DE10334615A1

DE10334615A1 - Druckregelventil für Speicherkraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE10334615A1
Application number: DE2003134615
Authority: DE
Inventors: Christian Braeuer; Stefan Holl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-17
Also published as: JP2005048763A; US20050022875A1; FR2858365A1; US7216669B2; FR2858365B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil (1) zur Regulierung des Druckes in einem Kraftstoffspeicher (4) mit einem in einer Bohrung axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied (10), das auf ein Schließelement in Schließrichtung wirkt und dieses gegen ein Ventilsitz (16) presst, wobei das Ventilglied (10) einen Anker eines Elektromagneten (12) bildet, der bestrombar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Querschnittsfläche des Zulaufs (17) des Druckregelventils (1) so ausgelegt, dass sich das Druckregelventil (1) erst ab einem vorgegebenen Mindestkraftstoffdruck von größer gleich 250 bar öffnen lässt. DOLLAR A Auf diese Weise wird auch bei einem Ausfall der elektromagnetischen Schließkraft ein Mindestdruck am Ventilausgang erzeugt und somit ein Einspritzvorgang ermöglicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für Brennstoffkraftmaschinen mit einem Druckregelventil zur Regulierung des Druckes in einem Kraftstoffspeicher mit einem in einer Bohrung axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied, das auf ein Schließelement in Schließrichtung wirkt und dieses gegen ein Ventilsitz presst, wobei das Ventilglied einen Anker eines Elektromagneten bildet, der bestrombar ist.

Solche Druckregelventile sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Das Druckregelventil dient zur Regelung des Druckes in einem Kraftstoffspeicher, mit dem es über einen Zulauf verbunden ist. Das Druckregelventil weist ein in einer Bohrung axial verschiebbar geführtes, kolbenförmiges Ventilglied auf, das sich gegen eine Kraft, die vorzugsweise durch den Strom im Elektromagneten auf das Ventilglied wirkt, bewegen kann. Die Kraft wirkt in Schließrichtung, sodass das Ventilglied auf ein Schließelement des Druckregelventils gedrückt und gegen einen Ventilsitz gepresst wird. Das Ventilglied bildet einen Anker eines Elektromagneten, der zur Kraftsteuerung bestrombar ist.

Durch die Bestromung wird über das Ventilglied das Schließelement mit einer bestimmten Kraft gegen den Ventilsitz gedrückt, wobei das Schließelement durch den auf dieses wirkenden Druck im Kraftstoffspeicher vom Ventilsitz abgehoben wird, wenn die durch den Druck erzeugte Kraft die Schließkraft, die über das Ventilglied auf das Schließelement ausgeübt wird, überschreitet. In dem Fall fließt Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher durch den Zulauf über das geöffnete Druckregelventil in einen Entlastungsraum ab.

Bei der Einstellung eines höheren Drucks im Kraftstoffspeicher wird der Strom im Elektromagnet vergrößert, so dass die Schließkraft erhöht wird und somit das Schließelement erst bei einem höheren Druck im Kraftstoffspeicher vom Ventilsitz abhebt und Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher in den Entlastungsraum abfließen kann.

Zusätzlich ist das Ventil häufig mit einer mechanischen Feder versehen, die im Ruhezustand, d.h. während des Motorstillstandes dafür sorgt, dass das Ventil geschlossen ist und kein Kraftstoff in den Entlastungsraum dringt. Die mechanische Federkraft dieser Fe der kann jedoch bereits leicht durch einen geringen Kraftstoffdruck überwunden werden. Der Aufbau eines hinreichend großen Drucks im Kraftstoffspeicher kommt dann nicht zustande. Der notwendige Mindestdruck in dem Kraftstoffspeicher wird nur durch die Wirkung der elektromagnetisch erzeugten Schließkraft gewährleistet.

Nachteile des Standes der Technik

Kommt es zu einer Funktionsstörung der Stromzufuhr im Elektromagneten, z.B. durch eine Lockerung des entsprechenden Steckers, und damit zu einem Ausfall der elektromagnetischen Schließkraft, so kann Kraftstoff unter niedrigem Druck in den Entlastungsraum eindringen und damit eine Einspritzung unmöglich machen. Ein Fahrbetrieb ist dann nicht mehr möglich.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das aus dem Stand der Technik bekannte Druckregelventil derart weiter zu bilden, dass dieses auch bei einem Ausfall der elektromagnetischen Schließkraft einen Mindestdruck am Ventilausgang erzeugt und somit einen Notfahrbetrieb ermöglicht.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Öffnungsquerschnitt des Zulaufs von dem Druckregelventil so ausgelegt ist, dass sich das Druckregelventil erst ab einem vorgegebenen Mindestkraftstoffdruck öffnet, so dass eine Notfahrt möglich ist (Einspritzvorgang ermöglicht).

Alternativ kann in dem Zulauf ein Drosselelement vorgesehen sein, mit dem sich ein Mindestdruck regeln lässt, ab dem sich das Druckregelventil öffnen lässt.

Durch den Druck in dem Kraftstoffspeicher wirkt eine Kraft auf das Ventilglied des Druckregelventils. Diese Kraft wirkt über die Fläche, welche durch die lichte Weite des Zulaufs freigegeben wird. Wenn diese durch den Druck erzeugte Kraft größer ist, als die Summe der in Schließrichtung auf des Ventilglied wirkenden Kräfte, hebt das Ventilglied vom Ventilsitz ab und öffnet das Druckregelventil. Ist der Elektromagnet unbestromt, so setzt sich diese Summe lediglich aus der Gewichtskraft des Ventilsgliedes und der Kraft der mechanischen Feder zusammen. Bei einer großen Fläche des Zulaufs reicht in diesem Fall bereits ein geringer Kraftstoffdruck für das Öffnen des Druckregelventils.

Die Drosselwirkung im Zulauf des Druckregelventils bewirkt, dass sich unabhängig von der Wirkung der elektromagnetischen Kraft im Kraftstoffspeicher ein Mindestdruck aufbauen kann, der genügend hoch ist, um einen Einspritzvorgang zu ermöglichen.

Die Regelung des Einspritzdrucks erfolgt unabhängig davon über die Bestromung des Elektromagneten. Sollte dieser jedoch aufgrund einer Störung ausfallen, so ist zumindest ein Notfahrbetrieb möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen hervor.
Zeichnungs
Es zeigt:
1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Druckregelbventil sowie dessen Anordnung in Bezug zu Kraftstoffspeicher und Kraftstofftank;
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Längsschnitt durch ein Druckregelventil 1 dargestellt. Zusätzlich ist ausschnittsweise ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere selbstzündende Brennkraftmaschinen gezeigt. Das Speicherkraftstoffeinspritzsystem, das auch Common-Rail-Einspritzsystem bezeichnet wird, weist eine Hochdruckpumpe 2 auf, durch die Kraftstoff unter Hochdruck aus einem Kraftstoffvorratstank 3 in einen Kraftstoffspeicher 4 gefördert wird. Der Kraftstoffspeicher 4 ist beispielsweise rohr förmig, als sogenanntes Rail ausgebildet. Vom Kraftstoffspeicher 4 führen Leitungen 5 zu den Einspritzstellen einer Brennkraftmaschine 6, in den jeweils ein Ventil 7 angeordnet ist; zur Einstellung des Drucks im Kraftstoffspeicher 4 ist das Druckregelventil 1 vorgesehen, das am Auslass der Hochdruckpumpe 2 oder am Kraftstoffspeicher 4 angeordnet sein kann.
Das Druckregelventil 1 selbst weist ein Ventilkörper 8 auf, in dem eine Bohrung 9 ausgebildet ist, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 10 axial verschiebbar angeordnet ist. Am Ventilkörper 8 ist ein Befestigungsflansch 11 ausgebildet, über den der Ventilkörper an der Hochdruckpumpe 2 oder am Kraftstoffspeicher 4 befestigt ist. Zusätzlich ist ein weiterer Raum innerhalb des Ventilkörpers 8 vorgesehen, in dem ein Elektromagnet 12 mit einer Spulenwicklung angeordnet ist. Auf dem Ventilkörper 8 ist ein Anschlusselement 13 vorgesehen, das den Raum des Ventilkörpers 8 überdeckt.
Nach dem Stand der Technik ist in dem Anschlusselement in einer Ausnehmung 14 eine mechanische Feder 15, die beispielsweise als Schraubenfeder ausgeführt ist, vorgesehen. Diese übt auf das Ventilglied 10 eine zusätzliche Kraft aus und sorgt für einen Verschluss des Druckregelventils 1, wenn die Hochdruckpumpe nicht aktiv ist.
Durch Bestromung des Elektromagneten 12 wird bewirkt, dass das Ventilglied 10 weiter gegen den hier dargestellten Ventilsitz 16 gepresst wird, so dass der im Zulauf 17 befindliche Kraftstoff nicht durch das Druckregelventil 1 strömen kann.
Funktionsweise
Wenn der Elektromagnet 12 nicht bestromt ist, so liegt das Ventilglied 10 aufgrund seines Eigengewichtes und aufgrund der Federwirkung der mechanischen Feder 15 auf dem Ventilsitz 16 auf. Gleichzeitig ist der Ventilsitz 16 von dem Druck in dem Kraftstoffspeicher 4 beaufschlagt, und zwar über eine Fläche, die durch den Öffnungsquerschnitt des Zulaufs 17 bestimmt wird.
Um einen Einspritzvorgang zu ermöglichen, muss der Druck im Kraftstoffspeicher 4 einer Mindestgröße erreichen. Bei geschlossenem Druckregelventil 1 kann sich dieser Druck aufbauen. Überschreitet er einen durch den Strom im Elektromagneten 12 regelbaren Höchstdruck, so öffnet sich das Druckregelventil 1 und der Kraftstoff kann durch den Zulauf 17 und das Druckregelventil 1 in einen Entlastungsraum, hier in den Kraftstofftank 3 fließen.
Bei einem Ausfall des Elektromagneten gewährleistet die Fläche, welche durch die lichte Weite des Zulaufs mit dem Druck beaufschlagt wird, dass sich im Kraftstoffspeicher 4 ein Mindestdruck von 250 bar aufbauen kann und das unbestromte Druckregelventil 1 nicht schon bei geringeren Drücken öffnet.
Auf diese Weise wird der Einspritzvorgang und der Fahrbetrieb auch bei einer Funktionsstörung der Stromzufuhr des Elektromagneten 12 ermöglicht.

Claims

Druckregelventil für ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen zur Regelung des Drucks in einem Kraftstoffspeicher mit einem in einer Bohrung axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied, das auf ein Schließelement in Schließrichtung wirkt und dieses gegen ein Ventilsitz presst, wobei das Ventilglied einen Anker eines Elektromagneten bildet, der bestrombar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das der Öffnungsquerschnitt des Zulaufs (17) von dem Druckregelventil (1) so ausgelegt ist, dass sich das Druckregelventil (1) erst ab einem vorgegebenen Mindestkraftstoffdruck öffnen lässt, so dass eine Notfahrt ermöglicht wird.
Druckregelventil für ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen zur Regelung des Drucks in einem Kraftstoffspeicher mit einem in einer Bohrung axial verschiebbar geführten kolbenförmigen Ventilglied, das auf ein Schließelement in Schließrichtung wirkt und dieses gegen ein Ventilsitz presst, wobei das Ventilglied einen Anker eines Elektromagneten bildet, der bestrombar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zulauf (17) von dem Druckregelventil (1) ein Drosselelement angebracht ist, mit dem sich ein Mindestdruck regeln lässt, ab dem sich das Druckregelventil (1) öffnen lässt.