DE10039215A1 - Seat valve arrangement, in particular for a fuel injection system of an internal combustion engine - Google Patents

Seat valve arrangement, in particular for a fuel injection system of an internal combustion engine

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DE10039215A1 DE2000139215 DE10039215A DE10039215A1 DE 10039215 A1 DE10039215 A1 DE 10039215A1 DE 2000139215 DE2000139215 DE 2000139215 DE 10039215 A DE10039215 A DE 10039215A DE 10039215 A1 DE10039215 A1 DE 10039215A1
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Abstract

The invention relates to a seat valve assembly, in particular, for a fuel-injection system of an internal combustion engine. Said assembly comprises at least one annular seat surface (46) that is located between an inflow zone and an outflow zone and is centred around an axis (26) and a seat element (30), which can be displaced along the axis (26) to form or disengage a seal by co-operating with a sealing zone (46a) of the annular seat surface (46), whereby said annular seat surface (46) runs at an incline in relation to the axis (26), when viewed from a longitudinal cross-section of the axis. According to the invention, the annular seat surface (46), when viewed from the longitudinal cross-section of the axis, is curved in a convex manner on the inflow zone side, adjacent to the sealing zone (46a). This permits an extremely rapid increase in the throughput, as the seat element (30) begins to be lifted off the annular seat surface (46).

Description

Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Sitzventilanordnung, insbeson­ dere für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungs­ maschine, mit mindestens einer zwischen einem Zuströmbe­ reich und einem Abströmbereich angeordneten, zu einer Achse zentrischen Ringsitzfläche und einem längs der Achse in und außer Dichteingriff mit einem Dichtbereich der Ringsitzflä­ che bewegbaren Sitzelement, wobei die Ringsitzfläche bei Betrachtung in einem Axiallängsschnitt schräg geneigt zu der Achse verläuft.The invention relates to a seat valve arrangement, in particular for a combustion fuel injection system machine, with at least one between an inflow rich and an outflow area arranged to an axis centric ring seat and one along the axis in and except for sealing engagement with a sealing area of the ring seat che movable seat element, wherein the ring seat at Viewing in an axial longitudinal section inclined at an angle the axis runs.
Insbesondere, aber nicht nur in Kraftstoffeinspritzsystemen wird regelmäßig eine hohe Dynamik bei Ventilschaltvorgängen angestrebt. Bei einer aus der Praxis bekannten gattungsge­ mäßen Sitzventilanordnung mit Kugelsitzelement verläuft die Ringsitzfläche bei Betrachtung in einem Axiallängsschnitt geradlinig schräg zu der Achse und weist am Übergang zum Zuströmbereich ein Kante auf.In particular, but not only in fuel injection systems is regularly a high dynamic in valve switching operations sought. In a genus known from practice moderate seat valve arrangement with ball seat element runs the Ring seat surface when viewed in an axial longitudinal section  straight at an angle to the axis and points at the transition to Inflow area an edge.
Nachteilig ist jedoch bei dieser bekannten Sitzventilanord­ nung, daß beim Abheben des Sitzelements von der Ringsitz­ fläche unerwünschte Turbulenzen beim Durchfluß auftreten. Des weiteren weist die Durchflußrate über den Hub einen kleinen Gradienten auf, der sich negativ auf die Umschalt­ geschwindigkeit der Sitzventilanordnung auswirkt.However, this known seat valve arrangement is disadvantageous tion that when lifting the seat element from the ring seat surface unwanted turbulence in the flow occur. Furthermore, the flow rate over the stroke has one small gradient that negatively affects the shift speed of the seat valve assembly affects.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung schlägt für eine Sitzventilanordnung der ein­ gangs genannten Art vor, daß die Ringsitzfläche bei Be­ trachtung in dem Axiallängsschnitt auf der Seite des Zu­ strömbereichs im Anschluß an den Dichtbereich konvex ge­ krümmt verläuft.The invention suggests a seat valve arrangement previously mentioned type that the ring seat at Be in the axial longitudinal section on the side of the zu flow area following the sealing area convex ge runs curvilinear.
Es hat sich gezeigt, daß durch eine solche konvexe, vor­ zugsweise im wesentlichen kreisbogenförmige Krümmung der Ringsitzfläche ein turbulenzärmerer Durchfluß beim Abheben des Sitzelements von der Ringsitzfläche erreicht werden kann. Dies in Verbindung mit dem gegenüber einer im Schnitt geradlinigen Ringsitzfläche vergößerten Anströmtrichter zwischen Sitzelement und Ringsitzfläche bewirkt beim Abhe­ ben des Sitzelements von der Ringsitzfläche einen rascheren Anstieg der Durchflußrate und damit ein schnelleres Um­ schalten der Sitzventilanordnung in den Öffnungszustand.It has been shown that such a convex, before preferably substantially arcuate curvature of the Ring seat surface a low-turbulence flow when lifting of the seat element can be reached from the ring seat can. This in connection with the one compared to the average rectilinear ring seat enlarged inflow funnel between the seat element and the ring seat surface when lifting ben of the seating element from the ring seat a faster Increase in flow rate and thus a faster order switch the seat valve assembly to the open state.
Ein besonders turbulenzarmes Strömungsverhalten läßt sich bei der erfindungsgemäßen Sitzventilanordnung erzielen, wenn der Übergang von der Ringsitzfläche zum Zuströmbereich im wesentlichen kantenfrei ist. Gewünschtenfalls kann die Ringsitzfläche sogar in dem Dichtbereich konvex gekrümmt verlaufen.A particularly low-turbulence flow behavior can be achieve with the poppet valve arrangement according to the invention,  when the transition from the ring seat to the inflow area is essentially edge-free. If desired, the Ring seat surface is convexly curved even in the sealing area run.
Vorzugsweise ist das Sitzelement als Kugelsitzelement aus­ geführt, wenngleich das Erfindungsprinzip grundsätzlich auch bei Kegelsitzelementen anwendbar ist.The seat element is preferably made as a ball seat element managed, although the principle of invention basically is also applicable to cone seat elements.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sitzventilanordnung Teil eines Injektormoduls mit einer in einen Zylinderbrennraum des Verbrennungsmotors ragenden Kraftstoff-Einspritzdüse und einer die Einspritzdüse abhän­ gig vom Hydraulikdruck in einer Steuerkammer öffnenden und schließenden Düsennadel, wobei die Sitzventilanordnung in einer an die Steuerkammer angeschlossenen, mittels der Sitzventilanordnung wahlweise sperr- oder freigebbaren Druckentlastungsstrecke angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention the seat valve assembly part of an injector module with a protruding into a cylinder combustion chamber of the internal combustion engine Fuel injector and one depend on the injector gig of hydraulic pressure in a control chamber opening and closing nozzle needle, the seat valve arrangement in one connected to the control chamber, by means of the Seat valve arrangement optionally lockable or unlockable Pressure relief section is arranged.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge­ genstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeich­ nung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous refinements of the Ge the invention are the description, the drawing tion and the patent claims.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sitzventil­ anordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach­ folgend anhand der Beschreibung näher erläutert. Es stellen dar An embodiment of the seat valve according to the invention arrangement is shown in the drawing and is based on explained below with reference to the description. Put it is  
Fig. 1 schematisch eine Doppelsitz-Steuerventilanordnung in einem Injektormodul eines Kraftstoff-Speichereinspritz­ systems, Fig. 1 shows schematically a double-seat control valve arrangement of a fuel storage injection system in an injector module,
Fig. 2 eine Vergrößerung des Ausschnitts A der Fig. 1, Fig. 2 is an enlargement of the detail A of FIG. 1,
Fig. 3 einen qualitativen Verlauf einer Hub-Durchfluß- Kennlinie eines Einzelsitz-Ventils der Steuerventilanord­ nung der Fig. 1, und Fig. 3 shows a qualitative curve of a stroke-flow characteristic of a single-seat valve of the control valve arrangement of Fig. 1, and
Fig. 4 einen qualitativen Verlauf einer Hub-Durchfluß- Kennlinie der gesamten Steuerventilanordnung. Fig. 4 shows a qualitative course of a stroke-flow characteristic of the entire control valve assembly.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Eine in Fig. 1 gezeigte und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete doppelsitzige Steuerventilanordnung ist in ein Injektormodul eines Diesel-Speichereinspritzsystems, welches auch als Common-Rail-Einspritzsystem bekannt ist, für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor eingebaut. Dieses Injektormodul weist in an sich bekannter Weise eine in einen Zylinderbrennraum des Verbrennungsmotors ragende, hier nicht näher dargestellte Einspritzdüse sowie eine die Einspritzdü­ se abhängig vom Druck in einer Steuerkammer 12 öffnende und schließende, hier nur zu einem kleinen Teil angedeutete Dü­ sennadel 14 auf.A double-seat control valve arrangement shown in FIG. 1 and generally designated by the reference numeral 10 is installed in an injector module of a diesel accumulator injection system, which is also known as a common rail injection system, for a motor vehicle internal combustion engine. This injector module has, in a manner known per se, a protruding into a cylinder combustion chamber of the internal combustion engine, not shown here, and an injection nozzle that opens and closes depending on the pressure in a control chamber 12 and that only indicates a small part of the nozzle needle 14 .
In dem Injektormodul ist ein aus einem Hochdruckverteiler bzw. Rail gespeister Kraftstoffversorgungskanal 16 ausgebil­ det, über welchen die Einspritzdüse mit Kraftstoff versorgt wird. Von dem Kraftstoffversorgungskanal 16 ist ein stets offener, in der Regel gedrosselter Zulaufkanal 18 abge­ zweigt, über welchen Kraftstoff aus dem Kraftstoffversor­ gungskanal 16 in die Steuerkammer 12 eingeleitet wird. Ein mittels der Steuerventilanordnung 10 wahlweise sperr- oder freigebbarer Entlastungsweg 20 verbindet die Steuerkammer 12 mit einem nicht näher dargestellten Niederdruck-Ent­ lastungsraum.In the injector module, a fuel supply channel 16 , which is fed from a high-pressure distributor or rail, is formed, via which the injection nozzle is supplied with fuel. From the fuel supply channel 16 is always open, usually throttled inlet channel 18 branches, via which fuel from the fuel supply channel 16 is introduced into the control chamber 12 . A by means of the control valve assembly 10 selectively lockable or releasable relief path 20 connects the control chamber 12 with a low-pressure relief chamber, not shown, Ent.
Bei gesperrtem Entlastungsweg 20 stellt sich im stationären Zustand in der Steuerkammer 12 ein dem Druck im Kraftstoff­ versorgungskanal 16 entsprechender Hochdruck ein, der auf die Düsennadel 14 wirkt und zum Verschließen der Einspritz­ düse führt. Wird der Entlastungsweg 20 geöffnet, fließt Kraftstoff aus der Steuerkammer 12 ab. Der damit einherge­ hende Druckabfall in der Steuerkammer 12 bewirkt, daß die Düsennadel 14 die Einspritzdüse freigibt und Kraftstoff in den Zylinderbrennraum eingespritzt wird. Zeitpunkt und Dauer der Einspritzung können dabei vom Fachmann durch geeignete Ansteuerung der Steuerventilanordnung 10 festgelegt werden.When the relief path 20 is blocked, in the steady state in the control chamber 12 a pressure in the fuel supply channel 16 corresponds to a high pressure which acts on the nozzle needle 14 and leads to the closure of the injection nozzle. If the relief path 20 is opened, fuel flows out of the control chamber 12 . The associated pressure drop in the control chamber 12 causes the nozzle needle 14 to release the injection nozzle and fuel is injected into the cylinder combustion chamber. The time and duration of the injection can be determined by a person skilled in the art by suitable control of the control valve arrangement 10 .
Zur Betätigung der Steuerventilanordnung 10 dient ein von einer elektronischen Ventilsteuereinheit 22 des Einspritzsy­ stems gesteuerter Ventilsteller 24. Dieser kann als elek­ tromagnetischer Ventilsteller ausgeführt sein. Im vorliegen­ den Fall einer doppeltschaltenden Steuerventilanordnung 10 wird jedoch ein piezoelektrischer Ventilsteller bevorzugt, der in an sich bekannter Weise einen aus einer Vielzahl übereinander gestapelter Piezomaterialschichten gebildeten Hubkörper aufweisen kann.A valve of an electronic control unit 22 of the stems Einspritzsy controlled valve plate 24 serves to actuate the control valve assembly 10 degrees. This can be designed as an elec tromagnetic valve actuator. In the present case of a double-switching control valve arrangement 10 , however, a piezoelectric valve actuator is preferred which, in a manner known per se, can have a lifting body formed from a multiplicity of stacked piezo material layers.
Der Ventilsteller 24 wirkt gewünschtenfalls unter Zwischen­ schaltung eines nicht näher dargestellten hydraulischen Hubübersetzers auf einen längs einer Hubachse 26 in dem In­ jektormodul verschiebbar geführten Stellstößel 28, der an seinem Ende ein als Kugelsitzelement ausgebildetes Ventile­ lement 30 trägt. Dieses ist in einer Ventilkammer 32 zwi­ schen zwei in Richtung der Hubachse 26 gegenüberliegenden Ventilsitzen 34, 36 hin- und herbeweglich untergebracht und im Regelfall durch eine nicht gezeigte Ventilfeder in Rich­ tung zu einem der Ventilsitze 34, 36 hin vorgespannt einge­ baut.The valve actuator 24 acts if desired with the interposition of a hydraulic stroke translator, not shown, on a along a stroke axis 26 in the in jector module displaceably guided plunger 28 , which carries at its end a valve element designed as a ball seat element 30 . This is in a valve chamber 32 between two in the direction of the stroke axis 26 opposite valve seats 34 , 36 reciprocally housed and usually biased by a valve spring, not shown in Rich direction to one of the valve seats 34 , 36 built.
Der Entlastungsweg 20 ist gesperrt, wenn das Kugelsitzele­ ment 30 in Dichteingriff entweder mit dem Ventilsitz 34 oder mit dem Ventilsitz 36 steht. Befindet sich das Kugelsitzele­ ment 30 in einer Zwischenposition zwischen den beiden Ven­ tilsitzen 34, 36, ist der Entlastungsweg 20 freigegeben.The relief path 20 is blocked when the Kugelsitzele element 30 is in sealing engagement with either the valve seat 34 or with the valve seat 36 . Is the Kugelsitzele element 30 in an intermediate position between the two Ven valve seats 34 , 36 , the relief path 20 is released.
Zur Bildung des Entlastungswegs 20 mündet im Bereich des Ventilsitzes 36 ein mit der Steuerkammer 12 verbundener Ab­ laufkanal 38 in die Ventilkammer 32. Der Ablaufkanal 38 ent­ hält eine Ablaufdrossel 40, welche zur Einstellung und Be­ grenzung des Durchflusses des ablaufenden Kraftstoffs dient. Im Bereich des Ventilsitzes 34 mündet aus der Ventilkammer 32 ein Rücklaufkanal 42, über den der aus der Steuerkammer 12 abgelaufene Kraftstoff zu einem nicht gezeigten Kraft­ stoffvorrat zurückfließt.To form the relief path 20 opens in the region of the valve seat 36 a connected to the control chamber 12 from run channel 38 into the valve chamber 32nd The drain channel 38 includes an outlet throttle 40 , which is used to adjust and limit the flow of the fuel being discharged. In the area of the valve seat 34 opens out from the valve chamber 32, a return passage 42, the elapsed from the control chamber 12 fuel stock material flows back on the position to a not-shown motor.
Um die eingespritzte Kraftstoffmenge exakt dosieren zu kön­ nen, ist es wünschenswert, den Entlastungsweg 20 rasch frei­ geben und sperren zu können. Hierbei ist zum einen die Schnelligkeit maßgeblich, mit der der Ventilsteller 24 das Kugelsitzelement 30 bewegen kann. Zum anderen spielt eine wesentliche Rolle, wie rasch im Zuge einer Freigabe des Ent­ lastungswegs 20 der Kraftstoffdurchfluß durch diesen ansteigen kann und wie schnell sich demnach der Kraftstoff aus der Steuerkammer 12 entleeren kann.In order to be able to precisely dose the amount of fuel injected, it is desirable to be able to quickly release and block the relief path 20 . On the one hand, the speed with which the valve actuator 24 can move the ball seat element 30 is decisive. On the other hand, an important role is played by how quickly the fuel flow can increase through the release path 20 and how quickly the fuel can be emptied from the control chamber 12 .
Es hat sich gezeigt, daß durch eine geeignete Gestaltung der Ventilsitze 34, 36 ein im Vergleich zu bisherigen Lösungen deutlich rascherer Anstieg des Durchflusses bei Freigabe des Entlastungswegs 20 erzielt werden kann.It has been shown that a suitable design of the valve seats 34 , 36 can achieve a significantly faster increase in the flow compared to previous solutions when the relief path 20 is released .
Zur Erläuterung der Gestaltung der Ventilsitze 34, 36 wird nun zusätzlich auf Fig. 2 verwiesen. Darin ist ersicht­ lich, daß beide Ventilsitze 34, 36 von je einer in die Kam­ merwand der Ventilkammer 32 eingeformten, zur Hubachse 26 zentrischen Ringsitzfläche 44 bzw. 46 gebildet sind.To explain the design of the valve seats 34 , 36 , reference is now made additionally to FIG. 2. This is ersicht Lich that both valve seats 34 , 36 are each formed by one in the Kam merwand the valve chamber 32 , 26 to the stroke axis central ring seat 44 and 46 are formed.
Bei bisherigen Lösungen verlaufen diese Ringsitzflächen bei Betrachtung in einem die Hubachse 26 enthaltenden Längs­ schnitt geradlinig schräg zur Hubachse 26, wie dies gestri­ chelt in Fig. 2 eingezeichnet ist. Dabei ist zwischen der den Ventilsitz 36 bildenden Ringsitzfläche 46 und der Wand des Ablaufkanals 38 eine in Fig. 2 gut zu erkennende Über­ gangskante 48 gebildet. Auch zwischen der den Ventilsitz 34 bildenden Ringsitzfläche 44 und den zum Inneren der Ventil­ kammer 32 hin angrenzenden Bereichen der Kammerwand ist bei den bisherigen Lösungen eine ähnliche Übergangskante gebil­ det.In previous solutions, these ring seat surfaces, when viewed in a longitudinal section containing the stroke axis 26 , run in a straight line obliquely to the stroke axis 26 , as shown in dashed lines in FIG. 2. In this case, between the valve seat 36 forming the annular seat surface 46 and the wall of the drain channel 38, a transition edge 48 can be clearly seen in FIG. 2. Also between the valve seat 34 forming the annular seat surface 44 and the areas of the chamber wall adjacent to the interior of the valve chamber 32 , a similar transition edge is formed in the previous solutions.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist jedoch zumindest der zuströmseitige Bereich der Ringsitzflächen 44, 46 konvex gekrümmt. In the solution according to the invention, however, at least the inflow-side region of the ring seat surfaces 44 , 46 is curved convexly.
Beim Ventilsitz 36 ist der zuströmseitige Bereich der Ringsitzfläche 46 derjenige Bereich, der in Richtung zum Ablaufkanal 38 hin an einen Dichtbereich 46a der Ringsitz­ fläche 46 anschließt, in welchem der Dichteingriff zwischen dem Kugelsitzelement 30 und der Ringsitzfläche 46 stattfin­ det. Dieser zuströmseitige Bereich der Ringsitzfläche 46 ist in Fig. 2 mit 46b bezeichnet. Insbesondere geht er kantenfrei in die Wand des Ablaufkanals 38 über.In the valve seat 36 , the inflow-side region of the ring seat surface 46 is the region which connects in the direction of the outlet channel 38 to a sealing region 46 a of the ring seat surface 46 , in which the sealing engagement between the ball seat element 30 and the ring seat surface 46 takes place. This inflow-side region of the ring seat surface 46 is designated 46b in FIG. 2. In particular, it merges into the wall of the drain channel 38 without edges.
Durch diese Gestaltung der Ringsitzfläche 46 kann bei ge­ ringem Öffnungshub des Kugelsitzelements 30 eine größere Durchflußrate des zwischen Ventilsitz 36 und Kugelsitzele­ ment 30 abfließenden Kraftstoffs erzielt werden als bei ge­ radliniger Gestaltung des zuströmseitigen Ringsitzflächen­ bereichs 46b. Dies bedeutet zugleich, daß sich mit zuneh­ mendem Öffnungshub ein rascherer Anstieg der Durchflußrate als bei geradliniger Gestaltung des zuströmseitigen Ringsitzflächenbereichs 46b einstellt.This design of the ring seat surface 46 can at ge ring opening stroke of the ball seat member 30, a larger flow rate of the element between valve seat 36 and Kugelsitzele element 30 flowing fuel can be achieved than in ge radial design of the inflow ring seat surfaces area 46 b. At the same time, this means that with increasing opening stroke, the flow rate increases more rapidly than in the case of a straightforward design of the inflow-side annular seat area 46 b.
Das qualitative Diagramm der Fig. 3 zeigt dieses Verhalten anschaulich. Dort sind an der Abszisse der Hub h des Kugel­ sitzelements 30 bzw. des Ventilstellers 24 und an der Ordi­ nate der Volumenstrom Q des abfließenden Kraftstoffs aufge­ tragen - ohne Berücksichtigung der Ventilwirkung am anderen Ventilsitz 34.The qualitative diagram of FIG. 3 clearly shows this behavior. There are on the abscissa the stroke h of the ball seat element 30 or the valve actuator 24 and on the ordi nate the volume flow Q of the outflowing fuel up - without taking into account the valve action on the other valve seat 34 .
Man erkennt, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung eine Kennlinie K1 (mit durchgezogener Linie gezeichnet) erhalten wird, die wesentlich steiler bis zu einem durch die Ablauf­ drossel 40 bestimmten Maximum ansteigt als eine bei den bisherigen Lösungen erhaltene, gestrichelte Kennlinie K2. It can be seen that in the solution according to the invention a characteristic curve K1 (drawn with a solid line) is obtained, which rises substantially steeper up to a maximum determined by the outlet throttle 40 than a dashed characteristic curve K2 obtained in the previous solutions.
Die Krümmung des zuströmseitigen Ringsitzflächenbereichs 46b kann kreisbogenförmig, aber auch von einer Kreisform abweichend sein. Gewünschtenfalls kann sich die konvexe Krümmung bis in den Dichtbereich 46a der Ringsitzfläche 46 erstrecken.The curvature of the inflow-side ring seat area 46 b can be in the shape of a circular arc, but can also deviate from a circular shape. If desired, the convex curvature can extend into the sealing region 46 a of the ring seat surface 46 .
Der zum Inneren der Ventilkammer 32 hin an den Dichtbereich 46a anschließende abströmseitige Bereich der Ringsitzfläche 46 - hier mit 46c bezeichnet - kann wie bei den bisherigen Lösungen geradlinig schräg zur Hubachse 26 verlaufen. Die konvexe Krümmung der Ringsitzfläche 46 kann aber auch bis in diesen abströmseitigen Ringsitzflächenbereich 46c rei­ chen.Of the interior of the valve chamber 32 side at the sealing portion 46 of a subsequent downstream region of the annular seat surface 46 - referred to herein by 46c - may linearly extend obliquely to the lifting axis 26 as in the previous solutions. However, the convex curvature of the ring seat surface 46 can also reach up to this downstream ring seat surface region 46 c.
Was die den Ventilsitz 34 bildende Ringsitzfläche 44 anbe­ langt, so ist dort der zuströmseitige Ringsitzflächenbe­ reich derjenige Bereich, der zum Inneren der Ventilkammer 32 hin an den Dichtbereich der Ringsitzfläche 44 an­ schließt, in dem der Dichteingriff mit dem Kugelsitzelement 30 stattfindet. Dieser zuströmseitige Bereich der Ringsitz­ fläche 44 ist wie bei der Ringsitzfläche 46 konvex ge­ krümmt. Es empfiehlt sich wiederum ein kantenfreier Über­ gang zu den angrenzenden Bereichen der Kammerwand der Ven­ tilkammer 32. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, für die zuströmseitigen Bereiche der Ringsitzflächen 44, 46 vonein­ ander abweichende Krümmungsverläufe zu wählen.As far as the ring seat surface 44 forming the valve seat 34 is concerned, there is the inflow-side ring seat surface area that closes to the interior of the valve chamber 32 towards the sealing region of the ring seat surface 44 , in which the sealing engagement with the ball seat element 30 takes place. This inflow-side region of the ring seat surface 44 is convexly curved as in the case of the ring seat surface 46 . It is again recommended an edge-free transition to the adjacent areas of the chamber wall of the Ven tilkammer 32nd It is not excluded to choose different curvatures for the upstream areas of the ring seating surfaces 44 , 46 .
Der abströmseitige Bereich der Ringsitzfläche 44 - das ist der Bereich, der in Richtung zum Rücklaufkanal 42 an den Dichtbereich der Ringsitzfläche 34 anschließt - kann wiederum eine geradlinige, gewünschtenfalls aber auch eine konvex gekrümmte Kontur besitzen.The outflow-side region of the ring seat surface 44 - that is the region which adjoins the sealing region of the ring seat surface 34 in the direction of the return channel 42 - can in turn have a rectilinear, if desired also a convexly curved contour.
In das qualitative Diagramm der Fig. 4 ist zusätzlich zu den bereits in Fig. 3 gezeigten Kennlinien K1 und K2 eine weitere Kennlinie K3 eingezeichnet, die die Abhängigkeit der Menge Q des am Ventilsitz 34 vorbeiströmenden Kraft­ stoffs vom Hub h des Kugelsitzelements 30 zeigt, und zwar ohne Berücksichtigung der Ventilwirkung am Ventilsitz 36.In addition to the characteristic curves K1 and K2 already shown in FIG. 3, a further characteristic curve K3 is shown in the qualitative diagram of FIG. 4, which shows the dependence of the amount Q of the fuel flowing past the valve seat 34 on the stroke h of the ball seat element 30 , and without taking into account the valve action on valve seat 36 .
Als Vergleich ist wiederum eine Kennlinie K4 gestrichelt eingezeichnet, die bei im Schnitt geradliniger Gestaltung des zuströmseitigen Bereichs der Ringsitzfläche 44 erhalten wird. Aus der Überlagerung der beiden Kennlinien K1 und K3 ergibt sich eine durch dicke Punkte angedeutete effektive Durchflußkennlinie K5 für die doppelsitzige Steuerventi­ lanordnung 10. Zum Vergleich zeigt eine durch Dreiecke an­ gedeutete Kennlinie K6 die Überlagerung der Kennlinien K2 und K4.As a comparison, a characteristic curve K4 is again drawn in dashed lines, which is obtained when the inflow-side region of the ring seat surface 44 is designed to be straight in section. The superimposition of the two characteristic curves K1 and K3 results in an effective flow characteristic curve K5 for the double-seat control valve arrangement 10, indicated by thick points. For comparison, a characteristic curve K6 indicated by triangles shows the superimposition of the characteristic curves K2 and K4.
Man erkennt anhand der Kennlinie K5, daß bei der erfin­ dungsgemäßen Lösung der stabile Bereich, welcher durch eine Hubspanne S1 angedeutet ist, in dem die abfließende Kraft­ stoffmenge unabhängig von der Hubposition des Kugelsitzele­ ments 30 annähernd konstant ist, deutlich größer ist als der stabile Bereich bei den bisherigen Lösungen, welches durch eine Hubspanne S2 angedeutet ist. Zudem fließt bei der erfindungsgemäßen Lösung im stabilen Bereich ein größe­ rer Volumenstrom als bei den bisherigen Lösungen. It can be seen from the characteristic curve K5 that in the solution according to the invention, the stable area, which is indicated by a stroke span S1, in which the outflowing amount of fuel regardless of the stroke position of the Kugelsitzele element 30 is approximately constant, is significantly larger than the stable area in the previous solutions, which is indicated by a stroke range S2. In addition, a larger volume flow flows in the solution according to the invention in a stable range than in the previous solutions.
Im Teilhubbereich, also bei vergleichsweise geringem Abhe­ ben des Kugelsitzelements 30 vom Ventilsitz 34 bzw. 36, steigt außerdem bei der erfindungsgemäßen Lösung der Durch­ fluß sehr rasch bis nahe seines Maximums an, so daß sich insgesamt sehr schnelle Reaktionszeiten des Einspritzsy­ stems erzielen lassen und unvermeidbare Fertigungstoleran­ zen der einzelnen Bauteile der Steuerventilanordnung sich nur wenig auswirken.In the partial stroke range, that is to say with comparatively little lifting of the ball seat element 30 from the valve seat 34 or 36 , the flow in the solution according to the invention also increases very rapidly to near its maximum, so that overall very fast reaction times of the injection system can be achieved and unavoidable Manufacturing tolerances of the individual components of the control valve arrangement have little effect.
Insbesondere bei dem Ventilsitz 34 kann die Wahl des kon­ kreten Krümmungsverlaufs der Ringsitzfläche 44 zudem davon abhängig gemacht werden, daß zu Beginn des Abhebens des Ku­ gelsitzelements 30 vom Ventilsitz 34 der hydraulisch wirk­ same Sitzdurchmesser im wesentlichen unverändert und im we­ sentlichen gleich dem am Dichtbereich der Ringsitzfläche 44 gemessenen geometrischen Sitzdurchmesser bleiben soll, um eine hubabhängige Zunahme der vom Ventilsteller 24 aufzu­ bringenden Hubkraft zu vermeiden.Especially in the valve seat 34 , the choice of the specific curvature of the ring seat surface 44 can also be made dependent on the fact that at the beginning of the lifting of the valve seat element 30 from the valve seat 34, the hydraulically effective seat diameter is essentially unchanged and essentially the same as that at the sealing area Ring seat surface 44 measured geometric seat diameter should remain in order to avoid a stroke-dependent increase in the lifting force to be brought by the valve actuator 24 .

Claims (6)

1. Sitzventilanordnung, insbesondere für ein Kraftstoffein­ spritzsystem einer Verbrennungsmaschine, mit mindestens einer zwischen einem Zuströmbereich und einem Abströmbe­ reich angeordneten, zu einer Achse (26) zentrischen Ringsitzfläche (44, 46) und einem längs der Achse (26) in und außer Dichteingriff mit einem Dichtbereich (46a) der Ringsitzfläche (44, 46) bewegbaren Sitzelement (30), wobei die Ringsitzfläche (44, 46) bei Betrachtung in ei­ nem Axiallängsschnitt schräg geneigt zu der Achse (26) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsitzfläche (44, 46) bei Betrachtung in dem Axiallängsschnitt auf der Seite des Zuströmbereichs im Anschluß an den Dicht­ bereich (46a) konvex gekrümmt verläuft.1. Seat valve arrangement, in particular for a fuel injection system of an internal combustion engine, with at least one richly arranged between an inflow area and an outflow area, to an axis ( 26 ) central ring seat surface ( 44 , 46 ) and along the axis ( 26 ) in and out of sealing engagement with a sealing area ( 46 a) of the ring seat surface ( 44 , 46 ) movable seat element ( 30 ), the ring seat surface ( 44 , 46 ) when viewed in an axial longitudinal section obliquely inclined to the axis ( 26 ), characterized in that the ring seat surface ( 44 , 46 ) when viewed in the axial longitudinal section on the side of the inflow area following the sealing area ( 46 a) is convexly curved.
2. Sitzventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übergang von der Ringsitzfläche (44, 46) zum Zuströmbereich im wesentlichen kantenfrei ist. 2. Poppet valve arrangement according to claim 1, characterized in that the transition from the ring seat surface ( 44 , 46 ) to the inflow area is substantially edge-free.
3. Sitzventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ringsitzfläche (44, 46) auf der Seite des Zuströmbereichs im Anschluß an den Dichtbe­ reich (46a) im wesentlichen kreisbogenförmig konvex ver­ läuft.3. Poppet valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the annular seat surface ( 44 , 46 ) on the side of the inflow region in connection with the Dichtbe rich ( 46 a) runs in a substantially circular arc convex ver.
4. Sitzventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsitzfläche (44, 46) auch in dem Dichtbereich (46a) konvex gekrümmt verläuft.4. Seat valve arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the annular seat surface ( 44 , 46 ) also extends convexly in the sealing region ( 46 a).
5. Sitzventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzelement (30) als Ku­ gelsitzelement ausgeführt ist.5. Seat valve arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the seat element ( 30 ) is designed as a Ku gelsitzelement.
6. Sitzventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzventilanordnung Teil eines Injektormoduls mit einer in einen Zylinderbrenn­ raum des Verbrennungsmotors ragenden Kraftstoff- Einspritzdüse und einer die Einspritzdüse abhängig vom Hydraulikdruck in einer Steuerkammer (12) öffnenden und schließenden Düsennadel (14) ist, wobei die Sitzventi­ lanordnung in einer an die Steuerkammer (12) angeschlos­ senen, mittels der Sitzventilanordnung wahlweise sperr- oder freigebbaren Druckentlastungsstrecke (20) angeord­ net ist.6. Seat valve arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the seat valve arrangement part of an injector module with a projecting into a cylinder combustion chamber of the internal combustion engine fuel injector and the injector depending on the hydraulic pressure in a control chamber ( 12 ) opening and closing nozzle needle ( 14 ), wherein the seat valve arrangement is arranged in a connection to the control chamber ( 12 ) which is selectively lockable or releasable by means of the seat valve arrangement, pressure relief path ( 20 ).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048769A1 (en) * 2002-11-23 2004-06-10 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device with a 3-way control valve for configuring the injection process
DE10300385B3 (en) * 2003-01-09 2004-06-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device for internal combustion engine has 3/3-way valve using high pressure e.g. common-rail pressure, for rapid valve closure
WO2004051071A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device comprising a 3/3-way control valve for forming the injection process
WO2006029927A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Injector comprising a device for preventing the accumulation of dirt inside the injector

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030131889A1 (en) * 2002-01-11 2003-07-17 Kim Jin Wook Pilot poppet type pressure control valve
JP4325589B2 (en) 2004-07-06 2009-09-02 株式会社デンソー Common rail injector
CN101701632B (en) * 2009-11-27 2011-06-08 浙江万龙机械有限公司 Bellows stop valve

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4365647A (en) * 1980-02-04 1982-12-28 Sperry Corporation Power transmission
DE19619703A1 (en) * 1995-05-18 1996-11-21 Caterpillar Inc Valve interface for a seat valve
JPH09210244A (en) * 1996-02-05 1997-08-12 Hitachi Eng Co Ltd Steam governing valve
DE19624001A1 (en) * 1996-06-15 1997-12-18 Bosch Gmbh Robert Fuel injection device for internal combustion engines
DE19732802A1 (en) * 1997-07-30 1999-02-04 Bosch Gmbh Robert Fuel injection device for internal combustion engines

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61104157A (en) * 1984-10-25 1986-05-22 Hitachi Ltd Fuel injection valve
JP3044871B2 (en) * 1991-10-22 2000-05-22 株式会社日立製作所 Fuel injection valve
DE19859537A1 (en) * 1998-12-22 2000-07-06 Bosch Gmbh Robert Fuel injector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4365647A (en) * 1980-02-04 1982-12-28 Sperry Corporation Power transmission
DE19619703A1 (en) * 1995-05-18 1996-11-21 Caterpillar Inc Valve interface for a seat valve
JPH09210244A (en) * 1996-02-05 1997-08-12 Hitachi Eng Co Ltd Steam governing valve
DE19624001A1 (en) * 1996-06-15 1997-12-18 Bosch Gmbh Robert Fuel injection device for internal combustion engines
DE19732802A1 (en) * 1997-07-30 1999-02-04 Bosch Gmbh Robert Fuel injection device for internal combustion engines

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048769A1 (en) * 2002-11-23 2004-06-10 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device with a 3-way control valve for configuring the injection process
US7347385B2 (en) 2002-11-23 2008-03-25 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device with a 3-way control valve for configuring the injection process
WO2004051071A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device comprising a 3/3-way control valve for forming the injection process
DE10300385B3 (en) * 2003-01-09 2004-06-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device for internal combustion engine has 3/3-way valve using high pressure e.g. common-rail pressure, for rapid valve closure
WO2006029927A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Injector comprising a device for preventing the accumulation of dirt inside the injector

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