DE102005035147A1

DE102005035147A1 - Kraftstoffdruckregler

Info

Publication number: DE102005035147A1
Application number: DE102005035147A
Authority: DE
Inventors: Tadao Endoh; Katsumi Arai; Masaaki Kariya Konishi
Original assignee: Kyosan Denki Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Kyosan Denki Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: JP2006037856A; JP4175516B2; CN1727664A; US20060021600A1; DE102005035147B4; CN100376783C; US7124739B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffdruckregler mit einem Gehäuse (40), das einen Kraftstoffeinlass (41) und einen Kraftstoffauslass (42) aufweist, einem im Gehäuse (40) aufgenommenen zylindrischen Teil (50), das einen Ventilsitz (52) an seinem Endabschnitt aufweist und in dem ein Verbindungskanal (51) ausgebildet ist, der den Kraftstoffeinlass (41) mit dem Kraftstoffauslass (42) verbindet, einem auf der Seite des Kraftstoffauslasses (42) im Gehäuse (40) angeordneten Ventilelement (60), das den Verbindungskanal (51) schließt, wenn es auf dem Ventilsitz (52) sitzt, und einer am Kraftstoffauslass (42) angeordneten Blattfeder (70), die eine Kraft auf das Ventilelement (60) in eine Richtung hin zum Ventilsitz (52) ausübt. Die Blattfeder (70) weist einen das Ventilelement (60) stützenden konkaven Abschnitt (72) auf, der so ausgebildet ist, dass zwischen dem konkaven Abschnitt (72) und dem Ventilelement (60) ein Spalt (S) vorhanden ist.

Description

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffdruckregler zur Regelung des Drucks eines mittels einer Kraftstoffpumpe aus einem Kraftstofftank zu einem Injektor einer Brennkraftmaschine geförderten Kraftstoffs.

In der JP 2000-45897 A ist ein Kraftstoffdruckregler offenbart, der 8 gezeigt ist. Bei diesem Kraftstoffdruckregler 1 ist der Innenraum eines Gehäuses 2 durch eine Membran 3 mit einem Ventilelement 6 in eine Atmosphärenkammer 4 und eine Kraftstoffkammer 5 unterteilt.

Wenn der über einen Kraftstoffeinlass 8 in die Kraftstoffkammer 5 eingeleitete Kraftstoffdruck einen vorgegebenen Wert erreicht oder darüber hinaus geht, wird die Membran 3 gegen die Kraft einer Feder 7 angehoben, wodurch das Ventilelement 6 einen Kraftstoffauslass 9 öffnet. Wenn das Ventilelement 6 den Kraftstoffauslass 9 öffnet, strömt Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 5 über den Kraftstoffauslass 9 in den (nicht gezeigten) Kraftstofftank zurück, wie es in 8 mit den Pfeilen angedeutet ist. Im Ergebnis wird der Druck des einem Injektor einer Brennkraftmaschine zugeleiteten Kraftstoffs auf den vorgegebenen Wert geregelt.

Bei diesem Kraftstoffdruckregler gilt es jedoch, die Membran so anzuordnen, dass sie die beiden Kammern definiert, nämlich die Atmosphärenkammer 4 und die Kraftstoffkammer 5. Im Ergebnis lässt sich die Zahl der verwendeten Komponenten wie auch die Baugröße der Kraftstoffdruckregler insgesamt nicht klein halten. Des Weiteren wird erfährt die Kraftstoffströmung dann, wenn das Ventilelement 6 den Kraftstoffauslass 9 öffnet und Kraftstoff über den Kraftstoffauslass 9 ausströmt, eine Verengung, wodurch der Kraftstoffdruck abfällt und im Kraftstoffdruckregler 1 Dampf entsteht.

Zur Lösung dieser Probleme wurden Kraftstoffdruckregler vorgeschlagen, wie sie in 6 und 7 gezeigt sind.

Diese Kraftstoffdruckregler weisen ein Gehäuse 10, ein zylindrisches Teil 11, ein Ventilelement 12 und eine als Kraftausübungseinrichtung fungierende Blattfeder 13 auf. Das Gehäuse 10 hat einen Kraftstoffeinlass 14 und einen Kraftstoffauslass 15. Das zylindrische Teil 11, in dem ein Verbindungskanal 17 ausgebildet ist, der den Kraftstoffeinlass 14 mit dem Kraftstoffauslass 15 verbindet, ist auf Seiten des Kraftstoffeinlasses 14 des Gehäuses 10 befestigt. Die Blattfeder 13, die eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen 18 aufweist, ist durch Falzen mit dem Kraftstoffauslass 15 verbunden. In dem Zustand, in dem das zylindrische Teil 11 und die Blattfeder 13 am Gehäuse 10 befestigt sind, ist das Ventilelement 12 zwischen dem zylindrischen Teil 11 und der Blattfeder 13 so abgestützt, dass ein Endabschnitt des Ventilelements 12 an einem Ventilsitz 16, der an einem Endabschnitt des zylindrischen Teils 11 ausgebildet ist, und der andere Endabschnitt des Ventilelements 12 an der Blattfeder 13 anliegt.

Bei diesen Kraftstoffdruckreglern wird von einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe Kraftstoff in den Verbindungskanal 17 des zylindrischen Teils 11 gefördert. Der Kraftstoff übt auf das Ventilelement 12 ständig eine abwärts gerichtete Kraft aus. Die Blattfeder 13 übt auf das Ventilelement 12 ständig eine aufwärts gerichtet Kraft aus. Liegt der Druck des Kraftstoffs unter einem vorgegebenen Wert, so liegt das Ventilelement 12 am Ventilsitz 16 des zylindrischen Teils 11 an, wodurch der Verbindungskanal 17 des zylindrischen Teils 11 geschlossen ist.

Erreicht der Druck des Kraftstoffs dagegen den vorgegebenen Wert oder geht darüber hinaus, so wird das Ventilelement 12 nach unten gedrückt, wodurch Kraftstoff aus dem Verbindungskanal 17 über die in der Blattfeder 13 ausgebildeten Verbindungsöffnungen 18 zurück in einen (nicht gezeigten) Kraftstofftank strömt. 6 zeigt ein Beispiel für einen Kraftstoffdruckregler, bei dem das Ventilelement 12 auf der flachen Oberfläche der Blattfeder 13 anliegt. 7 zeigt ein Beispiel für einen Kraftstoffdruckregler, bei dem das Ventilelement 12 in einem im Zentrum der Blattfeder 13 ausgebildeten mittigen Öffnungsabschnitt 19 sitzt.

Diese Kraftstoffdruckregler benötigen keine Membran oder Atmosphärenkammer. Daher lassen sich die Kosten und die Baugröße dieser Kraftstoffdruckregler gering halten. Da der Kraftstoff an der Oberfläche des Ventilelements 12 entlang strömt, wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 öffnet, lässt sich darüber hinaus die erzeugte Dampfmenge gering halten.

Diese Kraftstoffdruckregler haben jedoch folgende Nachteile. Da die Oberfläche der Blattfeder 13, an der das Ventilelement 12 anliegt, bei dem in 6 gezeigten Kraftstoffdruckregler flach ist, wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 schließt, richtet sich die Achse des Ventilelements 12 infolge eines Selbstausrichtungseffekts nach der Achse des Ventilsitzes 16 ein. Auf diese Weise lässt sich eine Situation vermeiden, in der das Ventilelement 12 so am Ventilsitz 16 anliegt, dass die Achse des Ventilelements 12 nicht mit der Achse des Ventilsitzes 16 fluchtet, wodurch Kraftstoff austreten kann.

Des Weiteren wird die Kraftstoffströmung in der Nähe des unteren Endes des Ventilelements 12 instabil, da in dem Fall, in dem das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 öffnet, die Distanz, über die der Kraftstoff strömt, bis er auf die Blattfeder 13 trifft, in etwa dem Durchmesser des Ventilelements 12 entspricht. Im Ergebnis kommt es zu Vibrationen des Ventilelements 12, wodurch Lärm entsteht.

Bei dem in 7 gezeigten Kraftstoffdruckregler sitzt das Ventilelement 12 relativ fest in dem in der Mitte der Blattfeder 13 vorgesehenen mittigen Öffnungsabschnitt 19. Die Distanz, über die der Kraftstoff strömt, bis er auf die Blattfeder 13 trifft, ist hier daher kleiner als der Durchmesser des Ventilelements 12. Daher wird die Kraftstoffströmung, noch bevor sie in der Nähe des unteren Endes des Ventilelements 12 instabil werden könnte, vom Ventilelement 12 getrennt und damit Vibrationen des Ventilelements 12 reduziert.

Da das Ventilelement 12 in dem mittigen Öffnungsabschnitt 19 festgehalten wird, ist aber beider Produktion und Montage eine hohe Genauigkeit anzuwenden, damit die Achse des Ventilelements 12 mit der Achse des mittigen Öffnungsabschnitts 19 fluchtet, wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 schließt. Gerade im Hinblick auf Arbeitspotenzial und Kosten ist eine erhöhte Genauigkeit bei der Produktion und Montage oftmals nicht sicherzustellen.

Wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 schließt, ist es daher durchaus möglich, dass die Achse des Ventilelements 12 geringfügig von der Achse des mittigen Öffnungsabschnitts 19 abweicht. In diesem Fall würde Kraftstoff austreten oder ein Kontaktabschnitt des Ventilelements 12 teilweise abgenutzt werden. Außerdem wäre in dem Fall, in dem die Achse des Ventilelements 12 geringfügig von der Achse des mittigen Öffnungsabschnitts 19 abweicht, die Fläche eines Öffnungsabschnitts auf der rechten Seite des Ventilelements 12 von der Fläche eines Öffnungsabschnitts auf der linken Seite des Ventilelements 12 verschieden, wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 öffnet. Im Ergebnis würde sich die aus dem Öffnungsabschnitt auf der rechten Seite des Ventilelements 12 ausströmende Kraftstoffmenge von der aus dem Öffnungsabschnitt auf der linken Seite des Ventilelements 12 ausströmenden Kraftstoffmenge unterscheiden. Dementsprechend könnte das Ventilelement 12 ebenso wie im Fall des in 6 gezeigten Kraftstoffdruckreglers zu Vibrationen angeregt werden mit der Folge, das abnorme Geräusche auftreten, wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 öffnet.

Schließlich würde in dem Fall, in dem die Achse des Ventilelements 12 nicht mit der Achse des mittigen Öffnungsabschnitts 19 fluchtet, bei niedrigen Strömungsraten oder Durchsätzen der Regeldruck abfallen, wie es in 5 durch Dreiecke und Vierecke angegeben ist, d.h. der Kraftstoff würde unter einem Druck ausströmen, der kleiner ist als der vorgegebene Wert, wenn das Ventilelement 12 den Verbindungskanal 17 öffnet.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffdruckregler bereitzustellen, der der eine Versatz der Achse eines Ventilelements von der Achse eines Ventilsitzes gering hält. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass an einer als Kraftausübungseinrichtung fungierenden Blattfeder ein konkaver Abschnitt zur Abstützung des Ventilelements so ausgebildet ist, dass zwischen dem Ventilelement und dem konkaven Abschnitt ein kleines Spiel vorhanden ist.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffdruckregler umfasst ein Gehäuse mit einem Kraftstoffeinlass und einem Kraftstoffauslass; ein im Gehäuse aufgenommenes zylindrisches Teil, das einen Ventilsitz an seinem Endabschnitt aufweist und in dem ein Verbindungskanal ausgebildet ist, der den Kraftstoffeinlass mit dem Kraftstoffauslass verbindet und in dem Kraftstoff strömt; ein Ventilelement, das im Gehäuse auf der Seite des Kraftstoffauslasses angeordnet ist und den Verbindungskanal schließt, wenn es auf dem Ventilsitz sitzt; und eine am Kraftstoffauslass des Gehäuses angeordnete Kraftausübungseinrichtung, die eine Kraft auf das Ventilelement in eine Richtung hin zum Ventilsitz ausübt. Bei diesem Kraftstoffdruckregler weist die Kraftausübungseinrichtung einen das Ventilelement abstützenden konkaven Abschnitt mit einer Bodenfläche und einer Seitenwandfläche auf, der so ausgebildet ist, dass zwischen der Seitenwandfläche und dem Ventilelement ein Spiel vorhanden ist.

Erfindungsgemäß weist die Kraftausübungseinrichtung einen das Ventilelement tragenden konkaven Abschnitt auf, der so ausgebildet ist, dass zwischen der Seitenwandfläche des konkaven Abschnitts und dem Ventilelement ein kleines Spiel vorhanden ist. Sollte die Achse des Ventilelements leicht von der Achse des Ventilsitzes abweichen, so wird daher infolge eines Selbstausrichtungseffekts erreicht, dass sich die Achse des Ventilelements nach der Achse des Ventilsitzes ausrichtet. Daher kann eine Kraftstoffleckage verhindert werden, wenn das Ventilelement den Verbindungskanal schließt, wie auch eine Teilabnutzung des Ventilelements. Außerdem wird in dem Fall, in dem das Ventilelement den Verbindungskanal öffnet, der Kraftstoffstrom vom Ventilelement getrennt, noch bevor die Kraftstoffströmung in der Nähe des unteren Endes des Ventilelements instabil werden könnte. Daher lässt sich verhindern, dass infolge einer Instabilität des Ventilelements abnorme Geräusche entstehen, wie auch einen Regeldruckverlust bei niedrigen Strömungsraten oder Durchsätzen entgegenwirken.

Das Ventilelement kann ein kugelförmiger Körper sein.

Mit einem kugelförmigen Körper lässt sich eine einfache Struktur und kleine Bauweise des Ventilelements erhalten und ein gleichmäßiges Ausströmen von Kraftstoff sicherstellen.

Die Tiefe des konkaven Abschnitts kann so groß wie oder kleiner sein als der halbe Durchmesser des Ventilelements.

Wenn die Tiefe des konkaven Abschnitts so groß wie oder kleiner ist als der halbe Durchmesser des Ventilelements, lässt sich der konkave Abschnitt leicht ausbilden werden und eine Vibration des Ventilelements verhindern, wenn Kraftstoff in den konkaven Abschnitt strömt.

Die Kraftausübungseinrichtung kann eine flache, plattenförmige Blattfeder sein, und deren äußerer Randabschnitt kann am Gehäuse befestigt sein.

Wenn die Kraftausübungseinrichtung eine flache, plattenförmige Blattfeder ist, deren äußerer Randabschnitt am Gehäuse befestigt ist, lässt sich die Baugröße des Kraft stoffdruckreglers klein halten.

Die Kraftausübungseinrichtung kann eine Verbindungsöffnung aufweisen.

Da eine Verbindungsöffnung bereits in der Kraftausübungseinrichtung ausgebildet ist, muss kein gesonderter, spezieller Durchgang mehr vorgesehen werden. Daher lassen sich die Produktionskosten gering halten.

Die Kraftausübungseinrichtung kann durch Falzen mit dem Gehäuse verbunden sein. Eine Verbindung der Kraftausübungseinrichtung mit dem Gehäuse durch Falzen vereinfacht die Montage der Kraftausübungseinrichtung an das Gehäuse. Daher lassen sich die Produktionskosten gering halten.

Die Fläche des Öffnungsabschnitts des konkaven Abschnitts kann größer sein als die Querschnittsfläche des Ventilelements an der Stelle des Öffnungsabschnitts.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher, in denen denselben Elementen dieselben Bezugszeichen zugeordnet sind und:
1 eine schematische Darstellung ist, die einen erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckregler zeigt;
2 eine Schnittdarstellung ist, die den erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckregler in einem Zustand zeigt, in dem ein Ventilelement einen Verbindungskanal schließt;
3 eine Schnittdarstellung ist, die den erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckregler in einem Zustand zeigt, in dem das Ventilelement den Verbindungskanal öffnet;
4 eine Draufsicht ist, die eine Blattfeder des erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckreglers zeigt;
5 ein Diagramm ist, das die Durchsatz/Regeldruck-Kennlinie des erfindungsgemäßen Kraftstoffdruckreglers zeigt;
6 eine Schnittdarstellung ist, die einen herkömmlichen Kraftstoffdruckregler zeigt;
7 eine Schnittdarstellung ist, die einen anderen herkömmlichen Kraftstoffdruckreglers zeigt; und
8 eine Schnittdarstellung ist, die einen weiteren herkömmlichen Kraftstoffdruckregler zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Kraftstoffversorgungssystem mit einem Kraftstoffdruckregler zeigt. 2 ist eine Schnittdarstellung, die die Kraftstoffdruckregler in einem Zustand zeigt, in dem ein Ventilelement einen Verbindungskanal schließt. 3 ist eine Schnittdarstellung, die die Kraftstoffdruckregler in einem Zustand zeigt, in dem das Ventilelement den Verbindungskanal öffnet. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Blattfeder. 5 zeigt eine Kraftstoffdurchsatz/Regeldruck-Kennlinie.
Wie in 1 gezeigt, ist der erfindungsgemäße Kraftstoffdruckregler 30 beispielsweise so angeordnet, dass er mit einem Kraftstoffkanal 36 in Verbindung steht, über welchen mittels einer Kraftstoffpumpe 32 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 31 eines Fahrzeugs zu den Injektoren 33 einer Brennkraftmaschine gefördert wird. Der Kraftstoffdruckregler 30 stellt den Druck des den Injektoren 33 zugeleiteten Kraftstoffs auf einen vorgegebenen Wert ein. Der im Kraftstofftank installierte Kraftstoffdruckregler wird im Folgenden näher erläutert.
Im Kraftstofftank 31 sind die Kraftstoffpumpe 32, ein Kraftstofffilter 34 und ein Saugfilter 35 vorgesehen. Im Betrieb der Kraftstoffpumpe 32 wird Kraftstoff über den am Boden des Kraftstofftanks 31 angeordneten Saugfilter 35 angesaugt. Anschließend wird mittels der Kraftstoffpumpe 32 der Druck des Kraftstoffs erhöht und der Kraftstoff unter dem höheren Druck durch den Kraftstofffilter 34 gepumpt. Schließlich wird der Kraftstoff über den Kraftstoffkanal 36 zu den Injektoren 33 geleitet.
Der Kraftstoffdruckregler 30 ist im Kraftstofftank 31 so angeordnet, dass er über einen Abzweigkanal 37 mit dem Kraftstoffkanal 36 verbunden ist. Wenn der Druck des Kraftstoffs im Kraftstoffkanal 36 auf oder über einem vorgegebenen Wert liegt, wird der Kraftstoffdruckregler 30 in einen ventiloffenen Zustand versetzt, wodurch der Druck des Kraftstoffs im Kraftstoffkanal 36 auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird. Der Kraftstoffdruckregler 30 umfasst ein Gehäuse 40, ein zylindrisches Teil 50, ein Ventilelement 60 und eine Blattfeder 70, die ein Beispiel für eine Kraftausübungseinrichtung oder ein Kraftausübungsteil darstellt.
Das Gehäuse 40 ist ein Bauteil mit einer zylindrischen Form. Das Gehäuse 40 weist an seinem oberen Endabschnitt einen Kraftstoffeinlass 41 und an seinem unteren Endabschnitt einen Kraftstoffauslass 42 auf. An einem Seitenwandabschnitt unmittelbar unterhalb des oberen Endabschnitts sind O-Ringe 43 angeordnet. Ein als Abzweigkanal 37 fungierendes Rohr ist mit einem Verbindungskanal 51 verbunden. Die O-Ringe 43 können auch am Außenumfang des zylindrischen Teils 50 angeordnet sein.
Das zylindrische Teil 50 ist ein Bauteil mit einer zylindrischen Form. Der Verbindungskanal 51 ist in einem zentralen Abschnitt des zylindrischen Teils 50 ausgebildet. Der Verbindungskanal 51 ist mit dem Abzweigkanal 37 verbunden. Am unteren Endabschnitt des zylindrischen Teils 50 ist ein ringförmiger Ventilsitz 52 ausgebildet. Das zylindrische Teil 50 ist vom oberen Endabschnitt des Gehäuses 40 aus in das Gehäuse 40 eingepresst und in diesem befestigt.
Die Blattfeder 70 ist ein Federbauteil mit einem kreisförmigen Querschnitt und einer flachen Plattenform. 4 zeigt eine Draufsicht, die die Blattfeder 70 zeigt. Die Blattfeder 70 weist fünf Ringabschnitte 73a, 73b, 73c, 73d und 73e sowie vier Verbindungsabschnitte 74a, 74b, 74c und 74d auf. Die fünf Ringabschnitte 73a, 73b, 73c, 73d und 73e sind zueinander konzentrisch angeordnet. Die vier Verbindungsabschnitte 74a, 74b, 74c und 74d verbinden jeweils zwei nebeneinander liegende Ringabschnitte. Im Besonderen verbindet der Verbindungsabschnitt 74a die Ringabschnitte 73a und 73b. Der Verbindungsabschnitt 74b verbindet die Ringabschnitte 73b und 73c. Der Verbindungsabschnitt 74c verbindet die Ringabschnitte 73c und 73d. Der Verbindungsabschnitt 74d verbindet die Ringabschnitte 73d und 73e. Vier C-förmige Öffnungsabschnitte 75a, 75b, 75c und 75d sind zueinander konzentrisch ausgebildet. Der Öffnungsabschnitt 75a ist zwischen den Ringabschnitten 73a und 73b ausgebildet. Der Öffnungsabschnitt 75b ist zwischen den Ringabschnitten 73b und 73c ausgebildet. Der Öffnungsabschnitt 75c ist zwischen den Ringabschnitten 73c und 73d ausgebildet. Der Öffnungsabschnitt 75d ist zwischen den Ringabschnitten 73d und 73e ausgebildet. Die Öffnungsabschnitte 75a, 75b, 75c und 75d entsprechen den in 2 und 3 gezeigten Verbindungsöffnungen 71.
Des Weiteren ist im zentralen Ringabschnitt 73e ein konkaver Abschnitt 72 ausgebildet, der eine Tiefe H hat. Der Ringabschnitt 73a am Außenrand der Blattfeder 70 ist durch Falzen mit dem unteren Endabschnitt des Gehäuses 40 verbunden. Wäre die Tiefe H des konkaven Abschnitts 72 sehr groß, könnte sich die Ausbildung des konkaven Abschnitts 72 als schwierig gestalten; außerdem könnte infolge des in den konkaven Abschnitt 72 strömenden Kraftstoffs ein Ventilelement 60 zu Vibrationen angeregt werden. Die Tiefe H sollte vorzugsweise daher so groß wie oder kleiner sein als der halbe Durchmesser des Ventilelements 60.
Die Größe des oberen offenen Endes (des Öffnungsabschnitts) des konkaven Abschnitts 72 ist so festgelegt, dass zwischen dem Ventilelement 60 und dem konkaven Abschnitt 72, im Besonderen dessen Seitenwandfläche, ein Spalt oder ein Spiel S (siehe 2) vorhanden ist, welcher/welches eine Anordnung des Ventilelements 60 in dem konkaven Abschnitt 72 selbst dann gestattet, wenn die Achse des Ventilelements 60 leicht von der Achse des Ventilsitzes 52 abweicht. Im Falle eines sehr großen Spiels S würde aber das Ventilelement 60 instabil werden mit der Folge, dass ein abnormes Geräusch auftreten könnte.
Der Ringabschnitt 73a der Blattfeder 70 fungiert als ein befestigtes Ende, während der konkave Abschnitt 72 im Zentrum der Blattfeder 70 als ein freies Ende fungiert. Der konkave Abschnitt 72 kann sich somit aufwärts oder abwärts bewegen. Aufgrund dieser Form der Blattfeder 70 ist der konkave Abschnitt 72 der Blattfeder 70 im Wesentlichen in vertikaler Richtung bewegbar. Im Ergebnis kann das Ventilelement 60 im Wesentlichen vertikal auf und ab bewegt werden, und zwar in der Weise, dass die Achse des Ventilelements 60 nicht von der Achse des Ventilsitzes 52 abweicht. Anstelle der Blattfeder 70 kann auch eine Spiral- oder Schraubenfeder verwendet werden.
Das Ventilelement 60 hat eine Kugelform. Wenn die Blattfeder 70 durch Falzen mit dem unteren Endabschnitt des Gehäuses 40 verbunden ist, ist das Ventilelement 60 zwischen dem zylindrischen Teil 50 und der Blattfeder 70 in der Weise gelagert, dass ein Endabschnitt des Ventilelements 60 am Ventilsitz 52, der am Endabschnitt des zylindrischen Tei1s 50 ausgebildet ist, und der andere Endabschnitt des Ventilelements 60 an der Bodenfläche des konkaven Abschnitts 72 der Blattfeder 70 anliegt.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Kraftstoffdruckreglers 30 beschrieben. Der Kraftstoffdruck wird durch die Kraftstoffpumpe 32 erhöht. Unter dem erhöhten Druck wird der Kraftstoff dann über den Kraftstoffkanal 36 den Injektoren 33 der Brennkraftmaschine zugeleitet. Der Kraftstoffdruck im Kraftstoffkanal 36 wirkt über den Verbindungskanal 51 auf den oberen Abschnitt des Ventilelements 60. Der Kraftstoff übt dementsprechend ständig eine abwärts gerichtete Kraft auf das Ventilelement 60 aus. Andererseits übt die Blattfeder 70 ständig eine aufwärts gerichtete (Gegen-) Kraft auf das Ventilelement 60 aus. Ist der Kraftstoffdruck kleiner als der vorgegebene Wert, liegt das Ventilelement 60 am Ventilsitz 52 des zylindrischen Teils 50 an, wie es in 2 gezeigt ist, wodurch der Verbindungskanal 51 des zylindrischen Teils 50 geschlossen ist.
Sollte die Achse des Ventilelements 60 bei der Produktion und Montage nicht vollständig mit der Achse des Ventilsitzes 52 fluchten, würde das am konkaven Abschnitt 72 vorhandene Spiel S trotzdem eine Anordnung des Ventilelements 60 im konkaven Abschnitt 72 gestatten. Des Weiteren würde das Spiel S in diesem Fall ermöglichen, dass sich die Achse des Ventilelements 60 aufgrund eines Selbstausrichtungseffekts nach der Achse des Ventilsitzes 52 ausrichtet, wenn das Ventilelement 60 den Verbindungskanal 51 schließt. Daher kann sowohl eine Leckage von Kraftstoff, wenn das Ventilelement den Verbindungskanal schließt, wie auch eine Teilabnutzung des Ventilelements verhindert werden.
Wird der Kraftstoffdruck so groß wie oder größer als der vorgegebene Wert, wird das Ventilelement 60 nach unten gedrückt, wie es in 3 gezeigt ist, wodurch der Verbindungskanal 51 und der Kraftstoffauslass 42 verbunden werden. Daher strömt der Kraftstoff aus dem Verbindungskanal 51 über die Verbindungsöffnungen 71 aus, wie es mit den Pfeilen angedeutet ist, wodurch sich der Kraftstoffdruck im Kraftstoffkanal 36 auf den vorgegebenen Wert einpendelt.
In diesem Fall wird das Ventilelement 60 nach unten gedrückt, wobei die Achse des Ventilelements 60 mit der Achse des Ventilsitzes 52 übereinstimmt. Daher unterscheidet sich die über einen Öffnungsabschnitt auf der rechten Seite des Ventilelements 60 ausströmende Kraftstoffmenge nicht von der über einen Öffnungsabschnitt auf der linken Seite des Ventilelements 60 ausströmenden Kraftstoffmenge. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass der Regeldruck bei einem niedrigen Kraftstoffdurchsatz abfällt. Des Weiteren ist die Distanz, über die der Kraftstoff strömt, bis er auf die Blattfeder 70 trifft, kleiner als der Durchmesser des Ventilelements 60. Noch bevor die Kraftstoffströmung in der Nähe des unteren Endes des Ventilelements 60 instabil werden könnte, trennt sich die Kraftstoffströmung daher vom Ventilelement 60. Daher wird eine Vibration des Ventilelements 60 gering gehalten.
5 zeigt experimentell ermittelten Daten. Im herkömmlichen Fall wird, wie es mit Dreiecken und Vierecken angedeutet ist, der Regeldruckverlust bei niedrigen Durchsätzen größer, da die Abweichung der Achse des Ventilelements 60 von der Achse des Ventilsitzes 52 größer wird. Dagegen wird der Regeldruckverlust in der erfindungsgemäßen Ausführungsform bei niedrigen Durchsätzen kleiner, da die Abweichung der Achse des Ventilelements 60 von der Achse des Ventilsitzes 52 kleiner wird.
Darüber hinaus wird für den Fall, dass das Ventilelement 60 nach unten gedrückt wird und die Achse des Ventilelements 60 nicht mit der Achse des Ventilsitzes 52 fluchtet, die über den Öffnungsabschnitt auf der rechten Seite des Ventilelements 60 ausströmende Kraftstoffmenge zwar nicht mit der über den Öffnungsabschnitt auf der linken Seite des Ventilelements 60 ausströmenden Kraftstoffmenge übereinstimmen, wodurch das Ventilelement 60 zu Vibrationen neigen mag. Da die Sei tenwandfläche des konkaven Abschnitts 72 aber Vibrationen des Ventilelements 60 nur bis zu einem bestimmten Grad zulassen bzw. weitestgehend in Grenzen halten, lässt sich verhindern, dass abnorme Geräusch auftreten.
Dank der vorstehend dargestellten Ausgestaltung lassen sich mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform die eingangs erläuterten Nachteile des Standes der Technik gemäß 6 und 7 beseitigen. Gleichzeitig werden aber die vorteilhaften Effekte der in 6 und 7 gezeigten Kraftstoffdruckregler erhalten. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche geeignet abgeändert werden.

Claims

Kraftstoffdruckregler mit: einem Gehäuse (40), das einen Kraftstoffeinlass (41) und einen Kraftstoffauslass (42) hat, einem im Gehäuse (40) aufgenommenen zylindrischen Teil (50), das an seinem Endabschnitt einen Ventilsitz (52) aufweist und in dem ein Verbindungskanal (51) ausgebildet ist, der den Kraftstoffeinlass (41) mit dem Kraftstoffauslass (42) verbindet und in dem Kraftstoff strömt, einem auf der Seite des Kraftstoffauslasses (42) im Gehäuse (40) angeordneten Ventilelement (60), das den Verbindungskanal (51) schließt, wenn es auf dem Ventilsitz (52) sitzt, und einer am Kraftstoffauslass (42) des Gehäuses (40) angeordneten Kraftausübeeinrichtung (70), die eine Kraft auf das Ventilelement (60) in eine Richtung hin zum Ventilsitz (52) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftausübeeinrichtung (70) einen das Ventilelement (60) stützenden konkaven Abschnitt (72) mit einer Bodenfläche und einer Seitenwandfläche aufweist, der so ausgebildet ist, dass zwischen der Seitenwandfläche und dem Ventilelement (60) ein Spalt (S) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (60) ein kugelförmiger Körper ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (H) des konkaven Abschnitts (72) so groß ist wie oder kleiner als der halbe Durchmesser des Ventilelements (60).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftausübeeinrichtung (70) eine flache, plattenförmige Blattfeder ist, und deren Außenrandabschnitt am Gehäuse (40) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftausübeeinrichtung (70) eine Verbindungsöffnung (71) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftausübeeinrichtung (70) mit dem Gehäuse (40) durch Falzen verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Öffnungsabschnitts des konkaven Abschnitts (72) größer ist als die Querschnittsfläche des Ventilelements (60) an der Stelle des Öffnungsabschnitts.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlass (41) des Gehäuses (40) mit einem Kraftstoffkanal (36) verbunden ist, der einen Kraftstofftank (31) mit einer Brennkraftmaschine verbindet, und der Kraftstoffauslass (42) des Gehäuses (40) mit dem Kraftstofftank (31) verbunden ist.