DE102014220222A1 - Electromagnetically actuated proportional valve - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil zur Regelung der Fördermenge einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Ventilkolben (1), der in einer Bohrung (2) eines Magnetkerns (3) axial verschiebbar aufgenommen und über einen Führungsabschnitt (4) der Bohrung (2) geführt ist, wobei sich der Führungsabschnitt (4) von einer als Zulauf dienenden Ringnut (5) in Richtung eines Absatzes (6) der Bohrung (2) erstreckt, ferner umfassend einen Elektromagneten (7) zum Einwirken auf einen Anker (8), mittels dessen der Ventilkolben (1) entgegen der Federkraft einer Feder (9), die den Ventilkolben (1) in Richtung des Absatzes (6) beaufschlagt, axial verschiebbar ist. Erfindungsgemäß besitzt der Führungsabschnitt (4) der Bohrung (2) eine Länge (L), die kleiner als ein Maß (a) ist, das der axialen Verschiebung des Ventilkolbens (1) entspricht, die erforderlich ist, um den Ventilkolben (1) aus seiner Lage bei unbestromtem Elektromagneten (7) in eine Leerlauf des Verbrennungsmotors darstellende Lage zu bewegen.The invention relates to an electromagnetically actuated proportional valve for controlling the delivery of a high - pressure fuel pump in a fuel injection system for an internal combustion engine, comprising a valve piston (1) in a bore (2) of a magnetic core (3) received axially displaceable and a guide portion (4) Bore (2) is guided, wherein the guide portion (4) from a serving as an inlet annular groove (5) in the direction of a shoulder (6) of the bore (2) extends, further comprising an electromagnet (7) for acting on an armature ( 8), by means of which the valve piston (1) against the spring force of a spring (9), which acts on the valve piston (1) in the direction of the shoulder (6), is axially displaceable. According to the invention, the guide portion (4) of the bore (2) has a length (L) which is smaller than a dimension (a) corresponding to the axial displacement of the valve piston (1) required to move the valve piston (1) to move its position when energized electromagnet (7) in an idling of the internal combustion engine performing position.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch bestätigbares Proportionalventil zur Regelung der Fördermenge einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein als Zumesseinheit einsetzbares elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil.The invention relates to an electromagnetically verifiable proportional valve for controlling the flow rate of a high-pressure fuel pump having the features of the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to an insertable as a metering unit electromagnetically actuated proportional valve.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 062 169 A1 ist eine Zumesseinheit für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere eines Common-Rail-Systems, einer Brennkraftmaschine bekannt, die ein Magnetventil mit einem Magnetkern umfasst, der zur Aufnahme eines hin und her bewegbaren Ventilkolbens zumindest bereichsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Entsprechend der Stellung des Ventilkolbens ist ein bestimmter Durchflussquerschnitt freigebbar, so dass hierüber die Zumessung erfolgt. Da insbesondere bei Einsatz von kritischen Kraftstoffen, wie beispielsweise Kraftstoffen mit schlechter Schmierfähigkeit, niedrigem Dampfdruck oder Wasser enthaltenden Kraftstoffen, der Führungsbereich des Ventilkolbens bzw. der Ventilkolben einem erhöhten Verschleiß unterliegt, wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, die Ventilkolbenmantelfläche zumindest teilweise mit einer verschleißreduzierenden, harten und/oder einer korrosionsbeständigen Beschichtung zu versehen. Die Beschichtung soll einerseits den Verschleiß reduzieren, andererseits der Oberflächenkorrosion am Ventilkolben entgegenwirken. Denn die Oberflächenkorrosion kann dazu führen, dass die Zumesseinheit schwergängig wird und schließlich ausfällt.From the publication DE 10 2010 062 169 A1 a metering unit for a high-pressure pump of a fuel injection system, in particular a common rail system, an internal combustion engine is known which comprises a solenoid valve with a magnetic core, which is at least partially hollow cylinder-shaped for receiving a reciprocable valve piston. According to the position of the valve piston, a certain flow cross-section can be released, so that the metering takes place via this. In particular, when using critical fuels, such as fuels with poor lubricity, low vapor pressure or water-containing fuels, the guide portion of the valve piston and the valve piston is subject to increased wear, is proposed in this document, the valve piston surface at least partially with a wear-reducing, hard and / or to provide a corrosion resistant coating. On the one hand, the coating should reduce wear and, on the other hand, counteract surface corrosion on the valve piston. Because surface corrosion can cause the metering unit to become stiff and ultimately fail.

Neben der Korrosion können aber auch Ablagerungen, die beispielsweise auf die Verwendung von Biokraftstoffen zurückzuführen sind, zur Schwergängigkeit des Ventils führen. Dies gilt insbesondere dann, wenn – wie bei einem als Schieberventil ausgebildeten Proportionalventil regelmäßig der Fall – das Spiel im Bereich der Ventilkolbenführung eng gewählt ist, um die Leckage zu verringern. Da zudem die Betätigungskräfte bei einem derartigen Ventil vergleichsweise gering sind, wirken sich Beläge am Außenumfang des Ventilkolbens besonders negativ aus. Die Beläge bilden sich dabei bevorzugt in einem Außenumfangsbereich des Ventilkolbens aus, der zeitweise außerhalb der Ventilkolbenführung zu liegen kommt und/oder unmittelbar an die Ventilkolbenführung angrenzt. Hierbei handelt es sich insbesondere um den hinteren Lagerbereich des Ventilkolbens.In addition to corrosion but also deposits that are due for example to the use of biofuels, lead to the stiffness of the valve. This applies in particular if - as is the case regularly with a proportional valve designed as a slide valve - the clearance in the area of the valve piston guide is chosen to be narrow in order to reduce the leakage. In addition, since the actuating forces in such a valve are comparatively low, deposits on the outer circumference of the valve piston have a particularly negative effect. The coverings preferably form in an outer circumferential region of the valve piston, which temporarily comes to lie outside the valve piston guide and / or directly adjoins the valve piston guide. This is in particular the rear bearing area of the valve piston.

In der Anwendung des Proportionalventils als Zumesseinheit für eine Kraftstoffhochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs bilden sich Ablagerungen insbesondere bei Fahrzeugstillstand aus. Diese können dann bei Betriebspunkten mit sehr kleinen Fördermengen und geringen Lasten, z. B. Leerlauf, zu einem hysteresebehafteten Ansprechverhalten des Ventils und damit einhergehend zu einer hörbaren Drehzahlschwankung führen (so genanntes „Sägen“). In Lastpunkten mit größeren Fördermengen ist der gesamte Antriebsstrang in der Regel bis zu den Rädern vorgespannt, so dass – bei gleichen Mengenschwankungen – die Drehzahlvarianz geringer bzw. eine Vergrößerung der Hysterese weniger kritisch ist.In the application of the proportional valve as a metering unit for a high-pressure fuel pump of a fuel injection system of a motor vehicle, deposits form, in particular when the vehicle is stationary. These can then at operating points with very small flow rates and low loads, z. As idle, lead to a hysteresis response of the valve and concomitantly to an audible speed fluctuation (so-called "sawing"). In load points with larger flow rates of the entire drive train is usually biased to the wheels, so that - with the same volume fluctuations - the speed variance is less or an increase in the hysteresis is less critical.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil zur Regelung der Fördermenge einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, dessen Empfindlichkeit gegenüber Ablagerungen insbesondere in Betriebspunkten mit geringer Last reduziert ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide an electromagnetically actuated proportional valve for controlling the delivery of a high-pressure fuel pump in a fuel injection system for an internal combustion engine, the sensitivity to deposits is reduced especially at low load operating points.

Zur Lösung der Aufgabe wird das elektromagnetisch betätigbare Proportionalventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the electromagnetically actuated proportional valve with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das zur Regelung der Fördermenge einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagene elektromagnetisch betätigbare Proportionalventil umfasst einen Ventilkolben, der in einer Bohrung eines Magnetkerns axial verschiebbar aufgenommen und über einen Führungsabschnitt der Bohrung geführt ist. Der Führungsabschnitt erstreckt sich dabei von einer als Zulauf dienenden Ringnut in Richtung eines Absatzes der Bohrung. Ferner umfasst das Proportionalventil einen Elektromagneten zum Einwirken auf einen Anker, mittels dessen der Ventilkolben entgegen der Federkraft einer Feder, die den Ventilkolben in Richtung des Absatzes beaufschlagt, axial verschiebbar ist. Erfindungsgemäß besitzt der Führungsabschnitt der Bohrung eine Länge L, die kleiner als ein Maß a ist, das der axialen Verschiebung des Ventilkolbens entspricht, die erforderlich ist, um den Ventilkolben aus seiner Lage bei unbestromtem Elektromagneten in eine Leerlauf des Verbrennungsmotors darstellende Lage zu bewegen. Die im Vergleich zum Stand der Technik verkürzte Länge L des Führungsabschnitts hat zur Folge, dass etwaige sich außenumfangseitig am Ventilkolben bildende Beläge zumindest im Niedrigmengenbereich außerhalb des Führungsabschnitts zu liegen kommen. Das heißt, dass diese Beläge – zumindest im Niedrigmengenbereich – nicht zu einer Verkleinerung des Führungsspiels führen und demzufolge keine Auswirkung auf die Hysterese haben. Die eingangs genannten Nachteile werden somit vermieden.The proposed for controlling the flow rate of a high-pressure fuel pump in a fuel injection system for an internal combustion engine electromagnetically actuated proportional valve comprises a valve piston which is axially slidably received in a bore of a magnetic core and guided over a guide portion of the bore. The guide section extends from an annular groove serving as an inlet in the direction of a shoulder of the bore. Further, the proportional valve comprises an electromagnet for acting on an armature, by means of which the valve piston against the spring force of a spring, which acts on the valve piston in the direction of the shoulder, is axially displaceable. According to the invention, the guide portion of the bore has a length L, which is smaller than a dimension a, which corresponds to the axial displacement of the valve piston, which is required to move the valve piston from its position with no-current electromagnet in an idling of the internal combustion engine performing position. The shortened in comparison to the prior art length L of the guide portion has the consequence that any outer peripheral side of the valve piston forming deposits come to rest outside the guide portion at least in the low range. This means that these pads - at least in the low volume range - do not lead to a reduction of the leadership game and therefore no Affect the hysteresis. The aforementioned disadvantages are thus avoided.

Bevorzugt beträgt die Länge L des Führungsabschnitts maximal Dreiviertel, vorzugsweise maximal die Hälfte, des Maßes a. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass sich im Niedrigmengenbereich bzw. bei geringen Lasten keine Beläge im Führungsspalt befinden.Preferably, the length L of the guide portion is at most three quarters, preferably at most half, of the dimension a. This measure ensures that there are no deposits in the guide gap in the low-volume range or at low loads.

Weiterhin bevorzugt wird die Länge L des Führungsabschnitts einerseits von der als Zulauf dienenden Ringnut und andererseits von einem Abschnitt der Bohrung begrenzt, der gegenüber dem Führungsabschnitt einen vergrößerten Innendurchmesser besitzt und sich vorzugsweise bis zum Absatz der Bohrung erstreckt. Das heißt, dass der Führungsabschnitt beidseits bewusst freigestellt ist. Die Freistellung wird einerseits über die Ringnut, andererseits über den Abschnitt mit vergrößertem Innendurchmesser bewirkt. Die Führung des Ventilkolbens erfolgt demnach lediglich über einen Teilbereich der den Ventilkolben aufnehmenden Bohrung. Neben dem Führungsabschnitt mit der Länge L kann sich jenseits der Ringnut ein weiterer Führungsabschnitt zur Führung des Ventilkolbens anschließen.Further preferably, the length L of the guide portion is limited on the one hand by the annular groove serving as an inlet and on the other hand by a portion of the bore which has an enlarged inner diameter relative to the guide portion and preferably extends to the shoulder of the bore. This means that the guide section is deliberately free on both sides. The release is effected on the one hand via the annular groove, on the other hand via the section with an enlarged inner diameter. The leadership of the valve piston is therefore only over a portion of the valve piston receiving bore. In addition to the guide section with the length L, another guide section for guiding the valve piston can connect beyond the annular groove.

Vorteilhafterweise mündet in die als Zulauf dienende Ringnut mindestens eine Zulaufbohrung, die vorzugsweise als Radialbohrung ausgebildet ist. Die Winkellage der Zulaufbohrung ist in diesem Fall unerheblich, da die Ringnut den zulaufenden Kraftstoff über den Umfang verteilt. Sofern mehrere Zulaufbohrungen vorgesehen sind, sind diese bevorzugt im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet.Advantageously, at least one inlet bore, which is preferably designed as a radial bore, opens into the annular groove serving as an inlet. The angular position of the inlet bore is irrelevant in this case, since the annular groove distributes the incoming fuel over the circumference. If a plurality of inlet bores are provided, these are preferably arranged at the same angular distance from one another.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Ventilkolben zumindest bereichsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist und mindestens eine mantelseitige Durchbrechung besitzt, die in Überdeckung mit der Ringnut bringbar ist. Über die axiale Verschiebung des Ventilkolbens ist dann das Maß der Überdeckung bzw. der Durchflussquerschnitt steuerbar.It is also proposed that the valve piston is formed at least partially hollow cylindrical and has at least one shell-side opening, which can be brought into coincidence with the annular groove. About the axial displacement of the valve piston, the degree of overlap or the flow area is then controlled.

Die mindestens eine mantelseitige Durchbrechung kann insbesondere schlitzförmig ausgebildet sein. Um eine progressiv oder degressiv verlaufende Durchflusskennlinie zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass die Durchbrechung einen sich in axialer Richtung vergrößernden oder verkleinernden Strömungsquerschnitt besitzt.The at least one shell-side opening may in particular be slit-shaped. In order to obtain a progressively or degressively running flow characteristic curve, it is proposed that the aperture has a flow cross section which enlarges or reduces in the axial direction.

Die als Zulauf dienende Ringnut bildet dabei bevorzugt eine mit der mindestens einen mantelseitigen Durchbrechung zusammenwirkende Steuerkante aus.The annular groove serving as an inlet preferably forms a control edge cooperating with the at least one shell-side opening.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass bei unbestromtem Elektromagneten das Proportionalventil offen ist. Das heißt, dass bevorzugt das Proportionalventil als stromlos offenes Ventil ausgebildet ist, wobei die den Ventilkolben in Richtung des Absatzes der Bohrung beaufschlagende Federkraft der Feder das Ventil offen hält. Um das Ventil in eine Schließstellung zu bewegen oder den Durchflussquerschnitt zu verkleinern, bedarf es der Bestromung des Elektromagneten.In addition, it is proposed that the proportional valve is open when energized electromagnet. That is, preferably, the proportional valve is designed as a normally open valve, wherein the valve piston in the direction of the shoulder of the bore acting on the spring force of the spring keeps the valve open. In order to move the valve into a closed position or to reduce the flow cross-section, it is necessary to energize the electromagnet.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Anker einen Stößel als Kraftübertragungsglied umfasst, der in die den Ventilkolben aufnehmende Bohrung hineinragt und mit dem Ventilkolben mechanisch gekoppelt ist. Der Stößel ist weiterhin vorzugsweise fest mit dem Anker verbunden, so dass der Hub des Stößels dem Hub des Ankers entspricht. Die Magnetkraft des Elektromagneten kann somit mittelbar über den Anker und den Stößel auf den Ventilkolben übertragen werden, um diesen axial zu verschieben.In a further development of the invention it is proposed that the armature comprises a plunger as a force transmission member, which projects into the bore receiving the valve piston and is mechanically coupled to the valve piston. The plunger is also preferably fixedly connected to the armature, so that the stroke of the plunger corresponds to the stroke of the armature. The magnetic force of the electromagnet can thus be transmitted indirectly via the armature and the plunger on the valve piston to move it axially.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Proportionalventil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, 1 a schematic longitudinal section through a proportional valve according to the invention according to a preferred embodiment,

2 einen vergrößerten Ausschnitt der 1 im Bereich der Ventilkolbenführung und 2 an enlarged section of the 1 in the field of valve piston guide and

3 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ventilkolbenführung eines erfindungsgemäßen Proportionalventils bei Motorstillstand (linke Seite) und bei Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors (rechte Seite). 3 a schematic longitudinal section through a valve piston guide of a proportional valve according to the invention at engine standstill (left side) and idle operation of the internal combustion engine (right side).

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1 schematisch dargestellte Proportionalventil umfasst einen im Wesentlichen hülsenförmigen Ventilkolben 1, der in einer Bohrung 2 eines Magnetkerns 3 axial verschiebbar aufgenommen ist. Ferner ist ein Elektromagnet 7 vorgesehen, der eine auf den Magnetkern 3 aufgesetzte ringförmige Magnetspule 16 umfasst. Der Elektromagnet 7 dient der Betätigung eines Ankers 8, der mit einem als Kraftübertragungsglied dienenden Stößel 14 fest verbunden ist. Ein dem Ventilkolben 1 zugewandtes Ende des Stößels 14 ragt in die Bohrung 2 des Magnetkerns 3 hinein, so dass der Stößel 14 in Kontakt mit dem Ventilkolben 1 gelangt.That in the 1 schematically illustrated proportional valve comprises a substantially sleeve-shaped valve piston 1 in a hole 2 a magnetic core 3 is received axially displaceable. There is also an electromagnet 7 provided, one on the magnetic core 3 attached annular magnetic coil 16 includes. The electromagnet 7 is used to operate an anchor 8th , with a serving as a power transmission member plunger 14 is firmly connected. A the valve piston 1 facing end of the plunger 14 protrudes into the hole 2 of the magnetic core 3 into it, leaving the pestle 14 in contact with the valve piston 1 arrives.

In der 1 ist das Proportionalventil in stromlosem Zustand dargestellt. In diesem Zustand wird der Ventilkolben 1 von der Federkraft einer Feder 9 gegen den Stößel 14 gedrückt. Da dieser seine obere Endlage bereits erreicht hat, vermag auch die Federkraft der Feder 9 den Ventilkolben 1 nicht weiter nach oben zu verschieben. Zwischen der Oberseite des Ventilkolbens 1 und einem Absatz 6 der Bohrung 2 verbleibt ein axialer Spalt.In the 1 the proportional valve is shown in de-energized state. In this state, the valve piston 1 from the spring force of a spring 9 against the pestle 14 pressed. Since this has already reached its upper end position, also the spring force of the spring 9 the valve piston 1 not further move upwards. Between the top of the valve piston 1 and a paragraph 6 the bore 2 an axial gap remains.

In dieser Lage des Ventilkolbens 1 ist mindestens eine mantelseitige Durchbrechung 12 des Ventilkolbens 1 in Überdeckung mit einer als Zulauf dienenden Ringnut 5 gebracht. Denn in die Ringnut 5 münden mehrere als Radialbohrungen ausgeführte Zulaufbohrungen 11. Vorliegend handelt es sich demnach um ein stromlos offenes Ventil.In this position of the valve piston 1 is at least one shell-side opening 12 of the valve piston 1 in overlap with an annular groove serving as an inlet 5 brought. Because in the ring groove 5 open several designed as radial bores inlet bores 11 , In the present case, it is therefore a normally open valve.

Um den Durchflussquerschnitt zu verkleinern bzw. zu verschließen, wird der Elektromagnet 7 bestromt. Dies hat den Aufbau eines Magnetfelds zur Folge, dessen Magnetkraft den Anker 8 einschließlich des Stößels 14 nach unten bewegt. Die Magnetkraft wird über den Stößel 14 auf den Ventilkolben 1 übertragen, was zu einer axialen Verschiebung des Ventilkolbens 1 entgegen der Federkraft der Feder 9 führt. Dabei ändert sich der Überdeckungsbereich der mindestens einen mantelseitigen Durchbrechung 12 des Ventilkolbens 1 mit der Ringnut 5 und der Durchflussquerschnitt wird kleiner. Die untere Kante der Ringnut 5 dient dabei als Steuerkante 13.To reduce or close the flow cross-section, the electromagnet 7 energized. This results in the construction of a magnetic field whose magnetic force causes the armature 8th including the plunger 14 moved down. The magnetic force is above the plunger 14 on the valve piston 1 transferred, resulting in axial displacement of the valve piston 1 against the spring force of the spring 9 leads. In this case, the overlapping area of the at least one shell-side opening changes 12 of the valve piston 1 with the ring groove 5 and the flow area becomes smaller. The lower edge of the annular groove 5 serves as a control edge 13 ,

Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, bildet die Bohrung 2 einen Abschnitt 10 mit vergrößertem Innendurchmesser auf. Der Abschnitt 10 stellt gemeinsam mit der Ringnut 5 einen Führungsabschnitt 4 frei, über den der Ventilkolben 1 geführt ist. Das Führungsspiel im Bereich des Führungsabschnitts 4 ist eng gewählt, um die Leckage zu verringern. Im Bereich des Abschnitts 10 jedoch verbleibt zwischen dem Ventilkolben 1 und dem Magnetkern 3 ein radialer Spalt, in den auch Kraftstoff gelangt. In diesem Bereich, und zwar unmittelbar angrenzend an den Führungsabschnitt 4, bilden sich daher bevorzugt Ablagerungen bzw. Beläge 15 aus (siehe 3).How the particular 2 can be seen forms the bore 2 a section 10 with increased inside diameter. The section 10 puts together with the annular groove 5 a guide section 4 free, over which the valve piston 1 is guided. The guide game in the area of the guide section 4 is tightly chosen to reduce leakage. In the area of the section 10 however, it remains between the valve piston 1 and the magnetic core 3 a radial gap into which fuel also passes. In this area, immediately adjacent to the guide section 4 , Therefore, deposits are preferably formed 15 out (see 3 ).

Um insbesondere im Niedrigmengenbereich bzw. bei geringen Lasten zu verhindern, dass sich Beläge 15 im Bereich des Führungsabschnitts 4 befinden und den Führungsspalt verengen, ist bei einem erfindungsgemäßen Proportionalventil die Länge L des Führungsabschnitts 4 kleiner als ein Maß a gewählt, das der axialen Verschiebung des Ventilkolbens 1 in diesem Bereich entspricht. Denn dies führt dazu, dass – wie in der 3 auf der rechten Seite dargestellt – die Beläge 15 außerhalb des Führungsspalts zu liegen kommen und die Fördermengenregelung nicht weiter beeinträchtigen.To prevent deposits, especially in the low-volume range or at low loads 15 in the area of the guide section 4 are narrow and the guide gap, in a proportional valve according to the invention, the length L of the guide portion 4 chosen smaller than a dimension a, that of the axial displacement of the valve piston 1 in this area corresponds. Because this leads to the fact that - as in the 3 shown on the right - the pads 15 come out of the leading gap and not affect the flow control further.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010062169 A1 [0002] DE 102010062169 A1 [0002]

Claims (9)

Elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil zur Regelung der Fördermenge einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Ventilkolben (1), der in einer Bohrung (2) eines Magnetkerns (3) axial verschiebbar aufgenommen und über einen Führungsabschnitt (4) der Bohrung (2) geführt ist, wobei sich der Führungsabschnitt (4) von einer als Zulauf dienenden Ringnut (5) in Richtung eines Absatzes (6) der Bohrung (2) erstreckt, ferner umfassend einen Elektromagneten (7) zum Einwirken auf einen Anker (8), mittels dessen der Ventilkolben (1) entgegen der Federkraft einer Feder (9), die den Ventilkolben (1) in Richtung des Absatzes (6) beaufschlagt, axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (4) der Bohrung (2) eine Länge (L) besitzt, die kleiner als ein Maß (a) ist, das der axialen Verschiebung des Ventilkolbens (1) entspricht, die erforderlich ist, um den Ventilkolben (1) aus seiner Lage bei unbestromtem Elektromagneten (7) in eine Leerlauf des Verbrennungsmotors darstellende Lage zu bewegen.Electromagnetically actuated proportional valve for controlling the delivery rate of a high-pressure fuel pump in a fuel injection system for an internal combustion engine, comprising a valve piston ( 1 ), which is in a hole ( 2 ) of a magnetic core ( 3 ) received axially displaceable and via a guide section ( 4 ) of the bore ( 2 ) is guided, wherein the guide section ( 4 ) of a serving as an inlet annular groove ( 5 ) in the direction of a paragraph ( 6 ) of the bore ( 2 ), further comprising an electromagnet ( 7 ) for acting on an anchor ( 8th ), by means of which the valve piston ( 1 ) against the spring force of a spring ( 9 ), which the valve piston ( 1 ) in the direction of paragraph ( 6 ), is axially displaceable, characterized in that the guide section ( 4 ) of the bore ( 2 ) has a length (L) which is smaller than a measure (a), the axial displacement of the valve piston ( 1 ), which is required to the valve piston ( 1 ) from its position with no-current electromagnet ( 7 ) to move to an idling of the engine performing position. Proportionalventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Führungsabschnitts (4) maximal Dreiviertel, vorzugsweise maximal die Hälfte, des Maßes (a) beträgt.Proportional valve according to claim 1, characterized in that the length (L) of the guide section ( 4 ) is at most three quarters, preferably at most half, of the dimension (a). Proportionalventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Führungsabschnitts (4) einerseits von der Ringnut (5) und andererseits von einem Abschnitt (10) der Bohrung (2) begrenzt wird, der gegenüber dem Führungsabschnitt (4) einen vergrößerten Innendurchmesser besitzt und sich vorzugsweise bis zum Absatz (6) erstreckt.Proportional valve according to claim 1 or 2, characterized in that the length (L) of the guide section ( 4 ) on the one hand by the annular groove ( 5 ) and on the other hand by a section ( 10 ) of the bore ( 2 ), which is opposite the guide section ( 4 ) has an enlarged inner diameter and preferably up to paragraph ( 6 ). Proportionalventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die als Zulauf dienende Ringnut (5) mindestens eine Zulaufbohrung (11) mündet, die vorzugsweise als Radialbohrung ausgebildet ist. Proportional valve according to one of the preceding claims, characterized in that in the serving as an inlet annular groove ( 5 ) at least one inlet bore ( 11 ), which is preferably formed as a radial bore. Proportionalventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (1) zumindest bereichsweise hohlzylinderförmig ausgebildet ist und mindestens eine mantelseitige Durchbrechung (12) besitzt, die in Überdeckung mit der Ringnut (5) bringbar ist.Proportional valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piston ( 1 ) is formed at least partially hollow cylindrical and at least one shell-side opening ( 12 ), which in overlap with the annular groove ( 5 ) can be brought. Proportionalventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (12) einen sich in axialer Richtung vergrößernden oder verkleinernden Strömungsquerschnitt besitzt.Proportional valve according to claim 5, characterized in that the opening ( 12 ) has an increasing or decreasing in the axial direction flow cross-section. Proportionalventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (5) eine mit der mantelseitigen Durchbrechung (12) zusammenwirkende Steuerkante (13) ausbildet.Proportional valve according to claim 5 or 6, characterized in that the annular groove ( 5 ) one with the shell-side opening ( 12 ) cooperating control edge ( 13 ) trains. Proportionalventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei unbestromtem Elektromagneten (7) das Proportionalventil offen ist.Proportional valve according to one of the preceding claims, characterized in that when energized electromagnet ( 7 ) the proportional valve is open. Proportionalventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) einen Stößel (14) als Kraftübertragungsglied umfasst, der in die Bohrung (2) hineinragt und mit dem Ventilkolben (1) mechanisch gekoppelt ist.Proportional valve according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 8th ) a pestle ( 14 ) as a force transmission member, which in the bore ( 2 ) and with the valve piston ( 1 ) is mechanically coupled.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016210869A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Metering unit for a high-pressure fuel pump
IT201600084888A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-11 Bosch Gmbh Robert PUMPING GROUP FOR FOOD FUEL, PREFERIBLY GASOIL, FROM A CONTAINMENT TANK TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102022110949A1 (en) 2022-05-04 2023-11-09 Festo Se & Co. Kg Valve for controlling the flow of a fluid

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106593731A (en) * 2017-01-22 2017-04-26 无锡威孚高科技集团股份有限公司 Proportional flow valve for high pressure common rail pump of diesel engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010062169A1 (en) 2010-11-30 2012-05-31 Robert Bosch Gmbh Metering unit and high pressure pump

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10023621A1 (en) * 2000-05-13 2001-11-15 Bosch Gmbh Robert Fuel injection system for internal combustion engine has valve piston with at least one, preferably several, radial control openings connected to suction side of high pressure pump
DE10251014A1 (en) * 2002-11-02 2004-05-19 Robert Bosch Gmbh Fuel dispensing unit for fuel injection system for internal combustion engine has shutoff sleeve in interior of valve piston and valve piston and shutoff sleeve form shutoff device
DE102012211395A1 (en) * 2012-07-02 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Metering unit for high pressure pump of high pressure injection system for internal combustion engine of motor vehicle, has valve piston bearing made of plastic, and unit for redirecting magnetic field or flux generated by electromagnet

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010062169A1 (en) 2010-11-30 2012-05-31 Robert Bosch Gmbh Metering unit and high pressure pump

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016210869A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Metering unit for a high-pressure fuel pump
IT201600084888A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-11 Bosch Gmbh Robert PUMPING GROUP FOR FOOD FUEL, PREFERIBLY GASOIL, FROM A CONTAINMENT TANK TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE102022110949A1 (en) 2022-05-04 2023-11-09 Festo Se & Co. Kg Valve for controlling the flow of a fluid
WO2023213714A1 (en) 2022-05-04 2023-11-09 Festo Se & Co. Kg Valve for controlling the flow of a fluid

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