DE10218501B4 - Elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoffzuführvorrichtung - Google Patents

Elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoffzuführvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE10218501B4
DE10218501B4 DE10218501A DE10218501A DE10218501B4 DE 10218501 B4 DE10218501 B4 DE 10218501B4 DE 10218501 A DE10218501 A DE 10218501A DE 10218501 A DE10218501 A DE 10218501A DE 10218501 B4 DE10218501 B4 DE 10218501B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
fuel
valve element
pressure
electromagnetic valve
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10218501A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10218501A1 (de
Inventor
Yoshihiko Onishi
Sigenobu Tochiyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE10218501A1 publication Critical patent/DE10218501A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10218501B4 publication Critical patent/DE10218501B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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
    • 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
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • 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
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/466Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • 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
    • F02M63/02Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24Bypassing
    • 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
    • F02M2200/04Fuel-injection apparatus having means for avoiding effect of cavitation, e.g. erosion
    • 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
    • F02M2200/31Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Elektromagnetisches Ventil (17) für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung (6), umfassend:
einen Hauptkörper (170) für das elektromagnetische Ventil, der einen Kraftstoffdurchlass (172) umfasst, der zwischen eine Hochdruck- und eine Niederdruckseite der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung (6) anzuschließen ist,
einen Ventilsitz (173), der in dem Kraftstoffdurchlass (172) angebracht ist,
ein Ventilelement (174), das innerhalb des Hauptkörpers des elektromagnetischen Ventils angebracht ist, so dass es von dem Ventilsitz (173) gelöst und mit ihm in Verbindung gebracht werden kann, um den Kraftstoffdurchlass (172) zu öffnen und zu schließen, wobei der Ventilsitz (173) eine bezüglich der Bewegungsrichtung des Ventilelements (174) um einen vorbestimmten Winkel (a°) geneigte Oberfläche (173a) umfasst, und
eine Magnetspule (171) zum Bewegen des Ventilelements (174) in bezug auf den Ventilsitz (173) auf solch eine Weise, dass eine Abgabemenge des Kraftstoffs aus der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung (6) auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gestalt des Ventilelements (174) in der...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung, das, wenn Kraftstoff unter hohem Druck von einer Kraftstoffpumpe zugeführt wird, fähig ist, die Strömungsrate des Kraftstoffs unter hohem Druck zu kontrollieren.
  • 6 ist ein Schaltdiagramm eines Kraftstoffzuführsystems in einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, das ein herkömmliches elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung umfasst. In 6 wird Kraftstoff 2, der in einem Kraftstoffbehälter 1 aufbewahrt wird, aus dem Kraftstoffbehälter 1 durch eine Niederdruckpumpe 3 entnommen und gelangt durch einen Filter 4; nachdem der Druck des Kraftstoffs 2 durch einen Niederdruckregulator 5 justiert ist, wird der Kraftstoff 2 an eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 zugeführt, die eine Hochdruckpumpe 16 enthält. Der Kraftstoff 2 wird einer Abgabeleitung 9 zugeführt, die in einer Verbrennungsmaschine vorgesehen ist (nicht gezeigt), wobei lediglich die Strömungsrate des Kraftstoffs 2, der zur Kraftstoffeinspritzung nötig ist, in Hochdruckkraftstoff durch die Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 eingestellt wird. Die überschüssige Menge des Kraftstoffs 2 wird über ein elektromagnetisches Ventil 17 wieder zwischen einen Niederdruckdämpfer 12 und ein Ansaugventil 13 zurückgeführt.
  • Ferner wird die nötige Kraftstoffrate durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) bestimmt und das elektromagnetische Ventil 17 wird ebenfalls durch die Steuereinheit gesteuert. Der so zugeführte Hochdruckkraftstoff wird in Form von Hochdrucknebel aus den Kraftstoffeinspritzventilen 12 in die Zylinder der Verbrennungsmaschine gespritzt, die mit der Abgabeleitung 9 verbunden sind. Wenn sich der Druck im Inneren der Abgabeleitung 9 zu einem abnormalen Druck entwickelt, wird ein Hochdruckentlastungsventil 8 über einen Filter 7 geöffnet, so dass die Abgabeleitung 9 vor Beschädigung geschützt wird.
  • Die Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6, die eine Hochdruckpumpe 16 enthält, umfasst einen Filter 11 zum Filtern des zugeführten Kraftstoffs, einen Niederdruckdämpfer 12 zum Absorbieren von impulsartigen Schwankungen des Niederdruckkraftstoffs und eine Hochdruckpumpe 16, die den durch das Ansaugventil 13 zugeführten Kraftstoff unter Druck setzt, um somit den Hochdruckkraftstoff über ein Abgabeventil 14 abzugeben.
  • 7 ist ein Längsschnitt einer herkömmlichen Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung. In 7 umfasst die Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 ein Gehäuse 61, eine Hochdruckpumpe 16, die aus einer Kolbenpumpe besteht, die innerhalb des Gehäuses 61 angeordnet ist, ein elektromagnetisches Ventil 17 und einen Niederdruckdämpfer 12, wobei diese Komponenten als integrierte Einheit gebildet sind.
  • Bei der Hochdruckpumpe 16 sind ein Rohrstück 160 und eine Kraftstoffdruckkammer 163 gebildet, die einen Kolben 161 umfasst, der in die Hochdruckpumpe 16 eingeführt ist, so dass er innerhalb des Rohrstücks 160 gleiten kann. Das andere Ende des Kolbens 61 steht mit einem Stößel 164 in Verbindung und der Stößel 164 steht mit einem Nocken 100 in Verbindung, um die Hochdruckpumpe 16 zu betreiben. Der Nocken ist integral oder koaxial mit der Nockenwelle 101 des Motors gebildet und kann in Verbindung mit der Rotation der Kurbelwelle betrieben werden, so dass entlang des Profils des Nockens 100 der Kolben 161 eine Hin- und Herbewegung ausführt. Die Kapazität der Kraftstoffdruckkammer 163 variiert entsprechend der Hin- und Herbewegung des Kolbens 161, und somit kann Kraftstoff, der in Hochdruckkraftstoff unter Druck gesetzt wird, aus dem Abgabeventil 14 ausgegeben werden.
  • Die Hochdruckpumpe 16 ist auf die folgende Weise strukturiert: eine erste Platte 162, das Ansaugventil 13, eine zweite Platte 166 und der Flanschbereich des Rohrstücks 160 werden durch und zwischen dem Gehäuse 61 und der Endfläche einer Federführung 165 gehalten und durch einen Bolzen 180 befestigt. Die erste Platte 162 umfasst eine Kraftstoffansaugöffnung 162a zum Ansaugen des Kraftstoffs aus dem Niederdruckdämpfer 12 in die Kraftstoffdruckkammer 163 und eine Kraftstoffabgabeöffnung 162b zum Abgeben des Kraftstoffs aus der Kraftstoffdruckkammer 163.
  • Das Ansaugventil 13, das die Gestalt einer dünnen Platte aufweist, wird durch und zwischen der ersten und zweiten Platte 162 und 166 gehalten, wobei ein Ventilkörper des Ansaugventils 13 in der Kraftstoffansaugöffnung 162a angebracht ist. Das Abgabeventil 14 ist auf dem oberen Bereich der Kraftstoffabgabeöffnung 162b angebracht und kann über einen Hochdruckkraftstoffabgabedurchlass 62, der innerhalb des Gehäuses 61 gebildet ist, mit der Abgabeleitung 9 in Verbindung stehen. Für das Ansaugen des Kraftstoffs ist auch eine Feder 167 zwischengeschaltet, um den Kolben 161 in einer Richtung nach unten zu drücken, so dass die Kraftstoffdruckkammer 163 vergrößert wird, so dass die Feder 167 zwischen der Federführung 165 und einem Federhalter 168 komprimiert wird.
  • 8A zeigt einen Längsschnitt des herkömmlichen elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung und 8B zeigt Längsschnitte, jeweils entlang der Linien A-A, B-B und C-C aus der 8A. Ferner zeigt 9 vergrößerte Längsschnitte des Kontaktbereichs zwischen einem Ventilelement und einem Ventilsitz. In 8A und 8B umfasst das elektromagnetische Ventil 17 einen Hauptkörper 170 des elektromagnetischen Ventils, der in das Gehäuse 61 der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 eingebaut ist und einen Kraftstoffdurchlass 172 umfasst, einen Ventilsitz 173, der innerhalb des Kraftstoffdurchlasses 172 des Hauptkörpers 170 des elektromagnetischen Ventils angebracht ist, ein hohles zylinderförmiges Ventilelement 174, das innerhalb des Hauptkörpers 170 des elektromagnetischen Ventils von dem Ventilsitz 173 lösbar und mit diesem in Kontakt bringbar ist, um dadurch den Kraftstoffdurchlass 172 zu öffnen und zu schließen, und eine Kompressionsfeder 175 um das Ventilelement 174 gegen den Ventilsitz 173 zu drücken. Der Anschluss 176 einer Magnetspule 171 wird zu einem Stecker 178 geführt und ist mit einem externen Stromkreis (nicht gezeigt) verbunden.
  • Beim Ausgabehub der Hochdruckpumpe 16 wird zu einem Zeitpunkt, zu dem die Strömungsrate, die durch die Steuereinheit (nicht gezeigt) vorgegeben wird, ausgegeben wurde, die Magnetspule 171, die um den Umfang eines Kerns 177 gewickelt ist und fest mit dem Hauptkörper 170 des elektromagnetischen Ventils 17 verbunden ist, angeregt und aufgrund der angeregten elektromagnetischen Kraft wird das Ventilelement 174 gegen die Betätigungskraft der Kompressionsfeder 175 von dem Ventilsitz 173 gelöst und dadurch das Ventil geöffnet.
  • Der Kraftstoff bewegt sich, wie es durch Pfeile in 9 dargestellt ist, von dem Kraftstoffdurchlass 172 durch einen Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 173 und dem Ventilelement 174 und strömt in einen Durchlass 174a, der ein hohler Bereich des Ventilelements 174 ist. Der Kraftstoff, der in den Durchlass 174a geströmt ist, bewegt sich durch ausgeschnittene Durchlässe 174b, die jeweils im äußeren Randbereich des Ventilelements 174 geformt sind, ebenso wie durch einen Durchlass in Durchmesserrichtung 181a, der in einem Anschlag 181 geformt ist, und wird dann zur Niederdruckseite abgegeben.
  • Durch Entspannen des Kraftstoffs 2 innerhalb der Kraftstoffdruckkammer 163 zur Niederdruckseite zwischen dem Niederdruckdämpfer 12 und dem Ansaugventil 13, wie es oben beschrieben ist, wird der Druck im Inneren der Kraftstoffdruckkammer 163 derart verringert, dass das Abgabeventil 14 geschlossen wird. Danach bleibt das Ventilelement 174 des elektromagnetischen Ventils 17 offen, bis die Hochdruckpumpe 16 mit dem Ansaughub beginnt. Durch Steuern der Ventilöffnungstaktgebung des elektromagnetischen Ventils 17 kann die Kraftstoffmenge, die durch die Abgabeleitung 9 abzugeben ist, justiert werden.
  • Da der Ventilsitz 173 und das Ventilelement 174 einander in einem flachen Zustand kontaktieren, ändert sich bei der herkömmlichen Kraftstoffzuführvorrichtung jedoch, wie es in 9 gezeigt ist, wenn das Ventilelement 174 offen ist, die Strömung des Kraftstoffs am Rand des Ventilelements 174 von einer plötzlichen Verringerung zu einer plötzlichen Vergrößerung, wobei sich die Kraftstoffströmung von der Wandfläche des Ventilelements 174 auf der stromabwärtigen Seite löst, so dass eine Wirbelströmung erzeugt wird und somit der Durchlass verringert wird, was zu einem großen Kraftstoffdruckverlust führt.
  • Wenn der Ventilsitz 173 und das Ventilelement 174 miteinander in ihren jeweiligen kegelförmigen Bereichen in Verbindung stehen, wie es in 10 gezeigt ist, wird, da der Sitzbereich des Ventilelements 174 kegelförmig gestaltet ist, das Ventilelement 174 ferner richtig zentriert, so dass man dadurch einen schlechten Einfluss kontrollieren kann, d.h. den Kraftstoffleckstrom des Ventils, der andernfalls durch Arbeitsvariationen im Ventilelement 174 hervorgerufen werden könnte. Wenn jedoch das Ventilelement 174 geöffnet wird, ändert sich die Kraftstoffströmung in der Umgebung des Ventilelements 174 plötzlich von einer plötzlichen Reduktion auf eine plötzliche Expansion, die Kraftstoffströmung löst sich von der Wandfläche des Ventilelements 174 auf der stromabwärtigen Seite, so dass dadurch eine Wirbelströmung hervorgerufen wird und somit der Durchlass verringert wird. Daher wird, wenn auch nicht im Ausmaß wie in 9 gezeigten Fall, ein großer Kraftstoffdruckverlust hervorgerufen.
  • Aufgrund des oben beschriebenen Kraftstoffdruckverlusts in der Nähe des Sitzbereichs wird ferner die Kraftstoffströmung in der Nähe des Sitzbereichs instabil, wodurch eine Kavitätsbildung im Inneren des elektromagnetischen Ventils 17 hervorgerufen wird, was zu erodierten elektromagnetischen Ventilen 17 führt.
  • Die nachveröffentlichte DE 100 46 416 A1 beschreibt eine Ventilausbildung für Steuerventile, bei der der Sitzbereich des Ventilelements eine gekrümmte Form mit bestimmtem Radius aufweist.
  • Aus der DE 195 45 333 A1 sind ein Ventilschließkörper und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Dichtsitzen an Ventilschließkörpern bekannt, wobei auch hier der Sitzbereich des Ventilelements eine gekrümmte Form aufweist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben beschriebenen Nachteile zu eliminieren, die bei herkömmlichen elektromagnetischen Ventilen für eine Hochdruckkraftstoff-Zufuhrvorrichtung auftreten. Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung vorzusehen, das den Druckverlust in der Nähe des Sitzbereichs des Ventilelements kontrollieren kann, so dass das Auftreten von Kavitätsbildung im Inneren des elektromagnetischen Ventils verhindert und das Innere des elektromagnetischen Ventils gegenüber Erosion geschützt werden.
  • Zum Erreichen der oben beschriebenen Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Längsschnitt einer Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung, die ein elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst;
  • 2 ist ein Längsschnitt eines elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Umgebung eines Ventilsitzes, der bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird;
  • 4 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Nähe des Sitzbereichs eines Ventilelements, das bei einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet wird;
  • 5 ist eine graphische Darstellung von Druckverlustvergleichen zwischen einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung und den vorher beschriebenen zwei elektromagnetischen Ventilen für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung;
  • 6 ist ein Schaltdiagramm für ein Kraftstoffzuführsystem in einer Verbrennungsmaschine für ein Fahrzeug, wobei ein herkömmliches elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung vorgesehen ist;
  • 7 ist ein Längsschnitt einer herkömmlichen Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung;
  • 8A und 8B sind Längsschnitte eines herkömmlichen elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung;
  • 9 ist ein vergrößerter Längsschnitt einer Struktur in einer ersten Art eines Kontaktbereichs zwischen einem Ventilelement und einem Ventilsitz, die bei dem herkömmlichen elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung verwendet wird; und
  • 10 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Struktur eines Kontaktbereichs zwischen einem Ventilelement und einem Ventilsitz in einem zweiten Typ, die in dem herkömmlichen elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung verwendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist ein Längsschnitt einer Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung einschließlich eines elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und 2 ist ein Längsschnitt eines elektromagnetischen Ventils für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Ferner ist 3 ein vergrößerter Längsschnitt eines Ventilsitzes und seiner Umgebung, der in 2 gezeigt ist. Dabei ist ein Kraftstoffzuführsystem, das die vorliegende Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung umfasst, im Wesentlichen ähnlich dem vorher beschriebenen herkömmlichen Kraftstoffzuführsystem, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Ferner ist auch die Struktur der Hochdruckpumpe 16 im Wesentlichen gleich der vorher beschriebenen herkömmlichen Struktur, so dass auch diese nicht nochmals beschrieben wird. In diesen Figuren umfasst eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 ein Gehäuse 61, eine Hochdruckpumpe 16, die eine Kolbenpumpe ist und innerhalb des Gehäuses 61 angebracht ist, ein elektromagnetisches Ventil 17 und einen Niederdruckdämpfer 12. Diese Komponenten sind jeweils als integraler Körper geformt.
  • Das elektromagnetische Ventil 17 umfasst einen Hauptkörper 170 des elektromagnetischen Ventils, der in das Gehäuse 61 der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung 6 eingebaut ist und einen Kraftstoffdurchlass 72 umfasst, einen Ventilsitz 173, der in dem Kraftstoffdurchlass 172 des Hauptkörpers 170 des elektromagnetischen Ventils angebracht ist, ein hohlzylindrisch gestaltetes Ventil 174, das innerhalb des Hauptkörpers 170 des elektromagnetischen Ventils von dem Ventilsitz 173 gelöst und damit in Kontakt gebracht werden kann, um damit den Kraftstoffdurchlass 172 zu öffnen und zu schließen, und eine Kompressionsfeder 175, die das Ventil 174 gegen den Ventilsitz 173 drückt. Der Anschluss 176 einer Magnetspule 171 wird zu einem Stecker 178 nach außen geführt und dann mit einem externen Schaltkreis (nicht gezeigt) verbunden.
  • Während des Abgabehubs der Hochdruckpumpe 16 wird, wenn die Strömungsrate des Kraftstoffs, die durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) vorgegeben wird, ausgegeben wird, die Magnetspule 171, die um den Umfang eines Kerns 177 gewickelt ist, der an dem Hauptkörper 170 des elektromagnetischen Ventils 17 befestigt ist, angeregt und, aufgrund der so angeregten elektromagnetischen Kraft der Magnetspule 171 wird das Ventilelement 174 gegen die Arbeitskraft der Kompressionsfeder 175 von dem Ventilsitz 173 gelöst und dadurch geöffnet.
  • Der Kraftstoff bewegt sich, wie es durch Pfeile in 3 angegeben ist, durch den Kraftstoffdurchlass 172 und einen Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 173 und dem Ventilelement 174 und strömt in einen Durchlass 174a, der ein hohler Bereich ist, der in dem Ventilelement 174 geformt ist. Nachdem der Kraftstoff in den Durchlass 174a geströmt ist, bewegt sich der Kraftstoff durch einen ausgeschnittenen Durchlass 174b, der in dem äußeren Randbereich des Ventilelements 174 gebildet ist und dann durch einen Durchlass 181a in Durchmesserrichtung, der in dem Anschlag 181 gebildet ist, und wird schließlich auf der unteren Seite (siehe 8A und 8B bei dem vorher beschriebenen herkömmlichen elektromagnetischen Ventil) entspannt.
  • Das elektromagnetische Ventil 17 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst, wie es in 3 gezeigt ist, eine geneigte Fläche 173a, die in dem Ventilsitz 173 geformt ist und einen vorgegebenen Winkel in bezug auf die Bewegungsrichtung (in 3 die vertikale Richtung) des Ventilelements 174 aufweist. Das Ventilelement 174 weist ferner einen Radius in seinem Bereich auf, der, wenn es geschlossen ist, in Kontakt mit der geneigten Fläche 173a des Ventilsitzes 173 sein kann, d.h. einem Sitzbereich 174b davon. Durch die Verwendung dieser Struktur ändert sich, wenn das Ventilelement 174 geöffnet wird, die Kraftstoffströmung in der Nähe des Sitzbereiches 174b von einer leichten Reduktion in eine leichte Expansion, so dass dadurch eine Strömung entlang der Wandfläche des Ventilelements 174 auf der stromabwärtigen Seite erfolgt, die das Auftreten einer Wirbelströmung verhindert, d.h. der Kraftstoffdruckverlust kann verringert werden.
  • Ferner stabilisiert der somit verringerte Druckverlust die Kraftstoffströmung in der Nähe des Sitzbereichs 174b, so dass dadurch das Innere des elektromagnetischen Ventils 17 vor Erosion geschützt werden kann, die andernfalls durch das Auftreten von Kavitätsbildung im Inneren des elektromagnetischen Ventils 17 hervorgerufen werden könnte. Ferner kann der verringerte Druckverlust in der Nähe des Sitzbereichs 174b die Hubmenge des Ventilelements 174 in bezug auf die herkömmliche Struktur verringern, so dass dadurch das Geräusch bei der Ventilbetätigung oder der Stromverbrauch verringert werden können, wenn das elektromagnetische Ventil 17 betätigt wird. Ferner ist das Ventil 17 geschlossen, wenn die Magnetspule 171 in nicht bestromten (einem elektrisch nicht leitenden) Zustand ist, und daher kann die Innenstruktur des Magnets vereinfacht werden, wodurch auch die Größe und die Kosten des elektromagnetischen Ventils 17 verringert werden können.
  • 4 zeigt nun einen vergrößerten Längsschnitt der Umgebung des Sitzbereichs 174b des Ventils, der bei einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, die dessen optimale Formgebung erklärt. In 4 setzt sich die Form des Ventilelements 174 in der Nähe seines Sitzbereichs aus einem Seitenflächen-Einführungsbereich 174c, der eine leicht geneigte Fläche in bezug auf die Seitenfläche des Ventilelements 174 bildet, einem Sitzbereich 174b in Radiusform (R-Gestalt) und der Bodenfläche 174d des Ventilelements 174 zusammen. Ferner drückt ein Winkel a° einen Sitzwinkel aus (einen Winkel, der zwischen der Achse des Ventilelements 174 und der geneigten Fläche 173a des Ventilsitzes 173 gebildet wird), b° einen Eingangswinkel (einen Winkel, der zwischen den Seitenflächen-Einführungsbereich 174c des Ventilelements 174 und der geneigten Fläche 173a des Ventilsitzes 173 gebildet wird) und c° einen Ausgangswinkel (einen Winkel, der zwischen einer Bodenfläche 174d des Ventilelements 174 und der geneigten Fläche 173a des Ventilsitzes 173 gebildet wird).
  • Da der Sitzbereich 174b des Ventilelements 174 mit einem Radius geformt ist, besteht eine verstärkte Gefahr, dass aufgrund von Variationen der Abmessungen, wie von R, der Sitzdurchmesser (der Durchmesser des Sitzbereiches 174b) variiert und der Ventilöffnungsdruck somit instabil wird. Das heißt, zwischen der stromaufwärtigen Seite des Sitzbereichs 174b, auf den der Hochdruckkraftstoff aufgebracht wird, und der stromabwärtigen Seite des Sitzbereichs 174b, auf den Kraftstoff mit verhältnismäßig niedrigem Druck aufgebracht wird, tritt eine Druckdifferenz auf, die einen schlechten Einfluss auf die Ventilöffnungsleistung des Ventilelements 174 hat.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden hier jeweils der Sitzwinkel a° auf 100° festgelegt, der Eingangswinkel b° auf 25° und der Ausgangswinkel c° auf 40°. Aufgrund dessen kann, selbst im Fall, in dem der Radius R des Sitzbereichs 174 zwischen 0,02 mm und 0,5 mm variiert, die Sitzposition des Sitzbereichs 174 konstant gehalten werden.
  • 5 zeigt nun eine graphische Darstellung eines Vergleichs von Druckverlusten zwischen einem elektromagnetischen Ventil für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung und den herkömmlichen elektromagnetischen Ventilen für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung. In 5 drückt die vertikale Achse des Diagramms eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Hochdruckseite und der stromabwärtigen Niederdruckseite des Sitzbereichs 174b aus, d.h. einen Kraftstoffdruckverlust (MPa), während die horizontale Achse die Strömungsrate (Liter/Stunde) des Kraftstoffs ausdrückt, der durch den Sitzbereich 174b gelangt. Die durchgezogene Linie zeigt ein elektromagnetisches Ventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Strich-Linie zeigt das in 9 gezeigte herkömmliche elektromagnetische Ventil und die Punkt-Strich-Linie zeigt das in 10 gezeigte elektromagnetische Ventil. Ferner ist bei allen elektromagnetischen Ventilen gemäß der vorliegenden Ausführungsform und den herkömmlichen elektromagnetischen Ventilen der Durchmesser des Ventilelements 174 5 mm, der Durchmesser des Sitzbereichs 174b 4,9 mm und den Hub des Ventilelements 174, wenn es geöffnet wird, 0,1 mm. Wie es in 5 gezeigt ist, ist der Druckverlust des elektromagnetischen Ventils gemäß der vorliegenden Ausführungsform kleiner als der jenigen der zwei herkömmlichen elektromagnetischen Ventile und diese Tendenz ist bezeichnend, insbesondere wenn die durchgelangende Strömungsrate des Kraftstoffs in der Nähe des Sitzbereichs 174b zunimmt. Dabei wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung einer Art beschrieben, bei der ein Kraftstoffüberschuss innerhalb der Kraftstoffdruckkammer 163 zwischen den Niederdruckdämpfer 12 und das Ansaugventil 17 über das elektromagnetische Ventil 17 freigegeben wird, d.h. der Kraftstoff bewegt sich von dem Kraftstoffdurchlass 172 durch den Sitzbereich in den hohlen Bereich des Ventilelements 174, insbesondere in den Durchlass 174a. Gemäß der Erfindung wird jedoch, selbst im Fall eines Typs, bei dem eine vorgegebene Kraftstoffmenge der Kraftstoffdruckkammer 163 durch das elektromagnetische Ventil 17 zugeführt wird, d.h. wenn sich der Kraftstoff von dem hohlen Bereich des Ventilelements 174, insbesondere dem Durchlass 174a durch den Sitzbereich zum Kraftstoffdurchlass 172 bewegt, selbstverständlich ein ähnlicher Effekt erzielt.

Claims (4)

  1. Elektromagnetisches Ventil (17) für eine Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung (6), umfassend: einen Hauptkörper (170) für das elektromagnetische Ventil, der einen Kraftstoffdurchlass (172) umfasst, der zwischen eine Hochdruck- und eine Niederdruckseite der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung (6) anzuschließen ist, einen Ventilsitz (173), der in dem Kraftstoffdurchlass (172) angebracht ist, ein Ventilelement (174), das innerhalb des Hauptkörpers des elektromagnetischen Ventils angebracht ist, so dass es von dem Ventilsitz (173) gelöst und mit ihm in Verbindung gebracht werden kann, um den Kraftstoffdurchlass (172) zu öffnen und zu schließen, wobei der Ventilsitz (173) eine bezüglich der Bewegungsrichtung des Ventilelements (174) um einen vorbestimmten Winkel (a°) geneigte Oberfläche (173a) umfasst, und eine Magnetspule (171) zum Bewegen des Ventilelements (174) in bezug auf den Ventilsitz (173) auf solch eine Weise, dass eine Abgabemenge des Kraftstoffs aus der Hochdruckkraftstoff-Zuführvorrichtung (6) auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gestalt des Ventilelements (174) in der Nähe seines Sitzbereichs zusammensetzt aus – einem Seitenflächen-Einführungsbereich (174c), der eine leicht geneigte Fläche in bezug auf die Seitenfläche des Ventilelements (174) bildet, – einem Sitzbereich (174b) in Radiusform, der, wenn das Ventilelement geschlossen ist, in Kontakt mit der geneigten Oberfläche (173a) des Ventilsitzes (173) gebracht werden kann, und – einer Bodenfläche (174d) des Ventilelements (174).
  2. Elektromagnetisches Ventil (17) nach Anspruch 1, wobei das Ventilelement (174) ein Ventil ist, das geschlossen ist, wenn die Magnetspule (171) in einem nicht bestromten Zustand ist.
  3. Elektromagnetisches Ventil (17) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffdurchlass (172) zu einem hohlen Bereich (174a) des Ventilelements (174) bewegt.
  4. Elektromagnetisches Ventil (17) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Kraftstoffströmung von einem hohlen Bereich (174a) des Ventilelements (174) zu dem Kraftstoffdurchlass bewegt.
DE10218501A 2001-09-27 2002-04-25 Elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoffzuführvorrichtung Expired - Fee Related DE10218501B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-295848 2001-09-27
JP2001295848A JP3884252B2 (ja) 2001-09-27 2001-09-27 高圧燃料供給装置用電磁弁

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10218501A1 DE10218501A1 (de) 2003-04-24
DE10218501B4 true DE10218501B4 (de) 2006-11-09

Family

ID=19117204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10218501A Expired - Fee Related DE10218501B4 (de) 2001-09-27 2002-04-25 Elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoffzuführvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6647963B2 (de)
JP (1) JP3884252B2 (de)
DE (1) DE10218501B4 (de)
FR (1) FR2830054B1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6807943B2 (en) * 2002-08-05 2004-10-26 Husco International, Inc. Motor vehicle fuel injection system with a high flow control valve
US7552720B2 (en) * 2007-11-20 2009-06-30 Hitachi, Ltd Fuel pump control for a direct injection internal combustion engine
US8646436B2 (en) * 2010-07-06 2014-02-11 Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha Fuel pump attachment structure
DE102011004993A1 (de) * 2011-03-02 2012-09-06 Robert Bosch Gmbh Ventileinrichtung zum Schalten oder Zumessen eines Fluids
DE102015201520A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-04 Robert Bosch Gmbh Verstelleinrichtung und Brennstoffeinspritzanlage mit einer Verstelleinrichtung
DE102016201082B4 (de) * 2016-01-26 2017-10-05 Continental Automotive Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe
JP6569589B2 (ja) * 2016-04-28 2019-09-04 株式会社デンソー 高圧ポンプ
DE102017213891B3 (de) * 2017-08-09 2019-02-14 Continental Automotive Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
JP7089399B2 (ja) 2018-04-27 2022-06-22 日立Astemo株式会社 燃料供給ポンプ及び燃料供給ポンプの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19545333A1 (de) * 1995-12-05 1997-06-12 Bosch Gmbh Robert Ventilschließkörper und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dichtsitzen an Ventilschließkörpern
US6237573B1 (en) * 2000-03-01 2001-05-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable delivery fuel supply device
DE10046416A1 (de) * 2000-09-18 2002-04-11 Orange Gmbh Ventilausbildung für Steuerventile

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2513848Y2 (ja) * 1988-09-02 1996-10-09 フオルクスウアーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト 内燃機関の燃料噴射ポンプ用の制御弁
DE4019586A1 (de) * 1990-06-20 1992-01-02 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzsystem fuer brennkraftmaschinen
JP3693463B2 (ja) 1997-04-30 2005-09-07 株式会社日本自動車部品総合研究所 可変吐出量高圧ポンプ
JPH10121989A (ja) 1996-10-17 1998-05-12 Nippon Soken Inc 油圧制御弁
US6611249B1 (en) 1998-07-22 2003-08-26 Silicon Graphics, Inc. System and method for providing a wide aspect ratio flat panel display monitor independent white-balance adjustment and gamma correction capabilities

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19545333A1 (de) * 1995-12-05 1997-06-12 Bosch Gmbh Robert Ventilschließkörper und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dichtsitzen an Ventilschließkörpern
US6237573B1 (en) * 2000-03-01 2001-05-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable delivery fuel supply device
DE10046416A1 (de) * 2000-09-18 2002-04-11 Orange Gmbh Ventilausbildung für Steuerventile

Also Published As

Publication number Publication date
FR2830054B1 (fr) 2005-04-15
FR2830054A1 (fr) 2003-03-28
US6647963B2 (en) 2003-11-18
US20030056758A1 (en) 2003-03-27
JP3884252B2 (ja) 2007-02-21
JP2003097388A (ja) 2003-04-03
DE10218501A1 (de) 2003-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3541938C2 (de) Magnet-Überströmventil
DE102007034038A1 (de) Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine
DE3638369A1 (de) Steuerventil
DE112006001605T5 (de) Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Strömungsmittelflusses
DE10218501B4 (de) Elektromagnetisches Ventil für eine Hochdruckkraftstoffzuführvorrichtung
DE112014000901T5 (de) Hochdruck-Kraftstoffzufuhrpumpe
EP1296054B1 (de) Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine
DE102014220222A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil
EP1135606B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE112016005545B4 (de) Druckentlastungsventilvorrichtung und Hochdruckpumpe unter Verwendung derselben
DE19951052C2 (de) Motorbremsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102015223168A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE102007026834A1 (de) Elektromagnetisches Regelventil und Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
EP3390807B1 (de) Ventil in einer hochdruckpumpe eines kraftstoffeinspritzsystems
DE10352024A1 (de) Elektromagnetventil
DE112014003409B4 (de) Kolbenpumpe
DE102013206020A1 (de) Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe
WO2015090446A1 (de) Saugventil für eine hochdruckpumpe sowie hochdruckpumpe
DE10255323B4 (de) Hochdruckkraftstoffvorrichtung
DE102016214884A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil und Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102015214269A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Hochdruckpumpe
WO2017050463A1 (de) Elektromagnetisch betätigbares einlassventil und hochdruckpumpe mit einlassventil
EP3346123B1 (de) Elektromagnetisches schaltventil und kraftstoffhochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine
DE19908417B4 (de) Steuerventil für die Einspritzanlage eines Dieselmotors
WO2021110663A1 (de) Brennstoffeinspritzventil mit einem schieberventil für verbrennungskraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8321 Willingness to grant licences paragraph 23 withdrawn
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee