DE4001741A1

DE4001741A1 - Dichtvorrichtung eines druckventils fuer eine kraftstoffeinspritzeinheit

Info

Publication number: DE4001741A1
Application number: DE4001741A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Nakamura
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1990-08-09
Also published as: US4953589A; JPH02105571U; JPH0729253Y2

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtvorrichtung einer Kraft stoffeinspritzeinheit, mit der eine verbesserte Dichtung zwischen Einzelteilen der Einheit erreichbar ist.

Eine konventionelle Einspritzeinheit für Brennkraftmaschi nen weist ein Druckventil gemäß Fig. 1 auf, das aus einem Ventilkörper A, einem Druckventilhalter B, in dem das Druckventil A aufgenommen ist, und einem Ventilsitz C, der hermetisch in ein offenes Ende des Ventilhalters B einge setzt ist, besteht (z. B. die vorläufige JP-Patentveröf fentlichung (Kokai) Nr. 57-1 83 561). In einer im Ventilhal ter B gebildeten Ventilaufnahmebohrung D ist eine Schrau benfeder E vorgesehen, die den Ventilkörper A so beauf schlagt, daß dieser durch Druckkraftstoff von einem Pumpen abschnitt (nicht gezeigt) gegen die Kraft der Schrauben feder E in Axialrichtung verschoben wird.

Bei der bekannten Einspritzeinheit entsprechend Fig. 2 hat eine offene Endfläche eines Endabschnitts Ba des Ventil halters B, der einem Flanschabschnitt Ca des Ventilsitzes C gegenübersteht, eine radial äußere Schrägfläche Ba 1, die unter einem Winkel von ca. 15° in bezug auf eine Ebene F maßig geneigt ist, die durch die offene Endfläche des Ven tilhalters B definiert ist, um dadurch die Dichtwirkung zwischen dem Ventilhalter 8 und dem Ventilsitz C zu ver bessern.

Wenn sich jedoch im Betrieb der Einspritzeinheit aufgrund eines bestimmten Faktors im Kraftstoff in einer Kraftstoff kammer (nicht gezeigt) des Pumpenabschnitts Luftblasen ent wickeln und vom Kraftstoff in das Innere des Ventilhalters B mitgerissen werden, gelangen sie zum Endabschnitt Ba des Ventilhalters B, der in Kontakt mit dem Ventilsitz C liegt.

An der offenen Endfläche des Endabschnitts Ba des Ventil halters B ist jedoch eine radial innere Schrägfläche Ba 2 ausgebildet und verläuft mäßig geneigt nach innen unter einem Winkel von ca. 15° in bezug auf die Ebene F des offe nen Endes des Ventilhalters B. Da der Winkel der radial inneren Schrägfläche Ba 2 relativ zu Ebene F des offenen Endes klein ist, besteht die Gefahr, daß die zum offenen Endabschnitt Ba mitgerissenen Luftblasen in einem Zwischen raum zwischen der radial inneren Schrägfläche Ba 2 und der gegenüberstehenden Fläche des Flanschabschnitts Ca des Ventilsitzes C festgehalten werden und sich dort sammeln. Wenn die angesammelten Luftblasen platzen, tritt dadurch eine sogenannte Kavitationserosion in der radial inneren Schrägfläche Ba 2 und der gegenüberstehenden Fläche des Flanschabschnitts Ca des Ventilsitzes C auf, was zu einer verschlechterten Dichtung zwischen dem Ventilhalter B und dem Ventilsitz C führt.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Dicht vorrichtung einer Kraftstoffeinspritzeinheit, die eine ver schlechterte Dichtung zwischen einem Druckventilhalter und einem Ventilsitz infolge von Kavitationserosion, die durch Platzen von in den Druckventilhalter mitgerissenen Luft blasen bewirkt wird, vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Dicht vorrichtung für ein Druckventil einer Kraftstoffeinspritz einheit einer Brennkraftmaschine vor, wobei das Druckventil aufweist: einen Ventilkörper, einen Ventilhalter mit einer den Ventilkörper aufnehmenden Ventilbohrung sowie mit einem Endabschnitt, der eine Öffnung der Ventilbohrung begrenzt, einen in die Öffnung des Endabschnitts des Ventilhalters hermetisch eingefügten Ventilsitz, der von einer axialen Durchgangsbohrung durchsetzt ist und den Ventilkörper ver schiebbar aufnimmt, und eine in der Ventilbohrung des Ven tilhalters angeordnete Schraubenfeder, die den Ventilkörper in Richtung zum Ventilsitz beaufschlagt, dadurch gekenn zeichnet, daß der Endabschnitt des Ventilhalters eine End fläche, die mit einer ringförmigen radial äußeren Schräg fläche ausgebildet ist, die in bezug auf eine zu einer Achse des Ventilhalters senkrecht verlaufende Ebene eines offenen Endes mäßig geneigt ist, und eine ringförmige, radial innere vertikale Fläche aufweist, die von der ring förmigen radial äußeren Schrägfläche entlang einer zu der Ebene des offenen Endes senkrechten Ebene kontinuierlich verläuft.

Bevorzugt hat der Ventilsitz einen an einem Ende gebildeten ringförmigen, radial geflanschten Abschnitt, wobei die End fläche des Endabschnitts des Ventilhalters an dem ge flanschten Abschnitt anliegt.

Insbesondere weist der Endabschnitt des Ventilhalters eine Ringfläche auf, die an der Endfläche des Endabschnitts des Ventilhalters gebildet ist und sich von der ringförmigen radial inneren vertikalen Fläche nach radial innen parallel zu der Ebene des offenen Endes erstreckt.

Die ringförmige, radial äußere Schrägfläche kann in bezug auf die Ebene des offenen Endes unter einem Winkel von ca. 15° geneigt verlaufen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Längsrichtung einen Querschnitt durch ein Druckventil einer konventionellen Kraftstoff einspritzeinheit;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines wesentlichen Teils des Druckventils von Fig. 1;

Fig. 3 in Längsrichtung einen Querschnitt durch einen Druckventilteil einer Einspritzeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines wesentlichen Teils des Druckventils von Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Druckventilkörpers des Druckventils von Fig. 3; und

Fig. 6 in Längsrichtung einen Querschnitt durch einen Ventilsitz des Druckventils von Fig. 3.

Fig. 3 zeigt ein Druckventil einer Kraftstoffeinspritzein heit mit einer Dichtvorrichtung. Das Druckventil umfaßt einen Ventilkörper 1, einen Ventilsitz 3 mit einem am einen Ende gebildeten ringförmigen, radial geflanschten Abschnitt 3 a und einer durchgehenden Axialbohrung, in der der Ventil körper 1 verschiebbar aufgenommen ist, und einen Druckven tilhalter 2 mit einer darin gebildeten Ventilaufnahmeboh rung 4, die ein offenes Ende hat, in das der Ventilsitz 3 starr hermetisch eingesetzt ist, wobei der geflanschte Ab schnitt 3 a an einem Unterende des Druckventilhalters 2 anliegt. In dem Ventilhalter 2 ist eine Axialbohrung 5 in Verbindung mit der Ventilaufnahmebohrung 4 ausgebildet und an eine Einspritzleitung (nicht gezeigt) anschließbar, die zu einer Einspritzdüse (nicht gezeigt) führt. In der Ven tilaufnahmebohrung 4 ist eine Schraubenfeder 6 angeordnet und beaufschlagt den Ventilkörper 1 in Richtung zum Ventil sitz 3.

Wie Fig. 5 zeigt, hat der Ventilkörper 1 einen Endabschnitt 1 a, auf den ein Ende der Schraubenfeder 6 aufgesetzt ist, einen Federanlageabschnitt 1 b, an dem das Ende der Schrau benfeder 6 anliegt, einen Konusabschnitt 1 c, an dem der Ventilkörper 1 auf einer Ventilsitzfläche 3 b (Fig. 6) des Ventilsitzes 3 sitzt, einen Kolben 1 d, der in der axialen Durchgangsbohrung 3 des Ventilsitzes 3 verschiebbar aufge nommen ist, und einen Ventilschaft 1 e, in dem in umfangs mäßig gleichen Abständen mehrere axiale Nuten 1 f zum Leiten von Kraftstoff ausgebildet sind.

Wie Fig. 4 zeigt, hat der Ventilhalter 2 einen Endabschnitt 2 a in Kontakt mit dem Ventilsitz 3 und mit einer ringför migen, radial äußeren Schrägfläche 2 a 1 an einer Endfläche des Endabschnitts 2 a, wobei diese Schrägfläche ähnlich wie die Schrägfläche Ba 1 in bezug auf eine Ebene 8, die durch die offene Endfläche des Ventilhalters 2 definiert ist und senkrecht zu der Achse des Druckventils verläuft, mäßig geneigt verläuft. Andererseits sind in der Endfläche des Endabschnitts 2 a eine ringförmige, radial innere vertikale Fläche 2 a 2, die von der radial äußeren Schrägfläche 2 a 1 in Axialrichtung ununterbrochen entlang einer zur Ebene 8 des offenen Endes senkrechten Ebene verläuft, und eine zu der Ebene 8 des offenen Endes parallele ringförmige Bodenfläche 2 a 3, die von der Fläche 2 a 2 nach radial innen verläuft, gebildet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel der ringförmigen, radial inneren Fläche 2 a 2 in bezug auf die Ebene 8 des offenen Endes 90°. Der Winkel ist jedoch nicht auf genau 90° begrenzt, er kann auch nur nahe zu 90° betragen.

Im Betrieb des so aufgebauten Druckventils wird von einer Kraftstoffkammer eines Pumpenabschnitts 11 durch die Nuten 1 f des Ventilkörpers 1 innerhalb der axialen Durchgangs bohrung 3 des Ventilsitzes 3 Druckkraftstoff zugeführt und beaufschlagt den Ventilkörper 1 mit Druck in Ventilöff nungsrichtung gegen die Kraft der Schraubenfeder 6. Wenn der Druck des Kraftstoffs die Kraft der Schraubenfeder 6 überwindet, wird der Ventilkörper 1 abgehoben, so daß der Konusabschnitt 1 c des Ventilkörpers 1 die Sitzfläche 3 b des Ventilsitzes 3 verläßt, und gleichzeitig gleitet der Kolben 1 d aus der axialen Durchgangsbohrung 7 heraus, so daß Kraftstoff durch einen Spalt zwischen dem Konusabschnitt 1 c und der Sitzfläche 3 b und dann durch die Ventilaufnahme bohrung 4 und den axialen Durchgang 5 des Ventilhalters 2 strömen kann und in die Einspritzleitung gefördert wird.

Nach Beendigung des Kraftstoffeinspritzhubs übersteigt die Summe des Restdrucks des Kraftstoffs im Inneren der Ven tilaufnahmebohrung 4 und der Kraft der Schraubenfeder 6 den auf den Ventilkörper 1 in Ventilöffnungsrichtung wirkenden Kraftstoffdruck. Infolgedessen wird der Ventilkörper 1 in Anlage am Ventilsitz 3 gebracht, wobei der Kolben 1 d in die Durchgangsbohrung 7 zurückkehrt und die Ventilaufnahmeboh rung 4 außer Verbindung mit der Durchgangsbohrung 7 und damit der Kraftstoffkammer bringt, und dann wird der Konus abschnitt 1 c in Druckkontakt mit der Sitzfläche 3 b des Ven tilsitzes 3 gebracht, wodurch das Druckventil geschlossen wird.

Wenn sich während des Betriebs des Druckventils Luftblasen aufgrund eines bestimmten Faktors im Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffkammer entwickeln und vom Kraftstoff in das Innere des Ventilhalters 2 mitgerissen werden, sammeln sie sich in einem Raum in der Ecke 9, die durch die radial in nere vertikale Fläche 2 a 2 und die horizontale Bodenfläche 2 a 3 des Endabschnitts 2 a des Ventilhalters 2 definiert ist. Die Ecke 9 liegt jedoch entfernt von einem Kontaktpunkt 10 zwischen dem Endabschnitt 2 a des Ventilhalters 2 und dem Flanschabschnitt 3 a des Ventilsitzes 3, so daß auch dann, wenn die in der Ecke 9 gesammelten Luftblasen platzen und in der Ecke 9 zu Kavitationserosion führen, keine Gefahr einer verschlechterten Dichtwirkung am Kontaktpunkt zwi schen dem Ventilhalter 2 und dem Ventilsitz 3 besteht.

Ferner hat der so ausgebildete Endabschnitt 2 a des Ventil halters 2 eine gewisse Elastizität, so daß bei Beaufschla gung des Druckventilhalters 2 mit dem Druck des Druckkraft stoffs in einer vom Ventilsitz 3 wegführenden Richtung der Endabschnitt 2 a elastisch verformt wird und verhindert, daß Kraftstoff durch den Zwischenraum zwischen dem Ventilhalter 2 und dem Ventilsitz 3 austritt.

Im übrigen hat die radial innere vertikale Fläche 2 a 2 be vorzugt eine axiale Länge im Bereich von 0,8-1,0 mm.

Claims

1. Dichtvorrichtung für ein Druckventil einer Kraftstoff einspritzeinheit einer Brennkraftmaschine, wobei das Druck ventil aufweist: einen Ventilkörper (1), einen Ventilhal ter (2) mit einer den Ventilkörper aufnehmenden Ventilboh rung (4) sowie mit einem Endabschnitt, der eine Öffnung der Ventilbohrung begrenzt, einen in die Öffnung des Endab schnitts des Ventilhalters hermetisch eingefügten Ventil sitz (3), der von einer axialen Durchgangsbohrung (7) durchsetzt ist und den Ventilkörper (1) verschiebbar auf nimmt, und eine in der Ventilbohrung (4) des Ventilhalters angeordnete Schraubenfeder (6), die den Ventilkörper (1) in Richtung zum Ventilsitz (3) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (2 a) des Ventilhalters (2) eine End fläche, die mit einer ringförmigen radial äußeren Schräg fläche (2 a 1) ausgebildet ist, die in bezug auf eine zu einer Achse des Ventilhalters (2) senkrecht verlaufende Ebene (8) eines offenen Endes mäßig geneigt ist, und eine ringförmi ge, radial innere vertikale Fläche (2 a 2) aufweist, die von der ringförmigen radial äußeren Schrägfläche (2 a 1) entlang einer zu der Ebene (8) des offenen Endes senkrechten Ebene kontinuierlich verläuft.

2. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Ventilsitzes (3) ein ringförmiger radial geflanschter Abschnitt (3 a) ausgebildet ist, wobei die Endfläche des Endabschnitts (2 a) des Ventilhalters (2) an diesem geflanschten Abschnitt anliegt.

3. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an der Endfläche des Endabschnitts (2 a) des Ventil halters (2) ausgebildete ringförmige Fläche (2 a 3), die von der ringförmigen radial inneren vertikalen Fläche (2 a 2) parallel zu der Ebene (8) des offenen Endes nach radial innen verläuft.

4. Dichtvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige radial äußere Schrägfläche (2 a 1) in bezug auf die Ebene (8) des offenen Endes unter einem Win kel von ca. 15° geneigt ist.

5. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige radial innere vertikale Fläche (2 a 2) eine axiale Länge im Bereich von 0,8-1,0 mm hat.