DE102012203258A1

DE102012203258A1 - Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102012203258A1
Application number: DE201210203258
Authority: DE
Inventors: Frank Albertz; Hans-Christian Bartelt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einer zumindest ein Kraftstoff-Einspritzventil versorgenden Hochdruckpumpe, der von einer Niederdruckpumpe Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird, sowie mit einem mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventil, dessen Ventilkörper mittels eines Federelements gegen einen Dichtsitz gepresst wird und das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im zwischen der Hochdruckpumpe und dem Einspritzventil liegenden Kraftstoff-Hochdruckbereich öffnet, um Kraftstoff in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich, der durch den Vorratsbehälter oder den Bereich zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe gebildet ist, zu entlassen, und wobei weiterhin eine Druckentlastungseinrichtung in Form einer Entlastungsdrossel zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich vorgesehen ist. Dabei ist die Druckentlastungseinrichtung als Verbindungskanal im Dichtsitz des Druckbegrenzungsventils vorgesehen und solchermaßen ausgebildet ist, dass dieser Verbindungskanal bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil offen ist, wobei der Dichtsitz kegelförmig ausgebildet und der Verbindungskanal durch eine Nut in der Wand des Dichtsitzes gebildet sein kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einer zumindest ein Kraftstoff-Einspritzventil versorgenden Hochdruckpumpe, der von einer Niederdruckpumpe Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird, sowie mit einem mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventil, dessen Ventilkörper mittels eines Federelements gegen einen Dichtsitz gepresst wird und das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im zwischen der Hochdruckpumpe und dem Einspritzventil liegenden Kraftstoff-Hochdruckbereich öffnet, um Kraftstoff in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich, der durch den Vorratsbehälter oder den Bereich zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe gebildet ist, zu entlassen, und wobei weiterhin eine Druckentlastungseinrichtung in Form einer Entlastungsdrossel zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich vorgesehen ist. Zum Stand der Technik wird auf die DE 195 39 883 B4 verwiesen.
Die Funktion und Notwendigkeit einer Druckentlastungseinrichtung, die nach Abstellen der Brennkraftmaschine den hier sog. Kraftstoff-Hochdruckbereich entlastet, indem bspw. über eine einfache Entlastungsdrossel mit unveränderbarem Querschnitt stets eine sehr geringe Menge von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich gelangen kann, ist in der genannten DE 195 39 883 B4 ausführlich beschrieben. Eine einfache Drossel bzw. ein eine solche bildender Verbindungskanal zwischen dem Kraftstoff-Hochdruckbereich und dem Kraftstoff-Niederruckbereich hat den Vorteil, dass kein eigenständiges Ventil benötigt wird, wenngleich damit auch bei Betrieb der Brennkraftmaschine stets eine sehr geringe Kraftstoffmenge aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich gelangt, was aber unproblematisch ist, da die Auswirkung dieser geringen abströmenden Menge von Kraftstoff auf den Förderwirkungsgrad der Hochdruckpumpe vernachlässigbar gering ist.
Probleme können sich jedoch mit einer solchen Entlastungsdrossel ergeben, wenn diese wegen des relativ engen Drosselquerschnitts verstopfen würde, wonach die gewünschte gezielte Entlastung nach Abstellen der Brennkraftmaschine unterbunden wäre und ein Druckabbau bei abgestellter Brennkraftmaschine dann nur noch über das oder ein Einspritzventil in den Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgen könnte, was im Hinblick auf die sich damit bei einem Neustart der Brennkraftmaschine einstellenden Emissionen unerwünscht ist.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Kraftstoffsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinrichtung als rinnenartiger Verbindungskanal im Dichtsitz des Druckbegrenzungsventils vorgesehen und solchermaßen ausgebildet ist, dass dieser Verbindungskanal bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil offen ist. Dabei kann der Dichtsitz kegelförmig ausgebildet und der Verbindungskanal durch eine Nut in der Wand des Dichtsitzes gebildet sein.
Die nähere Erläuterung erfolgt anhand der beigefügten Prinzipskizze, in der lediglich der mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnete Dichtsitz in einem Auslassabschnitt 6 sowie der durch ein Federelement 2 in Schließstellung gehaltene und mit der Bezugsziffer 3 gekennzeichnete Ventilkörper eines erfindungsgemäßen mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventils im Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine im Schnitt dargestellt sind. An den im Auslassabschnitt 6 des Druckbegrenzungsventils vorgesehenen und wie ersichtlich vorliegend kegelförmigen Dichtsitz 1 schließt sich eine in den nicht weiter dargestellten Hochdruckbereich H des Kraftstoffsystems führende Bohrung 4 im Auslassabschnitt 6 an, während sich das Federelement 2 vorliegend direkt im Niederdruckbereich N des Kraftstoffsystems befindet. Das Federelement 2, welches zwischen dem hier in Form einer Kugel ausgebildeten Ventilkörper 3 und einer Wandung im nicht weiter dargestellten Druckbegrenzungsventil eingespannt ist, ist dabei solchermaßen ausgelegt, dass dann, wenn der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich H einen bestimmten Grenzwert überschreitet, der Ventilkörper 3 unter dieser Druck-Einwirkung vom Dichtsitz 1 gegen das Federelement 2 abhebt, wonach Kraftstoff über die Bohrung 4 vom Hochdruckbereich H in den Niederdruckbereich N solange abströmen kann, bis der Druck im Hochdruckbereich H den besagten Grenzwert unterschreitet, wonach der Ventilkörper 3 durch das Federelement 2 wieder auf den Dichtsitz 1 gepresst wird und das Druckbegrenzungsventil im wesentlichen geschlossen ist.
Das vorliegende Druckbegrenzungsventil bzw. dessen Dichtsitz 1 ist derart gestaltet, dass auch bei auf dem Dichtsitz 1 aufsitzendem Ventilkörper 3 dieses Druckbegrenzungsventil nicht vollständig geschlossen ist, d. h. dass auch dann, wenn der Ventilkörper 3 auf dem Dichtsitz 1 aufsitzt, eine geringe Menge von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich H in den Niederdruckbereich N gelangen kann. Hierfür ist im Dichtsitz 1 ein vorliegend in Form einer Nut in der Kegelwand des kegelförmigen Dichtsitzes 1 ausgebildeter rinnenartiger Verbindungskanal 5 vorgesehen, der bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil, d. h. bei auf dem Dichtsitz 1 aufsitzendem Ventilkörper 3 offen ist, so dass über diesen im Querschnitt sehr engen Verbindungskanal 5 stets, d. h. auch bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil, eine geringe Menge von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich H in den Niederdruckbereich N gelangen kann. Dies ist insbesondere auch dann möglich, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist und somit kein weiterer Druck im Hochdruckbereich H aufgebaut wird, sodass dann über einen längeren Zeitraum hinweg der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich H über diesen eine Entlastungs-Drossel bildenden rinnenartigen Verbindungskanal 5 abgebaut wird.
Indem dieser rinnenartige und damit zum auf dem Dichtsitz 1 aufsitzenden Ventilkörper 3 hin offene Verbindungskanal 5 erfindungsgemäß im Dichtsitz 1 des bzw. eines mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventils vorgesehen ist, ist sichergestellt, dass dieser sehr enge Verbindungskanal 5 nicht durch Verschmutzung verstopfen kann, wie im weiteren erläutert wird. Es wird sich nämlich im Betrieb der Brennkraftmaschine oder in einer sog. Nachheizphase bei abgestellter Brennkraftmaschine mit ausreichender Häufigkeit immer wieder einmal eine Situation einstellen, in der der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich H den weiter oben genannten Grenzwert überschreitet, so dass das Druckbegrenzungsventil dann öffnet und der Ventilkörper 3 von seinem Dichtsitz 1 abhebt. Bei dieser Gelegenheit wird der rinnenartige und zum Ventilkörper hin offene Verbindungkanal 5 ausreichend gespült, so dass dabei geringe Verschmutzungen, die sich zuvor eventuell in diesem Verbindungskanal 5 (bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil und bei auf dem Dichtsitz 1 aufsitzendem Ventilkörper 3) festgesetzt haben sollten, entfernt werden. Weiterhin ist das Vorsehen dieses Verbindungskanals 5 im Dichtsitz 1 des bzw. eines Druckentlastungsventils auch insofern günstig und insbesondere günstiger als in einem anderen im Kraftstoffsystem vorgesehenen Ventil, da das Druckentlastungsventil über der Lebendauer der Brennkraftmaschine bzw. von dessen Kraftstoffsystem betrachtet relativ wenige Öffnungs- und Schließvorgänge ausführt, so dass keine Gefahr eines Ausschlagens des Dichtsitzes 1 besteht. Bei einem solchen Ausschlagen bzw. Verschleiß des Dichtsitzes 1 könnte nämlich der in diesem vorgesehene rinnenartige Verbindungskanal 5 praktisch ausgelöscht, d. h. entfernt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19539883 B4 [0001, 0002]

Claims

Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einer zumindest ein Kraftstoff-Einspritzventil versorgenden Hochdruckpumpe, der von einer Niederdruckpumpe Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird, sowie mit einem mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventil, dessen Ventilkörper (3) mittels eines Federelements (2) gegen einen Dichtsitz (1) gepresst wird und das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im zwischen der Hochdruckpumpe und dem Einspritzventil liegenden Kraftstoff-Hochdruckbereich (H) öffnet, um Kraftstoff in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich (N), der durch den Vorratsbehälter oder den Bereich zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe gebildet ist, zu entlassen, und wobei weiterhin eine Druckentlastungseinrichtung in Form einer Entlastungsdrossel zwischen dem Hochdruckbereich (H) und dem Niederdruckbereich (N) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinrichtung als rinnenartiger Verbindungskanal (5) im Dichtsitz (1) des Druckbegrenzungsventils vorgesehen und solchermaßen ausgebildet ist, dass dieser Verbindungskanal (5) bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil offen ist.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, wobei der Dichtsitz (1) kegelförmig ausgebildet und der Verbindungskanal (5) durch eine Nut in der Wand des Dichtsitzes (1) gebildet ist.