DE102007053649B3 - Pressure regulating valve for use in common-rail-device to ignite internal combustion engine of motor vehicle, has pressurized valve lifter projected to closing member with radial clearance, and flow opening connected with settling chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil zur Regelung hoher Drücke in einer Flüssigkeit, mit einem an einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilstück, in dem ein Zufuhrkanal ausgebildet ist, der an einem konusartigen Ventilsitz in einen Ventilraum mündet, wobei der Konus sich zum Ventilraum hin erweitert, mit einem kugelförmigen Schließglied, das bis zur Anlage an der Konuswand des Ventilsitzes in den Konus des Ventilsitzes eintauchbar und den Ventildurchgang schließend auf die Konuswand des Ventilsitzes aufsetzbar ist, mit einer oder mehreren Abströmöffnungen in der radial umlaufenden Seitenwand des Ventilraums, sowie mit einem Beaufschlagungsstößel, durch dessen eine Stirnseite das Schließglied in Schließrichtung kraftbeaufschlagt ist, mit einer über einen Magnetanker den Beaufschlagungsstößel in Schließrichtung beaufschlagenden Feder, wobei der Anker durch Bestromung einer Magnetspule eines Elektromagneten entgegen der Schließrichtung bewegbar ist.The The invention relates to a pressure regulating valve for regulating high pressures in a liquid, with one on a valve housing arranged valve piece, in which a supply channel is formed on a cone-like Valve seat opens into a valve chamber, the cone expanding towards the valve space, with a spherical closure member, that up to the contact with the cone wall of the valve seat in the cone the valve seat submersible and the valve passage closing on the cone wall of the valve seat is placed, with one or more outflow openings in the radially circumferential side wall of the valve chamber, as well as with a loading ram, through one end face of the closing member in the closing direction kraftbeaufschlagt, with a via a magnet armature the loading ram in the closing direction acting spring, wherein the armature by energizing a magnetic coil an electromagnet is movable counter to the closing direction.
Derartige Druckregelventile werden z. B. in Common-Rail-Einrichtungen für selbstzündende Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen angewandt und sorgen dafür, daß der Systemdruck im Hochdruckspeicher konstant gehalten wird. Sobald der Druck im Hochdruckspeicher den Systemdruck übersteigt, öffnet das normalerweise geschlossene Druckregelventil und führt Kraftstoff in einen drucklosen Behälter ab.such Pressure control valves are z. B. in common rail facilities for self-igniting internal combustion engines applied by motor vehicles and ensure that the system pressure in the high-pressure accumulator is kept constant. As soon as the pressure in the high-pressure accumulator reaches the System pressure exceeds that opens Normally closed pressure control valve and carries fuel in a pressureless container from.
Wenn der Druck wieder unter den Systemdruck gefallen ist, schließt das Druckregelventil wieder. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder der Brennkraftmaschine unter gleichbleibenden Bedingungen erfolgt.If the pressure has fallen below the system pressure again, closes the pressure control valve again. This will ensure that the Fuel injection into the cylinders of the engine below constant conditions.
Der Systemdruck in den Common-Rail-Einrichtungen kann durchaus in der Größenordnung von 2.200 bar sein.Of the System pressure in the common rail facilities may well be in the Magnitude be of 2,200 bar.
Dies führt zu hohen Belastungen der von dem Kraftstoff hinter dem Ventilsitz beaufschlagten Ventilbauteile durch Strahlerosion, Kavitation und aufgrund von Schmutzpartikeln in Kraftstoff auch durch Abrasion.This leads to high loads of acted upon by the fuel behind the valve seat valve components by radiation erosion, cavitation and dirt particles in fuel also by abrasion.
Aus
der
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Druckregelventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Zerstörung und einen Verschleiß von Ventilbauteilen durch Strömungseffekte zumindest wesentlich reduziert oder sogar vermeidet.task The invention is therefore a pressure control valve of the aforementioned To create a kind of destruction and a wear of Valve components by flow effects at least substantially reduced or even avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilraum durch eine Prallplatte in einen dem Ventilsitz näheren Einströmraum und einen dem Ventilsitz ferneren Beruhigungsraum unterteilt ist, wobei die Prallplatte eine durchgehende Zentralöffnung aufweist, durch die der Beaufschlagungsstößel zum Schließglied mit radialem Spiel hindurchragt, und wobei die Abströmöffnungen mit dem Beruhigungsraum verbunden sind.These Task is inventively characterized solved, that the Valve chamber through a baffle plate in a closer to the valve seat inflow and a the valve seat remote calming space is divided, the Baffle plate has a continuous central opening through which the loading plunger to closing member protrudes with radial clearance, and wherein the outflow openings connected to the calming room.
Durch diese Ausbildung erfolgt in dem mit Flüssigkeit gefüllten Einströmraum eine Reduzierung der Energie des durch den Ventildurchgang hindurchtretenden Flüssigkeitsstrahls, so daß dessen Impulskraft nicht auf den Beaufschlagungsstößel auftreffen und den Regelvorgang verfälschen kann.By this training takes place in the liquid-filled inflow a Reduction of the energy of passing through the valve passage Liquid jet so that its momentum do not hit the loading tappet and falsify the control process can.
Über die Zentralöffnung gelangt die Flüssigkeit beruhigt und kontinuierlich fließend in den Beruhigungsraum, um von dort über die Abströmöffnungen abfließen zu können.About the central opening the liquid passes calm and continuously flowing into the calming room, to get over from there the outflow openings flow away to be able to.
Neben der Zentralöffnung können in der Prallplatte eine oder mehrere durchgehende Verbindungsöffnungen angeordnet sein, so daß es nicht zu einem regelungsverfälschenden Staudruck in dem Einströmraum kommt.Next the central opening can in the baffle one or more continuous connection openings be arranged so that it not to a regulation-distorting Back pressure in the inflow space comes.
Vorzugsweise sind dabei die Verbindungsöffnungen gleichmäßig verteilt auf einem konzentrischen Teilkreis angeordnet.Preferably are the connection openings equally distributed arranged on a concentric circle.
Die Prallplatte kann einteilig mit dem Ventilgehäuse ausgebildet sein.The Baffle plate may be integrally formed with the valve housing.
In einer einfach herstellbaren Ausbildung kann aber auch die Prallplatte ein separates in den Ventilraum einsetzbares Einsetzteil sein.In an easily produced training but can also the baffle plate be a separate insertable in the valve chamber insert.
Weist dabei die Prallplatte an ihrem umlaufenden Rand einen die Seitenwand des Einströmraums bildenden Rohransatz auf, so führt dies weiterhin zu einer einfachen Montierbarkeit.has while the baffle plate at its peripheral edge a the side wall the inflow space forming pipe approach, so leads this continues to a simple mountability.
Um einen Verschleiß noch weiter zu reduzieren oder sogar ganz zu vermeiden, kann die Prallplatte und/oder der Rohransatz aus einem verschleißfesten Material bestehen oder an der dem Einströmraum zugewandten Seite eine Beschichtung aus einem verschleißfesten Material aufweisen.Around a wear yet To further reduce or even completely avoid the baffle plate and / or the pipe socket made of a wear-resistant material or at the inlet space facing Side have a coating of a wear-resistant material.
Zu einem verschleißmindernden Auftreffen des Flüssigkeitsstrahls unter einem von 90° wesentlich abweichenden Winkel führt es, wenn der Beaufschlagungsstößel zu seiner das Schließglied beaufschlagenden Stirnseite hin eine konische Verjüngung aufweist, mit der er durch die Zentralöffnung ragt.To a wear-reducing Impact of the liquid jet below one of 90 ° essential deviating angle leads it when the charge plunger to his the closing member having a conical taper on the end side, with him through the central opening protrudes.
Geht die konische Verjüngung an ihrem dem Schließglied abgewandten Ende über einen Radius in eine Radialerweiterung des Beaufschlagungsstößels über, so wird der Flüssigkeitsstrom zur weiteren Beruhigung in dem Beruhigungsraum radial nach außen umgelenkt.going the conical rejuvenation at her the closing member opposite end over a radius in a radial extension of the loading ram over, so becomes the liquid flow to further calm in the calming room deflected radially outward.
Dabei kann die Radialerweiterung ausgehend von der konischen Verjüngung sich von der Prallplatte entfernend geneigt sein.there Radial expansion can proceed from conical rejuvenation be inclined away from the baffle plate.
Erstreckt sich die Radialerweiterung derart bis nahe zur Seitenwand des Beruhigungsraums, daß zwischen der radial umlaufenden Mantelfläche der Radialerweiterung und der Seitenwand des Beruhigungsraums ein Drosselspalt gebildet wird und der Drosselspalt zu dem von der zylindrischen Mantelfläche des Betätigungsstößels überdeckenden Mündungsbereich der Abströmöffnungen führt, so erfolgt eine beruhigte Zufuhr der Flüssigkeit zu den Abströmöffnungen.extends the Radialerweiterung so close to the side wall of the calming room that between the radial circumferential surface of the Radial extension and the sidewall of the settling chamber a throttle gap is formed and the throttle gap to that of the cylindrical lateral surface of the actuating tappet overlapping mouth area the outflow openings leads, so there is a calmed supply of liquid to the outflow openings.
Zur exakten Ausrichtung kann der Betätigungsstößel in einer Führungsbohrung des Ventilgehäuses verschiebbar geführt sein, wobei in einfach herstellbarer Weise die Führungsbohrung eine axiale Fortsetzung der Beruhigungskammer sein kann.to exact alignment, the actuating plunger in one guide bore of the valve housing slidably guided be, in easily manufacturable manner, the guide bore an axial continuation the calming chamber can be.
Zur Reduzierung der abzubremsenden und zu beruhigenden Masse kann der Beaufschlagungsstößel einen Hohlraum aufweisen.to Reducing the braked and calming mass, the Loading plunger one Have cavity.
Damit werden auch Anschlagstöße beim Erreichen der Schließ- und Öffnungspositionen weitgehend vermieden.In order to are also shocks when Reaching the closing and opening positions largely avoided.
Zur Verbindung des Hohlraums mit dem Beruhigungsraum kann der Hohlraum über eine oder mehrere Radialbohrungen mit dem Mündungsbereich der Abströmöffnungen verbunden sein.to Connection of the cavity with the settling chamber, the cavity via a or a plurality of radial bores with the mouth region of the outflow openings be connected.
Ist der Hohlraum über eine Blende mit dem der Prallplatte abgewandten Ende der Führungsbohrung verbunden, so kann bei einem Öffnungshub die in der Führungsbohrung enthaltene Flüssigkeit über die Blende in den Hohlraum des Beaufschlagungsstößels verdrängt werden, was zu einer Dämpfung der Öffnungsbewegung führt.is the cavity over a diaphragm with the end of the guide bore facing away from the baffle plate connected, so can at an opening stroke in the guide hole contained liquid over the Aperture are displaced into the cavity of the loading ram, resulting in a damping of the opening movement leads.
Der Zufuhrkanal weist vorzugsweise eine Drosselstelle auf.Of the Feed channel preferably has a throttle point.
In einer bevorzugten Anwendung sind der Zufuhrkanal mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher und die Abströmöffnungen mit einem Tank einer Common-Rail-Einrichtung eines Kraftfahrzeugs verbunden.In A preferred application is the supply channel with a high-pressure fuel storage and the outflow openings with a tank of a common rail device of a motor vehicle connected.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenOne embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in more detail. Show it
Die
in den Figuren dargestellten Druckregelventile besitzen ein Ventilgehäuse
An
dem in die Bohrung
In
einer Ringkammer
Durch
Bestromung der Magnetspule
Mit
seiner dem Kern
Dabei
durchragt ein koaxialer Beaufschlagungszapfen
Da
die Durchführbohrung
Der
Beaufschlagungsstößel
Über Radialbohrungen
An
seinem dem Beaufschlagungszapfen
Durch
die Kraft der Schraubendruckfeder
Dem
Schließglied
Der
Zufuhrkanal
Durch
die Kraft der Schraubendruckfeder
Durch
die Bestromung der Magnetspule
Wird
dieser durch die Magnetkraft bestimmte Systemdruck im Kraftstoffhochdruckspeicher überschritten,
hebt das Schließglied
Dann wird der Ventildurchgang des Druckregelventils wieder geschlossen.Then the valve passage of the pressure regulating valve is closed again.
Wie
in
Dabei
ist der Öffnungswinkel
Am Übergang
vom Konus des Ventilsitzes
Über die
Ebene der Bodenwand
Der
Beaufschlagungsstößel
Der
Ventilraum
Dabei
weist die Prallplatte
Weiterhin
sind auf einem konzentrischen Teilkreis gleichmäßig verteilt Verbindungsöffnungen
Die
Prallplatte
Mit
einer axialen Ringschulter
- 11
- Ventilgehäusevalve housing
- 22
- Kerncore
- 33
- SchraubendruckfederHelical compression spring
- 44
- Bohrungdrilling
- 55
- Ankeranchor
- 66
- Ringkammerannular chamber
- 77
- Magnetspulesolenoid
- 88th
- Spulenträgercoil carrier
- 99
- Führungsbohrungguide bore
- 1010
- BeaufschlagungsstößelBeaufschlagungsstößel
- 1111
- BeaufschlagungszapfenBeaufschlagungszapfen
- 1212
- DurchführbohrungThrough-hole
- 1313
- Trennwandpartition wall
- 1414
- Hohlraumcavity
- 1515
- Blendecover
- 1616
- Radialbohrungenradial bores
- 1717
- Ventilraumvalve room
- 1818
- Schließgliedclosing member
- 1919
- Ventilsitzvalve seat
- 2020
- Zufuhrkanalsupply channel
- 2121
- Drosselstellerestriction
- 2222
- Ventilstückvalve piece
- 2323
- Bördelverbindungflare
- 2424
- Spulenanschlußcoil terminal
- 2525
- Drosselspaltthrottle gap
- 2626
- Abströmöffnungenoutflow openings
- 2727
- Abströmbereichoutflow region
- 2828
- Öffnungswinkel Abströmbereichopening angle outflow region
- 2929
- Öffnungswinkel Ventilsitzopening angle valve seat
- 3030
- ÜbergangsradiusTransition radius
- 3131
- Bodenwandbottom wall
- 3232
- ÜbergangsradiusTransition radius
- 3333
- ÜberstandGot over
- 3434
- konische Verjüngungconical rejuvenation
- 3535
- Radiusradius
- 3636
- Radialerweiterungradial expansion
- 3737
- Prallplatteflapper
- 3838
- Einströmrauminflow
- 3939
- Beruhigungsraumkilling space
- 4040
- Zentralöffnungcentral opening
- 4141
- Rohansatzcrude batch
- 4242
- Ringschulterannular shoulder
- 4343
- Stufestep
- 4444
- Verbindungsöffnungenconnecting ports
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- 2007-11-08 DE DE102007053649A patent/DE102007053649B3/en not_active Expired - Fee Related
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