 angeordnet . Der von der Stufe des Kolbens 46 begrenzte Ringraum ist mit Atmosphäre verbunden. Die Dichtungen 68 auf dem Kolben 46 dichten diesen Ringraum zu dem Servodruckraum 42 und zum Steuerraum 66 hin ab . Die Hubbegrenzung erfolgt dadurch, dass der Servoventilkolben 44 gegen seinen linken Anschlag (im Schnitt von Figur 3 nicht zu sehen) fährt . Der in Figur 3 linke Endabschnitt des Kolbens 46 ist in der Ventilbuchse 64 geführt und über die zweite Dichtung abgedichtet .

Bei Stromlosschalten des Elektromagneten 47 wird das 2-Wegesitzventil 16 in seine Durchgangsstellung gebracht, so dass in der Servosteuerleitung 38 der Pumpendruck anliegt . Dieser wirkt über den Schrägkanal 56 auch im Servodruckraum 52 , so dass der Kolben 46 gegen den Druck im Steuerraum 66 aus der dargestellten Position nach links verschoben wird und den Servokolben 44 in seine Endposition (a) gemäß Figur 2 verschiebt, in der ein Steuerdruck generiert wird, durch den die Hauptstufe 2 in ihre Vorzugsposition (a) verstellt wird. Durch die Flächendifferenz (D-d) wird bewirkt, dass auch bei einer Gleichheit des Drucks in der Servosteuerleitung 38 und dem servointernen Steuerdruck der Kolben 46 verschoben

werden kann und somit der Servokolben 44 durchgeschaltet wird.

Um die Veränderungen gegenüber herkömmlichen Servopi- lotventilen so gering wie möglich zu halten, sind die Abmessungen des Kolbens 46 sowie dessen Lage so gewählt, dass das Steuerölvolumen im Steuerraum 66 demjenigen von herkömmlichen Servopilotventilen entspricht , bei denen die Servoventilbohrung 60 seitlich durch einen Verschlussstopfen abgesperrt ist .

Die Dichtungen 68 und der Sitzkegel des 2- Wegesitzventils 16 bewirken, dass während der langen Betriebszeit bis zu einer Störung, sich der Stufenkolben 46 und der Sitzkegel selbst , sich durch "silting" nicht festsetzen, sondern funktionsfähig bleiben.

Des Weiteren können auch bei langen Stillstandzeiten des Zylinders keine Leckagen auftreten, die zu einem Festsetzen von Schiebern führen oder eine Verstellung der Hauptstufe 2 aus der Vorzugsposition heraus bewirken können.

Durch die vorbeschriebene Geometrie des Kolbens 46 können herkömmliche Servopilotventile 14 auf einfache Weise umgebaut werden, um bei der erfindungsgemäßen Wegeventilanordnung eingesetzt zu werden.

Wie erwähnt , strömt während der Stillstandszeit über die Düse 50 stets ein kleiner Steuerölstrom über die Tankleitung Tp j ab . Um dies zu vermeiden, kann anstelle des 2-Wegesitzventils 16 ein 3 -Wegesitzventil verwedet werden, durch das zur Entlastung des Servodruckraums 42 eine Verbindung zum Tank aufgesteuert werden kann, so dass der Rücklaufkanal 48 und die Düse 50 nicht mehr vorgesehen werden müssen.

Selbstverständlich kann der Kolben 46 auch so angeordnet werden, dass das Servopilotentil 14 in seine Endposition (b) verschoben wird, so dass dann in der Vorzugsstellung die Hauptstufe 2 in die mit (a) gekennzeichnete Endposition verschoben wird, in der der Druck- anschluss P mit dem ArbeitSanschluss Opχ verbunden ist .

Offenbart sind eine Wegeventilanordnung und ein mit einer derartigen Wegeventilanordnung ausgeführtes Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Hauptstufe, die über ein Servopilotventil vorgesteuert ist . Das Servopilotventil kann durch Anlegen eines Steuerdrucks in eine Endposition umgeschaltet werden, in der die Hauptstufe mit einer Steuerdruckdifferenz beaufschlagt wird, um diese in eine Vorzugsstellung zu bringen.

Bezugszeichenliste:

1 Wegeventilanordimng

2 Hauptstufe

4 Ventilplatte

6 VentilSchieber

8 Ventilbohrung

10 Wegaufnehmer

12 Regelelektronik

14 Servopilotventil

16 2-Wegesitzventil

18 Arbeitskanal

20 Arbeitskanal

22 Tankkanal

24 Tankkanal

26 Druckkanal

28 Vorsteuerkanal

30 Vorsteuerkanal

32 Drucksteuerkanal

34 Tanksteuerkanal

36 Feder

38 Servosteuerleitung

40 Zweigkanal

42 Servodruckraum

44 Servokolben

46 Kolben

47 Schaltmagnet

48 Rücklaufkanal

50 Düse

52 Kegel

54 Ventilsitz

56 Schrägkanal

58 Gehäusedeckel

60 Servoventilbohrung

62 Gehäuse

Ventilbuchse Steuerräum Dichtung