DE102005026511A1

DE102005026511A1 - Ventil, insbesondere zur Verwendung als Saugventil auf der Saugseite von Kraftstoffeinspritzsystemen

Info

Publication number: DE102005026511A1
Application number: DE200510026511
Authority: DE
Inventors: Marcus Kristen; Achim Koehler; Sascha Ambrock; Dietmar Ottenbacher; Bertram Schweitzer; Christian Langenbach; Joerg Wuerz; Saban Akmese; Marco Lamm; Karl-Heinz Traub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14
Also published as: WO2006131412A1

Abstract

Ein Ventil (3, 4), insbesondere zur Verwendung als Saugventil auf der Saugseite von Kraftstoffeinspritzsystemen (100), weist einen in einem Gehäuse (12) ausgebildeten Ventilkolbenraum (32) auf, der mit mindestens einer im Gehäuse (12) ausgebildeten Leitung (28a, 28b) in Verbindung steht. Es wird vorgeschlagen, dass das Ventil (3, 4) zwischen Leitung (28a, 28b) und Ventilkolbenraum (32) zumindest abschnittsweise eine Verrundung (38a, 38b, 40a, 40b) und/oder Fase aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere zur Verwendung als Saugventil auf der Saugseite von Kraftstoffeinspritzsystemen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit einem solchen Ventil kann beispielsweise eine Kraftstoffmenge gesteuert werden, die von der Pumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems aus einem Vorratsbehälter für Kraftstoff angesaugt wird.

Sowohl für Otto- als auch für Dieselmotoren werden Kraftstoffeinspritzsysteme benötigt, die eine genaue Dosierung des einzuspritzenden Kraftstoffs ermöglichen. Durch die Entwicklung zu immer leistungsstärkeren Motoren bedingt ist die Anforderung, zumindest kurzfristig hohe Kraftstoffmengen bereitstellen zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass dieses besonders gute Fülleigenschaften hat, so dass sehr hohe Kraftstoffmengen pro Zeiteinheit bereitgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch die Verrundung und/oder Fase im Übergangsbereich zwischen Leitung und Ventilkolbenraum werden die dort gemäß dem Stand der Technik vorhandenen scharfen Kanten eliminiert. Hierdurch kann vermieden werden, dass an dieser Stelle ein Strömungsabriss auftritt. Außerdem können die in diesen Bereichen auftretenden Verwirbelungen reduziert werden, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des anzusaugenden Kraftstoffs erhöht wird. Mit der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit geht die Erhöhung der pro Zeiteinheit angesaugten Kraftstoffmenge einher.

Durch die Verbesserung der Strömung des Kraftstoffs ergeben sich weitere Vorteile. So ist der Gehäusebereich, in dem der Ventilkolbenraum und die mindestens eine Leitung angeordnet sind, weniger stark belastet, so dass gegebenenfalls die Wandstärken des Gehäuses verringert werden können.

Auch für den dem Ventil in Strömungsrichtung nachgeschalteten Bereich, beispielsweise einer Hochdruckpumpe, führt die beruhigte Kraftstoffströmung dazu, dass angrenzende Materialien weniger stark belastet werden.

Insgesamt bewirkt die erfindungsgemäße Maßnahme, dass die Fülleigenschaft des Ventils erheblich verbessert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 6 hat den Vorteil, dass die Strömung des Kraftstoffs in unmittelbarer Nähe zum Ventilsitz beruhigt werden kann, so dass eine Wirbelbildung im Bereich des Ventilsitzes weitestgehend vermieden werden kann.

Eine Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 9 bietet den Vorteil, die Geometrie der Verrundung und/oder Fase besonders genau beeinflussen zu können.

Zeichnungen
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einem auf der Saugseite angeordneten Ventil;
2 eine geschnittene Seitenansicht eines Ventils gemäß dem Stand der Technik;
3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 trägt ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 100. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 120, aus dem ein Fördersystem 140 den Kraftstoff zu einer Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail") 160 fördert. Das Fördersystem 140 kann umfasst eine Vorförderpumpe, eine Hochdruckpumpe und ein Saugventil, das mit Bezug auf verschiedene Ausführungen mit 3, 4 oder 10 bezeichnet ist.
An die Kraftstoff-Sammelleitung 160 sind mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 180 angeschlossen, von denen in 1 nur eine dargestellt ist. Hierzu verfügt die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 180 über einen Hochdruckanschluss 200. Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 180 ist einem Brennraum 220 zugeordnet, in den sie den Kraftstoff direkt einspritzt. Von der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 180 führt eine Rücklaufleitung 240 zum Kraftstoffbehälter 120 zurück. Die Rücklaufleitung 240 ist über einen Niederdruckanschluss 260 an die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 180 angeschlossen.
Der Aufbau des Saugventils 3, 4 oder 10 des Fördersystems 140 wird nun unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 näher erläutert:
In 2 trägt ein Ventil das Bezugszeichen 10. Das Ventil 10 gehört zum Stand der Technik und weist ein Gehäuse 12 auf, in dem ein Ventilkolben 14 verschiebbar gelagert ist. Der Ventilkolben 14 weist an seinem in 2 unteren Ende einen Ventilteller 16 auf, der in der geschlossenen Stellung des Ventils 10 dichtend an einem im Gehäuse 12 vorgesehenen Ventilsitz 18 anliegt.
Der Ventilkolben 14 ist mit Hilfe einer Ventilfeder 20 in der geschlossenen Stellung des Ventils 10 gehalten. Die Ventilfeder 20 stützt sich an der Außenseite des Gehäuses 12 ab und ist dort mit Hilfe einer am Gehäuse 12 ausgebildeten Ringschulter 22 positioniert. Die Ventilfeder 20 wirkt an ihrem vom Gehäuse 12 abgewandten Ende mit einem Abstützelement 24 zusammen, das wiederum über ein Ringelement 26 mit dem Ventilkolben 14 zusammenwirkt.
Im Gehäuse 12 sind zwei in 2 horizontal verlaufende Leitungen 28a und 28b vorgesehen. Diese Leitungen weisen in ihrem dem Ventilkolben 14 zugewandten Bereich zylindrische Wandungen 30a und 30b auf. Die Leitungen 28a und 28b münden in einen Ventilkolbenraum 32, dessen Wandung 34 ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Der Übergangsbereich zwischen der Leitung 28a und dem Ventilkolbenraum 32 ist mit 36a bezeichnet; der Übergangsbereich zwischen der Leitung 28b und dem Ventilkolbenraum 32 mit 36b.
Die Übergangsbereiche 36a und 36b sind gemäß dem Stand der Technik scharfkantig ausgebildet und entsprechen den Durchdringungslinien zwischen den zylindrischen Leitungen 28a und 28b einerseits und dem zylindrischen Ventilkolbenraum 32 andererseits.
In 3 trägt ein Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung insgesamt das Bezugszeichen 3. Dieses hat im Prinzip den gleichen Aufbau wie das Ventil 10 gemäß 2. Daher soll im Folgenden im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zum Ventil 10 eingegangen werden.
Auch das Ventil 3 weist Leitungen 28a und 28b auf, durch die Kraftstoff in einen Ventilkolbenraum 32 strömen kann. Im Übergangsbereich zwischen der Wandung 30a der Leitung 28a und der Wandung 34 des Ventilkolbenraums 32 ist jedoch eine Verrundung 38a vorgesehen. Entsprechend ist zwischen der Wandung 30b der Leitung 28b und der Wandung 34 des Ventilkolbenraums 32 eine Verrundung 38b vorgesehen. Die Verrundungen 38a und 38b bewirken, dass durch die Leitungen 28a und 28b anströmender Kraftstoff verwirbelungsfrei in Richtung auf den Ventilteller 16 des Ventilkolbens 14 strömen kann. Die Verrundungen 38a und 38b sind benachbart zum Ventilsitz 18 vorgesehen, um Verwirbelungen im zum Ventilteller 16 angrenzenden Bereich des Ventilkolbenraums 32 zu vermeiden.
In 4 trägt ein Ventil das Bezugszeichen 4. Dieses weist einen zu Ventil 3 (siehe 3) ähnlichen Aufbau auf, so dass hier nur auf die Unterschiede zum Ventil 3 eingegangen werden soll. Das Ventil 4 weist zwischen den Leitungen 28a und 28b einerseits und dem Ventilkolbenraum 32 andererseits nicht nur zum Ventilsitz 18 benachbarte Verrundungen 38a und 38b auf, sondern auch Verrundungen 40a und 40b, die in der vom Ventilsitz 18 abgewandten Lage angeordnet sind. Durch diese Maßnahmen können Verwirbelungs- und Totwassergebiete im vom Ventilteller 16 abgewandten Bereich des Ventilkolbenraums 32 vermieden werden.

Claims

Ventil (3, 4), insbesondere zur Verwendung als Saugventil auf der Saugseite von Kraftstoffeinspritzsystemen (100), mit einem in einem Gehäuse (12) ausgebildeten Ventilkolbenraum (32), der mit mindestens einer im Gehäuse (12) ausgebildeten Leitung (28a, 28b) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (36a, 36b) zwischen Leitung (28a, 28b) und Ventilkolbenraum (32) zumindest abschnittsweise eine Verrendung (38a, 38b, 40a, 40b) und/oder Fase aufweist.
Ventil (3, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolbenraum (32) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Ventil (3, 4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (28a, 28b) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilkolbenraum (32) und Leitung (28a, 28b) im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leitungen, insbesondere zwei Leitungen (28a, 28b) vorgesehen sind, die mit dem Ventilkolbenraum (32) in Verbindung stehen.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundung (38a, 38b) und/oder Fase angrenzend oder benachbart zu einem Ventilsitz (18) angeordnet sind.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundung (40a, 40b) und/oder Fase in einer von einem Ventilsitz (18) abgewandten Lage angeordnet ist.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundung (38a, 38b, 40a, 40b) und/oder Fase zumindest abschnittsweise im Druckfließläpp-Verfahren hergestellt ist.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundung (38a, 38b, 40a, 40b) und/oder Fase zumindest abschnittsweise elektroerosiv und/oder elektrochemisch hergestellt ist.
Ventil (3, 4) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundung (38a, 38b, 40a, 40b) und/oder Fase zumindest abschnittsweise spanend hergestellt ist.