DE3341300A1

DE3341300A1 - Drucksteuerventil fuer kraftstoffeinspritzpumpen

Info

Publication number: DE3341300A1
Application number: DE19833341300
Authority: DE
Inventors: Helmut 7000 Stuttgart Laufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-05-23
Also published as: JPS6090564U; DE3341300C2; US4557287A; JPH0355805Y2

Description

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31 .10.1983 Bö/Jä

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Drucksteuerventil für Kraftstoffeinspritzpumpen Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Druckventil nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einem solchen Drucksteuerventil ist der Ringspalt am gesamten Umfang des Korbens und auf der gesamten Länge des Korbens vorgesehen. Der Kolben des Drucksteuerventils wird also mit einem relativ großen Spiel innerhalb eines Zylinders geführt, was jedoch den Nachteil hat, daß die Lage des Kolbens radial nicht fixiert ist, so daß der Kolben" beliebige Stellungen in bezug auf seine radialen Zuordnung zur Zylinderwand einnehmen kann. Dies bedeutet aber, daß es nicht gewährleistet ist, daß ein Ringspalt konstanter Spaltbreite beibehalten wird. Bei einseitiger Anlage des Kolbens an der Zylinderwand ergibt sich partiell eine wesentlich größere Spaltbreite, so daß bei dieser Lage des Kolbens bezogen auf die Verhältnisse einer konzentrischen Lage des Kolbens die durchströmende Kraftstoffmenge sich zum Beispiel um den Faktor von 2,5 ändern kann.

Bei der bekannten Einrichtung dient die Ausgestaltung des Ringspaltes in der Verbindung zwischen Steuerdruckraum und Federraum zusammen mit einer blendenartigen Drossel dazu, den Einfluß der sich mit der Temperatur ändernden Viskosität der Druckflüssigkeit auf den einzu-

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steuernden Steuerdruck zu kompensieren. Die Menge des durch den Ringspalt fließenden Kraftstoffes hängt direkt von der Viskosität des durchfließenden Mediums ab, wohingegen die Durchflußmenge durch die Drossel unabhängig von der Viskosität ist. Aus der Differenz der beiden Durchflußmengen ergibt sich im Federraum ein Druck, der abhängig ist von der Viskosität und der kompensierend eine Zusatzkraft auf den Kolben ausübt. Wenn sich nun jedoch die am Ringspalt durchfließende Menge abhängig von der Stellung des Kolbens verändert, so ist der Pehlereinfluß auf den einzusteuernden Druck nicht unerheblich.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Drucksteuerventil mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine koaxiale Lage des Kolbens zur Achse des ihn führenden Zylinders durch den Führungsbereich am Kolbenumfang gewährleistet ist und sich demzufolge auch die Geometrie des Ringspaltbereiches nicht ändert. Man erhält somit die Möglichkeit, den kompensierenden Druck im Federraum sehr genau durch die Geometrie des Ringspaltes und der Drossel abzustimmen. Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird gewährleistet, daß bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gemäß dem Hauptanspruch der Ringspalt gleichmäßig mit Kraftstoff beaufschlagt wird. In vorteilhafter Weise weist der Kolben gemäß Unteranspruch 3 zwei Führungsbereiche auf, was eine sehr genaue Führung des Kolbens ermöglicht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

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Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei Kraft stoffeinspritzpumpen wird zum Beispiel zur drehzahlabhängigen Verstellung des Spritzbeginns ein Spritzversteller 1 benötigt, mit Hilfe dessen z. B. ein Nockenring verdreht wird. Die Spritzbeginnverstellung soll dabei unter anderem in Abhängigkeit von der Drehzahl vorgenommen werden. Dazu wird bei bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen ein hydraulischer Steuerdruck erzeugt, dessen Druckhöhe mit Hilfe eines Drucksteuerventils 2 in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert wird. In der Zeichnung ist die Kraftstoffeinspritzpumpe, bei der der Spritzversteller 1 und das Drucksteuerventil 2 Verwendung finden, nicht weiter dargestellt. Der Spritzversteller 1 besteht aus einem Kolben 3» der in einem Zylinder k verschiebbar ist und auf der einen Seite von einer sich am Zylinder abstützenden Rückstellfeder 5 belastet wird und auf der anderen Seite vom einzustellenden Steuerdruck belastet wird, der in einem Arbeitsraum 6 herrscht, den der Kolben 3 mit seiner Stirnseite begrenzt. Über ein Gestänge 7 ist der Kolben 3 mit der Eingriffsstelle an der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden. In den Arbeitsraum 6 mündet eine Druckleitung 8, die auf der Druckseite einer Kraftstofförderpumpe angeschlossen ist. Diese saugt Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 10 an und fördert diesen in einen nicht weiter dargestellten Saugraum 11 der Kraftstoffeinspritzpumpe, aus dem der Kraftstoff für die Hochdruckeinspritzung entnommen wird. Von der Druckseite der Kraftstofförderpumpe zweigt ferner ein Druckkanal lh ab, der in einen Druckraum 15 in einem Zylinder 16 mündet. In dem Zylinder ist ein Kolben J8 verschiebbar angeordnet, der mit seiner ersten Stirnseite 19 den Druckraum 15 begrenzt und zudem einen Abströmquerschnitt 20 an der radialen

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Wand des Zylinders steuert. Die zweite Stirnseite 22 begrenzt in dem Zylinder einen Federraum 23, in dem eine Rückstellfeder 2h angeordnet ist, die sich einerseits an der zweiten Stirnseite 22 abstützt und andererseits an der geschlossenen Stirnfläche 25 des Zylinders 16. Vom Federraum führt eine Entlastungsleitung 26 ab zum Kraftstoffvorratsbehälter 10 bzw. zur Saugseite der Kraftstofförderpumpe 9, wobei zwischen kolbenseitigem Federraum und Entlastungsleitung 26 eine Drossel 28 bzw. eine Blende angeordnet ist.

Der Kolben 18 des Drucksteuerventils 20 ist aufgeteilt in drei Bereiche, einen ersten Führungsbereich 29 in Form eines Teilkolbens, der sich an die erste Stirnseite 19 anschließt, einen zweiten Führungsbereich 30 in Form eines zweiten Teilkolbens, der sich an die zweite Stirnseite 22 anschließt und einem Ringspaltbereich 32 zwischen den beiden erstgenannten Führungsbereichen in Form eines dritten Teilkolbens. Der erste Führungsbereich 29 und der zweite Führungsbereich 30 weisen ein enges Spiel zur benachbarten Zylinderwand auf und gewährleisten, daß der Kolben 18 dicht, koaxial zur Zylinderachse und verschiebbar geführt ist. Der Ringspalt 33 hingegen weist einen konstanten Abstand zur zylindrischen Wand des Zylinders 16 auf, was durch die exakte Führung der Führungsbereiche 29 und 30 gewährleistet wird.

Zwischen dem ersten Führungsbereich 29 und dem Ringspaltbereich 32 ist eine erste Ringnut 3^ vorgesehen, in die ein von der ersten Stirnseite 19 ausgehender Kanal 35 mündet. Zwischen dem Ringspaltbereich 32 und dem zweiten Führungsbereich 30 ist entsprechend eine zweite Ringnut 36 vorgesehen, in die ein von der zweiten Stirnseite 22 ausgehender Kanal 37 mündet. Die Ausgestaltung der Kanäle

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35 und 37 ist dabei beliebig und kann z. B. auch in Form einer Außenlängsnut in den Führungsbereichen 29 und 30 verwirklicht werden. Ist statt zwei Führungsbereichen nur ein einziger Führungsbereich vorgesehen, so entfällt einer der Ringnuten und einer der Kanäle 35 oder 37.

Die Kraftstofförderpumpe 9 wird regelmäßig synchron zur Kraft stoffeinspritzpumpe angetrieben und ändert ihre Fördermenge mit der Drehzahl. Der hierbei ansteigende Druck bewirkt ein Verschieben des Kolbens 18j der mit zunehmender Drehzahl einen größeren Abschnitt des Öffnungsquerschnitts 20 öffnet. Aufgrund der Rückwirkung der Feder 2h nimmt auf diese Weise der Förderdruck der Kraftstofförderpumpe drehzahlabhängig zu und kann in gewünschten Bereichen linear gehalten werden. Außer über den Abströmquerschnitt 20 strömt jedoch auch noch Kraftstoff über den Kanal 35» den Ringspalt 33, den Kanal 37 und die Blende 28 zum Kraftstoffvorratsbehälter ab. Dabei hängt die über den Ringspalt 33 fließende Kraftstoffmenge von der Viskosität ab, die wiederum temperaturabhängig ist. Dagegen ändert sich über die Blende 28 fließende Kraftstoffmenge nicht wesentlich bei verschiedenen Viskositäten. Die erfindungsgemäße Einrichtung hat dabei die Wirkung, daß dann wenn bei wachsender Temperatur des Kraftstoffs mehr Kraftstoff über den Ringspalt 33 abströmt, sich in dem Federraum vor der Blende 28 ein wachsender Druck aufbaut, der den Kolben 18 in Unterstützung der Rückstellfeder 2k beaufschlagt und bestrebt ist, den offenen Teil des Abströmquerschnitts 20 zu verringern. Auf diese Weise wird die mit zunehmender Temperatur auftretende Kraftstoffleckmenge kompensiert, so daß der sich einstellende Steuerdruck keine Temperaturabhängigkeitskomponente aufweist.

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Durch,die erfindungsgemäße Lösung wird ein definierter Leckquerschnitt, eben jener Ringspalt 33 sicher eingehalten, mit dessen Hilfe berechenbar eine Kompensationskraft auf den Kolben ausgeübt werden kann. Der in den Führungsbereichen ebenfalls überströmende Leckkraftstoff ist dabei anteilmäßig so gering, daß sich eine variable Lage des Kolbens 18, die eingangs bereits diskutiert, anteilmäßig nicht wesentlich auf die Gesamtleckmenge auswirkt, so daß eine äußerst genaue Kompensationskraft auf den Kolben gebildet werden kann und sich der Temperaturfehler nicht mehr wesentlich in der Einstellung des Steuerdrucks bemerkbar macht.

Claims

R.

31.10.1983 Βδ/Jä

Π Α 7

V α /

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

( 1.)Drucksteuerventil für Kraftstoffeinspritzpumpen.mit einem in einem Zylinder (16) verschiebbaren Kolben (18), der mit seiner einen Stirnseite (22) im Zylinder einen über eine Drossel (28) entlasteten Federraum (23) einschließt, in dem eine den Kolben (18) beaufschlagende Rückstellfeder (2k) angeordnet ist und mit seiner anderen Stirnseite (19) einen Steuerdruckraum (15) im Zylinder (16) einschließt, der dem zu steuernden Steuerdruck eines Raumes (6, 11) ausgesetzt ist, der von einer Flüssigkeitsvers.orgungsq.uelle (9) mit Druckflüssigkeit versorgt wird, wobei der Kolben vom Flüssigkeitsdruck gegen die Kraft der Rückstellfeder verstellbar ist und zugleich einen Abströmq.uerschnitt (20) von der Steuerdruckseite zu einem Ent- ^ lastungsraum (10) steuert und mit dem Zylinder einen Ringspalt (33) an seinem Umfang bildet als Verbindung zwischen Steuerdruckraum (15) und Federraum (23), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seinem Umfang einen Führungsbereich (29s 30) aufweist, innerhalb dem er in enger Passung zur umgebenden Zylinderwand geführt ist und einen Ringspaltbereich (32) aufweist, der über wenigstens einen Kanal (35_S 37), der zwischen Ringspaltbereich (32) und Führungsbereich (29, 30) am Kolbenumfang mündet mit der Stirnseite des Kolbens verbindbar ist, die an dem Ringspaltbereich (32) benachbarten Führungsbereich (29) angrenzt.

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2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (38, 3T) in einer Ringnut (3h, 36) mündet, die den Ringspaltbereich (32) vom Führungsbereich (29) 30) trennt.
3· Drucksteuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) an seinen beiden Stirnseiten (199 22) angrenzend zwei Führungsbereiche (29, 30) hat, die den Ringspaltbereich (32) einschließen, der jeweils an seinem Ende über einen Kanal (35» 37) mit der von den Stirnseiten des Kolbens begrenzten Räumen dem Steuerdruckraum (15) und dem Federraum (23) verbunden sind.
k. Druckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspaltbereich (32) auf der einen Seite von einer ersten Ringnut (3U) und auf der anderen Seite von einer zweiten Ringnut (36) begrenzt wird und in die erste Ringnut der erste Kanal (35) mündet und in die zweite Ringnut der zweite Kanal (37) mündet.
5. Druckventil nach einem der vorstehenden Ansprüche bis h, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (35» 37) als Längsnut im Führungsbereich (29, 30) ausgebildet ist.