DE102008040924A1

DE102008040924A1 - Druckbegrenzungsventil für ein Kraftstoffversorgungssystem

Info

Publication number: DE102008040924A1
Application number: DE200810040924
Authority: DE
Inventors: Milos Henzl; Martin Kling; Werner Haarer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2010-02-04

Abstract

Es sind schon Druckbegrenzungsventile für ein Kraftstoffversorgungssystem bekannt, mit einem Ventilglied, das in einem Ventilraum eines Ventilgehäuses zwischen zwei Endpositionen beweglich angeordnet ist. Das Kraftstoffversorgungssystem umfasst ein Förderaggregat, eine von dem Förderaggregat zu einer Brennkraftmaschine führende Druckleitung, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, und eine stromab des Rückschlagventils von der Druckleitung abzweigende Zweigleitung, in der das Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Das Rückschlagventil hält den Überdruck in der Druckleitung stromab des Rückschlagventils nach Abschalten des Motors aufrecht, um einen schnellen Motorstart zu ermöglichen. Der Überdruck in der Druckleitung eines abgestellten Fahrzeugs kann jedoch stromab des Rückschlagventils durch Außentemperatureinfluss, beispielsweise Sonneneinstrahlung, weiter ansteigen und dabei einen vorbestimmten Wert übersteigen, so dass Kraftstoff über die Einspritzventile des Motors aus der Druckleitung entweicht und als evaporative Emission die Atmosphäre belastet. Das Druckbegrenzungsventil verhindert den Druckanstieg über den vorbestimmten Wert. Außerdem gewährleistet es das Auslaufen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank im Falle eines Unfalles, bei dem die Druckleitung beschädigt wird. In der Druckleitung kann durch Abkühlung des Kraftstoffs auch ein Unterdruck entstehen, der dazu führt, dass Luft aus der Atmosphäre in das Kraftstoffversorgungssystem angesaugt wird. Diese ...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Druckbegrenzungsventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Druckbegrenzungsventil für ein Kraftstoffversorgungssystem aus der DE 10 2004 018 888 A1 bekannt, mit einem Ventilglied, das in einem Ventilraum eines Ventilgehäuses zwischen zwei Endpositionen beweglich angeordnet ist. Das Kraftstoffversorgungssystem umfasst ein Förderaggregat, eine von dem Förderaggregat zu einer Brennkraftmaschine führende Druckleitung, in der ein federloses Rückschlagventil angeordnet ist, und eine stromab des Rückschlagventils von der Druckleitung abzweigende Zweigleitung, in der das Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Das Rückschlagventil hält den Überdruck in der Druckleitung stromab des Rückschlagventils nach Abschalten des Motors aufrecht, um einen schnellen Motorstart zu ermöglichen. Dieser Druck fällt üblicherweise durch Abkühlung des Motors, aber auch durch Mikro-Leckagen am Rückschlagventil und den Einspritzventilen nach einer vorbestimmten Zeit ab. Der Druck in der Druckleitung eines abgestellten Fahrzeugs kann jedoch stromab des Rückschlagventils durch Außentemperatureinfluss, beispielsweise Sonneneinstrahlung, wieder ansteigen und dabei einen vorbestimmten Wert übersteigen, so dass Kraftstoff über die Einspritzventile des Motors aus der Druckleitung entweicht und als evaporative Emission die Atmosphäre belastet. Das Druckbegrenzungsventil verhindert den Druckanstieg über den vorbestimmten Wert. Außerdem gewährleistet es das Auslaufen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank im Falle eines Unfalles, bei dem die Druckleitung beschädigt wird. In der Druckleitung kann durch Abkühlung des Kraftstoffs auch ein Unterdruck entstehen, der dazu führt, dass Luft aus der Atmoshäre in das Kraftstoffversorgungssystem angesaugt wird. Diese Luft im System kann zu Problemen beim Neustart des Motors führen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Unterdruckbildung in der Druckleitung stromab des Rückschlagventils auf einfache Art und Weise verhindert wird, indem ein Leckagekanal bzw. eine Leckageöffnung vorgesehen ist, der eine vorbestimmte Undichtigkeit in einer der Endpositionen des Ventilglieds einstellt. Auf diese Weise wird eine Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung stromab des Rückschlagventils und dem Kraftstofftank hergestellt, so dass Kraftstoff oder Kraftstoffdampf zum Druckausgleich aus dem Kraftstofftank in die Druckleitung angesaugt werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckbegrenzungsventils möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die eine Endposition als dichter Ventilsitz und die andere Endposition als Ventilsitz ausgeführt ist, dem der Leckagekanal zugeordnet ist. Im folgenden wird dieser den Leckagekanal aufweisende Ventilsitz als Leckagesitz bezeichnet. Beim Motorstart wird das Ventilglied gegen den dichten Ventilsitz bewegt und damit ein schneller Motorstart ermöglicht. Bei Motorstillstand wird das Ventilglied nach einer vorbestimmten Abstelldauer in die andere Endposition bewegt, in der das Druckbegrenzungsventil durch den Leckagekanal nicht dicht abgeschlossen ist, so dass ein Überdruck- und Unterdruckaufbau verhindert wird. Außerdem wird das Auslaufen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank im Falle eines Unfalles mit beschädigter Druckleitung weitestgehend vermieden, da der Leckagekanal nur einen sehr geringen Strömungsquerschnitt aufweist und dadurch als Drossel wirkt.
Alternativ können beide Endpositionen als dichter Ventilsitz ausgeführt und der Leckagekanal als einen der beiden Ventilsitze umgehender Bypass ausgebildet sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist der Leckagesitz eine Hauptstromöffnung auf, wobei der Leckagekanal unmittelbar an der Hauptstromöffnung ausgeführt ist. Der Leckagesitz hat also eine Hauptstromöffnung und einen Leckagekanal.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Leckagekanal als Ausnehmung, Kanal, Bohrung, Rille oder Kerbe ausgebildet ist, da dies besonders einfach und kostengünstig herzustellende Leckagekanäle sind.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn der Querschnitt der Hauptstromöffnung viel größer ist als der Querschnitt des Leckagekanals, da der Leckagekanal auf diese Weise bei geschlossener Hauptstromöffnung nur einen geringen maximalen Durchfluss zulässt, der einen Unterdruckausgleich erlaubt und für den Fall eines Unfalles kaum Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in die Druckleitung entweichen lässt.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn das Ventilglied auf der dem dichten Ventilsitz zugewandten Seite ein Dichtmittel aufweist, da auf diese Weise ein dichter Ventilsitz erreicht wird. Der dichte Ventilsitz ist auf der dem Ausgang des Druckbegrenzungsventils zugewandten Seite und der Leckagesitz auf der dem Eingang des Druckbegrenzungsventils zugewandten Seite vorgesehen.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn eine das Ventilglied in Richtung des Ventilsitzes mit dem Leckagekanal drückende Ventilfeder vorgesehen ist, da das Ventilglied auf diese Weise unterhalb eines vorbestimmten Drucks von dem dichten Ventilsitz abhebt und in Richtung des Leckagesitzes bewegt wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt ein Kraftstoffversorgungssystem mit einem erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel und
3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt ein vereinfacht dargestelltes Kraftstoffversorgungssystem mit einem erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil.
Das Kraftstoffversorgungssystem weist ein Förderaggregat 1 auf, das Kraftstoff zumindest mittelbar aus einem Vorratsbehälter 2 ansaugt und druckerhöht über eine Druckleitung 3 zu Einspritzventilen 4 einer Brennkraftmaschne 5 fördert, die den Kraftstoff jeweils in einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine 5 einspritzen.
Das Förderaggregat 1 ist in dem Vorratsbehälter 2 angeordnet und dort beispielsweise innerhalb eines Speicherbehälters 6 vorgesehen. Der beispielsweise topfförmige Speicherbehälter 6 bevorratet ausreichend viel Kraftstoff, damit auch bei einer Kurvenfahrt und den dadurch bedingten Schwappbewegungen des Kraftstoffs im Vorratsbehälter 2 eine Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 5 durch das Förderaggregat I sichergestellt ist. Das Förderaggregat 1 saugt Kraftstoff aus dem Speicherbehälter 6 an, beispielsweise über einen Vorfilter 9, und fördert diesen über die Druckleitung 3 zu der Brennkraftmaschine 5. Der Vorfilter 9 schützt das System stromab des Vorfilters 9 vor im Kraftstoff enthaltenen groben Schmutzpartikeln. In der Druckleitung 3 ist beispielsweise ein federbelastetes Rückschlagventil 10 vorgesehen, um einen Überdruck in der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 10 für einen schnellen Motorneustart aufrecht zu erhalten. Stromab des Rückschlagventils 10 zweigt eine Ventilleitung 12 von der Druckleitung 3 ab und führt zumindest mittelbar zurück in den Speicherbehälter 6.
Stromab des Rückschlagventils 11 und beispielsweise stromauf der Abzweigung der Ventilleitung 12 ist beispielsweise ein Hauptfilter 11 vorgesehen, der feine Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff herausfiltert.
In der Ventilleitung 12 ist ein Druckbegrenzungsventil 15 angeordnet, dessen Ventilglied 16 in einem Ventilraum 17 eines Ventilgehäuses 18 zwischen zwei Endpositionen beweglich angeordnet ist. Das Druckbegrenzungsventil 15 hat einen Anschlusskanal 15.1 und einen Anschlusskanal 15.2. Der Anschlusskanal 15.1 ist mit der Druckleitung 3 strömungsverbunden und der Anschlusskanal 15.2 mündet in den Speicherbehälter 6 oder den Vorratsbehälter 2.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Leckagekanal 20 vorgesehen ist, der eine vorbestimmte Undichtigkeit am Ventil 15 einstellt. Durch die Undichtigkeit wird ein Unterdruckaufbau in der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 10 verhindert, so dass keine Luft in das System gelangt. Da der Volumenstrom durch den Leckagekanal 20 aufgrund seines geringen Querschnittes sehr begrenzt ist, sind die Anforderungen an einen Schutz gegen Auslaufen des Vorratsbehälters 2 im Falle eines Unfalles erfüllt. In dem Leckagekanal 20 kann auch ein den Leckagestrom begrenzendes Drosselelement 19 vorgesehen sein.
In einer ersten Ausführung (2) ist die dem Anschlusskanal 15.2 zugewandte Endposition des Ventilglieds 16 als dichter Ventilsitz 21 und die dem Anschlusskanal 15.1 zugewandte Endposition als Ventilsitz 22 ausgeführt, dem der Leckagekanal 20 zugeordnet ist und im folgenden als Leckagesitz bezeichnet wird. Der Leckagesitz 22 hat eine mit dem Ventilglied 16 zusammenwirkende Hauptstromöffnung 23, deren Querschnitt viel größer ist als der Querschnitt des Leckagekanals 20. Der Leckagekanal 20 ist gemäß der ersten Ausführung unmittelbar am Leckagesitz 22 angeordnet und als Ausnehmung, Kanal, Rille oder Kerbe ausgeführt. Die Anschlusskanäle 15.1, 15.2 münden in den Ventilraum 17, wobei der Leckagekanal 20 den Ventilraum 17 mit einem der Anschlusskanäle 15.1, 15.2 strömungsverbindet.
Es ist eine Ventilfeder 24 vorgesehen, die das Ventilglied 16 in Richtung des Leckagesitzes 22 drückt.
Alternativ können in einer zweiten Ausführung (3) beide Endpositionen 21, 22 als dichter Ventilsitz ausgeführt und der Leckagekanal 20 als einen der beiden Ventilsitze 21, 22 umgehender Bypass 25 ausgebildet sein, der im Ventilgehäuse als Bypasskanal oder -bohrung vom Anschlusskanal 15.1 ausgeht und unter Umgehung des Ventilsitzes 22 in den Ventilraum 17 mündet.
Bei einem Motorstart wird das Ventilglied 16 sofort an den dichten Ventilsitz 21 gedrückt, so dass das Druckbegrenzungsventil schließt und einen schnellen Druckaufbau in der Druckleitung 3 ermöglicht. Nach dem Abstellen des Motors hebt das Ventilglied 16 vom dichten Ventilsitz 21 ab, sobald ein vorbestimmter Druck in der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 10 unterschritten ist. Dadurch ist die Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 10 zum Speicherbehälter 6 hin geöffnet, so dass Temperaturänderungen des Kraftstoffs in der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 10 keinen Überdruck erzeugen können.
Das Ventilglied 16 kann auf der dem dichten Ventilsitz 21 zugewandten Seite ein Dichtmittel aufweisen, das einen dichten Ventilsitz gewährleistet und beispielsweise eine elastische Beschichtung oder ein elastischer Abschnitt des Ventilglieds 16 sein kann.
2 zeigt eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils nach 1. Bei dem Druckbegrenzungsventil nach 2 sind die gegenüber dem Kraftstoffversorgungssystem nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
3 zeigt eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils nach 1. Bei dem Druckbegrenzungsventil nach 3 sind die gegenüber dem Kraftstoffversorgungssystem nach 1 und 2 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004018888 A1 [0001]

Claims

Druckbegrenzungsventil für ein Kraftstoffversorgungssystem mit einem Ventilglied, das in einem Ventilraum eines Ventilgehäuses zwischen zwei Endpositionen beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leckagekanal (20) vorgesehen ist, der eine vorbestimmte Undichtigkeit in einer der Endpositionen des Ventilglieds (16) einstellt.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Endposition als dichter Ventilsitz (21) und die andere Endposition als undichter Ventilsitz (22) mit dem Leckagekanal (20) ausgeführt ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endpositionen als dichter Ventilsitz (21, 22) ausgeführt sind und der Leckagekanal (20) als einen der beiden Ventilsitze (21, 22) umgehender Bypass ausgebildet ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der undichte Ventilsitz (22) eine in den Ventilraum (17) mündende Hauptstromöffnung (23) aufweist und der Leckagekanal (20) unmittelbar an der Hauptstromöffnung (23) ausgeführt ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagekanal (20) als Ausnehmung, Kanal, Bohrung, Rille oder Kerbe ausgeführt ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Hauptstromöffnung (23) viel größer ist als der Querschnitt des Leckagekanals (20).
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Anschlusskanäle (15.1, 15.2) in den Ventilraum (17) münden, wobei der Leckagekanal (20) den Ventilraum (17) mit einem der Anschlusskanäle (15.1, 15.2) strömungsverbindet.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Ventilglied (16) in Richtung des Ventilsitzes (22) mit dem Leckagekanal (20) drückende Ventilfeder (24) vorgesehen ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (16) auf der dem dichten Ventilsitz (21) zugewandten Seite ein elastisches Dichtmittel aufweist.
Kraftstoffversorgungssystem mit einem Förderaggregat, einer von dem Förderaggregat zu einer Brennkraftmaschine führenden Druckleitung, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, mit einer stromab des Rückschlagventils von der Druckleitung abzweigenden Zweigleitung und mit einem in der Zweigleitung angeordneten Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.