DE102014226074A1

DE102014226074A1 - Overflow valve for a fuel pump

Info

Publication number: DE102014226074A1
Application number: DE102014226074.4A
Authority: DE
Inventors: Achim Koehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-06-16
Also published as: EP3034858A1; EP3034858B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil (10) zur Regelung eines Kraftstoffvolumenstroms in einem Niederdruckkreislauf eines Kraftstoff-Einspritzsystems sowie eine Hochdruckpumpe (100) mit einem solchen Überströmventil (10). Das Überströmventil (10) weist ein Ventilgehäuse (12), und einem in dem Ventilgehäuse (12) verschiebbaren Ventilkolben (14) auf, wobei zwischen dem Ventilkolben (14) und dem Ventilgehäuse (12) ein Federraum (15) ausgebildet ist. In dem Federraum (15) ist eine Ventilfeder (16) angeordnet, über welche sich der Ventilkolben (14) gegenüber dem Ventilgehäuse abstützt. An dem Ventilgehäuse (12) ist mindestens eine Absteuerbohrung (17) ausgebildet, welche in einem entlasteten Zustand der Ventilfeder (16) zumindest weitestgehend durch den Ventilkolben (14) verschlossen ist. Der Ventilkolben (14) weist eine radiale Bohrung (18) in Form einer Venturi-Düse (19), umfassend einen ersten Abschnitt (21) mit einem sich verjüngenden Querschnitt, einen zweiten Abschnitt (22) mit einem kleinsten Querschnitt und einen dritten Abschnitt (23) mit einem sich erweiternden Querschnitt auf, wobei der zweite Abschnitt (22) über einen Kanal (24) hydraulisch mit dem Federraum (15) verbunden ist.The invention relates to an overflow valve (10) for regulating a fuel volume flow in a low-pressure circuit of a fuel injection system and to a high-pressure pump (100) having such an overflow valve (10). The overflow valve (10) has a valve housing (12), and a in the valve housing (12) displaceable valve piston (14), wherein between the valve piston (14) and the valve housing (12), a spring chamber (15) is formed. In the spring chamber (15) a valve spring (16) is arranged, via which the valve piston (14) is supported relative to the valve housing. On the valve housing (12) at least one Absteuerbohrung (17) is formed, which is closed in a relieved state of the valve spring (16) at least largely by the valve piston (14). The valve piston (14) has a radial bore (18) in the form of a Venturi nozzle (19), comprising a first section (21) with a tapering cross section, a second section (22) with a smallest cross section and a third section (FIG. 23) with a widening cross-section, wherein the second portion (22) via a channel (24) is hydraulically connected to the spring chamber (15).

Description

Stand der TechnikState of the art

Es dem Stand der Technik sind Kraftstoff-Einspritzsysteme mit einer Hochdruckpumpe und einem Hochdruckspeicher bekannt, wobei der Kraftstoff mittels der Hochdruckpumpe verdichtet und dem Hochdruckspeicher zugeführt wird. Aus dem Hochdruckspeicher wird der Kraftstoff mittels Injektoren in die Brennräume eines Verbrennungsmotors eingespritzt. Es ist ferner bekannt, dass an dem Kraftstoff-Einspritzsystem ein Niederdruck-Kreislauf vorhanden ist, welcher den Kraftstofftank mit der Hochdruckpumpe verbindet. Zur Steuerung einer der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoffmenge sind Überströmventile bekannt, bei denen ein Kolben in einem Gehäuse angeordnet ist und eine Druckerhöhung im Zulauf eine Verschiebung des Kolbens bewirkt, wobei durch die Verschiebung des Kolbens eine Rücklauföffnung am Gehäuse des Überströmventils freigegeben wird und so der Druck und die Menge im Zulauf der Kraftstoffhochdruckpumpe reduziert werden können. Aus der DE 10 2006 037 174 A1 ist ein Überströmventil bekannt, bei der ein Ventilkolben im Ventilgehäuse verschiebbar angeordnet ist und über sich über eine Feder am Ventilgehäuse abstützt. Dabei ist zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäuse ein Federraum ausgebildet, wobei der Federraum über eine Drossel mit einem Rücklauf des Niederdruck-Kreislaufes zum Kraftstofftank verbunden ist. Wird der Ventilkolben durch die Ventilfeder vom Ventilgehäuse in Richtung einer Einlassöffnung des Überströmventils verschoben, so kann Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf über die Drossel nicht schnell genug in den Federraum strömen, so dass sich ein Unterdruck ausbildet, welcher zu einer Dampfblase im Federraum führt. Diese Dampfblase ist erwünscht, da sie im weiteren Betrieb des Überströmventil zum einen die Verschiebung des Ventilkolbens in Richtung des Federraums erleichtert und zum anderen als ein hydraulischen Dämpfungselement wirkt, so dass keine oder nur geringe Druckschwankungen im Rücklauf des Niederdruckkreislaufes durch die vom Ventilkolben über die Drossel verdrängte Kraftstoffmenge induziert werden.In the prior art, fuel injection systems with a high-pressure pump and a high-pressure accumulator are known, wherein the fuel is compressed by means of the high-pressure pump and supplied to the high-pressure accumulator. From the high-pressure accumulator, the fuel is injected by means of injectors into the combustion chambers of an internal combustion engine. It is also known that a low pressure circuit is present on the fuel injection system, which connects the fuel tank with the high pressure pump. For controlling a fuel quantity supplied to the high-pressure pump, overflow valves are known in which a piston is arranged in a housing and an increase in pressure in the inlet causes a displacement of the piston, wherein a return opening on the housing of the overflow valve is released by the displacement of the piston and so the pressure and the amount in the inlet of the high-pressure fuel pump can be reduced. From the DE 10 2006 037 174 A1 an overflow valve is known in which a valve piston is slidably disposed in the valve housing and is supported on the valve housing via a spring. In this case, a spring chamber is formed between the valve piston and the valve housing, wherein the spring chamber is connected via a throttle with a return of the low-pressure circuit to the fuel tank. If the valve piston is displaced by the valve spring from the valve housing in the direction of an inlet opening of the overflow valve, fuel from the low pressure circuit via the throttle can not flow fast enough into the spring chamber, so that a negative pressure forms, which leads to a vapor bubble in the spring chamber. This vapor bubble is desirable because it facilitates the further displacement of the valve piston in the direction of the spring chamber and acts as a hydraulic damping element, so that no or only small pressure fluctuations in the return of the low pressure circuit by the valve piston via the throttle displaced fuel quantity to be induced.

Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch, dass die Dampfblase relativ instabil und schwach ausgebildet ist, so dass eine hinreichende Dämpfung bei steigenden Anforderungen bezüglich Druck und Einspritzmengentoleranzen nicht in allen Betriebszuständen sichergestellt werden kann.A disadvantage of such a solution, however, is that the vapor bubble is relatively unstable and weak, so that sufficient damping can not be ensured in all operating conditions with increasing demands in terms of pressure and injection quantity tolerances.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Überströmventil derart weiterzubilden, dass die Bewegung des Ventilkolbens und eine hydraulisch Dämpfung im Federraum verbessert werden.The object of the invention is to develop an overflow valve such that the movement of the valve piston and a hydraulic damping in the spring chamber can be improved.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die Aufgabe wird mit einem Überströmventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung bietet gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass der Ventilkolben eine radiale Bohrung in Form einer Venturi-Düse, umfassend einen ersten Abschnitt mit einem sich verjüngenden Querschnitt, einen zweiten Abschnitt mit einem kleinsten Querschnitt und einen dritten Abschnitt mit einem sich erweiternden Querschnitt aufweist, wobei der zweite Abschnitt über einen Kanal hydraulisch mit dem Federraum verbunden ist. Der durch die Venturi-Düse strömende Kraftstoff erzeugt im zweiten Abschnitt der Düse einen Unterdruck, wobei durch den Unterdruck Kraftstoff aus dem Federraum über den Kanal abgesaugt wird, so dass im Federraum ein Unterdruck erzeugt wird, welcher eine Entstehung eines Dampfvolumens begünstigt. Dadurch wird die hydraulische Dämpfung des Überströmventils verbessert und die Beweglichkeit des Ventilkörpers erhöht, so dass eine genauere und bessere Regelung des Zulaufdrucks und der Zulaufmenge zur Hochdruckpumpe möglich ist.The object is achieved with an overflow valve having the features of claim 1. The solution according to the invention has the advantage over the prior art that the valve piston has a radial bore in the form of a Venturi nozzle, comprising a first section with a tapering cross section, a second section with a smallest cross section and a third section with a widening one Cross-section, wherein the second portion is connected via a channel hydraulically connected to the spring chamber. The fuel flowing through the Venturi nozzle generates a negative pressure in the second section of the nozzle, wherein the vacuum draws fuel from the spring chamber via the channel, so that a negative pressure is generated in the spring chamber, which promotes the formation of a vapor volume. As a result, the hydraulic damping of the overflow valve is improved and the mobility of the valve body is increased, so that a more accurate and better control of the inlet pressure and the feed rate to the high-pressure pump is possible.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Überströmventils möglich.Advantageous refinements and improvements of the overflow valve specified in the independent claim are possible by the measures cited in the dependent claims.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass an dem Ventilkolben eine zumindest abschnittsweise umlaufende Nut ausgebildet ist. Durch eine zumindest abschnittsweise umlaufende Nut kann der Austrittsbereich des dritten Abschnitts der Venturi-Düse freigespart werden, so dass der Kraftstoff leichter aus der Düse austreten kann und somit der Durchfluss durch die Düse erhöht wird. Damit erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs durch die Venturi-Düse und somit der Unterdruck im zweiten Bereich. Dadurch kann eine verbesserte Absaugung des Kraftstoffs aus dem Federraum über den Kanal erreicht werden.An advantageous development consists in that an at least partially circumferential groove is formed on the valve piston. By an at least partially circumferential groove, the outlet region of the third section of the Venturi nozzle can be freed, so that the fuel can easily escape from the nozzle and thus the flow through the nozzle is increased. This increases the flow velocity of the fuel through the Venturi nozzle and thus the negative pressure in the second area. As a result, an improved extraction of the fuel from the spring chamber via the channel can be achieved.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die zumindest abschnittsweise umlaufende Nut stets eine Überdeckung mit zumindest einer der mindestens einen Absteuerbohrung aufweist. Dadurch wird der Abfluss des aus der Venturi-Düse austretenden Kraftstoffs weiter erleichtert und die Strömungsgeschwindigkeit in der Venturi-Düse weiter erhöht. Somit werden der Unterdruck im zweiten Abschnitt der Venturi-Düse und die damit verbundene Absaugleistung aus dem Federraum weiter erhöht.It is particularly advantageous if the at least partially circumferential groove always has an overlap with at least one of the at least one Absteuerbohrung. This further facilitates the outflow of the fuel exiting the venturi nozzle and further increases the flow velocity in the venturi nozzle. Thus, the negative pressure in the second section of the Venturi nozzle and the associated suction power from the spring chamber are further increased.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Ventilkolben eine einer Zulauföffnung des Ventilgehäuses zugewandte Stirnfläche aufweist, wobei die Stirnfläche hydraulisch über eine Zulaufbohrung mit dem ersten Abschnitt der Venturi-Düse verbunden ist. Dadurch ist der erste Abschnitt direkt mit dem Bereich des höchsten Drucks im Überströmventil verbunden, so dass die Menge des in die Venturi-Düse einlaufenden Kraftstoffs erhöht wird. Dieser Schritt erhöht die Durchflussmenge durch die Venturi-Düse und somit den Unterdruck im zweiten Bereich der Düse, wodurch die Absaugung des Kraftstoffs aus dem Federraum begünstigt wird.A further advantageous development consists in that the valve piston has an end face facing an inlet opening of the valve housing, the end face being hydraulically connected via an inlet bore to the first section of the valve body Venturi nozzle is connected. As a result, the first portion is directly connected to the region of highest pressure in the spill valve, so that the amount of fuel entering the venturi nozzle is increased. This step increases the flow rate through the Venturi nozzle and thus the negative pressure in the second region of the nozzle, whereby the extraction of the fuel from the spring chamber is favored.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass an dem Ventilgehäuse mehrere über den Umfang verteilte Absteuerbohrungen ausgebildet sind. Dadurch kann bei einer geringen Verschiebung des Ventilkolbens ein vergleichsweise großer hydraulischer Querschnitt zum Rücklauf geöffnet werden, wodurch die Druckregelung des Druckregelventils verbessert wird. Besonders vorteilhaft sind dabei vier gleichmäßig über den Umfang des Ventilgehäuses verteilte Absteuerbohrungen, welche sich auf einem gemeinsamen Lochkreis befinden. Als Lochkreis ist dabei eine Verbindungslinie zu verstehen, welche die Mittelpunkte der Absteuerbohrungen miteinander verbindet.A further advantageous development consists in that a plurality of diversion bores distributed over the circumference are formed on the valve housing. As a result, with a slight displacement of the valve piston, a comparatively large hydraulic cross section can be opened to the return, whereby the pressure regulation of the pressure regulating valve is improved. Particularly advantageous are four evenly distributed over the circumference of the valve housing Absteuerbohrungen, which are located on a common bolt circle. As a bolt circle is to be understood a connection line which connects the centers of Absteuerbohrungen together.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die zumindest abschnittsweise umlaufende Nut einen Winkelbereich von mindestens 100° umfasst. So ist bei 4 gleichmäßig auf einem Lochkreis über den Umfang des Ventilgehäuses verteilten Absteuerbohrungen sichergestellt, dass die Austrittsöffnung des dritten Abschnitts der Venturi-Düse über die umlaufende Nut stets in Überdeckung mit mindestens einer der Absteuerbohrungen steht.It is particularly advantageous if the at least partially circumferential groove comprises an angular range of at least 100 °. Thus, in 4 evenly distributed on a bolt circle over the circumference of the valve housing Absteuerbohrungen ensures that the outlet opening of the third section of the Venturi nozzle on the circumferential groove is always in register with at least one of the Absteuerbohrungen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass an einer Mantelfläche des Ventilkolbens eine Eintrittsöffnung für den ersten Abschnitt der Venturi-Düse ausgebildet ist, wobei die Eintrittsöffnung teilweise oder vollständig durch ein Abdeckelement versperrt ist. Dadurch wird verhindert, dass der über die Stirnseite des Ventilkolbens zugeführte Kraftstoff zumindest teilweise seitlich aus der Eintrittsöffnung des ersten Abschnitts der Venturi-Düse austritt. Dadurch wird eine Hauptströmungsrichtung aus dem ersten Abschnitt der Venturi-Düse in Richtung des dritten Abschnitts sichergestellt, so dass der Unterdruck im zweiten Abschnitt erhöht und somit die Absaugung von Kraftstoff aus dem Federraum verbessert wird.A further advantageous development is that on an outer surface of the valve piston, an inlet opening for the first portion of the Venturi nozzle is formed, wherein the inlet opening is partially or completely blocked by a cover. This prevents that the fuel supplied via the end face of the valve piston at least partially exits laterally from the inlet opening of the first section of the Venturi nozzle. Thereby, a main flow direction from the first portion of the Venturi nozzle is ensured in the direction of the third portion, so that the negative pressure in the second portion is increased and thus the suction of fuel from the spring chamber is improved.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Ventilkolben eine einer Zulauföffnung im Ventilgehäuse abgewandte Stirnfläche aufweist, wobei die abgewandte Stirnfläche eine topfförmige Ausnehmung zur Aufnahme der Ventilfeder aufweist. Durch eine solche Ausnehmung kann zum einen die Befestigung der Ventilfeder am Ventilkolben erleichtert werden, zum anderen kann sich aber in der Ausnehmung besonders einfach und stabil ein Dampfvolumen ausbilden, da dieser Bereich eine besonders geringe Zuströmung von Kraftstoff über die Leckage entlang der Kolbenmantelfläche erfährt. A further advantageous development consists in that the valve piston has an end face facing away from an inlet opening in the valve housing, the opposite end face having a cup-shaped recess for receiving the valve spring. By such a recess, on the one hand, the attachment of the valve spring on the valve piston can be facilitated, on the other hand, but can form a particularly simple and stable vapor volume in the recess, as this area undergoes a particularly small inflow of fuel through the leakage along the piston skirt surface.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass an dem Ventilgehäuse im Bereich des Federraums eine Drossel ausgebildet ist. Durch ein Zusammenwirken von Venturi-Düse und bekannter Federraumdrossel kann die Ausbildung eines Dampfvolumens gegenüber einer Lösung mit Federraumdrossel und ohne Venturi-Düse erhöht werden. A further advantageous development is that a throttle is formed on the valve housing in the region of the spring chamber. Through an interaction of Venturi nozzle and known spring chamber throttle, the formation of a vapor volume compared to a solution with spring chamber throttle and without Venturi nozzle can be increased.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Gleich Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. Like components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Show it:

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Überströmventil in einer Schnittdarstellung. 1 shows an inventive overflow valve in a sectional view.

1a zeigt eine Draufsicht auf die Stirnfläche eines Ventilkolbens des erfindungsgemäßen Überströmventils aus 1. 1a shows a plan view of the end face of a valve piston of the overflow valve according to the invention 1 ,

2 zeigt den Niederdruckkreislauf eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Hochdruckpumpe mit einem erfindungsgemäßen Überströmventil. 2 shows the low-pressure circuit of a fuel injection system with a high-pressure pump with an overflow valve according to the invention.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Überströmventil 10 umfasst ein Ventilgehäuse 12 und einen Ventilkolben 14, welcher im Ventilgehäuse 12 verschiebbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 12 weist mindestens eine Zulauföffnung 31 auf, mit der das Überströmventil 10 an eine Kraftstoffversorgung anschließbar ist sowie mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei, besonders bevorzugt vier gleichmäßig über den Umfang des Ventilgehäuses 12 verteilte, Absteuerbohrung(en) 17 auf, mit denen der Kraftstoff aus dem Überströmventil 10 in einen Niederdruckkreislauf eines Kraftstoffeinspritzsystems zurückströmen kann. Der Ventilkolben 14 ist über eine Ventilfeder 16 am Ventilgehäuse 12 abgestützt, so dass zwischen dem Ventilkolben 14 und dem Ventilgehäuse 12 ein Federraum 15 ausgebildet ist. An dem Ventilgehäuse 12 ist im Bereich des Federraums 15 eine Drossel 37 ausgebildet, welche ebenfalls an den Niederdruckkreislauf des Kraftstoffeinspritzsystems angeschlossen ist, ausgebildet.In 1 is an inventive overflow valve 10 includes a valve housing 12 and a valve piston 14 , which in the valve housing 12 slidably arranged. The valve housing 12 has at least one inlet opening 31 on, with the overflow valve 10 can be connected to a fuel supply and at least one, preferably at least two, more preferably four uniformly over the circumference of the valve housing 12 distributed, diversion bore (s) 17 on, with which the fuel from the overflow valve 10 can flow back into a low-pressure circuit of a fuel injection system. The valve piston 14 is over a valve spring 16 on the valve body 12 supported, so that between the valve piston 14 and the valve housing 12 a spring room 15 is trained. On the valve body 12 is in the area of the spring chamber 15 a throttle 37 formed, which is also connected to the low pressure circuit of the fuel injection system formed.

An dem Ventilkolben 14 ist eine radiale Bohrung 18 in Form einer Venturi-Düse 19 ausgebildet. Die Venturi-Düse 19 weist einen ersten Abschnitt 21 auf, in dem sich der Querschnitt der radialen Bohrung 18 in Durchflussrichtung verjüngt, einen zweiten Abschnitt 22, in dem die radiale Bohrung 18 den geringsten Strömungsquerschnitt aufweist, sowie einen dritten Abschnitt 23, in dem sich der Querschnitt der radialen Bohrung 18 in Strömungsrichtung erweitert. Von dem zweiten Abschnitt 22 führt ein Kanal 24 in den Federraum 15, so dass die Venturi-Düse 19 und der Federraum 15 hydraulisch verbunden sind.On the valve piston 14 is a radial bore 18 in the form of a Venturi nozzle 19 educated. The venturi nozzle 19 has a first section 21 on, in which is the cross section of the radial bore 18 tapered in the flow direction, a second section 22 in which the radial bore 18 having the smallest flow area, and a third section 23 in which the cross section of the radial bore 18 expanded in the flow direction. From the second section 22 leads a channel 24 in the spring chamber 15 so that the venturi nozzle 19 and the spring chamber 15 hydraulically connected.

Der Ventilkolben 14 weist auf seiner der Zulauföffnung 31 zugewandten Stirnfläche 28 eine Zulaufbohrung 25 auf, welche die Stirnfläche 28 hydraulisch mit dem ersten Abschnitt 21 der Venturi-Düse 19 verbindet. Zwischen dem Ventilkolben 14 und dem Ventilgehäuse 12 ist ein Leckagespalt 11 ausgebildet, über den Kraftstoff aus der Zulauföffnung 31 in den Federraum 15 strömen kann. Da der Leckagespalt 11 schmal ausgebildet ist, ist die dem Federraum 15 zuströmende Menge an Kraftstoff begrenzt. Um Platz für die Ventilfeder 16 zu schaffen und um ein Nachströmen von Kraftstoff über den Leckagespalt möglichst gering zu halten ist an dem Ventilkolben 14, ab seiner der Zulauföffnung 31 abgewandten Stirnfläche 38 ein topfförmige Ausnehmung 39 zur Aufnahme der Ventilfeder 16 vorgesehen.The valve piston 14 indicates on its the inlet opening 31 facing end face 28 an inlet hole 25 on which the end face 28 hydraulically with the first section 21 the Venturi nozzle 19 combines. Between the valve piston 14 and the valve housing 12 is a leakage gap 11 designed, via the fuel from the inlet opening 31 in the spring chamber 15 can flow. Because the leakage gap 11 is narrow, which is the spring chamber 15 limited inflowing amount of fuel. To make room for the valve spring 16 to create and to keep a subsequent flow of fuel through the leakage gap as low as possible on the valve piston 14 , from its the inlet opening 31 opposite end face 38 a cup-shaped recess 39 for receiving the valve spring 16 intended.

An dem Ventilkolben 14 ist an einer Mantelfläche 33 ferner eine umlaufende Nut 27 ausgebildet, welche auf Höhe einer Eintrittsöffnung 34 bzw. einer Austrittsöffnung 44 um den Ventilkolben 14 umläuft, und somit die Eintrittsöffnung 34 bzw. die Austrittsöffnung 44 gegenüber dem Leckagespalt 11 freistellt. Alternativ kann auch eine Nut 27 vorgesehen werden, welche abschnittsweise umlaufend ausgebildet ist, und dabei mindestens einen Winkelbereich von 100° umfasst und zumindest die Austrittsöffnung 44 freistellt. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Ventilkörper 12 vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Absteuerbohrungen 17 aufweist, so dass stets eine Überdeckung der Nut 27 mit mindestens einer Absteuerbohrung 17 gewährleistet ist.On the valve piston 14 is on a lateral surface 33 Furthermore, a circumferential groove 27 formed, which at the level of an inlet opening 34 or an outlet opening 44 around the valve piston 14 revolves, and thus the inlet opening 34 or the outlet opening 44 opposite the leakage gap 11 exempts. Alternatively, a groove 27 be provided, which is formed circumferentially in sections, and thereby comprises at least an angular range of 100 ° and at least the outlet opening 44 exempts. This is especially possible when the valve body 12 four diversion holes distributed evenly around the circumference 17 has, so that always an overlap of the groove 27 with at least one diversion bore 17 is guaranteed.

Um ein Ausströmen des durch die Zulaufbohrung 25 in den ersten Bereich 21 der Venturi-Düse 19 über die Eintrittsöffnung 34 zu vermeiden, wird in die Nut 27 oder in die Eintrittsöffnung 34 selbst ein Abdeckelement 35 eingesetzt, welches die Eintrittsöffnung 34 teilweise oder vollständig versperrt.To escape the through the inlet hole 25 in the first area 21 the Venturi nozzle 19 over the entrance opening 34 To avoid being in the groove 27 or in the entrance opening 34 even a cover 35 inserted, which the entrance opening 34 partially or completely blocked.

1a zeigt die der Zulauföffnung 31 des Ventilgehäuses 12 zugewandte Stirnfläche 28 des Ventilkolbens 14. Auf der Stirnfläche 28 ist die Zulaufbohrung 25 dargestellt, welche in dem ersten Abschnitt 21 der Venturi-Düse 19 mündet. Ferner ist die Venturi-Düse 19, mit dem ersten Abschnitt 21, dem zweiten Abschnitt 22 und dem dritten Abschnitt 23 dargestellt, sowie der Kanal 24, der den zweiten Bereich 22 der Venturi-Düse 19 mit dem Federraum 15 verbindet. Ferner ist die Nut 27 als komplett umlaufende Nut 27 dargestellt, wie bereits im vorhergehenden Abschnitt beschrieben ist auch eine abschnittsweise umlaufende Nut 27 möglich. 1a shows the inlet opening 31 of the valve housing 12 facing end face 28 of the valve piston 14 , On the face 28 is the inlet hole 25 shown in the first section 21 the Venturi nozzle 19 empties. Further, the venturi nozzle 19 , with the first section 21 , the second section 22 and the third section 23 shown, as well as the channel 24 who is the second area 22 the Venturi nozzle 19 with the spring chamber 15 combines. Furthermore, the groove 27 as a complete circumferential groove 27 shown, as already described in the previous section is a partially circumferential groove 27 possible.

Der Ventilkolben 14 des Überströmventils 12 ist verschiebbar in dem Ventilgehäuse 12 angeordnet. Dabei entspricht der Druck im Federraum 15 zunächst weitestgehend dem Druck in der Zulauföffnung 31 des Ventilgehäuses 12. Kommt es im Bereich der Zulauföffnung 31 zu einer Druckerhöhung, so schiebt der Druck den Ventilkolben 14 gegen die Ventilfeder 16 und gibt dabei die Absteuerbohrungen 17 frei, so dass es zu einem schnellen Druckabbau im Bereich der Zulauföffnung 31 kommt. Parallel kommt es durch einen erhöhten Druck im Bereich der Zulauföffnung 31 zu einem erhöhten Druck auf die Stirnfläche 28 des Ventilkolbens 14, so dass Kraftstoff durch die Zulaufbohrung 25 in den ersten Bereich 21 der Venturi-Düse 19 fließt. Bei Durchströmen der Venturi-Düse 19 entsteht im zweiten Bereich 22 ein Unterdruck, so dass Kraftstoff aus dem Federraum 15 über den Kanal 24 abgesaugt wird.The valve piston 14 the overflow valve 12 is slidable in the valve body 12 arranged. The pressure in the spring chamber corresponds to this 15 initially largely the pressure in the inlet opening 31 of the valve housing 12 , Does it come in the area of the inlet opening 31 to an increase in pressure, the pressure pushes the valve piston 14 against the valve spring 16 and gives the Absteuerbohrungen 17 free, causing a rapid pressure drop in the area of the inlet opening 31 comes. Parallel it comes by an increased pressure in the area of the inlet opening 31 to increased pressure on the face 28 of the valve piston 14 , so that fuel through the inlet hole 25 in the first area 21 the Venturi nozzle 19 flows. When flowing through the Venturi nozzle 19 arises in the second area 22 a negative pressure, allowing fuel from the spring chamber 15 over the canal 24 is sucked off.

Der Ventilkolben 14 verdrängt den Kraftstoff durch die Drossel 17 aus dem Federraum 15. Die Ventilfeder 15 ist derart ausgelegt, dass sie den Ventilkolben 14 auch bei einem teilweise entleerten Federraum 15 in die Ausgangslage zurückschieben kann, so dass im Federraum 15, insbesondere im Bereich der topfförmigen Ausnehmung 39 ein Unterdruck entsteht. Durch den Unterdruck im Federraum 15 kommt es zu einer teilweisen Verdampfung des Kraftstoffs, wodurch eine kompressible Dampfblase entsteht, welche zum einen die Beweglichkeit des Ventilkolbens 14 erhöht. Dadurch wird zum einen die Beweglichkeit des Ventilkolbens 14 erleichtert, welche in der Lage ist, Volumenänderungen bzw. schwellende Mengenwellen zu kompensieren und eine Druckpulsation zu dämpfen. Dabei kann der Ventilkolben 14 bei Druckerhöhungen im Bereich der Zulauföffnung 31 durch eine Verdichtung der Dampfblase ausweichen, ohne das Kraftstoff aus dem Federraum 15 verdrängt werden muss.The valve piston 14 displaces the fuel through the throttle 17 from the spring chamber 15 , The valve spring 15 is designed so that it the valve piston 14 even with a partially empty spring chamber 15 can push back into the starting position, so that in the spring chamber 15 , in particular in the area of the cup-shaped recess 39 a negative pressure is created. Due to the negative pressure in the spring chamber 15 There is a partial evaporation of the fuel, whereby a compressible vapor bubble is formed, which on the one hand, the mobility of the valve piston 14 elevated. As a result, on the one hand, the mobility of the valve piston 14 which is able to compensate for volume changes or swelling volume waves and to dampen a pressure pulsation. In this case, the valve piston 14 at pressure increases in the region of the inlet opening 31 evade by a compression of the vapor bubble, without the fuel from the spring chamber 15 must be displaced.

Entlang des Ventilkolbens 14 kann Kraftstoff entlang des Leckagespalts 11 in den Federraum 15 nachströmen, daher ist der Leckagespalt 11 möglichst eng gehalten, um die Menge des nachströmenden Kraftstoffs zu begrenzen. In einer einfachen Ausführungsform kann die Drossel 37 am Ventilgehäuse 12 entfallen, wenn hinreichend viel Kraftstoff über den Unterdruck im zweiten Abschnitt 22 der Venturi-Düse 19 durch den Kanal 24 aus dem Federraum 15 abgesaugt wird. Along the valve piston 14 can fuel along the leakage gap 11 in the spring chamber 15 afterflow, therefore, the leakage gap 11 kept as narrow as possible to limit the amount of inflowing fuel. In a simple embodiment, the throttle 37 on the valve body 12 omitted if sufficient fuel over the negative pressure in the second section 22 the Venturi nozzle 19 through the channel 24 from the spring chamber 15 is sucked off.

In 2 ist eine schematisch ein Niederdruckkreislauf 50 eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 100 mit einem erfindungsgemäßen Überströmregelventil 10 dargestellt. Ein Kraftstofftank 1 ist über eine Leitung 3 mit einer Vorförderpumpe 2 verbunden, welche ihrerseits über eine weitere Leitung 4 mit der Hochdruckpumpe 100 verbunden. An der Hochdruckpumpe 100 ist ein Niederdruckbereich 5 und ein Hochdruckbereich 6 ausgebildet, wobei der Kraftstoff von der Vorförderpumpe in den Niederdruckbereich 5 der Hochdruckpumpe 100 gefördert wird, dort verdichtet und aus dem Hochdruckbereich 6 in eine Hochdruckleitung 7 und weiter in einen nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckspeicher gefördert wird. Das Überströmventil 10 ist am Niederdruckbereich 5 der Hochdruckpumpe 100 angeordnet und ermöglicht es, dass der Kraftstoff über eine Rücklaufleitung 8 zurück in den Kraftstofftank 8 strömt.In 2 is a schematic of a low-pressure circuit 50 a fuel injection system with a high-pressure pump according to the invention 100 with an overflow control valve according to the invention 10 shown. A fuel tank 1 is over a line 3 with a pre-feed pump 2 connected, which in turn via another line 4 with the high pressure pump 100 connected. At the high pressure pump 100 is a low pressure area 5 and a High pressure area 6 formed, wherein the fuel from the prefeed pump in the low pressure region 5 the high pressure pump 100 is promoted, there compressed and from the high pressure area 6 in a high-pressure line 7 and is further promoted to a high-pressure fuel storage, not shown. The overflow valve 10 is at the low pressure area 5 the high pressure pump 100 arranged and allows the fuel through a return line 8th back to the fuel tank 8th flows.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006037174 A1 [0001]

Claims

Overflow valve ( 10 ) for controlling a fuel volume flow in a low-pressure circuit of a fuel injection system, with a valve housing ( 12 ), and one in the valve housing ( 12 ) displaceable valve piston ( 14 ), wherein between the valve piston ( 14 ) and the valve housing ( 12 ) a spring chamber ( 15 ) is formed, and wherein in the spring chamber ( 15 ) a valve spring ( 16 ) is arranged, via which the valve piston ( 14 ) relative to the valve housing ( 12 ) is supported, wherein on the valve housing ( 12 ) at least one diversion bore ( 17 ) is formed, which in a relieved state of the valve spring ( 16 ) at least largely by the valve piston ( 14 ) is closed, characterized in that the valve piston ( 14 ) a radial bore ( 18 ) in the form of a Venturi nozzle ( 19 ), comprising a first section ( 21 ) having a tapered cross section, a second section ( 22 ) with a smallest cross section and a third section ( 23 ) having a widening cross-section, the second section ( 22 ) over a channel ( 24 ) hydraulically with the spring chamber ( 15 ) connected is.

Overflow valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that on the valve piston ( 14 ) an at least partially circumferential groove ( 27 ) is trained.

Overflow valve ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the at least partially circumferential groove ( 27 ) always an overlap with at least one of the at least one Absteuerbohrung ( 17 ) having.

Overflow valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve piston ( 14 ) one of an inlet opening ( 31 ) of the valve housing ( 12 ) facing end face ( 28 ), wherein the end face ( 28 ) hydraulically via an inlet bore ( 25 ) with the first section ( 21 ) of the Venturi nozzle ( 19 ) connected is.

Overflow valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the valve housing ( 12 ) several, in particular 4 , preferably uniformly distributed over the circumference Absteuerbohrungen ( 17 ) are formed.

Overflow valve ( 10 ) according to claim 2 and 5, characterized in that the at least partially circumferential groove ( 27 ) comprises an angular range of at least 100 °.

Overflow valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that on a lateral surface ( 33 ) of the valve piston ( 14 ) an entrance opening ( 34 ) for the first section ( 21 ) of the Venturi nozzle ( 19 ), wherein the inlet opening ( 34 ) partially or completely by a cover element ( 35 ) is locked.

Overflow valve ( 10 ) According to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve piston ( 14 ) one of an inlet opening ( 31 ) in the valve housing ( 12 ) facing away from the end face ( 38 ), wherein the remote end face ( 38 ) a pot-shaped recess ( 39 ) for receiving the valve spring ( 16 ) having.

Overflow valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the valve housing ( 12 ) in the region of the spring chamber ( 15 ) a throttle ( 37 ) is trained.

High pressure pump ( 100 ) for a fuel injection system with an overflow valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 9.