WO2015110242A1 - Elektromagnetisch ansteuerbares ventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe - Google Patents

Elektromagnetisch ansteuerbares ventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe Download PDF

Info

Publication number
WO2015110242A1
WO2015110242A1 PCT/EP2014/079127 EP2014079127W WO2015110242A1 WO 2015110242 A1 WO2015110242 A1 WO 2015110242A1 EP 2014079127 W EP2014079127 W EP 2014079127W WO 2015110242 A1 WO2015110242 A1 WO 2015110242A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
pressure pump
piston
valve piston
high pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/079127
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Francesco Lucarelli
Tobias Landenberger
Thomas Koenig
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
Publication of WO2015110242A1 publication Critical patent/WO2015110242A1/de

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
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0001Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • 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
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30Details
    • F16K3/36Features relating to lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0668Sliding valves
    • 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
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/02Fuel-injection apparatus having means for reducing wear
    • 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
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/06Fuel-injection apparatus having means for preventing coking, e.g. of fuel injector discharge orifices or valve needles

Definitions

  • Electromagentisch controllable valve for a high pressure pump as well
  • the invention relates to an electromagnetically controllable valve for controlling the flow rate of a high pressure pump in a fuel injection system having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with such a valve.
  • the electromagnetically controllable valve is, in particular, a metering unit (ZM E), which is arranged on the suction side in the low-pressure region of a high-pressure pump.
  • ZM E metering unit
  • FMU Full Metering Unit
  • a metering unit for a high-pressure pump which comprises a solenoid valve with a reciprocating valve piston.
  • the valve piston releases a flow cross-section depending on its respective position, which is the
  • High pressure pump can be adapted to the actual system requirements.
  • the valve piston at least partially with a
  • the coating can be arranged on the outside and / or inside circumference side on the preferably hollow cylindrical valve piston.
  • valve with the features of claim 1 is proposed.
  • Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims. Furthermore, a high-pressure pump is specified with such a valve.
  • the electromagnetically controllable valve proposed for regulating the flow rate of a high-pressure pump comprises a valve piston which is guided axially displaceably via a piston guide.
  • the valve piston has an at least partially structured outer peripheral surface for improving the lubrication and / or reducing the friction between the piston guide and the valve piston. Because by the structuring of the outer peripheral surface
  • the invention is particularly useful when using critical fuels. For example, when using biodiesel or generally
  • the structured outer peripheral surface has a microstructure comprising at least one recess and / or groove. That means the size of the
  • Such a microstructure can be introduced, for example, by a grinding process.
  • the microstructure comprises at least one groove, this can be designed to extend in the longitudinal direction, circumferentially or helically.
  • a plurality of longitudinal grooves are preferably distributed uniformly over the circumference of the valve piston.
  • a gap may be provided between the grooves or between two adjacent turns of a helical groove. However, this is not mandatory.
  • the valve piston is designed as a hollow body having at least one radially or obliquely extending through a wall lubrication hole. Since the valve piston designed as a hollow body is flowed through by fuel during the operation of the valve, it is capable of passing over at least one of them
  • Lubricating hole to get fuel into the guide gap between the valve piston and the piston guide. Accordingly, the supply of the guide gap with fresh (cool) lubricant is ensured via the at least one lubrication hole.
  • the lubrication hole preferably opens into a recess or groove of the
  • Lubricant for subsequent distribution over the circumference of the valve piston.
  • several lubrication holes are arranged evenly distributed over the circumference of the valve piston. This measure promotes a uniform
  • Lubrication of the friction partners Valve piston and piston guide As a general rule, the diameter and number of lubrication holes should be selected so as not to violate the leakage requirements placed on such a valve in a closed condition.
  • the piston guide is formed as a cylinder bore in a magnetic core.
  • the magnetic core is designed to form the piston guide accordingly at least partially hollow cylindrical.
  • a magnetic actuator for electromagnetic control is preferably provided, which cooperates with a liftable armature
  • the ring-shaped magnetic coil comprises.
  • the annular magnetic coil surrounds the armature, which thus moves within the magnetic coil.
  • the armature can be coupled to the valve piston via a pressure pin, which preferably passes through the armature.
  • the pressure pin is further preferably coupled to the armature, so that a lifting movement of the armature in the direction of the valve piston presses the pressure pin against the valve piston.
  • Valve piston relieved and the spring force of the valve piston acting spring provides the valve piston against the pressure pin. In this way, a continuous adjustment of the valve piston for controlling a flow cross section and thus for controlling the delivery of a high-pressure pump can be achieved.
  • a high-pressure pump for a fuel injection system in particular a common rail injection system, with a valve according to the invention for controlling the flow rate of the high pressure pump is also specified.
  • the valve is on the suction side in the low pressure range of
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a valve according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic side view of the valve piston of the valve of Fig. 1,
  • Fig. 3 is a schematic side view of a valve piston of a second
  • FIG. 4 is a schematic side view of a valve piston of a third preferred embodiment of a valve according to the invention.
  • FIG. 5 is a schematic longitudinal section through the valve piston of the valve of FIG .. 4
  • FIG. 1 The schematically illustrated in FIG. 1 in longitudinal section electromagnetically controllable valve, the left and right half of Fig. 1 show different switching positions, can be used to control the flow rate of a high-pressure pump in a fuel injection system. It has a valve piston 1 which is guided reciprocally in a piston guide 2.
  • the valve piston 1 is designed as a hollow body, which is traversed by fuel during operation. The hollow body is open at one end. At this end, a spring 12 is inserted into the cavity of the valve piston 1, the spring force acts on the valve piston 1 in the direction of a liftable armature 9, which is connected to a magnetic coil 10 of a
  • Magnet actuator 8 cooperates. Via a pressure pin 11, which passes through the armature 9, the armature 9 can be coupled to the valve piston 1.
  • the armature 9 With appropriate energization of the solenoid coil 10, the armature 9 is moved in the direction of the valve piston 1, wherein it carries the pressure pin 11. The armature movement thus presses the pressure pin 11 against the valve piston 1, so that it is adjusted against the spring force of the spring 12.
  • the adjustment causes a wedge-shaped tapered control cross section 13 is displaced at the periphery of the valve piston 1 with respect to an outlet 14, so that the flow cross section at the output 14 is reduced. This also reduces the amount of fuel supplied to the high pressure pump for delivery to high pressure.
  • the energization of the solenoid 10 In order to increase the amount of fuel when needed, the energization of the solenoid 10 must be changed so that the armature 9 moves in the opposite direction. In this way, the pressure pin 11 and the valve piston 1 are relieved.
  • the spring force of the spring 12 is then able to bring the valve piston 1 in a position in which the control port 13 has a larger coverage area with the outlet 14, so that the Flow cross-section is increased.
  • the outlet 14 is formed in a magnetic core 7, which also forms the piston guide 2.
  • the valve of FIG. 1 has a valve piston 1 with a structured outer circumferential surface 3.
  • helical grinding has produced a helical groove 4 in the outer circumferential surface 3, which forms a lubricant depot. Because in the groove 4 collects in the guide gap between the valve piston 1 and the piston guide 2 existing fuel, which also serves as a lubricant.
  • the helical shape of the groove 4 helps to distribute the lubricant uniformly over the circumference and over the length of the valve piston 1.
  • FIG. 4 Another preferred embodiment of the invention is shown in FIG. Instead of a helical groove 4 here has the valve piston 1 on the outer peripheral side a plurality of circumferential grooves 4, which are arranged at the same distance from each other. Alternatively, longitudinal grooves in the outer peripheral surface 3 of
  • Valve piston 1 are introduced (not shown).
  • FIG. 4 A further preferred embodiment is shown in FIG. 4. Here were several circumferential grooves 4 corresponding to FIG. 3 with lubrication holes 6 in the
  • grooves 4 of FIGS. 2 to 5 preferably form a microstructure, regardless of their arrangement and orientation, their dimensions are in the micrometer range. In FIGS. 2 to 5, for the sake of clarity, the grooves 4 are shown greatly enlarged.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Ventil zur Regelung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend einen Ventilkolben (1), der über eine Kolbenführung (2) axial verschiebbar geführt ist. Erfindungsgemäß besitzt der Ventilkolben (1) eine zumindest teilweise strukturierte Außenumfangsfläche (3) zur Verbesserung der Schmierung und/oder Reduzierung der Reibung zwischen der Kolbenführung (2) und dem Ventilkolben (1). Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Ventil.

Description

Beschreibung Titel
Elektromagentisch ansteuerbares Ventil für eine Hochdruckpumpe sowie
Hochdruckpumpe
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch ansteuerbares Ventil zur Regelung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail- Einspritzsystem, mit einem solchen Ventil.
Bei dem elektromagnetisch ansteuerbaren Ventil handelt es sich insbesondere um eine Zumesseinheit (ZM E), die saugseitig im Niederdruckbereich einer Hochdruckpumpe angeordnet ist. Bei Nutzkraftfahrzeugen werden derartige Ventile auch„Fuel Metering Unit (FMU)" genannt.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 062 169 AI ist beispielsweise eine
Zumesseinheit für eine Hochdruckpumpe bekannt, die ein Magnetventil mit einem hin und her bewegbaren Ventilkolben umfasst. Der Ventilkolben gibt in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung einen Durchflussquerschnitt frei, der die der
Hochdruckpumpe zugeführte Kraftstoffmenge zur Förderung auf Hochdruck definiert. Über das Magnetventil der Zumesseinheit kann somit die Fördermenge der
Hochdruckpumpe an den tatsächlichen Systembedarf angepasst werden. Um den Verschleiß am Ventilkolben, beispielsweise durch Korrosion oder aufgrund schlechter Schmierung bei Verwendung kritischer Kraftstoffe, zu minimieren, wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, den Ventilkolben zumindest teilweise mit einer
verschleißreduzierenden, harten und/oder eine korrosionsbeständigen Beschichtung zu versehen. Die Beschichtung kann außen- und/oder innenumfangseitig am vorzugsweise hohlzylindrischen Ventilkolben angeordnet sein.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch ansteuerbares Ventil zur
Fördermengenregelung einer Hochdruckpumpe anzugeben, das noch weniger verschleißanfällig ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird das Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Ventil angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Das zur Regelung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe vorgeschlagene elektromagnetisch ansteuerbare Ventil umfasst einen Ventilkolben, der über eine Kolbenführung axial verschiebbar geführt ist. Erfindungsgemäß besitzt der Ventilkolben eine zumindest teilweise strukturierte Außenumfangsfläche zur Verbesserung der Schmierung und/oder Reduzierung der Reibung zwischen der Kolbenführung und dem Ventilkolben. Denn durch die Strukturierung der Außenumfangsfläche werden
Schmiertaschen ausgebildet, in denen sich der Schmierstoff, vorzugsweise Kraftstoff, sammeln kann. Dadurch werden die hydrodynamischen Eigenschaften verbessert und die Reibung zwischen dem Ventilkolben und der Kolbenführung reduziert. In der Folge verringert sich auch der Verschleiß im Bereich der auf Reibung beanspruchten Komponenten.
Die Erfindung kommt insbesondere bei Verwendung von kritischen Kraftstoffen zum Tragen. Beispielsweise kann es bei Verwendung von Biodiesel oder allgemein
Kraftstoffen mit Additiven in Verbindung mit höheren Temperaturen zu Ablagerungen am Ventilkolben kommen, die eine Fehlfunktion des Ventils zur Folge haben können (der so genannte„sticky effect"). Durch die verbesserte Schmierung wird zugleich eine stärkere Kühlung bewirkt, so dass die Temperaturen sinken. Ablagerungen, die den „sticky effect" herbeiführen, treten demnach deutlich seltener auf. Ferner vermag die verbesserte Hydrodynamik eine schlechte Schmierfähigkeit eines Kraftstoffs zu kompensieren.
Bevorzugt besitzt die strukturierte Außenumfangsfläche eine Mikrostruktur, die wenigstens eine Vertiefung und/oder Nut umfasst. Das heißt, dass die Größe der
Vertiefung und/oder Nut im Mikrometerbereich liegt. Eine solche Mikrostruktur kann beispielsweise durch einen Schleifprozess eingebracht werden.
Sofern die Mikrostruktur wenigstens eine Nut umfasst, kann diese in Längsrichtung verlaufend, umlaufend oder helixförmig ausgebildet sein. Mehrere Längsnuten sind vorzugsweise über den Umfang des Ventilkolbens gleichmäßig verteilt angeordnet. Zwischen den Nuten bzw. zwischen zwei benachbarten Windungen einer helixförmigen Nut kann ein Abstand vorgesehen sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkolben als Hohlkörper ausgeführt, der wenigstens eine radial oder schräg durch eine Wandung verlaufende Schmierbohrung besitzt. Da der als Hohlkörper ausgeführte Ventilkolben im Betrieb des Ventils von Kraftstoff durchströmt wird, vermag über die wenigstens eine
Schmierbohrung Kraftstoff in den Führungsspalt zwischen dem Ventilkolben und der Kolbenführung zu gelangen. Über die wenigstens eine Schmierbohrung ist demnach die Versorgung des Führungsspalts mit frischem (kühlem) Schmierstoff sichergestellt. Die Schmierbohrung mündet vorzugsweise in eine Vertiefung oder Nut der
Mikrostruktur. Dort sammelt sich der über die Schmierbohrung austretende
Schmierstoff zur anschließenden Verteilung über den Umfang des Ventilkolbens. Vorzugsweise sind mehrere Schmierbohrungen über den Umfang des Ventilkolbens gleichmäßig verteilt angeordnet. Diese Maßnahme fördert eine gleichmäßige
Schmierung der Reibpartner Ventilkolben und Kolbenführung. Generell gilt, dass die Durchmesser und die Anzahl der Schmierbohrungen so zu wählen sind, dass die Leckageanforderungen, die an ein solches Ventil in geschlossenem Zustand gestellt werden, nicht verletzt werden.
Weiterhin bevorzugt ist die Kolbenführung als Zylinderbohrung in einem Magnetkern ausgebildet. Der Magnetkern ist zur Ausbildung der Kolbenführung demnach zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgestaltet. Des Weiteren bevorzugt ist ein Magnetaktor zur elektromagnetischen Ansteuerung vorgesehen, der eine mit einem hubbeweglichen Anker zusammenwirkende
ringförmige Magnetspule umfasst. Vorzugsweise umgibt die ringförmige Magnetspule den Anker, der sich somit innerhalb der Magnetspule bewegt. Dadurch kann eine kompakte Anordnung erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Anker über einen Druckstift, der vorzugsweise den Anker durchsetzt, mit dem Ventilkolben koppelbar ist. Der Druckstift ist weiterhin vorzugsweise mit dem Anker koppelbar, so dass eine Hubbewegung des Ankers in Richtung des Ventilkolbens den Druckstift gegen den Ventilkolben drückt. Der
Druckstift verschiebt dann den Ventilkolben entgegen der Federkraft einer den
Ventilkolben beaufschlagenden Feder. Bewegt sich der Anker zurück, wird der
Ventilkolben entlastet und die Federkraft der den Ventilkolben beaufschlagenden Feder stellt den Ventilkolben gegen den Druckstift. Auf diese Weise kann eine stufenlose Verstellung des Ventilkolbens zur Steuerung eines Durchflussquerschnitts und damit zur Regelung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe erreicht werden.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common- Rail- Einspritzsystem, mit einem erfindungsgemäßen Ventil zur Regelung der Fördermenge der Hochdruckpumpe angegeben. Das Ventil ist dabei saugseitig im Niederdruckbereich der
Hochdruckpumpe angeordnet. Da das Ventil - und zwar weitgehend unabhängig von der jeweils verwendeten Kraftstoffqualität - weniger verschleißanfällig ist, kann durch Einsatz eines solchen Ventils in einer Hochdruckpumpe deren Robustheit gesteigert werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Ventilkolbens des Ventils der Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines Ventilkolbens einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils, Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Ventilkolbens einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils und
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch den Ventilkolben des Ventils der Fig. 4.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in der Fig. 1 schematisch im Längsschnitt dargestellte elektromagnetisch ansteuerbare Ventil, wobei die linke und die rechte Hälfte der Fig. 1 unterschiedliche Schaltstellungen zeigen, ist zur Regelung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem einsetzbar. Es weist einen Ventilkolben 1 auf, der in einer Kolbenführung 2 hin und her beweglich geführt ist. Der Ventilkolben 1 ist als Hohlkörper ausgeführt, der im Betrieb von Kraftstoff durchströmt wird. Der Hohlkörper ist an einem Ende offen. An diesem Ende ist eine Feder 12 in den Hohlraum des Ventilkolbens 1 eingesetzt, deren Federkraft den Ventilkolben 1 in Richtung eines hubbeweglichen Ankers 9 beaufschlagt, der mit einer Magnetspule 10 eines
Magnetaktors 8 zusammenwirkt. Über einen Druckstift 11, der den Anker 9 durchsetzt, ist der Anker 9 mit dem Ventilkolben 1 koppelbar.
Bei entsprechender Bestromung der Magnetspule 10 wird der Anker 9 in Richtung des Ventilkolbens 1 bewegt, wobei er den Druckstift 11 mitführt. Die Ankerbewegung drückt somit den Druckstift 11 gegen den Ventilkolben 1, so dass dieser entgegen der Federkraft der Feder 12 verstellt wird. Die Verstellung bewirkt, dass ein keilförmig zulaufender Steuerquerschnitt 13 am Umfang des Ventilkolbens 1 gegenüber einem Auslass 14 verschoben wird, so dass der Durchflussquerschnitt am Ausgang 14 verkleinert wird. Damit verringert sich auch die der Hochdruckpumpe zugeführte Kraftstoffmenge zur Förderung auf Hochdruck. Um die Kraftstoffmenge bei Bedarf zu erhöhen, muss die Bestromung der Magnetspule 10 derart geändert werden, dass der Anker 9 sich in entgegengesetzter Richtung bewegt. Auf diese Weise werden der Druckstift 11 und der Ventilkolben 1 entlastet. Die Federkraft der Feder 12 vermag dann den Ventilkolben 1 in eine Stellung zu bringen, in welcher die Steueröffnung 13 einen größeren Überdeckungsbereich mit dem Auslass 14 aufweist, so dass der Durchflussquerschnitt vergrößert wird. Der Auslass 14 ist in einem Magnetkern 7 ausgebildet, der darüber hinaus die Kolbenführung 2 ausbildet.
Die Funktionsfähigkeit eines solchen Ventils kann nur gewährleistet werden, wenn Verunreinigungen im Kraftstoff oder eine schlechte Kraftstoffqualität in Verbindung mit hohen Temperaturen nicht zu Ablagerungen im Bereich der Kolbenführung und/oder am Ventilkolben führen. Um dies zu verhindern, weist das Ventil der Fig. 1 einen Ventilkolben 1 mit einer strukturierten Außenumfangsfläche 3 auf. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist durch helixförmiges Schleifen eine wendeiförmige Nut 4 in die Außenumfangsfläche 3 gebracht worden, die ein Schmierstoffdepot ausbildet. Denn in der Nut 4 sammelt sich im Führungsspalt zwischen dem Ventilkolben 1 und der Kolbenführung 2 vorhandener Kraftstoff, der zugleich als Schmierstoff dient. Die Wendelform der Nut 4 hilft, den Schmierstoff gleichmäßig über den Umfang und über die Länge des Ventilkolbens 1 zu verteilen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 3 dargestellt. Anstelle einer wendeiförmigen Nut 4 weist hier der Ventilkolben 1 außenumfangseitig mehrere umlaufende Nuten 4 auf, die in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Alternativ können auch Längsnuten in die Außenumfangsfläche 3 des
Ventilkolbens 1 eingebracht werden (nicht dargestellt).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeigt die Fig. 4. Hier wurden mehrere umlaufende Nuten 4 entsprechend der Fig. 3 mit Schmierbohrungen 6 in der
Wandung 5 des Ventilkolbens 1 kombiniert, die jeweils in eine Nut 4 münden. Über die Schmierbohrungen 6 werden die Nuten 4 mit frischem (kühlem) Kraftstoff als
Schmierstoff versorgt, so dass eine verbesserte Wärmeabfuhr gegeben ist. Dadurch werden die Temperaturen im Führungsbereich des Ventilkolbens 1 gesenkt, so dass auf diese Weise die Gefahr von Ablagerungen gemindert ist. Aufgabe der Nuten 4 wiederum ist es, den Schmierstoff gleichmäßig über den Umfang des Ventilkolbens 1 zu verteilen.
Da die Nuten 4 der Fig. 2 bis 5 unabhängig von ihrer Anordnung und Ausrichtung vorzugsweise eine Mikrostruktur ausbilden, bewegen sich ihre Abmessungen im Mikrometerbereich. In den Fig. 2 bis 5 sind der Deutlichkeit halber die Nuten 4 stark vergrößert dargestellt.

Claims

Ansprüche
1. Elektromagnetisch ansteuerbares Ventil zur Regelung der Fördermenge einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend einen
Ventilkolben (1), der über eine Kolbenführung (2) axial verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (1) eine zumindest teilweise strukturierte Außenumfangsfläche (3) zur Verbesserung der Schmierung und/oder Reduzierung der Reibung zwischen der Kolbenführung (2) und dem
Ventilkolben (1) besitzt.
2. Ventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Außenumfangsfläche (3) eine Mikrostruktur besitzt, die wenigstens eine Vertiefung und/oder Nut (4) umfasst.
3. Ventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nut (4) in Längsrichtung verlaufend, umlaufend oder helixförmig ausgebildet ist.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (1) als Hohlkörper ausgeführt ist, der wenigstens eine radial oder schräg durch eine Wandung (5) verlaufende Schmierbohrung (6) besitzt, wobei vorzugsweise mehrere Schmierbohrungen (6) über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenführung (2) als Zylinderbohrung in einem Magnetkern (7) ausgebildet ist.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetaktor (8) zur elektromagnetischen Ansteuerung vorgesehen ist, der eine mit einem hubbeweglichen Anker (9) zusammenwirkende ringförmige Magnetspule (10) umfasst.
7. Ventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (9) über einen Druckstift (11), der vorzugsweise den Anker (9) durchsetzt, mit dem Ventilkolben (1) koppelbar ist.
8. Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail- Einspritzsystem, mit einem Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Regelung der Fördermenge der Hochdruckpumpe, wobei das Ventil saugseitig im Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe angeordnet ist.
PCT/EP2014/079127 2014-01-27 2014-12-23 Elektromagnetisch ansteuerbares ventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe WO2015110242A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014201387.9 2014-01-27
DE102014201387.9A DE102014201387A1 (de) 2014-01-27 2014-01-27 Elektromagnetisch ansteuerbares Ventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015110242A1 true WO2015110242A1 (de) 2015-07-30

Family

ID=52345205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/079127 WO2015110242A1 (de) 2014-01-27 2014-12-23 Elektromagnetisch ansteuerbares ventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014201387A1 (de)
WO (1) WO2015110242A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016124212A1 (de) * 2015-02-03 2016-08-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Kolben für eine variable saugdrossel, saugdrossel mit einem solchem kolben, und brennkraftmaschine mit einer solchen saugdrossel
IT201700054112A1 (it) * 2017-05-18 2018-11-18 Bosch Gmbh Robert Gruppo pompa per l'alimentazione di carburante ad un motore a combustione interna

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015218220A1 (de) 2015-09-23 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Ventil
DE102017212456A1 (de) * 2017-07-20 2019-01-24 Robert Bosch Gmbh Rückschlagventil, insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, und Pumpe mit Rückschlagventil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10252074A1 (de) * 2001-11-09 2003-06-26 Denso Corp Strömungsmengensteuerungsvorrichtung
WO2004057177A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2004111437A1 (de) * 2003-05-27 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur einstellung eines veränderlichen durchflussquerschnitts
DE102010062169A1 (de) 2010-11-30 2012-05-31 Robert Bosch Gmbh Zumesseinheit und Hochdruckpumpe
DE102012211395A1 (de) * 2012-07-02 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Zumesseinheit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10252074A1 (de) * 2001-11-09 2003-06-26 Denso Corp Strömungsmengensteuerungsvorrichtung
WO2004057177A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2004111437A1 (de) * 2003-05-27 2004-12-23 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur einstellung eines veränderlichen durchflussquerschnitts
DE102010062169A1 (de) 2010-11-30 2012-05-31 Robert Bosch Gmbh Zumesseinheit und Hochdruckpumpe
DE102012211395A1 (de) * 2012-07-02 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Zumesseinheit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016124212A1 (de) * 2015-02-03 2016-08-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Kolben für eine variable saugdrossel, saugdrossel mit einem solchem kolben, und brennkraftmaschine mit einer solchen saugdrossel
IT201700054112A1 (it) * 2017-05-18 2018-11-18 Bosch Gmbh Robert Gruppo pompa per l'alimentazione di carburante ad un motore a combustione interna
WO2018210787A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Robert Bosch Gmbh Pump unit for feeding fuel to an internal-combustion engine
US10975818B2 (en) 2017-05-18 2021-04-13 Robert Bosch Gmbh Pump unit for feeding fuel to an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014201387A1 (de) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3655641B1 (de) Injektor zum einspritzen von kraftstoff
DE102011055964B4 (de) Brennstoffzuführpumpe
DE102009001281A1 (de) Strömungssteuerventil
EP2888469B1 (de) Common-rail-system
WO2015110242A1 (de) Elektromagnetisch ansteuerbares ventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe
DE102011055871B4 (de) Kraftstoffversorgungspumpe und Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für diese
EP2187037A1 (de) Kraftstoffzumesseinheit für eine Kraftstoffpumpe
WO2016055269A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares proportionalventil
EP2816219B1 (de) Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor
WO2018001626A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil
DE102014217441A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil
DE102012211395A1 (de) Zumesseinheit
DE102012111106B3 (de) Elektromagnetisches Druckregelventil
EP2905669B1 (de) Druckregelventil
EP2630361B1 (de) Kraftstoffinjektor
DE102010023667A1 (de) Schieberventil
DE102010015932B4 (de) Solenoidventil für die Durchstromsteuerung
DE112018002148T5 (de) Hochdruckkraftstoffversorgungspumpe
WO2017050463A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil
DE102016210869A1 (de) Zumesseinheit für eine Kraftstoffhochdruckpumpe
DE102016214884A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102017209281B3 (de) Rückschlagventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine und Kraftstoffeinspritzsystem
EP3332111B1 (de) Elektromagnetisch betätigbares saugventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe
DE102022209219A1 (de) Kraftstoffpumpe
DE102014211469A1 (de) Düsenbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor sowie Kraftstoffinjektor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14825346

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14825346

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1