DE10040522A1

DE10040522A1 - Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10040522A1
Application number: DE10040522A
Authority: DE
Inventors: Nestor Rodriguez-Amaya
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-28
Also published as: US20020073966A1; US6582209B2; GB2367093B; GB0118701D0; BR0103423B1; GB2367093A; BR0103423A

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen besteht im Wesentlichen aus einer von einem Niederdruckbereich her mit Kraftstoff gespeisten Hochdruck-Einspritzpumpe (11) und einem zur Steuerung der Einspritzpumpe (11) dienenden, als Kolbenventil ausgebildeten Magnetventil (22), das in einem Ventilgehäuse zwei koaxial zueinanderliegende, durch eine Ventilöffnung miteinander verbundene, jedoch durch einen Ventilsitz voneinander trennbare Ventilräume (27 und 33) und einen Ankerraum (31) aufweist. Hierbei ist der Ankerraum (31) über einen Druckkanal (21) mit der Zulaufseite und der (Niederdruck-)Ventilraum (33) mit dem Ablaufbereich der Einspritzpumpe (11) verbunden. Der (Niederdruck-)Ventilraum (33) besitzt einen Kraftstoff-Zulaufkanal (32) und einen Kraftstoff-Ablaufkanal (35). DOLLAR A Die Besonderheit ist darin zu sehen, dass Kraftstoff-Zulaufkanal (32) und Kraftstoff-Ablaufkanal (35), jeweils in den unmittelbar an den (Niederdruck-)Ventilraum (33) angrenzenden Abschnitten (39 bzw. 40), einen gegenüber dem Querschnitt der übrigen Bereiche von Kraftstoff-Zulauf- und -ablaufkanal (32 bzw. 35) abgestuft verjüngten Querschnitt aufweisen. DOLLAR A Durch die genannten Maßnahmen gelingt eine weitestgehende Vermeidung von Kavitation im Bereich des Niederdruck-Ventilraumes (33) und damit einer als Folge von Kavitation möglichen Kavitationserosion.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraft maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Anwendungsbereich der Erfindung sind - im Unterschied zu Kraftstoffeinspritz systemen der Verteilerbauart - Pumpe-Düse-Einspritzsysteme (sog. UIS) und Pumpe-Leitung-Düse-Einspritzsysteme (sog. UPS). Bei derartigen Einspritz systemen kann es im Bereich des Magnetventilsitzes aufgrund der dort ein mündenden Kraftstoff-Zulauf- und Ablaufkanäle, d. h. infolge des stark reduzierten Flüssigkeitsdruckes in diesen Kanälen, zu Kavitationserosion kommen. Die (unerwünschte) Folge hiervon kann eine verkürzte Betriebsdauer des betreffenden UIS- bzw. UPS-Injektors sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kavitationserosion im Bereich des Magnetventilsitzes zu vermeiden.

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Kraftstoffeinspritzsystem der eingangs bezeichneten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die Patentansprüche 2 und 3.

Infolge der durch Abstufung in Richtung der Niederdruck-Ventilkammer bewirkten Querschnittsverringerung der Kraftstoff-Zulauf- und Ablaufbohrungen wird eine leichte Androsselung des Kraftstoffflusses in diesen Kanälen erreicht. Die Folge hiervon ist eine entsprechende Druckerhöhung, welche die Bildung von Kavita tionsblasen verringert oder gänzlich vermeidet. Durch die nachträgliche Implosion von Kavitationsblasen würden möglicherweise Kavitationserosionsschäden am Ventilsitz (Nadel und/oder Körper)in der Niederdruckventilkammer bzw. in den Kraftstoffzulauf- und -ablaufbohrungen entstehen. Derartige Schäden werden somit durch die erfindungsgemäßen abgestuften Querschnittsver ringerungen in den betreffenden Kanälen vermieden.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung veran schaulicht und nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt - im vertikalen Längsschnitt - eine Ausführungsform eines Kraftstoffeinspritzsystems des Typs UPS (= Pumpe-Leitung-Düse-Einspritzsystem).

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Es bezeichnet 10 den Zylinderblock einer Brennkraftmaschine, in den das insgesamt mit 11 bezifferte Kraftstoffeinspritzsystem integriert ist. In einem Pumpenkörper 12 des Einspritzsystems ist ein Einspritzkolben 13 in einer Aufnahme 14 gehalten und (vertikal) gegen den Widerstand einer Druckfeder 15 beweglich angeordnet. Die Bewegung erfolgt durch das Ablaufen eines Stößels 16 auf einem (nicht gezeichneten) Nocken.

Die Kraftstoffzufuhr zu dem Pumpenkörper 12 erfolgt - in Pfeilrichtung 17 - durch eine Zuleitung 18 im Zylinderblock 10, die in einen Ringkanal 19 mündet. Von dort gelangt der zugeführte Kraftstoff durch einen Kanal 20 über ein Filter 21 in einen Ankerraum 31 und weiter durch einen Zulaufkanal 32 in einen Niederdruckraum 33 eines insgesamt mit 22 bezeichnet Magnet-Steuerventils. Ein das Steuerventil 22 betätigender Elektromagnet ist mit 23 und dessen Anker ist mit 24 beziffert.

Im übrigen gehören ein solches Magnet-Steuerventil und dessen Wirkungsweise zum bekannten Stand der Technik, so dass hier diesbezüglich auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.

Der durch das Magnet-Steuerventil 22 gesteuerte und kontrollierte Kraftstoffstrom gelangt durch den Ventilsitzquerschnitt und einen Druckkanal 25 in einen Pumpen druckraum 26. Führt nun der Einspritzkolben 13 eine vertikale Aufwärtsbewegung aus, so wird der im Pumpendruckraum 26 befindliche Kraftstoff durch die Druck bohrung 25 über einen Ringkanal bzw. Druckkammer 27 in eine weitere Druck bohrung 28 gedrückt, von wo er schließlich über eine (nicht gezeigte) Einspritzlei tung und eine Einspritzdüse 29 in Pfeilrichtung 30 ins Freie bzw. in die Brenn kammer eines Zylinders (nicht dargestellt) der betreffenden Brennkraftmaschine gelangt.

Der zur Einspritzung in den Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils nicht benötigte Anteil des Kraftstoffs gelangt aus der Hochdruckkammer 27 des Magnet-Steuer ventils 22 über den Ventilsitzquerschnitt in den Niederdruck-Ventilraum 33. Durch einen das Volumen des Niederdruck-Ventilraumes 33 bestimmenden bzw. begrenzenden abgestuften Einsatz 34 erhält der Niederdruck-Ventilraum 33 Ringzylinderform.

Aus dem Niederdruck-Ventilraum 33 wird der nicht benötigte Kraftstoff durch einen Kraftstoff-Ablaufkanal 35 in einen Ringraum 36 abgeführt, von wo er - durch eine Ableitung 37 im Zylinderblock 10 - in Pfeilrichtung 38 - zurück in den (nicht dargestellten) Niederdruckraum des Motors abgeleitet wird.

Die Besonderheit des gezeigten und im Vorstehenden beschriebenen Kraft stoffspritzsystems besteht nun darin, dass die in den Niederdruck-Ventilraum 33 einmündenden bzw. sich unmittelbar art diesen anschließenden Abschnitte des Kraftstoff-Zuleitungskanals 32 und des Kraftstoff-Ableitungskanals 35 - in der Zeichnung mit 39 bzw. 40 bezeichnet - einen gegenüber dem Querschnitt der restlichen Bereiche der Kanäle 32, 35 verringerten Querschnitt aufweisen.

Die Zeichnung macht deutlich, dass es sich hierbei jeweils um abgestufte Querschnittsübergänge handelt. Durch die in Rede stehende Querschnittsver ringerung in den unmittelbar an die Niederdruck-Ventilkammer 33 angrenzenden Abschnitten 39, 40 wird eine entsprechende Drosselung des in den Kraftstoff- Zu- und -ableitungskanälen 32 bzw. 35 geförderten Kraftstoffs, verbunden mit einer geringfügigen Druckerhöhung in der Niederdruck-Ventilkammer 33, be wirkt, wodurch die Kavitationsneigung im Bereich der Niederdruck-Ventilkammer 33 wesentlich reduziert bzw. gänzlich ausgeschaltet zu werden vermag. Kavitationserosionsschäden in den genannten Bereichen lassen sich dadurch wirksam vermeiden.

In diesem Sinne wirkt es sich auch vorteilhaft aus, wenn das Volumen der Niederdruck-Ventilkammer 33 möglichst groß ausgeführt wird.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit einer von einem Niederdruckbereich her mit Kraftstoff gespeisten Hochdruck-Einspritzpumpe (11) und mit einem zur Steuerung der Einspritzpumpe (11) dienenden, als Kolben ventil ausgebildeten Magnetventil (22), das in einem Ventilgehäuse zwei koaxial zueinander liegende, durch eine Ventilöffnung miteinander verbundene, jedoch durch einen Ventilsitz voneinander trennbare Ventilräume (27 und 33) und einen Ankerraum (31) aufweist, wobei der Ankerraum (31) über einen Druckkanal (21) mit der Zulaufseite und der (Niederdruck-)Ventilraum (33) mit dem Ablaufbereich der Einspritzpumpe (11) verbunden ist, und wobei der (Niederdruck-)Ventilraum (33) einen Kraftstoff-Zulaufkanal (32) und einen Kraftstoffablaufkanal (35) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff-Zulaufkanal (32) und Kraftstoff- Ablaufkanal (35), jeweils in den unmittelbar an den (Niederdruck)-Ventilraum (33) angrenzenden Abschnitten (39) bzw. (40), einen gegenüber dem Querschnitt der übrigen Bereiche von Kraftstoff-Zulauf- und -ablaufkanal (32 bzw. 35) abgestuft verjüngten Querschnitt aufweisen.

2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstufige Querschnittsverjüngung (39 bzw. 40) jeweils von Kraftstoff- Zulauf- und -ablaufkanal (32 bzw. 35) vorgesehen ist.

3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Zulaufkanal (32) und/oder der Kraftstoff-Ablaufkanal (35) eine mehrstufige Querschnittsverjüngung aufweist, derart, dass der Kanalabschnitt (39 bzw. 40) mit dem jeweils kleinsten Querschnitt unmittelbar an den zweiten (Niederdruck-)Ventilraum (33) angrenzt bzw. in diesen einmündet.