DE1816433A1 - Entlastungsventil fuer Kraftstoffeinspritzpumpen - Google Patents

Description

Kaschinenfabrik Augsbiirg-lTürnberg, Aktiengesellschaft

Augsburg
Stadtbachstr. 1

3?. B. 25IO Augsburg, den 19. Dezember 1968

Entlastungsventil für Kraftstoffeinspritzpumpen

Die Erfindung betrifft ein Entlastungsventil für Kraftstoffeinspritapunpen bestehend aus einem in einer zylindrischen Ventil- ■ führung axial beweglichen Ventilkörper einer an die kegelige Sitzfläche des Ventilkörpers pumpenseitig anschließenden EntlaGtungseinrichtung sowie einem eine Anzahl radialer Stege aufweisenden . Führungsteil.

Un c.en btanddruck von Brennstoff druckleitungen für Brennkraftmaschinen auf einen bestimmten Wert zu begrenzen und damit das Wiedereröffnen der Düsennadel unter der Einwirkung der reflektierten Druckwellen zu verhindern, sind zwischen der Brennstoffpumpe und der Einspritzdüse Druckventile mit einer Ent-,lastungsvorrichtung bekannt (DBP 1 253 953)) die aus einem Ventilkörper mit kegeliger Sitzfläche einer daran anschließenden iiingnut und einem auf die größte Brennstoffmenge abgestimmtem zylinörisehen Bund bestehen. Bei derartigen Entlastungseinrichtuneeri ist jedoch das zur Wirkung kommende Entlastungsvolumen konstant, ,..so. daß bei kleinen Einspritzmengen eine Ub er entlastung stattfindet, die zu Kavitationserscheinungen und Unregelmäßigkeit bei der Einspritzung führen kann.

Wird andererseits das Entlaatungsvolumen der kleinsten Einspritzmengc angepaßt, so besteht bei hoher Belastung die Gefahr, daß infolge von ungenügendem Druckabbau Druckwellen in einer Größe

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entstellen, die ein V/iedereröffnen der Düsennadel und damit ein !lackspritzen bewirken.

Um diesen Hackteil zu beseitigen, hat man bereits uogenannte DoppelsteiiipelpuLipen mit zwei Druckleitungen und Stempeln untorscliiedlicken Durchmessers für große und kleine Einspritznengen verwendet. Jedoch wird dadurch der Aufwand nicht uneirneblich vergrößert.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, don Standdruck in der Einspritzleitung unabhängig von der Größe der eingespritzten Brennstoffmenge über den gesamten Belastungsbereich

φ etwa konstant zu halten, so daß sowohl kleine Nengen regelmäßig als auch große Fördermengen ohne Nachspritzen zugeführt werden können. Kan erreicht dies nach der Erfindung bei einem Entlastungsventil der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß in unmittelbarem Anschluß an den Ventilkegel eine an sich bekannte liingnut vorgesehen ist, deren Höhe auf das für geringe Belastung erforderliche Ent 1 astungsvolumen abgestimmt ist und an die I-iingnut anschließend ein sich in luLchtung der Pumpe verjüngender konischer Teil angeordnet ist, dessen großer Durchmesser gleich dem Durchmesser der Vontilführung ist und dessen Länge sowie Konizität in Verbindung mit der Steifigkeit der Ventilfeder in einem bestimmten Verhältnis stehen. Durch diese Maßnahme wird

k das Entlastungsvolumen nicht mehr konstant gehalten, sondern ist in seiner Größe jeweils der eingespritzten Brennstoffmenge angepaßt. Auf diese V/eise wird der sonst mit zunehmender Fördermenge steigende Standdruck bei jeder Förderung durch Zunahme des Eritlasbungsvolumens und Vergrößerung des iiückflußquerschnitts auf einen konstanten Wert entlastet, indem bei kleinen Fördermengon nur die liingnut der Entlastuiigseinrichtuiig aus der Ventilführung austaucht, wodurch bei Förderende die Entlastung der Druckleitung diesem kleinen Volumen entspricht und dementsprechend gering ist. Mit zunehmender Förderniengo hingegen wird infolge des steigenden Differenzdruckes vor und hinter dem Ventil der Vontilhub größer, so daß nun auch der konisch} Teil

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des Entlastungskorbeiis zunehmend aus dex- Yentilfüliruiig austaucht-, wodurch .audi der wirksame Durciif luß querschnitt größer vrird. Demzufolge trägt "bei Förderende ein größeres "Vhrdrangungcvolumen sum. stärkeren Entlasten der Druckleitung "bei und durci den größeren liückflußquerschnitt wird eine schnelle re und wirksamere Entlastung ermöglicht.

JekaiTiitlicii ceigt die Fb'r der charakteristik eines Brennstoff-'ouajjennterapel,= nit Zunahme der Drehzahl infolge der geringer werdenden Leckverluste bei konstanter Füllungseinsteilung eine zunehmende Wendens, d. Ii. daß "beim Drücken der Drehzahl das Drehmoment der Brennliraftmaschine stark abfällt. Durch die erfiiKUuigsgemäße Haßnojiiie wird jedoch der Vorteil erreicht, daß sich die üblicherweise erforderlichen Angleichvorriclitungen erübrigen, weil dabei zur Einhaltung eines gleichnäßigen Btanddrucl:;. bei gi'->Iia?en Fördermengen stärker entlastet und der l^?örderuengc-nanstieg bei steigender Drehzahl reduziei"t, d. Ii. die yörderchara^terietilc flacher wird.

In der· i]-eiclimmg ist ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es aeigen

Fig. 1-5 verschiedene Stellungen dec Entlastungsventil Fig". 4 und 5 Diagramme

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Entlastungsventils

"über den Purnenzylihder 1 einer Brennstoffpumpe mit dem Plunger 2 ist in bekannter V/eise die Ventilführung 5 für den Ventilk'irpor 4. des Entlastungsventil angeordnet, welches den Durchtiätt zur Brennstoff druckleitung 5 und. damit zur Einspritzdüse 6 steuert.

Das Entlastungsventil weist einen kegeligen Teil 7 auf, der mit den Sitz 8 in der Führung 3 zusammenwirkt. In unmittelbarem Anschluß daran ist pumpenseitig eine Ringnut 9 vorgesehen, deren Hohe auf das für geringe Belastung erforderliche

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Entlastungsvolumen abgestimmt ist. Als Entlastungsvolumen wird dabei das Volumen, das der Kompressibilität des Brennstoffs bei dem jeweiligen Druck zuzüglich des Volumens, das durch die Dehnung der Leitung entsteht, bezeichnet. An die Hingnut 9 anschließend weist der Ventilkörper einen konischen Teil 10 auf. Der größte Durchmesser dieses konischen Teils 10 ist dabei gleich dem Durchmesser der Ventilführung 3. Die Bemessung des konischen Teils 10 hinsichtlich Länge und Konizität muß •von Fall zu Fall in Abhängigkeit von der geweiligen Feder 11 und Betriebsweise ermittelt werden, wobei für eine schwache Feder ein flacher und langer Konus, für eine steife Feder hingegen ein steilerer und kürzerer Konus zur Anwendung gelangen soll. Die gegenseitige Abstimmung von Konus und Feder erfolgt dabei so, daß der Standdruck in der Einspritzleitung 5 über den gesamten Lastbereich annähernd konstant ist. Der Konuswinkel liegt- dabei erfahrungsgemäß zwischen 1 - I5 ° zur Achse, wahrend bei einem Ventilführungsdurchmesser von 10 mm mit einer Konuslänge von 5 mm gute Ergebnisse erreicht worden sind.

An dem konischen Teil 10 anschließend ist ein an sich bekanntes Führungsteil 12 angeordnet. Beim Druckhub des Plungers 2 wird der Ventilkegel 7 von seinem Sitz abgehoben, und zwar je nach der Belastung mehr oder weniger weit, wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist. Während beispielsweise bei Leerlauf (Fig. 1) die den Durchfluß steuernde Kante 13 sich bis knapp oberhalb der unteren Kante des Ventilsitzes 8 bewegt und damit nur einen schmalen Eingspalt 14 freigibt, wird der Ventilkörper bei Teillast weiter angehoben (Fig. 2\ wobei die Kante 13 sich etwa in Höhe der oberen Kante des Ventilsitzes einstellt und einen erheblich größeren Durchtrittsquerschnitt freimacht. Dieser Querschnitt xtfird bei Vollast, xvie Fig. 3 zeigt, noch erheblich großer. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ent-1astungseinrichtung geht deutlich aus dem Diagramm Fig. 4 hervor, in welchem die Fördercharakteristik bei konstanter Füllung einer bek. Entlastungseinrichtung mit zyl. Entlastungskolben im Anschluß an die Ringnut (Kurve a) und die einer

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Sntlastungseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Konus (Kurve L) einander gegenüber gestellt sind. Infolge der zunehmenden Entlastung bei großen Brennstoffmenge!! verläuft die Kurve b dabei flacher, d. ii. bei steigender Drehzahl (n) nimmt die Fördermenge pro Hub (q) weniger stark zu. In Fig. 5 sind für den bek. zyl. Entlastungskolben (Kurve a) und für den erfindungsgemäßen Entlastungskolben mit konischem Teil (Kurve b) über der Füllung bei konstanter Drehzahl die jeweiligen Standdrücke ρ in at eingetragen. Es geht daraus hervor, daß der Standdruck bei "Verwendung der erfiiidungsgemäßen Maßnahmen über die gesamte Füllung etwa konstant bleibt, was auf das der jeweils eingespritzten Brennstoffmenge angepaßte unterschiedliche Entlastungsvolumen in Gegensatz zum bekannten konstanten Entlastungsvolumen zurückzuführen i st.■ .

In Fig. 6 ist eine weitere Äusführungsform gezeigt, bei welcher der konische Teil im Anschluß an einen zyl. Entlastungskolben 15 angeordnet ist. Diese Form findet zweckmäßigerweise Verwendung bei Saugmotoren, bei denen in der Hegel das Verhältnis zwischen Vollast und Leerlaufmenge geringer ist, während das Entlastungsventil ohne den zyl. Kolben 15 für große Vo3l· lastmengen, d. h. Breiinkraftiaaschinen mit hoher Aufladung vorteilhafter ist.

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^ $AO-OWGINAU

Claims (2)

1. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg, Aktiengesellschaft

   A u g s bürg
   Stadtbachstr. 1

   P. B. 2510 Augsburg, -den 19. Dezember 1963

   Patentansprüche

   Entlastungsventil für Kraftstoffeinspritzpumpen bestehend aus einem in einer zyl. Ventilführung axial beweglichen Ventilkörper mit einer an die kegelige Sitzfläche des Ventilkörpers puinpenseitig anschließenden Entlastungseinriciitung sowie einem eine Anzahl radialer Stege aufweisenden 3?tüirungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbaren Anschluß an den Ventilkegel (7) eine an sich bek. Ringnut (9) vorgesehen ist, deren Höhe auf das für geringe Belastung erforderliche Entlastungsvolumen abgestimmt ist und an die Ringnut (9) anschließend ein sich in Richtung der Pumpe verjüngender konischer Teil (10) angeordnet ist, dessen größter Durchmesser gleich dem Durchmesser der Ventilführung (3) ist und dessen Länge sowie Konizität in Verbindung mit der Steifigkeit der Ventilfeder (11) derart bemes-" sen ist, daß der Jtanddruck in der Einspritzleitung (5) über den gesamten Lastbereich annähernd konstant ist.
2. 2. Entlastungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ringnut (9) und dem konischen Teil C1O) ein zyl. Entlastungskolben (15) vom Durchmesser der Ventilführung (3) vorgesehen ist.

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