WO2012038196A1 - Gesteuertes saugventil - Google Patents

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WO2012038196A1 PCT/EP2011/064784 EP2011064784W WO2012038196A1 WO 2012038196 A1 WO2012038196 A1 WO 2012038196A1 EP 2011064784 W EP2011064784 W EP 2011064784W WO 2012038196 A1 WO2012038196 A1 WO 2012038196A1
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Friedrich Boecking
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
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    • F02M59/367—Pump inlet valves of the check valve type being open when actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0036—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure pump, in particular for fuel injection of a self-igniting internal combustion engine, with a pump housing and a pump cylinder, which is covered by a pump cylinder head to form a working space, in the pump cylinder, a pump piston is moved up and down and the working space via an electromagnetically actuated suction valve and a low pressure pump is connected to a fuel tank and the working space is operatively connected via a check valve with a high-pressure accumulator.
  • Such a high-pressure pump is known from EP 0 840 009 B1.
  • the Saugdrosselregelung in which the high-pressure pump is operated with variable partial filling, replaced by an additional solenoid-operated suction valve.
  • This solenoid-operated suction valve is at any point in a low-pressure line that connects the low-pressure pump to the working space of the high pressure pump turned on.
  • the invention is based on the object to improve a controlled suction valve for a high pressure pump in terms of function and cost.
  • suction valve is arranged in the working space.
  • the construction cost is reduced because the solenoid-operated suction valve is not used as a separate component in the low pressure line, but is integrated directly into the pump cylinder head.
  • the suction valve is a ball seat valve.
  • a ball seat valve is inexpensive to manufacture and easily electromagnetically actuated by the ball is suitably obtained by the electromagnet in the open position of the suction valve.
  • the pump cylinder head is designed as a suction valve plate.
  • This suction valve plate forms the ball seat surrounding the supply hole for fuel in the suction valve plate.
  • the electromagnet is arranged and fastened on the pump cylinder head.
  • This embodiment also contributes to a further reduction of the construction effort, since the electromagnet, which is arranged in a magnet housing, is fastened directly on the pump cylinder head.
  • the electromagnet has a through the supply bore projecting actuating pin, which cooperates with the ball of the ball seat valve.
  • the actuating pin In the de-energized state of the solenoid, the actuating pin is positioned slightly spaced from the ball so that the ball can rest freely on the ball seat in the suction valve plate.
  • the actuating pin In the energized switching position of the electromagnet, the actuating pin holds the ball spaced from the ball seat in the Saugventilplatte.
  • the suction valve can not close in this switching position.
  • the magnetic function is separated from the valve function and thus cost feasible.
  • the suction valve can be used further and the additional mounting of the electromagnet can be saved.
  • an inlet to the suction valve is arranged above the suction valve plate.
  • the feed from the electric limited magnetic housing above the suction valve plate contributes to a further simplification of the structure of the entire device.
  • a Saugventilfeder is arranged in the working space.
  • This measure also contributes to a further simplification of the design of the controlled suction valve.
  • the Saugventilfeder pressed again in a further embodiment via a spring plate, the ball on the Saugventilplatte or the ball seat.
  • the spring plate is guided in the working space and has a recess in which engages the ball.
  • the indentation is aligned with the ball seat, that the ball is fed in a closing movement exactly on the ball seat and a swinging of the ball is avoided around the ball seat.
  • This configuration contributes to an improvement in the function of the suction valve.
  • the single FIGURE shows a partially schematized sectional view of the high pressure pump designed according to the invention.
  • a high pressure pump in particular for a common rail injection system of a self-igniting internal combustion engine, which is operated with diesel fuel, has a pump housing 1.
  • a pump camshaft 2 In the pump housing 1 is a pump camshaft 2, which has one or more cams 3, rotatably mounted.
  • a pump cylinder 4 is incorporated or used, wherein in the pump cylinder 4, a pump piston 5 is guided.
  • the pump piston cooperates with a plunger body 6, which is also guided in the pump housing 1.
  • the plunger body 6 has a pump camshaft 2 facing recess into which a roller shoe 7 is inserted.
  • the roller shoe 7 has a hollow-cylindrical recess into which a roller 8 is inserted.
  • the roller 8 is in contact with the cam track of the pump camshaft 2 and transmits during a rotational movement tion of the camshaft 2 caused by the cam track movement as up and down movement on the pump piston. 5
  • the suction valve 10 has a
  • Suction valve plate 1 which also forms the pump cylinder head of the high-pressure pump.
  • a ball seat 12 is incorporated, which surrounds an inlet bore 13 in the Saugventilplatte 1 1.
  • the inlet bore 13 communicates with an inlet 14 for fuel.
  • spring plate 16 is pressed against a ball 17 of the suction valve 10, and the ball 17 thus pressed onto the ball seat 12.
  • the spring plate 16 has a recess which precisely aligns the ball 17 with the ball seat 12.
  • the electromagnet 19 also has a magnet housing 21, which can be screwed directly to the pump housing 1. In the magnet housing 21, a coil 22 is inserted and pump housing side held by a magnetic core 23.
  • the armature 20 is displaceably mounted in a bearing 24 and the actuating bolt 18 connected to the armature 22 in a pin bearing 25.

Abstract

Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (1) und einem Pumpenzylinder (4), der von einem Pumpenzylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums (9) abgedeckt ist, wobei in dem Pumpenzylinder (4) ein Pumpenkolben (5) auf- und abbewegbar ist und der Arbeitsraum (9) über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (10) und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet ist und der Arbeitsraum (9) über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher wirkverbunden ist. Erfindungsgemäss wird ein gesteuertes Saugventil (10) für eine Hochdruckpumpe hinsichtlich Funktion und Kostenaufwand verbessert. Dies wird dadurch erreicht, dass das Saugventil (10) in dem Arbeitsraum (9) angeordnet ist.

Description

Beschreibung Titel:
Gesteuertes Säugventil
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und einem Pumpenzylinder, der von einem Pumpenzylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums abgedeckt ist, wobei in dem Pumpenzylinder ein Pumpenkolben auf- und abbewegbar ist und der Arbeitsraum über ein elektromagnetisch betätigtes Saugventil und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet ist und der Arbeitsraum über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher wirkverbunden ist.
Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der EP 0 840 009 B1 bekannt. Bei dieser Hochdruckpumpe ist die Saugdrosselregelung, bei welcher die Hochdruckpumpe mit variabler Teilfüllung betrieben wird, ersetzt durch ein zusätzlich elektromagnetisch betätigtes Saugventil. Dieses elektromagnetisch betätigte Saugventil ist an beliebiger Stelle in eine Niederdruckleitung, die die Niederdruckpumpe mit dem Arbeitsraum der Hochdruckpumpe verbindet, eingeschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gesteuertes Saugventil für eine Hochdruckpumpe hinsichtlich Funktion und Kostenaufwand zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Saugventil in dem Arbeitsraum angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird der Bauaufwand verringert, da das elektromagnetisch betätigte Saugventil nicht als separates Bauteil in die Niederdruckleitung eingesetzt wird, sondern direkt in den Pumpenzylinderkopf integriert ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Saugventil ein Kugelsitzventil. Ein derartiges Kugelsitzventil ist kostengünstig herstellbar und problemlos elektromagnetisch betätigbar, indem die Kugel in geeigneter Weise von den Elektromagneten in der offenen Stellung des Saugventils erhalten wird.
In weiterer Ausgestaltung ist der Pumpenzylinderkopf als Saugventilplatte ausgebildet. Diese Saugventilplatte bildet den Kugelsitz, der die Zuführbohrung für Kraftstoff in der Saugventilplatte umgibt. Dadurch, dass der Pumpenzylinderkopf als Saugventilplatte ausgebildet ist, wird der Teileaufwand weiter verringert.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Elektromagnet auf dem Pumpenzylinderkopf angeordnet und befestigt. Auch diese Ausgestaltung trägt zu einer weiteren Verringerung des Bauaufwands bei, da der Elektromagnet, der in einem Magnetgehäuse angeordnet ist, direkt auf dem Pumpenzylinderkopf befestigt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Elektromagnet einen durch die Zu- laufbohrung hindurchragenden Betätigungsbolzen auf, der mit der Kugel des Kugelsitzventils zusammenwirkt. In dem unbestromten Zustand des Elektromagneten ist der Betätigungsbolzen geringfügig beabstandet zu der Kugel positioniert, so dass die Kugel ungehindert auf dem Kugelsitz in der Saugventilplatte aufliegen kann. In der bestromten Schaltstellung des Elektromagneten hält der Betätigungsbolzen die Kugel beabstandet zu dem Kugelsitz in der Saugventilplatte. Das Saugventil kann in dieser Schaltposition nicht schließen. Durch die dargestellte Ausgestaltung ist die Magnetfunktion von der Ventilfunktion getrennt und somit kostengünstig umsetzbar. Zudem kann bei Anwendung, bei dem eine zusätzliche elektromagnetische Betätigung des Saugventils nicht gewünscht ist, das Saugventil weiter verwendet werden und der zusätzliche Anbau des Elektromagneten eingespart werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Zulauf zu dem Saugventil oberhalb der Saugventilplatte angeordnet. Dabei wird in weiterer Ausgestaltung der Zulauf von dem Elektro- magnetgehäuse oberhalb der Saugventilplatte begrenzt. Diese Ausgestaltung trägt zu einer weiteren Vereinfachung des Aufbaus der gesamten Einrichtung bei.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Saugventilfeder in dem Arbeitsraum angeordnet. Auch diese Maßnahme trägt zu einer weiteren Vereinfachung der Ausgestaltung des gesteuerten Saugventils bei. Die Saugventilfeder presst wiederum in weiterer Ausgestaltung über eine Federplatte die Kugel auf die Saugventilplatte bzw. den Kugelsitz. Dabei ist die Federplatte in den Arbeitsraum geführt und weist eine Einbuchtung auf, in der die Kugel eingreift. Dabei ist die Einbuchtung so zu dem Kugelsitz ausgerichtet, dass die Kugel bei einer Schließbewegung genau auf den Kugelsitz zugeführt ist und ein Schwingen der Kugel um den Kugelsitz vermieden ist. Diese Ausgestaltung trägt zu einer Verbesserung der Funktion des Saugventils bei.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur zeigt in einer teilweise schematisierten Schnittdarstellung die erfindungsgemäß ausgestaltete Hochdruckpumpe.
Ausführungsformen der Erfindung
Eine Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, die mit Dieselkraftstoff betrieben wird, weist ein Pumpengehäuse 1 auf. In dem Pumpengehäuse 1 ist eine Pumpennockenwelle 2, die einen oder mehrere Nocken 3 aufweist, drehbar gelagert.
In das Pumpengehäuse 1 ist ein Pumpenzylinder 4 eingearbeitet oder eingesetzt, wobei in dem Pumpenzylinder 4 ein Pumpenkolben 5 geführt ist. Der Pumpenkolben wirkt mit einem Stößelkörper 6 zusammen, der ebenfalls in dem Pumpengehäuse 1 geführt ist. Der Stößelkörper 6 weist eine der Pumpennockenwelle 2 zugewandte Ausnehmung auf, in die ein Rollenschuh 7 eingesetzt ist. Der Rollenschuh 7 weist eine hohlzylinder- förmige Ausnehmung auf, in die eine Rolle 8 eingesetzt ist. Die Rolle 8 steht in Kontakt mit der Nockenlaufbahn der Pumpennockenwelle 2 und überträgt bei einer Drehbewe- gung der Nockenwelle 2 die durch die Nockenbahn hervorgerufene Bewegung als Auf- und Abbewegung auf den Pumpenkolben 5.
In das Pumpengehäuse 1 bzw. den Pumpenzylinder 4 ist ein Arbeitsraum 9 eingelas- sen, dem über ein Saugventil 10 Kraftstoff zuführbar ist. Das Saugventil 10 weist eine
Saugventilplatte 1 1 auf, die gleichzeitig den Pumpenzylinderkopf der Hochdruckpumpe bildet. In die Saugventilplatte 1 1 ist ein Kugelsitz 12 eingearbeitet, der eine Zulaufbohrung 13 in der Saugventilplatte 1 1 umgibt. Die Zulaufbohrung 13 steht mit einem Zulauf 14 für Kraftstoff in Verbindung. Von einer Saugventilfeder 15 wird eine in dem Arbeits- räum 9 geführte Federplatte 16 gegen eine Kugel 17 des Saugventils 10 gedrückt, und die Kugel 17 somit auf den Kugelsitz 12 gepresst. Zur Ausrichtung der Kugel 17 auf den Kugelsitz 12 weist die Federplatte 16 eine Einbuchtung auf, die die Kugel 17 genau auf den Kugelsitz 12 ausgerichtet. Bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 wird über das Saugventil 10 Kraftstoff in den Arbeitsraum 9 eingeführt, während bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 normalerweise die Kugel 17 in den Kugelsitz 12 gedrückt wird und der Zulauf 14 von dem Arbeitsraum 9 getrennt ist. Der Kraftstoff wird dann über eine nicht dargestellte Hochdruckleitung mit einem eingeschalteten Rückschlagventil in einen Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems gefördert. Um die Menge des dem Arbeitsraum 9 zugeführten Kraftstoffs genau dosieren zu können, ist das Saugventil 10 bzw. die Kugel 17 über einen Betätigungsbolzen 18, der von einem Elektromagneten 19 betätigt wird, auch bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 5 in seiner geöffneten Stellung haltbar. In diesem Falle wird der in dem Arbeitsraum 9 be- findliche Kraftstoff nicht in den Hochdruckspeicher gefördert, sondern über den Zulauf
14 und ein Überdruckventil zur Umgehung der Niederdruckpumpe in den Kraftstofftank. Für diese Funktion ist der Elektromagnet 19 - wie dargestellt - bestromt und ein Anker 20 drückt über den Betätigungsbolzen 18 zur Öffnung des Saugventils 10 gegen die Kugel 17. Ist der Elektromagnet 19 unbestromt, fährt der Anker 20 in eine obere Stel- lung und der Betätigungsbolzen 18 befindet sich beanstandet zu der Kugel 17, so dass diese mit dem Kugelsitz 12 bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolben 5 zusammenwirkt. Dadurch, dass der entsprechende Schaltvorgang zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden kann, ist die Menge des dem Arbeitsraum 9 zuzuführenden bzw. wieder abzuführenden Kraftstoffs und somit die Fördermenge in den Hochdruck- Speicher genau einstellbar. Der Elektromagnet 19 weist weiterhin ein Magnetgehäuse 21 auf, das direkt mit dem Pumpengehäuse 1 verschraubbar ist. In dem Magnetgehäuse 21 ist eine Spule 22 eingesetzt und pumpengehäuseseitig von einen Magnetkern 23 gehalten. Der Anker 20 ist in einem Lager 24 und der mit dem Anker 22 verbundene Betätigungsbolzen 18 in ei- nem Bolzenlager 25 verschiebbar gelagert.

Claims

Patentansprüche
1 . Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (1 ) und einem Pumpenzylinder 4, der von einem Pumpenzylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraums (9) abgedeckt ist, wobei in dem Pumpenzylinder (4) ein Pumpenkolben (5) auf- und abbewegbar ist und der Arbeitsraum (9) über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (10) und eine Niederdruckpumpe mit einem Kraftstofftank verschaltet ist und der Arbeitsraum (9) über ein Rückschlagventil mit einem Hochdruckspeicher wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (10) in dem Arbeitsraum (9) angeordnet ist.
2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (10) ein Kugelsitzventil ist.
3. Horchdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzylinderkopf als Saugventilplatte (1 1 ) ausgebildet ist.
4. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromagnet (19) auf dem Pumpenzylinderkopf angeordnet und befestigt ist.
5. Hochdruckpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (19) einen Betätigungsbolzen (18) aufweist, der mit einer Kugel (17) des Kugelsitzventils zusammenwirkt.
6. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Zulauf (14) zu dem Saugventil (10) oberhalb der Saugventilplatte (1 1 ) angeordnet ist.
7. Hochdruckpumpe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (14) von einem Elektromagnetgehäuse (21 ) begrenzt ist.
8. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugventilfeder (15) in dem Arbeitsra geordnet ist.
9. Hochdruckpumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventilfeder (15) über eine Federplatte (16) die Kugel (17) auf einen Ventilsitz (12) der Saugventilplatte (1 1 ) presst.
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