DE2010242A1 - Outlet valve for a fuel pump - Google Patents
Outlet valve for a fuel pumpInfo
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Description
Auslaßventil für eine Kraftstoffpumpe,Outlet valve for a fuel pump,
DLg Erfindung befaßt sich mit einem Auslaßventil fur eine Kraftstoffpumpe eines Verdiohtungszündungsmotors.DLg invention deals with an exhaust valve for a Fuel pump of a twisted ignition engine.
Eitio gegenwärtig verwendete Krafts toff einspritzvorrichtung ist in dor -amerikanischen Patentanmeldung Nr. 680 824t-_ dargestellt, während eine Kraftstoffpumpe der Art, wie sie der hier beschriebenen Erfindung zugrunde liegt, ausfuhr Lion in der U.S.A. Patentschrift Nr. 2 696 7bb offenbart is t.Eitio currently used fuel injector is in the American patent application No. 680 824t-_ shown while a fuel pump of the kind like it forms the basis of the invention described here Lion in U.S. Patent No. 2,696,7bb is.
Die JCrn f bs to f feinspri tzvorrich tung der anhangigen U0 S. A. Patentanmeldung entspricht dem sich nach innen öffnenden Typ, der sich dadurch kennzeichnet, daß er unter bestimmten Betriebsbedingungen Flüssigkeit in dem Gehäuse der VorrichtungThe JCrn f bs to f feinspri tzvorrich device of the pending U 0 SA patent application corresponds to the inward opening type, which is characterized by the fact that under certain operating conditions there is liquid in the housing of the device
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einfängt. Ähnliche Ventile anderer Konstruktion sind mit Entnahmeleitungen versehen, die zu einer gemeinsamen Leitung und zur Atmosphäre fuhren, um Ubermässig hohe Restdrüolce in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verringern. Die Verwendung einer derartigen Entnahmeleitung erfordert jedoch ein sperriges Ventil, das kompliziert aufgebaut und teuer ist und auch aus anderen Gründen unerwünscht ist.captures. Similar valves of other designs are provided with discharge lines which lead into a common line and to the atmosphere to Uber excessive Restdrüolce decrease in the fuel injector. The use of such a sampling line, however, requires a bulky valve which is complex and expensive and is also undesirable for other reasons.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine sehr einfache und preiswerte Vorrichtung zu schaffen, um diese Nachteile zu beseitigen. Dazu gehört die Schaffung eines Auslaßventils, das die normale Kraftstoffabgabe unter Druck an eine zugehörige Kraftstoffeinspritzvorrichtung ermöglicht und eine Entnahmevorrichtung aufweist, mit der unerwünschte Hestdrücke in der Einspritzvorrichtung herabgesetzt werden können.The object of the invention is therefore to create a very simple and inexpensive device, to eliminate these drawbacks. This includes creating an exhaust valve that will take normal fuel delivery below Pressure to an associated fuel injector allows and has a removal device with the reduced undesired test pressures in the injection device can be.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nun mit einem Auslaßventil gelöst, das in seiner Ventiloberflache einen kleinen Kanal aufweist, der ein Entweichen des Druckes und eine Entnahme des in dem Gehäuse des Einspritzventils eingefangenen Kraftstoffs ermöglicht, sobald das Auslaßventil und das Einspritzventil geschlossen sind.According to the invention, this object is now achieved with an outlet valve that has a in its valve surface Has small channel, which allows an escape of the pressure and a removal of the in the housing of the injection valve Trapped fuel allows once the exhaust valve and the injector are closed.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen:An embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing to which the following description refers. In the drawing show:
Figo 1 eine Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine undFig. 1 is a sectional view of a fuel pump and a fuel injector for an internal combustion engine and
Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung eines Auslaßventils innerhalb der Kraftstoffpumpe von Figur 1.2 shows an enlarged, perspective illustration of an outlet valve within the fuel pump of Figure 1.
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In Figur 1 ist bei 11 eine Kraftstoffpumpe zur /.bgabe von unter Druck stehendem Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12mit Hilfe einer Verbindungsleitung 13 dargestellt. Obgleich sich der hier beschriebene Gegenstand bei einer beliebigen Kraftstoffeiiispritzvorrichtung verwenden läßt, bei der die obigen Probleme auftreten, entspricht die Konstruktion der hier gezeigten Kraf tstof f eins putzvorrichtung 12 der in der genannten anhängigen U.S.A.Patentanmeldüng beschriebenen Art. Eine intermittierende Kraftstoffströmung bewegt sich unter Druck von der Kraftstoffpumpe durch die Leitung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und durch eine Reihe Nuten lh-, die/^wischen dem Gehäuse 16 der Einspritzvorrichtung und einer in ihr befindlichen Hülse 17 angeordnet sind und den Durchgang von Prendstoffen verhindern. Der Kraftstoff strömt dann in eine Ventilkammer i8, die mit einem Durchgang 19 und Einspritzöffnungen 21 in Verbindung steht und zwar entsprechend der Stellung eines Absperrventils 22. Das Absperrventil 22 hat einen Ventilkopf 23 mit einem kugelförmige ausgebildeten Ende, das in Schließstellung von einer Feder 25 auf eine Sitzoberfläche 2h gedrückt wird,, um den Durchgang 19 zu"versperren. Ein vergrößerter, zylindrischer Abschnitt 26 am oberen Ende des Absperrventils gleitet in einem Kragen 27, der auf dem unteren Ende der Hülse 17 sitzt. Die Hülse 17 bildet in ihrem Inneren eine Kraftstoffsammeikammer 2b„Die zwischen dem Kragen 27 und dem zylindrischen Ventilabschnitt 26 stattfindende Leckage ist bestrebt, den Kraftstoffdruck zwischen der Ventilkammer 18 und der Sammelkammer 28 auszugleichen. Venn Kraftstoff unter Druck in-die Ventilkammer lö eintritt, wirkt er auf die Unterseite des Ventilkopfs ein, wodurch er das Absperrventil nach oben drückt und den Kraftstoff mit dem Durchgang 19 und den Öffnungen 21 in Verbindung bringt/Die Aufwärtsbewegung des, AbsperrventilsIn FIG. 1, a fuel pump for delivering pressurized fuel to a fuel injection device 12 with the aid of a connecting line 13 is shown at 11. Although the subject matter described herein can be used with any fuel injector that has the above problems, the construction of the fuel cleaner 12 shown is of the type described in the aforesaid pending U.S. patent application. An intermittent flow of fuel moves under pressure from the Fuel pump through the line of the fuel injection device and through a series of grooves lh-, which / ^ are arranged between the housing 16 of the injection device and a sleeve 17 located in it and prevent the passage of substances. The fuel then flows into a valve chamber i8, which is in communication with a passage 19 and injection openings 21, in accordance with the position of a shut-off valve 22. The shut-off valve 22 has a valve head 23 with a spherical end which, in the closed position, is opened by a spring 25 a seat surface 2h is pressed "to block the passage 19." An enlarged, cylindrical portion 26 at the upper end of the shut-off valve slides in a collar 27 which sits on the lower end of the sleeve 17. The sleeve 17 forms an interior thereof Fuel collection chamber 2b "The leakage between the collar 27 and the cylindrical valve section 26 tends to equalize the fuel pressure between the valve chamber 18 and the collection chamber 28. When fuel enters the valve chamber under pressure, it acts on the underside of the valve head, whereby he pushes the shut-off valve upwards and the fuel with the passage 19 and the ports 21 in communication / The upward movement of the shut-off valve
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wird durch einen Anschlag 29 begrenzt. Während dieser Ventilbewegung strömt unter Druck stehender Kraftstoff in der Ventilkammer 18 zwischen dem Kragen 27 und dem zylindrischen Ventilabschnitt 26 hindurch in die Sammelkammer 28 hinein. Da sich der Kraftstoffdruck in der Ventilkammer 18 durch den das Ventil passierenden Kraftstoff fluß verringert, wird das Absperrventil von der Feder 25 wieder geschlossen. Nach dem Kraftstoffdruckabfall in der Ventilkammer 18 ist der Kraftstoff in der Sammelkaouaer 28 bestrebt, aus dieser Kammer wieder zurück in die Ventilkammer 18 zu sickern.is limited by a stop 29. During this Valve movement flows pressurized fuel in the valve chamber 18 between the collar 27 and the cylindrical valve section 26 through into the collection chamber 28 inside. Since the fuel pressure in the valve chamber 18 is caused by the fuel passing through the valve Reduced flow, the shut-off valve is closed by the spring 25 again. After the fuel pressure drop In the valve chamber 18, the fuel in the collecting chamber 28 tries to return from this chamber to seep into the valve chamber 18.
Die Kraftstoffpumpe 11 entspricht vorzugsweise dem in einzelnen in der eingangs genannten U,S.A.Patentschrift dargestellten Typ, obgleich der hier beschriebene Gegenstand sich gleichermaßen für andere Kraftstoffpumpentypen eignet, deren Auslaßventil ähnlich dem oben beschriebenen aufgebaut ist. Der Kraftstoff wird durch eine andere, nicht dargestellte Niederdruckpumpe zu einer Sammelleitung 31 der Pumpe 11 gefördert. Aue der Sammelleitung 31 tritt er durch einen radialen Durchgang 33 in eine Plungerbohrung 32 ein. In der Bohrung 32 befindet sich ein Plungerkolben 34, der enteprechend dem Zusammenspiel zwischen einer Feder 36 und einer Nockenscheibe auf einem mit dem Plungerkolben 34 verbundenen Stössel eine hin- und hergehende Pumpbewegung ausführt. Der Plungerkolben 34 ist so beschaffen, daß er aufgrund seiner Drehung durch eine Zahnstange 391 die mit auf einem an dem Stössel fest angeordneten Quadranten befindlichen Zähnen 41 in Eingriff steht, einen variablen Pumpenhub erzeugt. Ein Auslaßventil 42 wird durch eine Feder 43 nach unten gegen eine Sitzfläche 44 gedrückt. Wenn sich das Auslaßventil in dieser geschlossenen Stellung befindet, arbeitet es mit der Plungerbohrung 32 und dem Plungerkolben 34 zusammen, um eine variable Pumpenkammer 46 zuThe fuel pump 11 preferably corresponds to the individual in the U, S.A. patent mentioned at the outset shown, although the subject matter described here applies equally to other types of fuel pumps suitable whose outlet valve is constructed similarly to that described above. The fuel is through another low-pressure pump, not shown, is conveyed to a collecting line 31 of the pump 11. Aue of the collecting line 31 it enters through a radial passage 33 in a plunger bore 32. In the bore 32 there is a plunger 34, which corresponds to the interaction between a spring 36 and a cam disk on a plunger connected to the plunger 34 performs a reciprocating pumping movement. The plunger 34 is such that it is due to his Rotation by a rack 391 with on one the tappet fixed quadrant located teeth 41 is in engagement, a variable pump stroke generated. An outlet valve 42 is pressed downward against a seat surface 44 by a spring 43. If that The exhaust valve is in this closed position, it operates with the plunger bore 32 and the plunger 34 together to form a variable pump chamber 46
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bilden. Wenn die Nockenscheibe 37 der Feder 36 ermöglichtγ den Stössel 38 und den Plungerkolben 34 in ihre untere Grenzstellung zu drücken, dann weist die Pumpenkammer ein maximales Volumen auf und steht über den Durchgang 33 mit dem Kraftstoff in der Sammelleitung 3I In Verbindung. In dieser Stellung tritt Niederdruckkraftstoff aus der Sammelleitung 31 in die Pumpenkammer 46 ein. Der Plungerkolben 34 wird dann gegen die Kraft der Feder 36 durch Drehen der Nockenscheibe 37 nach oben gedrückt, so daß er den Durchgang 33 verschließt. Eine weitere Aufwärtsbewegung des. Plungerkolbens 34 drückt den in der Kraftstoffkammer 46 vorhandenen Kraftstoff gegen das Auslaßventil 42, so daß dieses sich gegen seine Feder 43 anhebt und die Kraftstoffkammer 46 mit einem Durchgang 47 und der Verbindungsleitung 13 verbindet» Daraufhin wird Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 46 zur Einspritzvorrichtung 12 gefördert, die in der oben beschriebenen Weise arbeitet, um durch die Öffnungen 21 Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines nicht gezeigten Motors einzuspritzen. Wenn der Plunge.rkolben 37 seine oberste Grenzstellung erreicht, dann ermöglicht es eine Weiterdrehung der Nockenscheibe 27 der Feder 36 den Plungerkolben wieder abwärts zu drücken so daß Kraftstoff wieder in die Pumpenkammer 46 durch den Durchgang 33 eintritt und ein neuer Einspritzzyklus beginnt. . form. When the cam disk 37 enables the spring 36 to push the plunger 38 and the plunger 34 into their lower limit position, the pump chamber has a maximum volume and is connected to the fuel in the manifold 3I via the passage 33. In this position, low-pressure fuel enters the pump chamber 46 from the collecting line 31. The plunger 34 is then pressed against the force of the F e of 36 by rotating the cam disk 37 upwards so that it closes the passage 33. A further upward movement of the plunger piston 34 presses the fuel present in the fuel chamber 46 against the outlet valve 42, so that it rises against its spring 43 and connects the fuel chamber 46 with a passage 47 and the connecting line 13 to the injector 12 which operates in the manner described above to inject fuel through the openings 21 into a combustion chamber of an engine, not shown. When the plunger piston 37 reaches its uppermost limit position, further rotation of the cam disk 27 enables the spring 36 to push the plunger piston downwards again so that fuel again enters the pump chamber 46 through the passage 33 and a new injection cycle begins. .
Während des normalen Motorbetriebs bewirkt die Sammelkammer 28, daß während derjenigen Abschnitte des Pumpenzyklus der Kraftstoffpumpe 11, in denen das Auslaßventil 42 durch seine Feder 43 geschlossen wird, die RestdrUcke in der Ventilkammer 18 der Einspritzvorrichtung in Erscheinung treten. Bei normaler Motordrehzahl haben die zahlreichen Einspritzvorgänge oder Pumpzyklen zur Folge, daß das Auslaßventil 42 zwisohen seiner offenen- und ge-During normal engine operation, the Collection chamber 28 that during those portions of the pump cycle of the fuel pump 11 in which the outlet valve 42 is closed by its spring 43, the residual pressure in the valve chamber 18 of the injector appear. Have at normal engine speed result in the numerous injection processes or pumping cycles, that the outlet valve 42 between its open and closed
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schlossenen Stellung gewissermaßen schwebend hin- und herschwankt, so daß die Restdriicke in der Leitung I3 und der Einspritzvorrichtung 12 niedrig genug sind, um die richtige Betriebsweise der Einspritzvorrichtung 12 zu ermöglichen. Unter gewissen Bedingungen jedoch, so wenn beispielsweise der Motor mit niedriger Drehzahl arbeitet, wie dies z.B. während des Anlassens der Fall ist, hebt sich das Auslaßventil 42 nur eine kurze Strecke von seinem Sitz 44 ab und kehrt dann schnell in die geschlossene Lage zurück. Unter diesen Bedingungen wurde gefunden, daß die zwischen der Sammelkammer 28 und dem Ventil Ib in der Kraftstoffehspritzvorrichtung 12 stattfindende Wirkung dazu führt, daß mit jedem bei niedriger Drehzahl ablaufenden Pumpzyklus in der Ventilkammer 18 sich schrittweise erhöhende Restdrücke eingeschlossen werden. Die größeren Restdrüoke in der Ventilkammer 18 treten auch in der Sammelkammer 28 auf, und zwar aufgrund der zwischen ihnen stattfindenden Leckage, Auf diese Weise bewirkt der Restdruck im Einspritzventil nach seiner schrittweisen Steigerung durch mit niedriger Geschwindigkeit ablaufende Pumpzyklen der Pumpe 11 eine hydraulische Verriegelung des Absperrventils 26. Diese Verriegelung ergibt sich, sobald der Druok in der Samme1kammer 28 so hoch ist, daß er zusammen mit der Kraft der Feder 25 ausreicht, um den in der Ventilkammer 18 herrschenden Druck daran zu hindern, auf die Unterseite des Ventilkopfes 23 und die Öffnung des Absperrventils 22 einzuwirken.In the closed position, it fluctuates back and forth, so to speak, so that the residual pressures in the line I3 and the injection device 12 are low enough to enable the injection device 12 to operate correctly. Under certain conditions, however, so if for example the engine at low speed work, as for example during the starting of the case, the A stands u slaßventil 42 only a short distance from its seat 44 and then quickly returns to the closed position . Under these conditions, it has been found that the action taking place between the plenum chamber 28 and the valve Ib in the fuel injection device 12 results in gradually increasing residual pressures being trapped in the valve chamber 18 with each pumping cycle occurring at low speed. The larger residual pressure in the valve chamber 18 also occurs in the collecting chamber 28, due to the leakage between them. In this way, the residual pressure in the injection valve, after its gradual increase through low-speed pumping cycles of the pump 11, hydraulically locks the shut-off valve 26. This locking occurs as soon as the pressure in the collecting chamber 28 is so high that it, together with the force of the spring 25, is sufficient to prevent the pressure in the valve chamber 18 from being applied to the underside of the valve head 23 and the opening of the shut-off valve 22 to act.
Un dieses Problem zu lösen wird nun erfindungsgemäß ein abgeändertes Auslaßventil geschaffen, das am besten aus Figur 2 ersiohtlich ist. Das Auslaßventil 42 hat eine Stirnfläche 51, die zusammen mit der Sitzfläche 44 (siehe Figur 1) das Ventil verschließt, sobald das Auslaßventil von der Feder 43 verstellt wird, Qwr zu der Auslaßventilan-In order to solve this problem, a modified outlet valve is now created according to the invention, which can best be seen in FIG. The outlet valve 42 has an end face 51 which, together with the seat surface 44 (see Figure 1) closes the valve as soon as the outlet valve is adjusted by the spring 43, Qwr to the outlet valve
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Ordnung verläuft ein begrenzter Durchgang, der die in der Kolbeneinspritzvorriehtung herrschenden Restdrücke entspannt, sobald das Auslaßventil geschlossen wird. Der begrenzte Durchgang ist vorzugsweise, wie bei 52 gezeigt, zwischen der Stirnfläche 5i des Auslaßventile und der Sitzfläche kh angeordnet, wenn diese beiden Flächen aufeinanderstossen. Bei der vorliegenden AusfUhrungsform wird der begrenzte Durchgang 52 von einem in der Stirnfläche 51 des Auslaßventils vorhandenen Kanal gebildet. Der Kanal ist klein genug, so daß er während des Pumphube des Plungerkolbens 34weder/aen xichtlgen Pumpauf bau in der Pumpkammer 46 behindert, nochdie Art und Weise stört, in der sich das Auslaßventil öffnet, um den Kraftstoff unter Druck aus der Pumpkammer 46 über die Leitung 13 ; zn der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu fördern. Wenn sich jedoch eine Situation der oben beschriebenen Art entwickelt, in der der Restdruck im Einspritzventil eine geeignete Höhe Übersteigt, dann bietet der Kanal 52 in dem geschlossenen Auslaßventil eine ausreichende Entepannungsmbglichkeit für den in dem Einepritzventil herrschenden Druck,Indem er ermöglicht, daß sioh dieser Druok zurUok, d.h. in die Pumpkammer 46 der Kraftstoffpumpe 11 hinein audreitet. Damit liefert die hier beschriebene Vorrichtung ein sehr einfaches Mittel zur Entspannung von RestdrUoken in der Kraftstoffeinspritzvorri.ohtung, ohne daß dabei die normale Zusammenarbeit zwischen Kraftstoffpumpe und'Einspritzvorrichtung beeinträchtigt oder behindert wird. Order runs a limited passage that relaxes the residual pressures prevailing in the piston injection device as soon as the outlet valve is closed. The restricted passage is preferably located, as shown at 52, between the end face 5i of the exhaust valve and the seat face kh when these two faces meet. In the present embodiment, the restricted passage 52 is formed by a channel present in the end face 51 of the outlet valve. The channel is small enough that it neither interferes with the pumping stroke of the plunger piston 34 nor the way in which the outlet valve opens to dispense the fuel under pressure from the pumping chamber 46 via the Line 13 ; zn to promote the fuel injector. If, however, a situation of the kind described above develops in which the residual pressure in the injection valve exceeds a suitable level, then the channel 52 in the closed outlet valve offers sufficient depressurization possibility for the pressure prevailing in the injection valve, by allowing this pressure to occur zurUok, ie, into the pumping chamber 46 of the fuel pump 11. The device described here thus provides a very simple means of relieving residual pressure in the fuel injection device without impairing or hindering the normal cooperation between the fuel pump and the injection device.
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