DE102011089797A1

DE102011089797A1 - Überströmventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102011089797A1
Application number: DE201110089797
Authority: DE
Inventors: Sascha Ambrock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein einen Eingang (2) und einen Ausgang (3) aufweisendes Ventilgehäuse (1), ein im Ventilgehäuse (1) aufgenommenes, axial verschiebbar geführtes Ventilelement (4), über dessen axiale Verschiebung der Eingang (2) und der Ausgang (3) verbindbar sind, sowie ein in einem Federraum (5) des Ventilgehäuses (1) aufgenommenes Federelement (6), das einerseits unmittelbar oder mittelbar am Ventilelement (4) und andererseits an einem ebenfalls im Ventilgehäuse (1) aufgenommenen Einstellelement (7) abgestützt ist. Erfindungsgemäß weist das Einstellelement (7) eine Entlüftungsbohrung (8) auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Überströmventil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Ventil zur Druckregelung und/oder Druckbegrenzung.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 857 A1 geht eine Pumpenanordnung für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen mit einem Überströmventil der eingangs genannten Art zur Druckeinstellung hervor. Das Überströmventil ist hierzu in einer Gehäusebohrung der Pumpenanordnung aufgenommen und zur Rückführung überflüssiger Brennstoffmengen mit einem Rücklaufstutzen einer Niederdruckeinheit verbindbar. Zur Herstellung der Verbindung weist das Überströmventil ein in einem Ventilgehäuse aufgenommenes, gegen die Federkraft einer Feder axial verschiebbares Ventilelement auf. Die Feder ist in einem im Ventilgehäuse ausgebildeten Federraum aufgenommen.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Überströmventil anzugeben, das eine Dämpfung der Bewegung des Ventilelementes insbesondere bei hohen Druckpulsationen ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Überströmventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Zur Lösung wird ferner ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Das vorgeschlagene Überströmventil umfasst ein einen Eingang und einen Ausgang aufweisendes Ventilgehäuse, ein im Ventilgehäuse aufgenommenes, axial verschiebbar geführtes Ventilelement, über dessen axiale Verschiebung der Eingang und der Ausgang verbindbar sind, sowie ein in einem Federraum des Ventilgehäuses aufgenommenes Federelement, das einerseits unmittelbar oder mittelbar am Ventilelement und andererseits an einem ebenfalls im Ventilgehäuse aufgenommenen Einstellelement abgestützt ist. Das Einstellelement dient der Einstellung des Öffnungsdrucks des Überströmventils, indem über die axiale Lage des Einstellelementes in Bezug auf das Ventilgehäuse die Federvorspannung der am Einstellelement abgestützten Feder einstellbar ist.
Erfindungsgemäß weist das Einstellelement eine Entlüftungsbohrung zur Entlüftung des Federraumes auf. Die Entlüftung wiederum bewirkt eine Dämpfung der Bewegung des Ventilelementes bei hohen Druckpulsationen, da ein im Federraum vorhandenes Luftvolumen über die Entlüftungsbohrung entweichen kann. Das Einstellelement vereinigt demnach wenigstens zwei Funktionen in einem Bauteil. Zum Einen ermöglicht es die Einstellung des Öffnungsdrucks des Überströmventils und zum Anderen bewirkt es eine Dämpfung der Bewegung des Ventilelementes.
Die Entlüftungsbohrung des Einstellelementes vermag ferner eine ggf. im Ventilgehäuse des Überströmventils ausgebildete Entlüftungsbohrung zu ersetzen. Gegenüber einer im Ventilgehäuse ausgebildeten Entlüftungsbohrung, welche nur als Radialbohrung ausgeführt sein kann und demnach eine bestimmte Einbauposition des Überströmventils voraussetzt, weist die erfindungsgemäß im Einstellelement vorgesehene Entlüftungsbohrung den Vorteil auf, dass eine optimale Entlüftung unabhängig von der Einbauposition des Überströmventils gewährleistet ist.
Aus den vorstehend genannten Gründen wird bevorzugt ferner vorgeschlagen, dass die Entlüftungsbohrung das Einstellelement axial durchsetzt. Das heißt, dass das Einstellelement zur Entlüftung des Federraums axial durchströmt wird. Dabei wirkt die Entlüftungsbohrung des Einstellelementes mit einer endseitigen Öffnung des Ventilgehäuses zusammen, welche konstruktiv bedingt ist. Denn über die endseitige Öffnung des Ventilgehäuses wird das Einstellelement in das Ventilgehäuse eingesetzt. Es muss demnach keine zusätzliche Entlüftungsöffnung, insbesondere Entlüftungsbohrung, im Ventilgehäuse vorgesehen werden. Die axiale Durchströmung des Einstellelementes stellt eine optimale Entlüftung des Federraums unabhängig von der Einbauposition des Überströmventils sicher.
Bevorzugt bildet die Entlüftungsbohrung eine Drossel aus. Die Drossel bewirkt eine Optimierung der Dämpfungswirkung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Einstellelement topf- oder hülsenförmig ausgebildet und besitzt einen Boden oder eine Querwand, welcher bzw. welche von der Entlüftungsbohrung durchsetzt ist. Eine in einem Boden oder in einer Querwand eines topf- oder hülsenförmigen Einstellelementes ausgebildete Entlüftungsbohrung ist einfach herzustellen, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt. Gleiches gilt für die Herstellung der Drossel.
Des Weiteren bevorzugt ist das Einstellelement kraft- und/oder formschlüssig mit dem Ventilgehäuse verbunden. Das Einstellelement kann beispielsweise in das Ventilgehäuse eingepresst oder eingeschraubt sein. Sowohl durch Einpressen als auch durch Einschrauben ist eine genaue Positionierung des Einstellelementes im Ventilgehäuse und damit eine genaue Einstellung der Federvorspannung zur Einstellung des Öffnungsdrucks des Überströmventils möglich.
Ferner wird ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Überströmventil zur Druckregelung und/oder Druckbegrenzung vorgeschlagen. Das Überströmventil ist dabei in einer Gehäusebohrung einer Hochdruckpumpe aufgenommen. Beispielsweise kann das Überströmventil in die Gehäusebohrung eingepresst oder eingeschraubt sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Kraftstoffhochdruckpumpe,
2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Überströmventil,
3 einen Längsschnitt durch ein Einstellelement eines erfindungsgemäßen Überströmventils und
4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Einstellelement eines erfindungsgemäßen Überströmventils.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in der 1 dargestellte bekannte Kraftstoffhochdruckpumpe 14 umfasst ein Pumpenelement 15 mit einem Pumpenkolben 16, welcher über einen Rollenstößel 17 an einer Nockenwelle 18 abgestützt ist, so dass der Pumpenkolben 16 zu einer Hubbewegung antreibbar ist. Im Saughub des Pumpenkolbens 16 wird einem Pumpenarbeitsraum 19 des Pumpenelementes 15 über ein Saugventil 20 Kraftstoff zugeführt. Zur Mengenregelung ist dem Sauventil 20 eine Zumesseinheit 21 vorgeschaltet. Im Förderhub des Pumpenkolbens 16 wird der dem Pumpenarbeitsraum 19 zugeführte Kraftstoff verdichtet und über ein Auslassventil 22 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt. Eine nicht zugemessene Kraftstoffmenge wird mittels eines Überströmventils 12 abgeführt.
Das Überströmventil 12 ist in einer Gehäusebohrung 13 der Hochdruckpumpe 14 aufgenommen, so dass ein Eingang 2 des Überströmventils 12 in Verbindung mit einer Zulaufbohrung 23 der Hochdruckpumpe 14 steht. Die Zulaufbohrung 23 steht wiederum in Verbindung mit einem Zulaufstutzen 24 der Hochdruckpumpe 14. Ein Ausgang 3 des Überströmventils 12, welcher als Radialbohrung in einem Ventilgehäuse 1 des Überströmventils 12, ausgebildet ist, steht in Verbindung mit einer Rücklaufbohrung 25, welche wiederum mit einem Rücklaufstutzen 26 der Hochdruckpumpe 14 verbunden ist. Übersteigt der Druck in der Zulaufbohrung 23 den Öffnungsdruck des Überströmventils 12, welcher über die Vorspannung einer Feder 6 einstellbar ist, welche ein Ventilelement 4 des Überströmventils 12 in Richtung des Eingangs 2 beaufschlagt, erfährt das Ventilelement 4 entgegen der Federkraft der Feder 6 eine axiale Verschiebung, über welche der Eingang 2 mit dem Ausgang 3 des Überströmventils 12 verbindbar ist.
Das Überströmventil 12 ermöglicht somit, dass eine überschüssige Menge Kraftstoff abgeführt und der Druck in der Zulaufbohrung 23 abgesenkt wird.
Im Betrieb einer solchen Hochduckpumpe können Druckpulsationen auftreten, die es zu dämpfen gilt. Eine Dämpfung wird beispielsweise durch das in der 2 dargestellte erfindungsgemäße Überströmventil 12 bewirkt.
Das Überströmventil 12 der 2 weist ein hohlzylinderförmiges Ventilgehäuse 1 mit einem Eingang 2 und einem Ausgang 3 auf. Im Ventilgehäuse 1 ist ein Ventilelement 4 axial verschiebbar aufgenommen, so dass über eine axiale Verschiebung des Ventilelementes 4 der Eingang 2 und der Ausgang 3 verbindbar sind. In einem im Ventilgehäuse 1 ausgebildeten Federraum 5 ist eine Feder 6 aufgenommen, welche das Ventilelement 4 in Richtung des Eingangs 2 mit einer Druckkraft beaufschlagt. Hierzu ist die Feder 6 axial vorgespannt. Die axiale Vorspannung erfolgt über ein Einstellelement 7, das in das Ventilgehäuse 1 eingepresst und an welchem die Feder 6 abgestützt ist. Das Einstellelement 7 des erfindungsgemäßen Überströmventils 12 weist eine Entlüftungsbohrung 8 auf, welche als Axialbohrung ausgeführt ist und zugleich eine Drossel 9 ausbildet. Über die Entlüftungsbohrung 8 bzw. die Drossel 9 vermag ein im Federraum 5 vorhandenes Luftvolumen zu entweichen, wobei die Bewegung des Ventilelementes 4 gedämpft wird. Die Ausbildung der Entlüftungsbohrung 8 als Axialbohrung gewährleistet eine optimale Entlüftung, da die Entlüftung nunmehr – im Unterschied zu einer Entlüftung über eine im Ventilgehäuse ausgebildete Radialbohrung – unabhängig von der Einbauposition des Überströmventils 12 in Bezug auf die Gehäusebohrung 13 der Hochdruckpumpe 14 ist.
Der 3 ist ein Einstellelement 7 für ein erfindungsgemäßes Überströmventil 12 zu entnehmen, das topfförmig gestaltet ist. Die Entlüftungsbohrung 8 bzw. die Drossel 9 ist hier in einem Boden 10 des topfförmigen Einstellelementes 7 ausgebildet.
Ein weiteres Einstellelement 7 für ein erfindungsgemäßes Überströmventil 12 ist der 4 zu entnehmen. Dieses ist hülsenförmig ausgebildet und weist eine Querwand 11 auf, in welcher die Entlüftungsbohrung 8 bzw. die Drossel 9 ausgebildet ist. Die Querwand 11 ist mittig angeordnet, so dass das Einstellelement 7 in beliebiger Richtung in das Ventilgehäuse 1 einsetzbar ist. Dadurch wird das Einsetzen des Einstellelementes 7 vereinfacht.
Neben den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zahlreiche Abwandlungen sowohl hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Einstellelementes 7 als auch der weiteren Komponenten des Überströmventils 12 möglich. Diese können hier nicht erschöpfend dargestellt oder beschrieben werden, sind aber dennoch Bestandteil der Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009000857 A1 [0002]

Claims

Überströmventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein einen Eingang (2) und einen Ausgang (3) aufweisendes Ventilgehäuse (1), ein im Ventilgehäuse (1) aufgenommenes, axial verschiebbar geführtes Ventilelement (4), über dessen axiale Verschiebung der Eingang (2) und der Ausgang (3) verbindbar sind, sowie ein in einem Federraum (5) des Ventilgehäuses (1) aufgenommenes Federelement (6), das einerseits unmittelbar oder mittelbar am Ventilelement (4) und andererseits an einem ebenfalls im Ventilgehäuse (1) aufgenommenen Einstellelement (7) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (7) eine Entlüftungsbohrung (8) aufweist.
Überströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrung (8) das Einstellelement (7) axial durchsetzt.
Überströmventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrung (8) eine Drossel (9) ausgebildet.
Überströmventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (7) topf- oder hülsenförmig ausgebildet ist und einen Boden (10) oder eine Querwand (11) besitzt, welcher bzw. welche von der Entlüftungsbohrung (8) durchsetzt ist.
Überströmventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (7) kraft- und/oder formschlüssig mit dem Ventilgehäuse (1) verbunden ist.
Kraftstoffeinspritzsystem zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Überströmventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Druckregelung und/oder Druckbegrenzung, wobei das Überströmventil (12) in einer Gehäusebohrung (13) einer Hochdruckpumpe (14) aufgenommen ist.