DE102010041031A1 - Controlled suction valve - Google Patents

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Abstract

Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse 1 und einem Pumpenzylinder 4, der von einem Pumpenzylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums 9 abgedeckt ist, wobei in dem Pumpenzylinder 4 ein Pumpenkolben 5 auf- und abbewegbar ist und der Arbeitsraum 9 über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil 10 und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet ist und der Arbeitsraum 9 über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher wirkverbunden ist. Erfindungsgemäß wird ein gesteuertes Saugventil 10 für eine Hochdruckpumpe hinsichtlich Funktion und Kostenaufwand verbessert. Dies wird dadurch erreicht, dass das Saugventil 10 in dem Arbeitsraum 9 angeordnet ist.High-pressure pump, in particular for fuel injection of a compression-ignition internal combustion engine, with a pump housing 1 and a pump cylinder 4, which is covered by a pump cylinder head to form a working chamber 9, a pump piston 5 being movable up and down in the pump cylinder 4 and the working chamber 9 being able to be moved up and down electromagnetically actuatable suction valve 10 and a low-pressure pump is connected to a fuel tank and the working chamber 9 is operatively connected to a high-pressure accumulator via a check valve. According to the invention, a controlled suction valve 10 for a high-pressure pump is improved in terms of function and cost. This is achieved in that the suction valve 10 is arranged in the working space 9.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und einem Pumpenzylinder, der von einem Pumpenzylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums abgedeckt ist, wobei in dem Pumpenzylinder ein Pumpenkolben auf- und abbewegbar ist und der Arbeitsraum über ein elektromagnetisch betätigtes Saugventil und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet ist und der Arbeitsraum über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher wirkverbunden ist.The invention relates to a high-pressure pump, in particular for fuel injection of a self-igniting internal combustion engine, with a pump housing and a pump cylinder, which is covered by a pump cylinder head to form a working space, in the pump cylinder, a pump piston is moved up and down and the working space via an electromagnetically actuated suction valve and a low pressure pump is connected to a fuel tank and the working space is operatively connected via a check valve with a high-pressure accumulator.

Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der EP 0 840 009 B1 bekannt. Bei dieser Hochdruckpumpe ist die Saugdrosselregelung, bei welcher die Hochdruckpumpe mit variabler Teilfüllung betrieben wird, ersetzt durch ein zusätzlich elektromagnetisch betätigtes Saugventil. Dieses elektromagnetisch betätigte Saugventil ist an beliebiger Stelle in eine Niederdruckleitung, die die Niederdruckpumpe mit dem Arbeitsraum der Hochdruckpumpe verbindet, eingeschaltet.Such a high pressure pump is from the EP 0 840 009 B1 known. In this high-pressure pump, the Saugdrosselregelung, in which the high-pressure pump is operated with variable partial filling, replaced by an additional solenoid-operated suction valve. This solenoid-operated suction valve is at any point in a low-pressure line that connects the low-pressure pump to the working space of the high pressure pump turned on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gesteuertes Saugventil für eine Hochdruckpumpe hinsichtlich Funktion und Kostenaufwand zu verbessern.The invention is based on the object to improve a controlled suction valve for a high pressure pump in terms of function and cost.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Saugventil in dem Arbeitsraum angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird der Bauaufwand verringert, da das elektromagnetisch betätigte Saugventil nicht als separates Bauteil in die Niederdruckleitung eingesetzt wird, sondern direkt in den Pumpenzylinderkopf integriert ist.This object is achieved in that the suction valve is arranged in the working space. By this configuration, the construction cost is reduced because the solenoid-operated suction valve is not used as a separate component in the low pressure line, but is integrated directly into the pump cylinder head.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Saugventil ein Kugelsitzventil. Ein derartiges Kugelsitzventil ist kostengünstig herstellbar und problemlos elektromagnetisch betätigbar, indem die Kugel in geeigneter Weise von den Elektromagneten in der offenen Stellung des Saugventils erhalten wird.In a further development of the invention, the suction valve is a ball seat valve. Such a ball seat valve is inexpensive to manufacture and easily electromagnetically actuated by the ball is suitably obtained by the electromagnet in the open position of the suction valve.

In weiterer Ausgestaltung ist der Pumpenzylinderkopf als Saugventilplatte ausgebildet. Diese Saugventilplatte bildet den Kugelsitz, der die Zuführbohrung für Kraftstoff in der Saugventilplatte umgibt. Dadurch, dass der Pumpenzylinderkopf als Saugventilplatte ausgebildet ist, wird der Teileaufwand weiter verringert.In a further embodiment, the pump cylinder head is designed as a suction valve plate. This suction valve plate forms the ball seat surrounding the supply hole for fuel in the suction valve plate. The fact that the pump cylinder head is designed as a suction valve plate, the parts cost is further reduced.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Elektromagnet auf dem Pumpenzylinderkopf angeordnet und befestigt. Auch diese Ausgestaltung trägt zu einer weiteren Verringerung des Bauaufwands bei, da der Elektromagnet, der in einem Magnetgehäuse angeordnet ist, direkt auf dem Pumpenzylinderkopf befestigt wird.In a further development of the invention, the electromagnet is arranged and fastened on the pump cylinder head. This embodiment also contributes to a further reduction of the construction effort, since the electromagnet, which is arranged in a magnet housing, is fastened directly on the pump cylinder head.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Elektromagnet einen durch die Zulaufbohrung hindurchragenden Betätigungsbolzen auf, der mit der Kugel des Kugelsitzventils zusammenwirkt. In dem unbestromten Zustand des Elektromagneten ist der Betätigungsbolzen geringfügig beabstandet zu der Kugel positioniert, so dass die Kugel ungehindert auf dem Kugelsitz in der Saugventilplatte aufliegen kann. In der bestromten Schaltstellung des Elektromagneten hält der Betätigungsbolzen die Kugel beabstandet zu dem Kugelsitz in der Saugventilplatte. Das Saugventil kann in dieser Schaltposition nicht schließen. Durch die dargestellte Ausgestaltung ist die Magnetfunktion von der Ventilfunktion getrennt und somit kostengünstig umsetzbar. Zudem kann bei Anwendung, bei dem eine zusätzliche elektromagnetische Betätigung des Saugventils nicht gewünscht ist, das Saugventil weiter verwendet werden und der zusätzliche Anbau des Elektromagneten eingespart werden.In a further embodiment of the invention, the electromagnet has a projecting through the inlet bore actuating pin which cooperates with the ball of the ball seat valve. In the de-energized state of the solenoid, the actuating pin is positioned slightly spaced from the ball so that the ball can rest freely on the ball seat in the suction valve plate. In the energized switching position of the electromagnet, the actuating pin holds the ball spaced from the ball seat in the Saugventilplatte. The suction valve can not close in this switching position. The illustrated embodiment, the magnetic function is separated from the valve function and thus cost feasible. In addition, in application in which an additional electromagnetic actuation of the suction valve is not desired, the suction valve can be used further and the additional mounting of the electromagnet can be saved.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein Zulauf zu dem Saugventil oberhalb der Saugventilplatte angeordnet. Dabei wird in weiterer Ausgestaltung der Zulauf von dem Elektromagnetgehäuse oberhalb der Saugventilplatte begrenzt. Diese Ausgestaltung trägt zu einer weiteren Vereinfachung des Aufbaus der gesamten Einrichtung bei.In a further development of the invention, an inlet to the suction valve is arranged above the suction valve plate. In this case, the inlet is limited by the solenoid housing above the suction valve plate in a further embodiment. This configuration contributes to a further simplification of the structure of the entire device.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Saugventilfeder in dem Arbeitsraum angeordnet. Auch diese Maßnahme trägt zu einer weiteren Vereinfachung der Ausgestaltung des gesteuerten Saugventils bei. Die Saugventilfeder presst wiederum in weiterer Ausgestaltung über eine Federplatte die Kugel auf die Saugventilplatte bzw. den Kugelsitz. Dabei ist die Federplatte in den Arbeitsraum geführt und weist eine Einbuchtung auf, in der die Kugel eingreift. Dabei ist die Einbuchtung so zu dem Kugelsitz ausgerichtet, dass die Kugel bei einer Schließbewegung genau auf den Kugelsitz zugeführt ist und ein Schwingen der Kugel um den Kugelsitz vermieden ist. Diese Ausgestaltung trägt zu einer Verbesserung der Funktion des Saugventils bei.In a further embodiment of the invention, a Saugventilfeder is arranged in the working space. This measure also contributes to a further simplification of the design of the controlled suction valve. The Saugventilfeder pressed again in a further embodiment via a spring plate, the ball on the Saugventilplatte or the ball seat. In this case, the spring plate is guided in the working space and has a recess in which engages the ball. In this case, the indentation is aligned with the ball seat, that the ball is fed in a closing movement exactly on the ball seat and a swinging of the ball is avoided around the ball seat. This configuration contributes to an improvement in the function of the suction valve.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an illustrated in the figure embodiment of the invention is described in detail.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing

Die einzige Figur zeigt in einer teilweise schematisierten Schnittdarstellung die erfindungsgemäß ausgestaltete Hochdruckpumpe.The single FIGURE shows a partially schematized sectional view of the high pressure pump designed according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, die mit Dieselkraftstoff betrieben wird, weist ein Pumpengehäuse 1 auf. In dem Pumpengehäuse 1 ist eine Pumpennockenwelle 2, die einen oder mehrere Nocken 3 aufweist, drehbar gelagert.A high-pressure pump, in particular for a common-rail injection system of a self-igniting internal combustion engine, which is operated with diesel fuel, has a pump housing 1 on. In the pump housing 1 is a pump camshaft 2 that have one or more cams 3 has, rotatably mounted.

In das Pumpengehäuse 1 ist ein Pumpenzylinder 4 eingearbeitet oder eingesetzt, wobei in dem Pumpenzylinder 4 ein Pumpenkolben 5 geführt ist. Der Pumpenkolben wirkt mit einem Stößelkörper 6 zusammen, der ebenfalls in dem Pumpengehäuse 1 geführt ist. Der Stößelkörper 6 weist eine der Pumpennockenwelle 2 zugewandte Ausnehmung auf, in die ein Rollenschuh 7 eingesetzt ist. Der Rollenschuh 7 weist eine hohlzylinderförmige Ausnehmung auf, in die eine Rolle 8 eingesetzt ist. Die Rolle 8 steht in Kontakt mit der Nockenlaufbahn der Pumpennockenwelle 2 und überträgt bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 2 die durch die Nockenbahn hervorgerufene Bewegung als Auf- und Abbewegung auf den Pumpenkolben 5.In the pump housing 1 is a pump cylinder 4 incorporated or used, wherein in the pump cylinder 4 a pump piston 5 is guided. The pump piston acts with a plunger body 6 together, which is also in the pump housing 1 is guided. The plunger body 6 has one of the pump camshaft 2 facing recess into which a roller shoe 7 is used. The roller shoe 7 has a hollow cylindrical recess into which a roll 8th is used. The role 8th is in contact with the cam track of the pump camshaft 2 and transmits upon rotation of the camshaft 2 the movement caused by the cam track as up and down movement on the pump piston 5 ,

In das Pumpengehäuse 1 bzw. den Pumpenzylinder 4 ist ein Arbeitsraum 9 eingelassen, dem über ein Saugventil 10 Kraftstoff zuführbar ist. Das Saugventil 10 weist eine Saugventilplatte 11 auf, die gleichzeitig den Pumpenzylinderkopf der Hochdruckpumpe bildet. In die Saugventilplatte 11 ist ein Kugelsitz 12 eingearbeitet, der eine Zulaufbohrung 13 in der Saugventilplatte 11 umgibt. Die Zulaufbohrung 13 steht mit einem Zulauf 14 für Kraftstoff in Verbindung. Von einer Saugventilfeder 15 wird eine in dem Arbeitsraum 9 geführte Federplatte 16 gegen eine Kugel 17 des Saugventils 10 gedrückt, und die Kugel 17 somit auf den Kugelsitz 12 gepresst. Zur Ausrichtung der Kugel 17 auf den Kugelsitz 12 weist die Federplatte 16 eine Einbuchtung auf, die die Kugel 17 genau auf den Kugelsitz 12 ausgerichtet.In the pump housing 1 or the pump cylinder 4 is a workroom 9 let in, via a suction valve 10 Fuel is supplied. The suction valve 10 has a suction valve plate 11 on, which simultaneously forms the pump cylinder head of the high-pressure pump. Into the suction valve plate 11 is a ball seat 12 incorporated, the one inlet hole 13 in the suction valve plate 11 surrounds. The inlet bore 13 stands with a feed 14 for fuel. From a Saugventilfeder 15 becomes one in the workroom 9 guided spring plate 16 against a ball 17 of the suction valve 10 pressed, and the ball 17 thus on the ball seat 12 pressed. To align the ball 17 on the ball seat 12 has the spring plate 16 a recess on which the ball 17 exactly on the ball seat 12 aligned.

Bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 wird über das Saugventil 10 Kraftstoff in den Arbeitsraum 9 eingeführt, während bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 normalerweise die Kugel 17 in den Kugelsitz 12 gedrückt wird und der Zulauf 14 von dem Arbeitsraum 9 getrennt ist. Der Kraftstoff wird dann über eine nicht dargestellte Hochdruckleitung mit einem eingeschalteten Rückschlagventil in einen Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems gefördert. Um die Menge des dem Arbeitsraum 9 zugeführten Kraftstoffs genau dosieren zu können, ist das Saugventil 10 bzw. die Kugel 17 über einen Betätigungsbolzen 18, der von einem Elektromagneten 19 betätigt wird, auch bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 in seiner geöffneten Stellung haltbar. In diesem Falle wird der in dem Arbeitsraum 9 befindliche Kraftstoff nicht in den Hochdruckspeicher gefördert, sondern über den Zulauf 14 und ein Überdruckventil zur Umgehung der Niederdruckpumpe in den Kraftstofftank. Für diese Funktion ist der Elektromagnet 19 – wie dargestellt – bestromt und ein Anker 20 drückt über den Betätigungsbolzen 18 zur Öffnung des Saugventils 10 gegen die Kugel 17. Ist der Elektromagnet 19 unbestromt, fährt der Anker 20 in eine obere Stellung und der Betätigungsbolzen 18 befindet sich beanstandet zu der Kugel 17, so dass diese mit dem Kugelsitz 12 bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolben 5 zusammenwirkt. Dadurch, dass der entsprechende Schaltvorgang zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden kann, ist die Menge des dem Arbeitsraum 9 zuzuführenden bzw. wieder abzuführenden Kraftstoffs und somit die Fördermenge in den Hochdruckspeicher genau einstellbar.During a downward movement of the pump piston 5 is via the suction valve 10 Fuel in the work space 9 introduced while during an upward movement of the pump piston 5 usually the ball 17 in the ball seat 12 is pressed and the inlet 14 from the workroom 9 is disconnected. The fuel is then conveyed via a high-pressure line, not shown, with an activated check valve into a high-pressure accumulator of the common-rail injection system. To the amount of the work space 9 To be able to dose accurately supplied fuel is the suction valve 10 or the ball 17 via an actuating bolt 18 that of an electromagnet 19 is actuated, even with an upward movement of the pump piston 5 Durable in its open position. In this case, the one in the work space 9 Fuel is not conveyed into the high-pressure accumulator, but via the inlet 14 and a pressure relief valve for bypassing the low pressure pump in the fuel tank. For this function is the electromagnet 19 - as shown - energized and an anchor 20 pushes over the actuating bolt 18 for opening the suction valve 10 against the ball 17 , Is the electromagnet 19 without power, the anchor drives 20 in an upper position and the actuating bolt 18 is objectionable to the ball 17 so this with the ball seat 12 during an upward movement of the pump piston 5 interacts. The fact that the corresponding switching operation can be performed at any time, the amount of the work space 9 to be supplied or redissued fuel and thus the flow rate in the high-pressure accumulator precisely adjustable.

Der Elektromagnet 19 weist weiterhin ein Magnetgehäuse 21 auf, das direkt mit dem Pumpengehäuse 1 verschraubbar ist. In dem Magnetgehäuse 21 ist eine Spule 22 eingesetzt und pumpengehäuseseitig von einen Magnetkern 23 gehalten. Der Anker 20 ist in einem Lager 24 und der mit dem Anker 22 verbundene Betätigungsbolzen 18 in einem Bolzenlager 25 verschiebbar gelagert.The electromagnet 19 also has a magnet housing 21 on, directly to the pump housing 1 is screwed. In the magnet housing 21 is a coil 22 used and pump housing side of a magnetic core 23 held. The anchor 20 is in a warehouse 24 and the one with the anchor 22 connected actuating bolts 18 in a bolt bearing 25 slidably mounted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0840009 B1 [0002] EP 0840009 B1 [0002]

Claims (9)

Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (1) und einem Pumpenzylinder 4, der von einem Pumpenzylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums (9) abgedeckt ist, wobei in dem Pumpenzylinder (4) ein Pumpenkolben (5) auf- und abbewegbar ist und der Arbeitsraum (9) über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (10) und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet ist und der Arbeitsraum (9) über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (10) in dem Arbeitsraum (9) angeordnet ist.High-pressure pump, in particular for fuel injection of a self-igniting internal combustion engine, with a pump housing ( 1 ) and a pump cylinder 4 from a pump cylinder head to form a working space ( 9 ), wherein in the pump cylinder ( 4 ) a pump piston ( 5 ) is movable up and down and the working space ( 9 ) via an electromagnetically actuated suction valve ( 10 ) and a low-pressure pump is connected to a fuel tank and the working space ( 9 ) is operatively connected via a check valve with a high-pressure accumulator, characterized in that the suction valve ( 10 ) in the workspace ( 9 ) is arranged. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (10) ein Kugelsitzventil ist.High-pressure pump according to claim 1, characterized in that the suction valve ( 10 ) is a ball seat valve. Horchdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzylinderkopf als Saugventilplatte (11) ausgebildet ist.Horchdruckpumpe according to claim 1 or 2, characterized in that the pump cylinder head as Saugventilplatte ( 11 ) is trained. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromagnet (19) auf dem Pumpenzylinderkopf angeordnet und befestigt ist.High-pressure pump according to one of the preceding claims, characterized in that an electromagnet ( 19 ) is arranged and fixed on the pump cylinder head. Hochdruckpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (19) einen Betätigungsbolzen (18) aufweist, der mit einer Kugel (17) des Kugelsitzventils zusammenwirkt.High pressure pump according to claim 4, characterized in that the electromagnet ( 19 ) an actuating bolt ( 18 ) provided with a ball ( 17 ) of the ball seat valve cooperates. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zulauf (14) zu dem Saugventil (10) oberhalb der Saugventilplatte (11) angeordnet ist.High-pressure pump according to one of the preceding claims, characterized in that an inlet ( 14 ) to the suction valve ( 10 ) above the suction valve plate ( 11 ) is arranged. Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (14) von einem Elektromagnetgehäuse (21) begrenzt ist.High pressure pump according to claim 6, characterized in that the inlet ( 14 ) of a solenoid housing ( 21 ) is limited. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugventilfeder (15) in dem Arbeitsraum (9) angeordnet ist.High-pressure pump according to one of the preceding claims, characterized in that a Saugventilfeder ( 15 ) in the workspace ( 9 ) is arranged. Hochdruckpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventilfeder (15) über eine Federplatte (16) die Kugel (17) auf einen Ventilsitz (12) der Saugventilplatte (11) presst.High-pressure pump according to claim 8, characterized in that the Saugventilfeder ( 15 ) via a spring plate ( 16 ) the ball ( 17 ) on a valve seat ( 12 ) of the suction valve plate ( 11 ) presses.
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