DE19837332A1 - Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in einer Pumpeneinheit - Google Patents

Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in einer Pumpeneinheit

Info

Publication number
DE19837332A1
DE19837332A1 DE19837332A DE19837332A DE19837332A1 DE 19837332 A1 DE19837332 A1 DE 19837332A1 DE 19837332 A DE19837332 A DE 19837332A DE 19837332 A DE19837332 A DE 19837332A DE 19837332 A1 DE19837332 A1 DE 19837332A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
control valve
control
valve body
small
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19837332A
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19837332A priority Critical patent/DE19837332A1/de
Priority to JP2000566566A priority patent/JP2002523670A/ja
Priority to US09/529,656 priority patent/US6425539B1/en
Priority to KR1020007004094A priority patent/KR20010031172A/ko
Priority to EP99952396A priority patent/EP1045975B1/de
Priority to DE59909524T priority patent/DE59909524D1/de
Priority to PCT/DE1999/002544 priority patent/WO2000011339A1/de
Publication of DE19837332A1 publication Critical patent/DE19837332A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/102Disc valves
    • F04B53/1022Disc valves having means for guiding the closure member axially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/06Pumps peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/225Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00Fluid parameters
    • F04B2205/17Opening width of a throttling device
    • F04B2205/172Opening width of a throttling device after the pump outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus durch eine Pumpeneinheit in einem System, wobei die Steuereinheit ein Steuerventil (1) und eine mit diesem verbundene Ventilbetätigungseinheit aufweist und das Steuerventil (1) als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet ist, das einen in einem Gehäuse (2) der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper (3) aufweist, der bei geschlossenem Steuerventil (1) von innen auf einem Ventilsitz (4) des Steuerventils (1) sitzt. Um der Durchflußkurve des Steuerventils (1) bei kleinen Hüben (h¶klein¶) des Steuerventils (1) einen möglichst flachen Verlauf zu geben, wird eine Steuereinheit vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine Drosselanordnung (7), durch die der Durchfluß durch das Steuerventil (1) bei um einen kleinen Hub (h¶klein¶) geöffnetem Steuerventil (1) gedrosselt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus durch eine Pumpeneinheit in einem System, wobei die Steuereinheit ein Steuerventil und eine mit diesem verbundene Ventilbetätigungseinheit aufweist und das Steuerventil als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet ist, das einen in einem Gehäuse der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper aufweist, der bei geschlossenem Steuerventil von innen auf einem Ventilsitz des Steuerventils sitzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Einspritzsystem zur Kraftstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum von direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen mit einer Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks und dann zum Einspritzen des Kraftstoffs über eine Einspritzdüse in den Verbrennungsraum.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Steuerung des Druckaufbaus mittels einer Steuereinheit mit einem Steuerventil und einer mit diesem verbundenen Ventilbetätigungseinheit, wobei das Steuerventil als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet ist, das einen in einem Gehäuse der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper aufweist, der bei geschlossenem Steuerventil von innen auf einem Ventilsitz des Steuerventils sitzt.
Stand der Technik
Derartige Steuereinheiten sind zur Steuerung des Druckaufbaus beliebiger Pumpeneinheiten aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum von direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Die Verbrennungskraftmaschinen weisen eine Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks und dann zum Einspritzen des Kraftstoffs über eine Einspritzdüse in den Verbrennungsraum auf. Das Einspritzsystem der Verbrennungskraftmaschine kann bspw. als eine Pumpe-Düse- Einheit (PDE) oder als ein Pumpe-Leitung-Düse (PLD)-System ausgebildet sein.
Diese bekannten Steuereinheiten sind üblicherweise als Magnetventile ausgebildet. Dabei ist die Ventilbetätigungseinheit als ein Elektromagnet ausgebildet, der das Steuerventil betätigt. Das Magnetventil ist im nicht erregten Zustand geöffnet. Dadurch ist ein freier Durchfluß von der Pumpeneinheit zu dem Niederdruckbereich des Einspritzsystems gegeben und somit ein Befüllen des Pumpenraumes mit Kraftstoff während des Saughubs des Pumpenkolbens und ein Rückströmen des Kraftstoffs während des Förderhubes möglich. Ein Ansteuern des Magnetventils während des Förderhubes des Pumpenkolbens schließt diesen Bypass. Dies führt zu einem Druckaufbau in dem Hochdruckbereich des Systems. Somit kann mittels der Steuereinheit der Druckaufbau in der Pumpeneinheit gesteuert werden.
Das Steuerventil ist als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet. I-Ventile haben bei kleinen Hüben üblicherweise eine sehr steile Durchflußkurve. In einer Durchflußkurve wird der Verlauf des Durchflusses durch ein Ventil in Abhängigkeit von dem Hub des Ventils aufgetragen. Aufgrund des steilen Verlaufs der Durchflußkurve von I-Ventilen bei kleinen Ventilhüben führen bereits geringe Schwankungen des Ventilhubs zu relativ großen Schwankungen der Durchflußmenge. Grundsätzlich hätte eine Schwankung der Durchflußmenge bei kleinen Hüben kaum Auswirkungen auf die Gesamtmenge des geförderten Mediums. Es gibt jedoch Anwendungen, bei denen die Durchflußmenge durch das Ventil bei kleinen Ventilhüben möglichst unabhängig von dem Ventilhub sein sollte und bei denen es auf einen möglichst flachen Verlauf der Durchflußkurve bei kleinen Hüben ankommt.
Eine derartige Anwendung ist bspw. die Steuerung der Kraftstoffzufuhr bei direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen. Dort wird häufig eine sog. Voreinspritzung durchgeführt, d. h. vor der eigentlichen Haupteinspritzung eine geringe Menge Kraftstoff in den Verbrennungsraum gespritzt. Mit Hilfe der Voreinspritzung kann das Geräusch- und Abgasverhalten der Verbrennungskraftmaschine positiv beeinflußt werden. Die Menge des voreingespritzten Kraftstoffs muß genau bestimmt werden können, um das Verhalten der Verbrennungskraftmaschine gezielt steuern zu können. Die Voreinspritzung findet bei kleinen Hüben des Steuerventils statt. Bereits geringe Schwankungen des Ventilhubs haben bei der Steuereinheit nach dem Stand der Technik große Auswirkungen auf die Menge des voreingespritzten Kraftstoffs. Um die Voreinspritzmenge möglichst genau bestimmen zu können, wäre es deshalb vorteilhaft, wenn die Durchflußkurve bei kleinen Hüben einen flachen Verlauf aufweist.
Um den Verlauf der Durchflußkurve bei kleinen Hüben möglichst flach auszubilden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Durchflußmenge elektronisch zu steuern. Eine elektronische Steuerung ist jedoch aufwendig und teuer.
Aus den vorgenannten Nachteilen des Standes der Technik ergibt sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinheit der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Durchflußkurve bei kleinen Hüben des Steuerventils einen möglichst flachen Verlauf aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Steuereinheit der eingangs genannten Art eine Steuereinheit vor, die durch eine Drosselanordnung gekennzeichnet ist, durch die der Durchfluß durch das Steuerventil bei um einen kleinen Hub geöffnetem Steuerventil gedrosselt wird.
Bei um einen großen Hub geöffnetem Steuerventil der erfindungsgemäßen Steuereinheit ist ein freier Durchfluß von der Pumpeneinheit über den Ventilsitz des Steuerventils zu einem Niederdruckbereich eines Systems, in dem der Druckaufbau gesteuert werden soll, gegeben. Somit ist ein Befüllen des Pumpenraumes mit dem geförderten Medium während des Saughubs des Pumpenkolbens und ein Rückströmen des Mediums während des Förderhubes möglich. In dem System wird also kein Druck aufgebaut.
Durch Ansteuern der Ventilbetätigungseinheit bewegt sich der Ventilkolben in Richtung der Schließstellung des Steuerventils. Dadurch kann das Steuerventil in eine um einen kleinen Hub geöffnete Ventilstellung gebracht werden. Bei um einen kleinen Hub geöffnetem Steuerventil ist nach wie vor ein Durchfluß, allerdings lediglich ein gedrosselter Durchfluß, von der Pumpeneinheit über den Ventilsitz des Steuerventils und über die Drosselanordnung zu dem Niederdruckbereich des Systems gegeben. Somit ist ein bedingtes Befüllen des Pumpenraumes mit dem geförderten Medium während des Saughubs des Pumpenkolbens und ein Rückströmen des Mediums während des Förderhubes möglich. In dem Hochdruckbereich des Systems wird ein geringer Druck aufgebaut.
Ein weiteres Ansteuern der Ventilbetätigungseinheit während des Förderhubes des Pumpenkolbens schließt das Steuerventil vollständig, wodurch der Bypass von der Pumpeneinheit zu dem Niederdruckbereich des Systems unterbrochen wird. Dies führt zum Aufbau eines hohen Drucks in dem Hochdruckbereich des Systems.
Die Durchflußmenge des durch das Steuerventil fließenden Mediums fällt während des Schließvorgangs nicht steil von einem Maximalwert bei vollständig geöffnetem Steuerventil auf den Wert Null bei vollständig geschlossenem Steuerventil ab. Vielmehr fließt bei Erreichen eines kleinen Hubs so lange eine nahezu konstante geringe Menge des geförderten Mediums durch das Steuerventil, bis das Steuerventil vollständig geschlossen ist. Der Verlauf der Durchflußkurve des Steuerventils bei kleinen Hüben ist in vorteilhafter Weise sehr flach. Dadurch wird erreicht, dass Schwankungen des Ventilhubs kaum Schwankungen der Durchflußmenge hervorrufen. Die Durchflußmenge ist bei kleinen Hüben nahezu unabhängig von dem Ventilhub.
Vorzugsweise ist die Drosselanordnung in den Ventilkörper integriert. Das hat den Vorteil, daß sie nicht gesondert angesteuert werden muß, sondern zusammen mit dem Ventilkörper aus einer inaktiven Stellung bei vollständig geöffnetem Steuerventil in eine aktive Stellung bei um einen kleinen Hub geöffnetem Steuerventil gebracht werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem Ventilkörper in Strömungsrichtung außenliegend ein weiterer Ventilkörper angeordnet, der bei kleinen Hüben des Steuerventils in einer Schließstellung ist und der mindestens eine Drosselbohrung aufweist, die bei geöffnetem Steuerventil mit einem Zulauf und einem Ablauf des Steuerventils in Verbindung steht.
Vorzugsweise ist der weitere Ventilkörper in dem Ventilkörper axial verschiebbar gelagert. Der weitere Ventilkörper sitzt bei geschlossenem Steuerventil und bei einem kleinen Hub des Steuerventils in Strömungsrichtung von innen auf einem weiteren Ventilsitz des Steuerventils. Bei vollständig geöffnetem Steuerventil, d. h. bei einem großen Hub, ist der Ventilkörper des Steuerventils von dem Ventilsitz und der weitere Ventilkörper der Drosselanordnung von dem weiteren Ventilsitz abgehoben. Das geförderte Medium kann durch den Ventilsitz und den weiteren Ventilsitz frei von der Pumpeneinheit zu dem Niederdruckbereich des Systems fließen. Bei teilweise geöffnetem Steuerventil, d. h. bei einem kleinen Hub, ist der Ventilkörper des Steuerventils nach wie vor von dem Ventilsitz abgehoben, der weitere Ventilkörper der Drosselanordnung sitzt allerdings auf dem weiteren Ventilsitz. Das geförderte Medium kann nur noch gedrosselt durch den Ventilsitz und die Drosselbohrung des weiteren Ventilkörpers fließen. Dabei wird in dem System ein geringer Druck aufgebaut. Bei vollständig geschlossenem Steuerventil sitzt der Ventilkörper des Steuerventils auf dem Ventilsitz und das geförderte Medium wird an dem Ventilsitz zurückgehalten. Nun wird in dem System ein höherer Druck aufgebaut.
Vorteilhafterweise wird der weitere Ventilkörper durch ein zwischen dem Ventilkörper und dem weiteren Ventilkörper wirkendes Federelement bei geschlossenem Steuerventil oder bei einem kleinen Hub des Steuerventils auf den weiteren Ventilsitz gedrückt.
Vorzugsweise weist der weitere Ventilkörper einen Anschlag auf, der bei einem großen Hub des Steuerventils auf dem Ventilkörper aufliegt. Bei geschlossenem Steuerventil entspricht der Abstand zwischen dem Anschlag und dem Ventilkörper der Größe des kleinen Ventilhubs, während dem die Drosselanordnung aktiv ist.
Alternativ schlägt die Erfindung vor, daß der weitere Ventilkörper in Strömungsrichtung außen an dem Ventilkörper ausgebildet ist und daß der weitere Ventilkörper bei geschlossenem Steuerventil und bei einem kleinen Hub des Steuerventils in einer Aufnahmebohrung abgedichtet aufgenommen ist, aus der der Ablauf aus dem Steuerventil herausführt. Der weitere Ventilkörper und die Aufnahmebohrung bilden den weiteren Ventilsitz, der während der kleinen Hübe des Steuerventils geschlossen ist. Bei vollständig geöffnetem Steuerventil, d. h. bei einem großen Hub, ist der Ventilkörper des Steuerventils von dem Ventilsitz abgehoben und der weitere Ventilkörper der Drosselanordnung befindet sich außerhalb der Aufnahmebohrung. Das geförderte Medium kann durch den Ventilsitz und den weiteren Ventilsitz frei von der Pumpeneinheit zu dem Niederdruckbereich des Systems fließen. Bei teilweise geöffnetem Steuerventil, d. h. bei einem kleinen Hub, ist der Ventilkörper des Steuerventils nach wie vor von dem Ventilsitz abgehoben, der weitere Ventilkörper der Drosselanordnung ist allerdings von der Aufnahmebohrung abgedichtet aufgenommen. Das geförderte Medium kann nur noch gedrosselt durch den Ventilsitz und die Drosselbohrung des weiteren Ventilkörpers fließen. Dadurch wird in dem System ein geringer Druck aufgebaut. Bei vollständig geschlossenem Steuerventil sitzt der Ventilkörper des Steuerventils auf dem Ventilsitz und das geförderte Medium wird an dem Ventilsitz zurückgehalten. In dem System wird nun ein höherer Druck aufgebaut.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Einspritzsystem zur Kraftstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum von direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen mit einer Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks und dann zum Einspritzen des Kraftstoffs über eine Einspritzdüse in den Verbrennungsraum, wobei das Einspritzsystem Mittel aufweist, um vor der eigentlichen Haupteinspritzung eine geringe Menge Kraftstoff in den Verbrennungsraum voreinzuspritzen.
Um ein solches Einspritzsystem dahingehend weiterzubilden, daß die Kraftstoffmenge der Voreinspritzung besonders genau und zuverlässig gesteuert werden kann, schlägt die Erfindung vor, daß das Einspritzsystem eine Steuereinheit der oben genannten Art aufweist.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Steuerung des Druckaufbaus durch eine Pumpeneinheit in einem System mittels einer Steuereinheit, die ein Steuerventil und eine mit diesem verbundene Ventilbetätigungseinheit aufweist, wobei das Steuerventil als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet ist, das einen in einem Gehäuse der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper aufweist, der bei geschlossenem Steuerventil von innen auf einem Ventilsitz des Steuerventils sitzt, und wobei zum Aufbau eines Drucks in dem System der Ventilkörper des Steuerventils aus einer um einen großen Hub geöffneten Stellung über eine um einen kleinen Hub geöffnete Stellung in eine geschlossene Stellung gebracht wird.
Damit die Durchflußkurve bei kleinen Hüben des Steuerventils einen möglichst flachen Verlauf aufweist, schlägt die Erfindung vor, daß der Durchfluß durch das Steuerventil von dem Zeitpunkt an, zu dem der Ventilkörper um einen kleinen Hub geöffnet ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ventilkörper geschlossen ist, durch eine Drosselanordnung gedrosselt wird.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine mit einer Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks und danach zum Einspritzen des Kraftstoffs über eine Einspritzdüse in den Verbrennungsraum eingesetzt. Insbesondere bei einem solchen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen die Vorteile der Erfindung zum Tragen. So ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bspw. möglich, die Kraftstoffmenge einer Voreinspritzung besonders genau und zuverlässig zu steuern, da die Durchflußmenge durch das Steuerventil aufgrund des flachen Verlaufs der Durchflußkurve nahezu unabhängig ist von dem Ventilhub des Steuerventils. Bei schwankenden kleinen Hüben ist die Durchflußmenge somit nur einer geringen Schwankung unterworfen.
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Steuerventil einer erfindungsgemäßen Steuereinheit einer ersten Ausführungsform im Schnitt;
Fig. 2 ein Steuerventil einer erfindungsgemäßen Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 3 den Verlauf der Durchflusskurve durch ein Steuerventil einer erfindungsgemäßen Steuereinheit.
In Fig. 1 ist ein Steuerventil 1 einer erfindungsgemäßen Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Steuereinheit dient zur Steuerung des Druckaufbaus durch eine Pumpeneinheit in einem beliebigen System. Sie weist das Steuerventil 1 und eine mit diesem verbundene Ventilbetätigungseinheit (nicht dargestellt) auf. Das Steuerventil 1 ist als ein in Strömungsrichtung 14 nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet. Es weist einen in einem Gehäuse 2 der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper 3 auf, der bei geschlossenem Steuerventil 1 von innen auf einem Ventilsitz 4 des Steuerventils 1 sitzt. Das Steuerventil 1 weist eine Drosselanordnung 5 auf, durch die der Durchfluß durch das Steuerventil 1 bei um einen kleinen Hub geöffnetem Steuerventil 1 gedrosselt wird.
Die Drosselanordnung 5 ist als ein in den Ventilkörper 3 integrierter weiterer Ventilkörper 6 ausgebildet. Der weitere Ventilkörper 6 ist in Strömungsrichtung außenliegend an dem Ventilkörper 3 angeordnet. Der weitere Ventilkörper 6 ist bei einem kleinen Hub des Steuerventils 1 in einer Schließstellung und weist zwei Drosselbohrungen 7 auf, die bei geöffnetem Steuerventil 1 mit einem Zulauf 8 und einem Ablauf 9 des Steuerventils 1 in Verbindung stehen. Der weitere Ventilkörper 6 ist in dem Ventilkörper 3 axial verschiebbar gelagert. Der weitere Ventilkörper 6 sitzt bei geschlossenem Steuerventil 1 und bei einem kleinen Hub des Steuerventils 1 von innen auf einem weiteren Ventilsitz 10 des Steuerventils 1.
Bei um einen großen Hub geöffnetem Steuerventil 1 ist sowohl der Ventilsitz 4 als auch der weitere Ventilsitz 10 geöffnet. Es ist ein freier Durchfluß von der Pumpeneinheit zu einem Niederdruckbereich des Systems gegeben, und somit ist ein Befüllen des Pumpenraums mit dem geförderten Medium während des Saughubs des Pumpenkolbens und ein Rückströmen des Mediums während des Förderhubs möglich. In dem System wird kein Druck aufgebaut.
Bei um einen kleinen Hub geöffnetem Steuerventil 1 ist der Ventilsitz 4 zwar nach wie vor geöffnet, der weitere Ventilsitz 10 ist jedoch geschlossen, so dass das geförderte Medium über die Drosselbohrungen 7 durch das Steuerventil 1 fließen muß. Aufgrund dieses gedrosselten Durchflusses durch das Steuerventil 1 wird in dem Hochdruckbereich des Systems ein niedriger Druck aufgebaut.
Bei vollständig geschlossenem Steuerventil 1 ist sowohl der Ventilsitz 4 als auch der weitere Ventilsitz 10 geschlossen, wodurch der Bypass unterbrochen wird. Dies führt zum Aufbau eines hohen Drucks von der Pumpeneinheit zu dem Niederdruckbereich des Systems in dem Hochdruckbereich des Systems.
Der weitere Ventilkörper 10 wird durch ein zwischen dem Ventilkörper 3 und dem weiteren Ventilkörper 6 wirkendes Federelement 11 bei geschlossenem Steuerventil 1 oder bei einem kleinen Hub des Steuerventils 1 auf den weiteren Ventilsitz 10 gedrückt. Der weitere Ventilkörper 6 weist einen Anschlag 12 auf, der bei einem großen Hub des Steuerventils 1 auf dem Ventilkörper 3 aufliegt. Der weitere Ventilsitz 10 ist besonders flach ausgebildet, damit bei großen Hüben des Steuerventils 1 nach dem Öffnen des weiteren Ventilsitzes 10 möglichst rasch der hohe Durchflußwert Q (vgl. Fig. 3) erreicht wird.
In Fig. 2 ist ein Steuerventil 1 einer erfindungsgemäßen Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der weitere Ventilkörper 6 in Strömungsrichtung außen an dem Ventilkörper 3 ausgebildet. Der weitere Ventilkörper 6 wird bei geschlossenem Steuerventil 1 und bei einem kleinen Hub des Steuerventils 1 in einer Aufnahmebohrung 13 abgedichtet aufgenommen. Aus der Aufnahmebohrung 13 führt der Ablauf 9 aus dem Steuerventil 1 heraus. Der weitere Ventilkörper 6 bildet zusammen mit dem Rand der Aufnahmebohrung 13 den weiteren Ventilsitz 10.
In den Fig. 1 und 2 sind die kleinen Hübe mit hklein bezeichnet. In Fig. 3 ist der Verlauf der Durchflußkurve Q = f(h) in Abhängigkeit von dem Hub h des Steuerventils 1 aufgetragen. Die Durchflußkurve des Steuerventils 1 der erfindungsgemäßen Steuereinheit ist durchgezogen dargestellt, wohingegen der Verlauf der Durchflußkurve Q durch das Steuerventil einer Steuereinheit nach dem Stand der Technik gestrichelt dargestellt ist. In Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Durchflußmenge Q durch das Steuerventil 1 bei der erfindungsgemäßen Steuereinheit bei kleinen Hüben hklein einen sehr flachen, nahezu konstanten Verlauf hat. Das hat den Vorteil, dass bei der erfindungsgemäßen Steuereinheit die Durchflußmenge Q durch das Steuerventil 1 bei kleinen Hüben hklein nicht in dem Maße von dem Hub h des Steuerventils 1 abhängt, wie das bei der Steuereinheit aus dem Stand der Technik der Fall ist. Bei größeren Hüben zwischen hklein und hmax steigt die Durchflußmenge rasch auf einen Wert an, der auch von den aus dem Stand der Technik bekannten Steuereinheiten erreicht wird. Der sehr steile Anstieg zwischen hklein und hmax ergibt sich aufgrund des flachen Verlaufs des weiteren Ventilsitzes 10 (vgl. Fig. 1).

Claims (10)

1. Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus durch eine Pumpeneinheit in einem System, wobei die Steuereinheit ein Steuerventil (1) und eine mit diesem verbundene Ventilbetätigungseinheit aufweist und das Steuerventil (1) als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet ist, das einen in einem Gehäuse (2) der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper (3) aufweist, der bei geschlossenem Steuerventil (1) von innen auf einem Ventilsitz (4) des Steuerventils (1) sitzt, gekennzeichnet durch eine Drosselanordnung (7), durch die der Durchfluß durch das Steuerventil (1) bei um einen kleinen Hub (hklein) geöffnetem Steuerventil (1) gedrosselt wird.
2. Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselanordnung (5) in den Ventilkörper (3) integriert ist.
3. Steuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ventilkörper (3) in Strömungsrichtung außenliegend ein weiterer Ventilkörper (6) angeordnet ist, der bei einem kleinen Hub (hklein) des Steuerventils (1) in einer Schließstellung ist und der mindestens eine Drosselbohrung (7) aufweist, die bei geöffnetem Steuerventil (1) mit einem Zulauf (8) und einem Ablauf (9) des Steuerventils (1) in Verbindung steht.
4. Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ventilkörper (6) in dem Ventilkörper (3) axial verschiebbar gelagert ist und daß der weitere Ventilkörper (6) bei geschlossenem Steuerventil (1) und bei einem kleinen Hub (hklein) des Steuerventils (1) in Strömungsrichtung von innen auf einem weiteren Ventilsitz (10) des Steuerventils (1) sitzt.
5. Steuereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ventilkörper (6) durch ein zwischen dem Ventilkörper (3) und dem weiterem Ventilkörper (6) wirkendes Federelement (11) bei geschlossenem Steuerventil (1) oder bei einem kleinen Hub (hklein) des Steuerventils (1) auf den weiteren Ventilsitz (10) gedrückt wird.
6. Steuereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ventilkörper (6) einen Anschlag (12) aufweist, der bei einem großen Hub (h < hklein) des Steuerventils (1) auf dem Ventilkörper (3) aufliegt.
7. Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ventilkörper (6) in Strömungsrichtung außen an dem Ventilkörper (3) ausgebildet ist und daß der weitere Ventilkörper (6) bei geschlossenem Steuerventil (1) und bei einem kleinen Hub (hklein) des Steuerventils (1) in einer Aufnahmebohrung (13) abgedichtet aufgenommen ist, aus der der Ablauf (9) aus dem Steuerventil (1) herausführt.
8. Einspritzsystem zur Kraftstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum von direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen mit einer Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks und dann zum Einspritzen des Kraftstoffs über eine Einspritzdüse in den Verbrennungsraum, wobei das Einspritzsystem Mittel aufweist, um vor der eigentlichen Haupteinspritzung eine geringe Menge Kraftstoff in den Verbrennungsraum voreinzuspritzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzsystem eine Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
9. Verfahren zur Steuerung des Druckaufbaus durch eine Pumpeneinheit in einem System mittels einer Steuereinheit, die ein Steuerventil (1) und eine mit diesem verbundene Ventilbetätigungseinheit aufweist, wobei das Steuerventil (1) als ein in Strömungsrichtung nach innen öffnendes I-Ventil ausgebildet ist, das einen in einem Gehäuse (2) der Steuereinheit axial verschiebbar gelagerten Ventilkörper (3) aufweist, der bei geschlossenem Steuerventil (1) von innen auf einem Ventilsitz (4) des Steuerventils (1) sitzt, und wobei zum Aufbau eines Drucks in dem System der Ventilkörper (3) des Steuerventils (1) aus einer um einen großen Hub geöffneten Stellung über eine um einen kleinen Hub geöffnete Stellung in eine geschlossene Stellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß durch das Steuerventil (1) von dem Zeitpunkt an, zu dem der Ventilkörper (3) um einen kleinen Hub geöffnet ist, bis zu dem Zeitpunkt an, zu dem der Ventilkörper (3) geschlossen ist, durch eine Drosselanordnung (7) gedrosselt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum von direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen mit einer Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks und dann zum Einspritzen des Kraftstoffs über eine Einspritzdüse in den Verbrennungsraum eingesetzt wird.
DE19837332A 1998-08-18 1998-08-18 Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in einer Pumpeneinheit Ceased DE19837332A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19837332A DE19837332A1 (de) 1998-08-18 1998-08-18 Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in einer Pumpeneinheit
JP2000566566A JP2002523670A (ja) 1998-08-18 1999-08-17 ポンプユニットにおける圧力形成を制御するための制御ユニット
US09/529,656 US6425539B1 (en) 1998-08-18 1999-08-17 Control unit for controlling the pressure buildup in a pump unit
KR1020007004094A KR20010031172A (ko) 1998-08-18 1999-08-17 펌프 유닛 내의 압력 형성을 제어하기 위한 제어 유닛
EP99952396A EP1045975B1 (de) 1998-08-18 1999-08-17 Steuereinheit zur steuerung des druckaufbaus in einer pumpeneinheit
DE59909524T DE59909524D1 (de) 1998-08-18 1999-08-17 Steuereinheit zur steuerung des druckaufbaus in einer pumpeneinheit
PCT/DE1999/002544 WO2000011339A1 (de) 1998-08-18 1999-08-17 Steuereinheit zur steuerung des druckaufbaus in einer pumpeneinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19837332A DE19837332A1 (de) 1998-08-18 1998-08-18 Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in einer Pumpeneinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19837332A1 true DE19837332A1 (de) 2000-02-24

Family

ID=7877840

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19837332A Ceased DE19837332A1 (de) 1998-08-18 1998-08-18 Steuereinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in einer Pumpeneinheit
DE59909524T Expired - Fee Related DE59909524D1 (de) 1998-08-18 1999-08-17 Steuereinheit zur steuerung des druckaufbaus in einer pumpeneinheit

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59909524T Expired - Fee Related DE59909524D1 (de) 1998-08-18 1999-08-17 Steuereinheit zur steuerung des druckaufbaus in einer pumpeneinheit

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6425539B1 (de)
EP (1) EP1045975B1 (de)
JP (1) JP2002523670A (de)
KR (1) KR20010031172A (de)
DE (2) DE19837332A1 (de)
WO (1) WO2000011339A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19963370A1 (de) * 1999-12-28 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Pumpe-Düse-Einheit mit Voreinspritzung
WO2001088367A1 (de) * 2000-05-16 2001-11-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10059399A1 (de) * 2000-11-30 2002-06-13 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Verbesserung der Einspritzabfolge bei Kraftstoffeinspritzsystemen
EP1191226A3 (de) * 2000-09-25 2003-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ventil für Hochdruckpumpe
DE10209527A1 (de) * 2002-03-04 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur druckmodulierten Formung des Einspritzverlaufes
DE10210282A1 (de) * 2002-03-08 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an stationären Verbrennungskraftmaschinen
EP1227241A3 (de) * 2001-01-26 2004-01-07 Detroit Diesel Corporation Kraftstoffeinspritzventil und damit ausgerüstete Brennkraftmaschine
EP1236885A3 (de) * 2001-02-28 2004-01-21 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE353118T1 (de) * 2000-07-18 2007-02-15 Delphi Tech Inc Kraftstoffeinspritzventil
US7210640B2 (en) * 2001-11-30 2007-05-01 Caterpillar Inc Fuel injector spray alteration through a moveable tip sleeve
DE102004022268A1 (de) * 2004-05-06 2005-12-01 Robert Bosch Gmbh Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Öffnungsgeschwindigkeit eines Steuerventiles an einem Kraftstoffinjektor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02176157A (ja) * 1988-12-28 1990-07-09 Diesel Kiki Co Ltd 増圧式燃料噴射装置
DE4238727A1 (de) * 1992-11-17 1994-05-19 Bosch Gmbh Robert Magnetventil
WO1998011340A1 (en) * 1996-09-10 1998-03-19 Volvo Lastvagnar Ab Method and arrangement for controlling the injection pressure of liquid fuel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1663472A (en) * 1924-01-22 1928-03-20 Busch Sulzer Bros Diesel Engine Co Fuel-injection device for internal-combustion engines
DE2749378A1 (de) * 1977-11-04 1979-05-10 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzduese
JPS5882068A (ja) * 1981-11-09 1983-05-17 Nissan Motor Co Ltd 燃料噴射ノズル
FR2672366B1 (fr) * 1991-01-31 1993-08-27 Bendix Europ Services Tech Vis de purge pour circuit hydraulique.
DE4142940C2 (de) * 1991-12-24 1994-01-27 Bosch Gmbh Robert Elektrisch gesteuerte Pumpedüse
US5301714A (en) * 1993-03-01 1994-04-12 Johnson Keith E Multi-position valve apparatus having a return port

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02176157A (ja) * 1988-12-28 1990-07-09 Diesel Kiki Co Ltd 増圧式燃料噴射装置
DE4238727A1 (de) * 1992-11-17 1994-05-19 Bosch Gmbh Robert Magnetventil
WO1998011340A1 (en) * 1996-09-10 1998-03-19 Volvo Lastvagnar Ab Method and arrangement for controlling the injection pressure of liquid fuel

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19963370A1 (de) * 1999-12-28 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Pumpe-Düse-Einheit mit Voreinspritzung
DE19963370C2 (de) * 1999-12-28 2002-12-19 Bosch Gmbh Robert Pumpe-Düse-Einheit mit Voreinspritzung
WO2001088367A1 (de) * 2000-05-16 2001-11-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1191226A3 (de) * 2000-09-25 2003-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ventil für Hochdruckpumpe
DE10059399A1 (de) * 2000-11-30 2002-06-13 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Verbesserung der Einspritzabfolge bei Kraftstoffeinspritzsystemen
DE10059399B4 (de) * 2000-11-30 2005-05-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Verbesserung der Einspritzabfolge bei Kraftstoffeinspritzsystemen
EP1227241A3 (de) * 2001-01-26 2004-01-07 Detroit Diesel Corporation Kraftstoffeinspritzventil und damit ausgerüstete Brennkraftmaschine
EP1236885A3 (de) * 2001-02-28 2004-01-21 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10209527A1 (de) * 2002-03-04 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur druckmodulierten Formung des Einspritzverlaufes
DE10210282A1 (de) * 2002-03-08 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff an stationären Verbrennungskraftmaschinen
US7025045B2 (en) 2002-03-08 2006-04-11 Robert Bosch Gmbh Device for injecting fuel to stationary internal combustion engines

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002523670A (ja) 2002-07-30
WO2000011339A1 (de) 2000-03-02
US6425539B1 (en) 2002-07-30
EP1045975A1 (de) 2000-10-25
DE59909524D1 (de) 2004-06-24
EP1045975B1 (de) 2004-05-19
KR20010031172A (ko) 2001-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0657642B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE19822503C1 (de) Steuerventil für Kraftstoffeinspritzventil
DE2126787A1 (de) Kraftstoffeinspntzeinrichtung fur Brennkraftmaschinen
DE4440182C2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE4341545A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
EP1045975B1 (de) Steuereinheit zur steuerung des druckaufbaus in einer pumpeneinheit
DE19910589A1 (de) Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine
DE3715614A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe
DE69824860T2 (de) Hydraulisch betätigtes elektronisches einspritzsystem
DE102009000181A1 (de) Kraftstoff-Injektor
EP1045983A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE19860397A1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE60128504T2 (de) Brennstoffeinspritzventil mit einem Steuerstab, gesteuert durch den Brennstoffdruck in einem Steuerraum
DE69714385T2 (de) Einspritzventil
CH686845A5 (de) Steueranordnung fuer ein Einspritzventil fuer Verbrennungskraftmaschinen.
DE69625992T2 (de) Einspritzventil
EP1144842B1 (de) Injektor für ein kraftstoffeinspritzsystem für brennkraftmaschinen mit in den ventilsteuerraum ragender düsennadel
DE4106813A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen
DE10023960A1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE19755062A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE10334615A1 (de) Druckregelventil für Speicherkraftstoffeinspritzsystem
DE19734354A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
EP3775527B1 (de) Injektor zum einspritzen von kraftstoff
WO1991018200A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe für brennkraftmaschinen
DE19963370C2 (de) Pumpe-Düse-Einheit mit Voreinspritzung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection