DE102006061690A1 - Pressure retaining valve for controlling e.g. diesel, in common-rail type high pressure fuel injection system of internal combustion engine, has inlet and discharge ports provided in housing, and valve member implemented as diaphragm - Google Patents
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- F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
- F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations
Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Bei der Hochdruckeinspritzung gemäß dem Common-Rail-Prinzip sind Druckerzeugung und Einspritzung entkoppelt. Der Einspritzdruck wird unabhängig von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge erzeugt und steht in einem rohrförmig ausgebildeten Kraftstoffspeicher (Common-Rail) für die Einspritzung bereit. Der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge werden in elektronischen Steuergeräten berechnet und von einem Kraftstoffinjektor an jedem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine umgesetzt. Der Kraftstoffinjektor hat die Aufgabe, Einspritzbeginn und Einspritzmenge einzustellen. Neben der Ansteuerung des Kraftstoffinjektors über ein Piezoelement ist die Ansteuerung des Kraftstoffinjektors über ein Magnetventil bekannt. Während bei Magnetventilen ausreichend große Ventilhübe zur Verwendung des Magnetventils als Steuerventil erzeugt werden können, sind bei einer Steuerung eines Injektors mit einem Piezoelement zusätzliche Maßnahmen zu treffen. Dies findet seinen Grund darin, dass mit einem Piezoaktor nur ein sehr geringer Hub erzeugbar ist, welcher bezüglich der Länge des Piezoelementes im Promillebereich liegt. Dieser geringe Hub muss für die Betätigung des Stellventils beim kontinuierlichen Betrieb des Kraftstoffinjektors transformiert, d. h. übersetzt und damit vergrößert werden. Zu diesem Zwecke werden bei Kraftstoffinjektoren, die über einen Piezoaktor angesteuert werden, hydraulische Übersetzer eingesetzt. Es ist bekannt, Steuer- und Leckagemengen des oder der Kraftstoffinjektoren über einen drucklosen Kraftstoffrücklauf abzuführen und in den Kraftstofftank zurückzuspeisen. Bei manchen Kraftstoffinjektoren für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen muss das Lecköl im Kraftstoffinjektor jedoch ein definiertes Druckniveau aufweisen. Zu diesen Kraftstoffinjektoren zählen die oben erwähnten piezogesteuerten Kraftstoffinjektoren für Hochdruckeinspritzsysteme, wie z. B. einem Common-Rail-System. Bei diesen Kraftstoffinjektoren ist zwischen dem Piezoaktor und dem Steuerventil ein hydraulischer Koppler angeordnet, der den Stellweg des Piezoaktors vergrößert. Dazu ist ein Kopplerraum vorhanden, dessen Befüllung einen definierten, über dem Umgebungsdruck liegenden Lecköldruck erfordert.at the high pressure injection according to the common rail principle Both pressure generation and injection are decoupled. The injection pressure becomes independent of the engine speed and the injection quantity generated and is in a tubular fuel storage (Common rail) ready for injection. The injection time and the injection quantity are in electronic control units calculated by a fuel injector on each cylinder of the Internal combustion engine implemented. The fuel injector has the task to set injection start and injection quantity. Next the control of the fuel injector via a piezoelectric element is the control of the fuel injector via a solenoid valve known. While with solenoid valves sufficiently large Valve strokes for use of the solenoid valve as a control valve can be generated in a control of an injector with a piezoelectric element additional measures to meet. This is due to the fact that with a piezoelectric actuator only a very small stroke can be generated, which respect the length of the piezoelectric element is in the per thousand range. This small stroke must be for the operation of the Control valve during continuous operation of the fuel injector transformed, d. H. translated and thus enlarged become. For this purpose, fuel injectors are over a piezoelectric actuator can be controlled, hydraulic translators used. It is known, control and leakage amounts of or Fuel injectors via a non-pressurized fuel return dissipate and feed back into the fuel tank. For some fuel injectors for auto-ignition Internal combustion engines must use the leak oil in the fuel injector however, have a defined pressure level. To these fuel injectors include the above-mentioned piezo-controlled fuel injectors for high-pressure injection systems, such. B. a common rail system. In these fuel injectors is between the piezoelectric actuator and the control valve, a hydraulic coupler arranged, the travel of the piezoelectric actuator increases. This is a coupler room present, whose filling a defined, over the ambient pressure lying leak oil pressure requires.
Aus
Aus
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wird ein Druckhalteventil bereitgestellt, welches als Regelelement eine flexible Membran aufweist. Durch den Einsatz einer Membran als Regelelement, welches über ein Federelement beaufschlagt werden kann, lässt sich eine signifikante Reduzierung von Bauteilen erreichen. Heute eingesetzte Druckhalteventile mit einem kugelförmigen Schließelement umfassen eine höhere Bauteilanzahl, da für das Kugelelement ein Führungskörper benötigt wird. Demgegenüber lässt sich ein flächiges Membranelement erheblich leichter montieren, da die Einspannstelle der flexiblen Membran durch die Fügestelle zwischen dem Gehäuse und dem Deckel des Druckhalteventils dargestellt wird. Der Deckel des Druckhalteventils kann bezüglich seiner Innenseite als Widerlager für ein das flexible Membranelement beaufschlagendes Federelement genutzt werden. Durch den Einsatz eines Regelelementes in Form einer flexiblen Membran wird die Befüllfunktion im Druckregelventil mit einer wesentlich geringeren Anzahl von Bauteilen erfüllt. Ferner kann über das als flexible Membran ausgebildete Regelelement ein sehr kleinbauendes Druckhalteventil erreicht werden.Following the solution proposed according to the invention, a pressure-retaining valve is provided which has a flexible membrane as the control element. By using a membrane as a control element, which can be acted upon by a spring element, a significant reduction of components can be achieved. Pressure holding valves with a spherical closing element used today comprise a higher number of components, since a guide body is required for the ball element. In contrast, a flat membrane element can be mounted considerably easier, since the clamping point of the flexible membrane is represented by the joint between the housing and the cover of the pressure holding valve. The cover of the pressure holding valve can be used with respect to its inner side as an abutment for a flexible element acting on the spring element. By using a control element in the form of a flexible membrane, the filling function is fulfilled in the pressure control valve with a significantly smaller number of components. Furthermore, a very small pressure retaining valve can be achieved via the control element designed as a flexible membrane.
Unterschiedliche am Druckhalteventil einzustellende Öffnungsdrücke, die für die Befüllfunktion des Druckhalteventiles erforderlich sind, sowie der Betriebsdruck des Druckhalteventils, d. h. das Druckniveau des Leitungsgegendruckes, können durch verschiedene Flächengrößen der eingesetzten flexiblen Membranen, auf die der Druck innerhalb des Gehäuses wirkt, erzielt werden. Ferner kann eine Einstellung des Betriebsdrucks des Druckhalteventils durch die Dimensionierung eines Federelementes erreicht werden, welches die Oberseite der flexiblen Membran beaufschlagt und sich in vorteilhafter Weise am auf dem Gehäuse des Druckhalteventils zu montierenden Deckel abstützt.different opening pressures to be set at the pressure-retaining valve, for the filling function of the pressure holding valve are required, as well as the operating pressure of the pressure relief valve, d. H. the pressure level of the line back pressure, can by different surface sizes of inserted flexible membranes, to which the pressure within the housing acts, can be achieved. Furthermore, an adjustment of the operating pressure the pressure holding valve by the dimensioning of a spring element can be reached, which acts on the top of the flexible membrane and advantageously on the housing of the Pressure retaining valve to be mounted lid supported.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckhalteventil kann sowohl in koaxialer Ausführung als auch in L-Ausführung, bei der ein Zulaufstutzen und ein Ablaufstutzen miteinander einen Winkel von 90° einschließen, ausgebildet sein. Anstelle eines 90°-Versatzes zwischen dem Zulaufstutzen und dem Ablaufstutzen, die am Gehäuse des Druckhalteventils angespritzt sind, können auch andere Teilungen, so z. B. 120°, um ein Beispiel zu nennen, vorgesehen werden. Dies richtet sich nach dem im Motorraum zur Verfügung stehenden Bauraum sowie nach den Erfordernissen hinsichtlich der Leitungsführung. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckhalteventil mit einem als flexible Membran beschaffenen Regelelement wird als Druckhalteventil eingesetzt, das zwischen einer Niederdruckseite des Kraftstoffinjektors, so z. B. eines Kraftstoffinjektors wie er bei Common-Rail-Hochdruckspeichereinspritzsystemen, und einem Kraftstoffreservoir angeordnet ist. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckhalteventil kann der Leitungsgegendruck während der Rücklaufleitung auf der Niederdruckseite des Kraftstoffinjektors auf einem Niveau gehalten werden, was die Befüllung eines hydraulischen Kopplers, der in einem Kraftstoffinjektor eingesetzt wird, der mittels eines Piezoaktors betätigt wird, gewährleistet werden. Die Sicherstellung der Befüllung des hydraulischen Kopplers innerhalb des Kraftstoffinjektors ist erforderlich, um den geringen Hubweg des Piezoaktors in einen ausreichenden Betätigungsweg umzuwandeln.The According to the invention proposed pressure holding valve can be in coaxial version as well as in L-version, in the one inlet nozzle and a drain pipe together Include angle of 90 °, be formed. Instead of a 90 ° offset between the inlet nozzle and the drain port on the housing of the pressure relief valve sprayed, other divisions, such. B. 120 °, to give an example. This depends on the one available in the engine compartment Space and according to the requirements in terms of wiring. The According to the invention proposed pressure holding valve with a rule as a flexible membrane control element is called Pressure relief valve used, which is between a low pressure side of the fuel injector, such. B. a fuel injector such as he in common rail high-pressure accumulator injection systems, and a Fuel reservoir is arranged. By the inventively proposed Back pressure valve can be the line back pressure during the Return line on the low pressure side of the fuel injector be kept at a level, which is the filling of a hydraulic coupler, used in a fuel injector is ensured, which is actuated by means of a piezoelectric actuator become. Ensuring filling of the hydraulic Coupler within the fuel injector is required to to convert the small stroke of the piezoelectric actuator in a sufficient actuation path.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:Brief description of the drawings:
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung eingehender beschrieben.below the invention will be described in more detail with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsformenembodiments
Der
Darstellung gemäß
Aus
der Schnittdarstellung gemäß
Zwischen
der Oberseite des Gehäuses
Das
Gehäuse
Je
nach Auslegung der die Oberseite der flexiblen Membran
In
vorteilhafter Weise wird das Gehäuse
Der
Darstellung gemäß
Aus
der Darstellung gemäß
Der
Darstellung gemäß
Aus
der Schnittdarstellung gemäß
Während
in der Ausführungsvariante gemäß
Gemäß der
Darstellung in
Auch
gemäß der Ausführungsvariante in
Aus
der Darstellung gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 10323177 A1 [0004] - DE 10323177 A1 [0004]
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DE102006061690A DE102006061690A1 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Pressure retaining valve for controlling e.g. diesel, in common-rail type high pressure fuel injection system of internal combustion engine, has inlet and discharge ports provided in housing, and valve member implemented as diaphragm |
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