DE19631666A1

DE19631666A1 - Drosseleinrichtung für eine Druckregeleinrichtung

Info

Publication number: DE19631666A1
Application number: DE19631666A
Authority: DE
Inventors: Rolf Fischerkeller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-08-06
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 1998-02-12
Also published as: FR2752309A1; ITMI971669A1; US5890518A; JPH1091247A; FR2752309B1; IT1293602B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Drosseleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Zum Regeln des Drucks in einer Kraftstoffversorgungs anlage einer Brennkraftmaschine wird üblicherweise eine Druckregeleinrichtung, die ein Druckregelventil enthält, verwendet. Letzteres befindet sich auf der Druckseite einer Kraftstoffpumpe, die mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht. Ein Teil des von der Kraftstoff pumpe geförderten Kraftstoffs wird über Einspritzventile der Brennkraftmaschine zugeführt. Bei vielen Brennkraft maschinen ist je Zylinder je ein Einspritzventil vorge sehen. Gefordert wird, daß die Einspritzventile zu jedem Augenblick die genaue richtige Kraftstoffmenge einspritzen, wobei die zulässige Streuung zwischen den Einspritz ventilen extrem klein ist. Die von der Brennkraftmaschine nicht benötigte überschüssige Menge des Kraftstoffs wird über das Druckregelventil im Rücklauf zum Kraft stoffvorratsbehälter zurückgeleitet. Dabei regelt das Druckregelventil den Druck auf der Druckseite der Kraft stoffpumpe. Bei verschiedenen Kraftfahrzeugen werden in der vom Druckregelventil zurück zum Vorratsbehälter führenden Rückleitung Komponenten eingesetzt, um den Rücklaufdruck zu beeinflussen. Bei diesen Komponenten kann es sich beispielsweise um eine Strahlpumpe und/oder ein Steuerventil handeln. Man hat als solche Komponenten auch schon Drosseleinrichtungen vorgeschlagen, die durch Querschnittsverengung eine Drosselung bewirken. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die vom Druckregelventil erzeugten, durch die Entspannung des Kraftstoffs am Ventilsitz entstehenden Geräusche dadurch reduziert werden können, daß der Druck im Rücklauf angehoben wird. Dadurch wird die Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf reduziert und dadurch die Geräuschbildung ver mindert. Bei bekannten Drosseleinrichtungen wird die Drosselung durch eine Querschnittsverengung im Rücklauf erreicht. Dabei muß der Durchlaßquerschnitt groß genug sein, damit der Rücklaufdruck bei großem Durchflußstrom nicht den Vorlaufdruck erreicht und dann die Regelfunktion verloren geht. Dadurch ergibt sich bei geringerem Durch flußstrom ein geringer Rücklaufdruck und somit eine große Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf. Auf grund sich verändernder Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf bei unterschiedlichen Durchflußströmen ist somit eine Reduzierung der Geräuschentwicklung des Druck regelventils kaum erreichbar.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich der Drosselquerschnitt mit der Größe des Durchflußstromes im Rücklauf ändert. Bei geringem Durchflußstrom ergibt sich an der Drosselstelle ein kleiner Durchlaßquerschnitt, so daß die Drosselung schon bei geringeren Durchfluß strömen entsprechend hoch ausgelegt werden kann. Bei großen Durchflußmengen ergibt sich an der Drosselstelle ein großer Durchlaßquerschnitt. Somit ist es möglich, den Rücklaufdruck über einen relativ großen Durchfluß mengenbereich möglichst hoch auszulegen und somit die Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf nahezu über den gesamten Durchflußmengenbereich im Rücklauf gering zu halten und auf diese Weise die Geräuschbildung des Druckregelventils zu minimieren.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Drosseleinrichtung möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer Drossel einrichtung für eine Druckregeleinrichtung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung mit einer gestrichelten Drosselkurve einer bekannten Drosseleinrichtung und einer mit durchge zogenen Linien dargestellten Drosselkurve der Drosseleinrichtung gemäß der Erfindung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist schematisch eine Drosseleinrichtung 10 für eine hier nicht weiter dargestellte Druckregeleinrichtung gezeigt. Letztere kann vorzugsweise bei Brennkraft maschinen verwendet werden, bei denen in der Kraftstoff versorgungsanlage ein Druck des Kraftstoffs geregelt werden soll. Eine derartige Druckregeleinrichtung weist z. B. ein membrangesteuertes Druckregelventil mit in dessen Druckkammer mündendem Vorlauf sowie Rücklauf für das Medium, insbesonderes Kraftstoff, auf, wie dies z. B. in DE-23 54 461 C2 gezeigt und beschrieben ist. Dabei mündet der Rücklauf in einen im Inneren der Druckkammer befindlichen Kanal mit Ventilöffnung, die von einem mit einer Membran verbundenen Verschlußglied z. B. in Abhängigkeit eines Unterdrucks in einer Leitung, bei spielsweise im Saugrohr der Brennkraftmaschine, beherrscht wird. Der Rücklauf wird sowohl durch einen im Inneren des Druckregelventils vorhandenen Kanal als auch durch eine äußere Rücklaufleitung gebildet, die mit einem Vorratsbehälter für das Medium, insbesondere Kraftstoff, verbunden ist. Von diesem Vorratsbehälter wird über den Vorlauf mittels einer z. B. elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe Kraftstoff in die Druckkammer des Druck regelventils gefördert. Von der Brennkraftmaschine nicht benötigter Kraftstoff strömt durch das Druckregelventil zurück zur Rückleitung und von dort zurück zum Vorratsbehälter. Das Druckregelventil regelt den Druck auf der Druckseite der Kraftstoffpumpe. Es ist bekannt, in die vom Druckregelventil zum Vorratsbehälter führende Rückleitung den Rücklaufdruck beeinflussende Komponenten einzusetzen, bei denen es sich beispielsweise um eine Strahlpumpe und/oder ein Steuerventil handeln kann. Auch sind bereits Drosseleinrichtungen im Rücklauf vorgeschlagen worden. Durch diese sollen die vom Druck regelventil herrührenden Geräusche reduziert werden; denn durch die Entspannung des Kraftstoffs am Ventilsitz im Druckregelventil ergeben sich Geräusche, die man versucht dadurch zu reduzieren, daß der Druck im Rücklauf durch Drosselung angehoben wird. Die Anhebung des Drucks im Rücklauf reduziert die Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf und damit die Geräusche. Die bisher vorge schlagenen bekannten Drosseleinrichtungen sind gekenn zeichnet durch eine Querschnittsverengung im Rücklauf. Es ergibt sich somit im Rücklauf eine Drosselung durch konstanten Querschnitt. Derartige Drosseleinrichtungen sind jedoch problematisch; denn der Querschnitt muß groß genug sein, daß der Rücklaufdruck bei einem großen Durch flußstrom noch deutlich unter dem Vorlaufdruck liegt und nicht etwa den Vorlaufdruck erreicht, weil dann die Druckregelfunktion des Druckregelventils zunichte gemacht wird. Ein dieser Forderung entsprechender großer Quer schnitt führt bei einem kleinen Durchflußstrom zu einem niedrigen Rücklaufdruck und somit zu einer entsprechend großen Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf, wodurch sich dann kaum eine Minderung des Geräusches ergibt.

Hier wird nun durch die erfindungsgemäße Drosseleinrich tung 10 Abhilfe geschaffen. Die Drosseleinrichtung 10 ist im nur schematisch angedeuteten Rücklauf 11 vorgesehen, wobei der Verlauf des Kraftstoffs im Rücklauf 11 durch einen Pfeil 12 angedeutet ist. Die Drosseleinrichtung 10 weist eine den Durchflußstrom in Richtung des Pfeiles 12 drosselnde, allgemein mit 13 bezeichnete Querschnitts verengung auf, deren Durchlaßquerschnitt veränderlich ist, und hierbei mit Vorzug in Abhängigkeit des Durch flußstromes. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung 13 selbsttätig veränderlich ist, z. B. derart, daß sich bei geringem Durchflußstrom ein kleiner Durchlaßquerschnitt und bei großem Durchflußstrom ein großer Durchlaßquer schnitt ergibt. Der Durchlaßquerschnitt der Querschnitts verengung 13 ist vorzugsweise derart veränderlich, daß der bei geringem Durchflußstrom kleine Durchlaßquerschnitt, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, sich bei großem Durchfluß strom vergrößert und bei wieder abnehmendem Durchflußstrom dementsprechend selbsttätig wieder verkleinert. Dabei ist die Veränderung des Durchlaßquerschnittes der Querschnitts verengung 13 im wesentlichen stetig. Dies verdeutlicht die in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellte flache Drosselkurve, die der Drosseleinrichtung 10 gemäß der Erfindung zugeordnet ist. Man erkennt im Vergleich zu der mit gestrichelten Linien angedeuteten Drosselkurve, die einer Drosseleinrichtung mit konstantem Querschnitt zugeordnet ist, daß bei der Erfindung die Drosselkurve aufgrund des veränderlichen Querschnitts der Querschnitts verengung 13 bei steigendem Durchflußstrom abgeflacht ist. Dadurch ist es möglich, den Druck im Rücklauf 11 über einen großen Bereich des Durchflußstromes möglichst hoch auszulegen und die vom Druckregelventil herrührenden Geräusche dadurch zu minimieren. Die Drosselung kann somit schon bei geringeren Durchflußmengen im Rücklauf 11 ent sprechend hoch ausgelegt werden.

Die veränderliche Querschnittsverengung 13 im Rücklauf 11 der nicht gezeigten Druckregeleinrichtung kann dabei wahlweise entweder innerhalb des nicht gezeigten Druck regelventils oder statt dessen außerhalb dieses und hier bei im Verlauf der Rücklaufleitung angeordnet sein.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Drosseleinrichtung 10 ist die veränderliche Querschnittsverengung 13 mittels eines Leitungsabschnittes 14 gebildet, der wahlweise ent weder in den Rücklauf im Inneren des nicht gezeigten Druckregelventils oder außerhalb dieses in die Rücklaufleitung der Druckregeleinrichtung eingesetzt ist, wobei in Fig. 1 hierfür schematisch ein Rohrteil 15 ange deutet ist, der im erstgenannten Fall z. B. einen Druck reglerstutzen im Inneren eines Druckregelventils oder im anderen Fall einen Abschnitt einer Rücklaufleitung dar stellt. Der Leitungsabschnitt 14 ist im Rohrteil 15 in geeigneter Weise festgelegt. Er enthält eine Einström öffnung 16 großen Querschnitts sowie einen sich daran anschließenden Abschnitt 17 mit von der Einströmöffnung 16 ausgehender und sich in Richtung des Rücklaufstromes (Pfeil 12) verjüngender Ausströmöffnung 18. Die Ausström öffnung 18 ist vorzugsweise selbsttätig hinsichtlich ihres Durchlaßquerschnitts veränderlich. Der die sich verjüngende Ausströmöffnung 18 enthaltende Abschnitt 17 ist unter der Wirkung des Durchflußstromes, der den Leitungsabschnitt 14 in Pfeilrichtung 12 passiert, und in Abhängigkeit der Größe dieses Durchflußstromes unter Vergrößerung des Durchlaßquerschnitts selbsttätig radial von innen nach außen aufweitbar. Bei steigendem Durchfluß strom erhöht sich der Druck in der Ausströmöffnung 18, wodurch selbsttätig die Aufweitung und damit die Ver größerung der Ausströmöffnung 18 geschieht. Somit ist bei kleinem Durchflußstrom ein kleiner Querschnitt der Ausströmöffnung 18 und bei großem Durchflußstrom ein großer öffnungsquerschnitt der Ausströmöffnung 18 erreicht. Dadurch kann die Drosselung schon bei kleinem Durchfluß strom entsprechend hoch ausgelegt werden. Es ist möglich, den Rücklaufdruck über einen relativ großen Bereich des Durchflußstromes möglichst hoch auszulegen und dadurch eine Minimierung der Geräusche des Druckregelventils zu erzielen.

Zumindest der die sich verjüngende Ausströmöffnung 18 enthaltende Abschnitt 17 des Leitungsabschnitts 14 kann elastisch verformbar ausgebildet sein, während der diesen Abschnitt 17 tragende übrige Teil 19, der die Einström öffnung 16 enthält, nicht verformbar gestaltet sein kann. Beide Teile 19 und 17 sind mit Vorzug zu einem einzigen Bauteil einstückig vereinigt, was jedoch nicht zwingend ist. Von Vorteil kann es sein, wenn dieser den Leitungs abschnitt 14 bildende Bauteil aus einem Ringteil aus einem Elastomer gebildet ist, dessen die sich verjüngende Ausströmöffnung 18 enthaltender Abschnitt 17 entsprechend weich gestaltet ist, damit sich der Durchlaßquerschnitt der Ausströmöffnung 18 in geschilderter Weise durch Auf weiten verändern kann.

Von Vorteil kann es ferner sein, wenn zumindest der Abschnitt 17, der die sich verjüngende Ausströmöffnung 18 enthält, von zumindest einem federnden Element 20 umfaßt ist, das z. B. aus einem umlaufenden, offenen oder ge schlossenen Ring gebildet ist, der in einer äußeren Ring nut des Abschnitts 17 gehalten ist. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das mindestens eine federnde Element 20 statt dessen aus einer umlaufen den, geschlossenen Schraubenfeder oder einer Manschette oder aus einem andersgestalteten Federelement, z. B. ähnlich einem Wellendichtring, gebildet sein. Durch das federnde Element 20 kann das Maß der Aufweitung des Abschnitts 17 mit Änderung des Durchlaßquerschnittes der Ausströmöffnung 18 beeinflußt werden.

Bei einem nicht gezeigten anderen Ausführungsbeispiel erfolgt die Veränderung des Durchlaßquerschnitts der Querschnittsverengung 13 im Sinne einer Erweiterung bzw. Reduzierung mittels einer Betätigungseinrichtung. Eine derartige Betätigungseinrichtung kann innen oder außen am Abschnitt 17 im Sinne einer Aufweitung bzw. Verengung angreifen.

Claims

1. Drosseleinrichtung für eine Druckregeleinrichtung, die insbesondere für Kraftstoffversorgungsanlagen für Brennkraftmaschinen dient und ein z. B. membrange steuertes Druckregelventil mit in dessen Druckkammer mündendem Vorlauf und Rücklauf für das Medium, insbe sondere Kraftstoff, aufweist, wobei der Rücklauf (11) mit einer den Durchflußstrom drosselnden Querschnitts verengung (13) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung (13) veränderlich ist.

2. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung (13) in Abhängigkeit des Durchflußstromes veränderlich ist.

3. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung (13) selbsttätig veränderlich ist.

4. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung (13) derart veränderlich ist, daß sich bei geringem Durchflußstrom ein kleiner und bei großem Durchflußstrom ein großer Durchlaßquer schnitt ergibt.

5. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung (13) derart veränderlich ist, daß der bei geringem Durchflußstrom kleine Durchlaß querschnitt sich bei großem Durchflußstrom vergrößert.

6. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt der Querschnittsverengung (13) zumindest im wesent lichen stetig veränderlich ist.

7. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Quer schnittsverengung (13) eine bei steigendem Durchfluß strom flache Drosselkurve aufweist.

8. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Quer schnittsverengung (13) im Rücklauf (11) der Druckregel einrichtung innerhalb des Druckregelventils oder außer halb dieses im Verlauf der Rücklaufleitung angeordnet ist.

9. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Quer schnittsverengung (13) mittels eines Leitungsabschnitts (14) gebildet ist, der eine Einströmöffnung (16) großen Querschnitts und einen sich daran anschließenden Abschnitt (17) mit von der Einströmöffnung (16) aus gehender und sich in Richtung des Rücklaufstromes verjüngender Ausströmöffnung (18) aufweist.

10. Drosseleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung (18), insbesondere selbsttätig, veränderlich ist.

11. Drosseleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die sich verjüngende Ausströmöffnung (18) enthaltende Abschnitt (17) unter der Wirkung des Durchflußstromes und in Abhängigkeit der Größe dieses unter Vergrößerung des Durchlaßquer schnittes selbsttätig aufweitbar ist.

12. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der die sich verjüngende Ausströmöffnung (18) enthaltende Abschnitt (17) elastisch verformbar ausgebildet ist.

13. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die sich verjüngende Ausströmöffnung (18) enthaltende Abschnitt von zumin dest einem federnden Element (20), z. B. einem Ring, einer umlaufenden geschlossenen Schraubenfeder, einer Manschette od. dgl. umfaßt ist.

14. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (14) aus einem Ringteil aus einem Elastomer gebildet ist, dessen die sich verjüngende Ausströmöffnung (18) ent haltender Abschnitt (17) entsprechend weich gestaltet ist.

15. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (14) in den Rücklauf im Inneren des Druckregelventils oder außerhalb dieses in die Rücklaufleitung eingesetzt ist.