DE102013203141A1 - High pressure pump for fuel injection system, particularly common-rail injection system, has housing part with suction valve, where suction valve comprises valve plate that is pressed in bore of housing part of high pressure pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe.The invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with the features of the preamble of
Hochdruckpumpen der vorstehend genannten Art weisen in der Regel wenigstens ein Pumpenelement mit einem Pumpenarbeitsraum und einem Pumpenkolben auf, der den Pumpenarbeitsraum begrenzt und über einen Nocken- oder Exzentertrieb zu einer Hubbewegung antreibbar ist. Im Saughub des Pumpenkolbens wird über ein Saugventil Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum angesaugt und im Förderhub des Pumpenkolbens auf Hochdruck gefördert. Der auf Hochdruck geförderte Kraftstoff wird anschließend über ein Auslassventil einer Speicherleitung zugeführt.High-pressure pumps of the abovementioned type generally have at least one pump element with a pump working space and a pump piston which delimits the pump working space and can be driven to a lifting movement via a cam or eccentric drive. In the suction stroke of the pump piston, fuel is sucked into the pump working chamber via a suction valve and conveyed to high pressure in the delivery stroke of the pump piston. The pumped to high pressure fuel is then fed via an outlet valve to a storage line.
Stand der TechnikState of the art
Eine gattungsgemäße Hochdruckpumpe geht beispielhaft aus der
Hochdruckpumpen der vorstehend genannten Art weisen den Nachteil auf, dass der Sitzbereich des Saugventils besonders verschleißanfällig ist. Denn bei der Hochdruckerzeugung weitet sich die im Pumpengehäuse vorgesehene Bohrung zur Aufnahme des Saugventils und zur Ausbildung des Förderraums regelmäßig radial auf, so dass es zu einer Relativbewegung der Ventilplatte und/oder der zwischenliegenden Dichtscheibe gegenüber dem Pumpengehäuse kommt. Ist ferner die Kraftstoffqualität ungenügend, entsteht der so genannte Fretting-Verschleiß, der über die Lebensdauer der Hochdruckpumpe zur Hochdruckundichtigkeit führen kann.High-pressure pumps of the aforementioned type have the disadvantage that the seating area of the suction valve is particularly susceptible to wear. For in the high-pressure generation, the provided in the pump housing bore for receiving the suction valve and the formation of the pumping chamber regularly widens radially, so that there is a relative movement of the valve plate and / or the intermediate sealing disc relative to the pump housing. Furthermore, if the fuel quality is insufficient, so-called fretting wear occurs, which can lead to high-pressure leakage over the service life of the high-pressure pump.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe mit einem Saugventil anzugeben, welche weniger zu derartigen Verschleißerscheinungen neigt und somit eine lange Lebensdauer besitzt. Insbesondere soll die Hochdruckdichtigkeit der Hochdruckpumpe über eine langen Zeitraum gewährleistet sein.The present invention has for its object to provide a high-pressure pump with a suction valve, which is less prone to such wear and thus has a long life. In particular, the high pressure tightness of the high pressure pump should be ensured over a long period.
Zur Lösung der Aufgabe werden eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, a high-pressure pump having the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es wird eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagen, welche ein Gehäuseteil mit einem Saugventil zur Befüllung eines Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe mit Kraftstoff umfasst. Dabei umfasst das Saugventil eine Ventilplatte mit einer Axialbohrung, in der ein kolbenförmiges Ventilglied axial verschiebbar aufgenommen ist. Über die axiale Verschiebung des Ventilgliedes ist die Axialbohrung mit dem Pumpenarbeitsraum verbindbar. Erfindungsgemäß ist die Ventilplatte des Saugventils in eine Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe eingepresst.A high-pressure pump is proposed for a fuel injection system, in particular a common-rail injection system, which comprises a housing part with a suction valve for filling a pump working space of the high-pressure pump with fuel. In this case, the suction valve comprises a valve plate having an axial bore, in which a piston-shaped valve member is received axially displaceable. About the axial displacement of the valve member, the axial bore with the pump working space is connectable. According to the invention, the valve plate of the suction valve is pressed into a bore of the housing part of the high-pressure pump.
Der Presssitz des Saugventils bzw. der Ventilplatte des Saugventils in der Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe stellt die erforderliche Hochdruckdichtigkeit des Pumpenarbeitsraumes bei Hochdruckförderung sicher. Denn eine radiale Aufweitung der Bohrung bei der Hochdruckförderung wird durch das erforderliche Pressübermaß der Ventilplatte kompensiert. Das heißt, dass die Ventilplatte einen Außendurchmesser besitzt, der zumindest abschnittsweise größer als der Innendurchmesser der die Ventilplatte aufnehmenden Bohrung des Gehäuseteils gewählt ist. Das in radialer Richtung vorhandene Pressübermaß wirkt einer Relativbewegung der Ventilplatte gegenüber dem Gehäuseteil entgegen. Der Verschleiß im Sitzbereich des Saugventils, insbesondere durch Fretting, wird demzufolge deutlich gemindert. Ferner ist die Anordnung einer Dichtscheibe zwischen der Ventilpatte des Saugventils und dem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe entbehrlich.The interference fit of the suction valve or the valve plate of the suction valve in the bore of the housing part of the high-pressure pump ensures the required high-pressure tightness of the pump working chamber at high-pressure pumping. For a radial expansion of the bore in the high-pressure delivery is compensated by the required excess pressure of the valve plate. That is, the valve plate has an outer diameter which is at least partially larger than the inner diameter of the valve plate receiving bore of the housing part is selected. The excess interference in the radial direction counteracts a relative movement of the valve plate relative to the housing part. The wear in the seating area of the suction valve, in particular by fretting, is therefore significantly reduced. Furthermore, the arrangement of a sealing washer between the valve plate of the suction valve and the housing part of the high-pressure pump is dispensable.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilplatte zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet und weist zumindest in einem zylinderförmigen Abschnitt ein Pressübermaß gegenüber der Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe auf.According to a preferred embodiment of the invention, the valve plate is at least partially cylindrical in shape and has at least in a cylindrical portion of a press excess relative to the bore of the housing part of the high-pressure pump.
Weiterhin bevorzugt ist das Pressübermaß der Ventilplatte des Saugventils entsprechend der zu erwartenden radialen Aufweitung der Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe bei Hochdruckförderung oder geringfügig größer gewählt. Die zu erwartende radiale Aufweitung lässt sich berechnen und kann daher bei der Bestimmung des Pressübermaßes berücksichtigt werden. Vorzugsweise ist das Pressübermaß derart bestimmt, dass bei der zu erwartenden radialen Aufweitung der Bohrung ein Presssitz der Ventilplatte weiterhin gewährleistet ist. Das Pressübermaß ist daher bevorzugt größer als die zu erwartende radiale Aufweitung der Bohrung gewählt.Further preferably, the excess pressure of the valve plate of the suction valve is selected according to the expected radial expansion of the bore of the housing part of the high pressure pump at high pressure pumping or slightly larger. The expected radial expansion can be calculated and can therefore be taken into account when determining the excess pressure. Preferably, the excess pressure is determined such that in the expected radial expansion of the bore a press fit of the valve plate is still guaranteed. The excess pressure is therefore preferably selected to be greater than the expected radial expansion of the bore.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Pressübermaß der Ventilplatte des Saugventils gegenüber der Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe 10–25 µm, vorzugsweise 15–20 µm beträgt.It is also proposed that the excess pressure of the valve plate of the suction valve relative to the bore of the housing part of the high-pressure pump 10-25 microns, preferably 15-20 microns.
Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass das Ventilglied des Saugventils in Richtung eines in der Ventilplatte ausgebildeten Ventilsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt wird. Vorzugsweise ist die Feder einerseits an der Ventilplatte und andererseits unmittelbar oder mittelbar über ein Stützelement an dem Ventilglied abgestützt.As a further development measure, it is proposed that the valve member of the suction valve be acted upon in the direction of a valve seat formed in the valve plate by the spring force of a spring. Preferably, the spring is supported on the one hand on the valve plate and on the other hand directly or indirectly via a support member on the valve member.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilplatte des Saugventils zur Verbindung mit einer Niederdruckleitung der Hochdruckpumpe wenigstens eine Zulaufbohrung besitzt, die in die Axialbohrung mündet. Die wenigstens eine Zulaufbohrung ist vorzugsweise als Radialbohrung ausgebildet. Die Verbindung der Zulaufbohrung mit der Niederdruckleitung kann über einen innerhalb der Bohrung des Gehäuseteils ausgebildeten Ringraum erfolgen. Ein solcher Ringraum ermöglicht die Anbindung mehrerer, in unterschiedlichen Winkellagen angeordneter Zulaufbohrungen.In a further development of the invention, it is provided that the valve plate of the suction valve for connection to a low pressure line of the high pressure pump has at least one inlet bore, which opens into the axial bore. The at least one inlet bore is preferably formed as a radial bore. The connection of the inlet bore with the low-pressure line can take place via an annular space formed within the bore of the housing part. Such an annular space allows the connection of several, arranged in different angular positions inlet bores.
Die Niederdruckleitung der Hochdruckpumpe kann zumindest abschnittsweise als Bohrung im Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgeführt sein.The low pressure line of the high pressure pump may be at least partially executed as a bore in the housing part of the high pressure pump.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagen. Die nach diesem Verfahren herzustellende Hochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil mit einem Saugventil zur Befüllung eines Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe mit Kraftstoff. Das Saugventil umfasst eine Ventilplatte mit einer Axialbohrung zur Aufnahme eines axial verschiebbaren kolbenförmigen Ventilgliedes zur Verbindung der Axialbohrung mit dem Pumpenarbeitsraum. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beim Einsetzen des Saugventils in eine Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe die Ventilplatte des Saugventils in die Bohrung eingepresst wird. Der auf diese Weise hergestellte Presssitz des Saugventils stellt die erforderliche Hochdruckdichtigkeit des Pumpenarbeitsraumes bei Hochdruckförderung sicher. Denn er verhindert eine Relativbewegung der Ventilplatte und/oder einer zwischen der Ventilplatte und dem Gehäuseteil angeordneten Dichtscheibe bei Hochdruckförderung, d. h., bei einer radialen Aufweitung der die Ventilplatte aufnehmenden Bohrung des Gehäuseteils. Hierzu wird das Pressübermaß der Ventilplatte gegenüber der Bohrung entsprechend der zu erwartenden radialen Aufweitung oder geringfügig größer gewählt. Eine derart hergestellte Hochdruckpumpe weist im Sitzbereich des Saugventils einen deutlich geminderten Verschleiß auf. Insbesondere wird der Verschleiß durch Fretting gemindert. Ferner ist die Anordnung einer Dichtscheibe zwischen der Ventilpatte des Saugventils und dem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe entbehrlich.To solve the object mentioned above, a method for producing a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, is also proposed. The high-pressure pump to be produced by this method comprises a housing part with a suction valve for filling a pump working space of the high-pressure pump with fuel. The suction valve comprises a valve plate having an axial bore for receiving an axially displaceable piston-shaped valve member for connecting the axial bore with the pump working space. According to the invention, when inserting the suction valve into a bore of the housing part of the high-pressure pump, the valve plate of the suction valve is pressed into the bore. The press fit of the suction valve produced in this way ensures the required high-pressure tightness of the pump working chamber at high-pressure delivery. Because it prevents a relative movement of the valve plate and / or arranged between the valve plate and the housing part sealing washer at high pressure delivery, d. h., With a radial expansion of the valve plate receiving bore of the housing part. For this purpose, the excess pressure of the valve plate with respect to the bore is selected according to the expected radial expansion or slightly larger. A high-pressure pump produced in this way has significantly reduced wear in the seating area of the suction valve. In particular, the wear is reduced by fretting. Furthermore, the arrangement of a sealing washer between the valve plate of the suction valve and the housing part of the high-pressure pump is dispensable.
Bevorzugt wird nach dem Einsetzen des Saugventils in die Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe eine Verschlussschraube in die Bohrung eingesetzt und mit einem Innengewinde der Bohrung verschraubt. Die Verschlussschraube dient als Druckstück, welches das Saugventil zusätzlich in axialer Richtung mit einer Druckkraft beaufschlagt. Dies wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Hochdruckdichtigkeit der Hochdruckpumpe aus. Die das Saugventil aufnehmende Bohrung im Gehäuseteil der Hochdruckpumpe kann hierzu als Stufenbohrung ausgebildet sein, wobei die Stufe der Abstützung des Saugventils dient.Preferably, after inserting the suction valve into the bore of the housing part of the high-pressure pump, a screw plug is inserted into the bore and screwed to an internal thread of the bore. The screw plug serves as a pressure piece, which additionally acts on the suction valve in the axial direction with a compressive force. This also has an advantageous effect on the high pressure tightness of the high pressure pump. The suction valve receiving bore in the housing part of the high-pressure pump can be designed for this purpose as a stepped bore, wherein the stage of the support of the suction valve is used.
Vorteilhafterweise werden die beim Einpressen der Ventilplatte des Saugventils in die Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe zu erwartenden Verformungen bei der Bearbeitung der Ventilplatte, insbesondere bei der Ausbildung des Ventilsitzes und/oder der Axialbohrung, berücksichtigt. Die Verformungen der Ventilpatte beim Einpressen in die Bohrung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe sind berechenbar, so dass der Ventilsitz und/oder ein Führungsbereich der das Ventilglied aufnehmenden Axialbohrung der Ventilplatte entsprechend ausgelegt werden kann bzw. können. Da der Presssitz der Ventilplatte symmetrische Verformungen bewirkt, sind diese in einfacher Weise beherrschbar.Advantageously, during the pressing of the valve plate of the suction valve in the bore of the housing part of the high-pressure pump expected deformations in the processing of the valve plate, in particular in the formation of the valve seat and / or the axial bore, are taken into account. The deformations of the valve plate when pressed into the bore of the housing part of the high-pressure pump can be calculated, so that the valve seat and / or a guide region of the valve member receiving axial bore of the valve plate can be designed accordingly. Since the press fit of the valve plate causes symmetrical deformations, these are easily manageable.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe im Bereich eines eingebauten Saugventils.A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. This shows a longitudinal section through a high-pressure pump according to the invention in the region of a built-in suction valve.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Die Darstellung der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe ist im Wesentlichen auf den Bereich eines Saugventils
Das Saugventil
Der Zulauf von Kraftstoff erfolgt über eine im Gehäuseteil
Um im Förderhub des Pumpenkolbens
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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