DE4008071A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz­ pumpe, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die gebräuchlichen Druckventile in der Hochdruckleitung von Reihen- und Verteilereinspritzpumpen weisen ein erheb­ liches schädliches Volumen auf, das den erreichbaren maxi­ malen Einspritzdruck begrenzt. Hoher Einspritzdruck ist aber eine entscheidende Voraussetzung für niedrigen Kraft­ stoffverbrauch bei gleichzeitig niedriger Schadstoffemis­ sion.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Druck­ ventile mit kleinstmöglichem schädlichen Volumen zu schaf­ fen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung der Geradführung als Ringschieber, der dichtend im Druckven­ tilhalter geführt ist, befindet sich ein Teil des Druck­ ventilkörpers im Niederdruckraum. Dadurch kann auch die Druckventilfeder dort untergebracht werden, wodurch sich das schädliche Volumen in der Hochdruckleitung beträcht­ lich vermindert.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung werden die Voraussetzungen für ein Gleichraumentlastungsventil geschaffen. Der gegenüber dem Ringschieber größere wirksa­ me Durchmesser des Druckventilsitzes gewährleistet ein si­ cheres Öffnen des Druckventils und der Bewegungssinn des Druckventilkörpers beim Schließen des Druckventils ermög­ licht ein Entlasten der Einspritzleitung nach der Ein­ spritzung.

In einer weiteren sinnvollen Ausgestaltung der Erfindung wird die konstruktive Ausbildung des Druckventils als Gleichraumentlastungsventil beschrieben. Der Übergangsbe­ reich gestattet eine freie Wahl der axialen Lage des Ent­ lastungsbundes und damit der Größe des Entlastungsvolu­ mens. Die erfindungsgemäße Wahl des Durchmessers des Ent­ lastungsbundes bietet Fertigungs- und Kostenvorteile, die gewählte Lage der ersten Hochdruckbohrung gewährleistet ein sicheres Öffnen des Druckventils.

Durch eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung wird eine zur Bearbeitung des Druckventilsitzbereiches und zur Montage des Druckventilkörpers erforderliche Öffnung im Druckventilhalter geschaffen, deren Stopfen zugleich als Hubbegrenzungsanschlag für den Druckventilkörper dient.

Eine günstige Ausbildung der Erfindung erlaubt die Anord­ nung einer Druckstufe am Druckventil. Dadurch vergrößert sich beim Öffnen des Druckventils die vom Einspritzdruck beaufschlagte Fläche des Druckventilkörpers. Auf diese Weise sind rasches Öffnen und minimaler Drosselwiderstand des Druckventils gewährleistet. Außerdem kann sich das Druckventil aufgrund seiner Druckschulter und des Über­ gangsbereiches, der mit der Einspritzleitung in Verbindung steht, nach Abschluß der Einspritzung durch evtl. Druck­ wellen in der Einspritzleitung wieder öffnen, und so diese Druckspitzen abbauen und damit Nachspritzer verhindern. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung erlaubt eine platzsparende Anordnung des Hubbegrenzungsanschlages des Druckventilkörpers.

Durch eine sinnvolle Anordnung des Druckventilkörpers im Druckventilhalter ist eine fertigungs- und montagegünstige Lösung geschaffen. Dabei ist der Druckventilkörper übli­ cherweise direkt im Druckventilhalter geführt. Es kann aber aus Gründen der freien Materialwahl vorteilhaft sein, eine eigene Führungsbüchse mit der Führung und dem Sitz für den Druckventilkörper vorzusehen, die im Druckventil­ halter eingesetzt ist.

Mit Hilfe einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird der Leckkraftstoff aus dem Niederdruckraum in den Saugraum der Einspritzpumpe zurückgeführt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sichert einen Austausch handelsüblicher Druckventilhalter gegen den erfindungsgemäßen Druckventilhalter, so daß ein Nach­ rüsten vorhandener Einspritzpumpen möglich ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung und der Zeichnung, in der Ausführungs­ beispiele schematisch dargestellt sind.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckventileinsatz mit einem Gleichraumentlastungsventil,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Druckventileinsatz mit Druckstufe.

Der Druckventileinsatz 15, 15a besteht aus einem dreh­ symmetrischen Stahlkörper, der im Mittenbereich einen Sechskant 16 und an den Enden ein Einschraubgewinde 17 und ein Druckanschlußgewinde 18 aufweist.

An der Stirnseite des Einschraubgewindeendes befindet sich eine Flachdichtfläche 19, an der Stirnseite des Druckan­ schlußgewindeendes eine Kegeldichtfläche 20. Am Auslauf des Einschraubgewindes ist ein Runddichtring 21 vorgesehen.

Der Druckventileinsatz 15, 15a ist in Längsrichtung durch­ bohrt, wobei sich die Hochdruckleitung 8, 8a aus einer er­ sten Hochdruckbohrungen 8′, 8a′ und einer zweiten Hoch­ druckbohrungen 8′′, 8a′′ zusammensetzt, die über einen Druckventilsitz 4, 4a verbunden sind.

Der Druckventilkörper 2, 2a ist mit einem Ringschieber 3, 3a im Druckventilhalter 15, 15a dichtend geführt. Er dich­ tet auf diese Weise die Hochdruckleitung 8, 8a gegenüber einem Niederdruckraum 10, 10a ab, der über eine Nieder­ druckleitung 7, 7a mit dem nicht dargestellten Saugraum der Einspritzpumpe verbunden ist.

Im Niederdruckraum 10, 10a befindet sich eine Druckventil­ feder 6, 6a, die den Druckventilkörper 2, 2a auf den Druckventilsitz 4, 4a drückt.

Die Druckventilfeder 6 stützt sich auf einen Sprengring 26 ab, der in einer Nut 27 am sitzfernen Ende des Druckven­ tilkörpers 3 sitzt.

Die Druckventilfeder 6a liegt einerseits auf einer Schul­ ter 28 des Druckventilkörpers 2a auf, andererseits stützt sie sich über eine Außenanschlagsschulter 29 eines Hubbe­ grenzungsanschlageinsatzes 11 auf einer Kappe 13a ab und fixiert diesen.

Die Kappe 13a und eine Kappe 13 sind in den Druckventil­ halter 15a, 15 geschraubt und dichten den Niederdruckraum 10a, 10 über eine Flachdichtung 30a, 30 nach außen ab.

Der Druckventilkörper 2 weist einen Druckventilsitz 4 auf, der mit einem entsprechenden Gegensitz im Druckventilhal­ ter 15 zusammenarbeitet. Sein wirksamer Durchmesser ist größer als der Durchmesser des Ringschiebers 3.

Zwischen Druckventilsitz 4 und Ringschieber 3 befindet sich ein Übergangsbereich 24, in dem ein Entlastungsbund 9 angeordnet ist. Der Durchmesser des Entlastungsbundes 9 entspricht dem des Druckventilsitzes 4, seine Lage zwi­ schen Druckventilsitz 4 und Ringschieber 3 bestimmt die Größe des Entlastungsvolumens, das sich aus der Fläche des Entlastungsbundes 9 und dessen Abstand vom Druckventilsitz 4 ergibt.

Die Axialbewegung des Druckventilkörpers 2 wird durch einen Innanschlag 5 eines Innenanschlageinsatzes 14 be­ grenzt, der koaxial zum Druckventilkörper 2 in den Druck­ ventilhalter 15 geschraubt ist und mit einer gefaßten Hochdruckflachdichtung 31 nach außen abgedichtet ist. Der Durchmesser des Innenanschlageinsatzes 14 ist größer als der des Druckventilsitzes 4. Dadurch können die Führungs­ bohrung 23 und die Bohrung des Entlastungsbundes 9 bear­ beitet und der Druckventilkörper 2 montiert werden.

Der Druckventilkörper 2a weist zwischen Druckventilsitz 4a und Ringschieber 3a einen Übergangsbereich 24a mit einem geringeren Durchmesser als der des Ringschiebers 3a auf. Dadurch entsteht am Druckventilkörper 2a eine Druckschul­ ter 12.

Das Druckventil mit dem Druckventilkörper 2 funktioniert folgendermaßen: Nach Abschluß der Sauglochbohrung der nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe steigt der Druck in der ersten Hochdruckbohrung 8′ an und beauf­ schlagt die Entlastungsbundschulter 32. Da der Ent­ lastungsbund 9 einen größeren Durchmesser als der Ring­ schieber 3 aufweist, bewegt sich der Druckventilkörper 2 entgegen der Kraft der Druckventilfeder 6 in die Hoch­ druckleitung 8 hinein. Dabei verdrängt der Entlastungsbund 9 so lange Kraftstoff, bis die Entlastungsbundschulter 32 aus dem Ventilsitz 4 austaucht und der Kraftstoff direkt von der ersten Hochdruckbohrung 8′ in die zweite Hoch­ druckbohrung 8′′ strömen kann. Der Hub des Druckventilkör­ pers 2 wird durch den Innenanschlag 5 begrenzt. Dadurch wird eine Überlastung der Druckventilfeder 6 verhindert. Nach Abschluß der Pumpenförderung sinkt der Druck in der Hochdruckleitung 8, so daß die Druckventilfeder 6 den Druckventilkörper 2 wieder auf seinen Druckventilsitz 4 zurückziehen kann. Auf dem Weg dahin, beginnend mit dem Eintauchen des Entlastungsbundes 9 in dessen Führung, wird das Entlastungsvolumen der zweiten Hochdruckbohrung 8′′ und damit der nicht dargestellten Einspritzleitung entzo­ gen. Dadurch werden Nachspritzer, die durch nachlaufende Druckwellen in der Einspritzleitung verursacht werden kön­ nen, vermieden.

Das Druckventil mit dem Druckventilkörper 2a funktioniert folgendermaßen: Beim Beginn der Kraftstoff-Förderung wirkt der Druck in der ersten Hochdruckbohrung 8a′ zunächst nur auf die Druckventilkörperstirnseite 33, wodurch der Druck­ ventilkörper 2a von seinem Druckventilsitz 4a abhebt. Da­ durch strömt der Kraftstoff von der ersten Hochdruckboh­ rung 8a′ in die zweite Hochdruckbohrung 8a′′ und beauf­ schlagt unter anderem auch die Druckschulter 12. Der Druckventilkörper 2a wird auf diese Weise rasch gegen den Außenanschlag 5a bewegt, der den Hub des Druckventilkör­ pers 2a begrenzt und die Druckventilfeder 6a vor Über­ lastung schützt.

Nach Abschluß der Pumpenförderung sinkt der Druck in der Hochdruckleitung 8a ab, so daß die Druckventilfeder 6a den Druckventilkörper 2a auf seinen Druckventilsitz 4a schiebt. Falls danach in der zweiten Hochdruckbohrung 8a′′ noch nachlaufende Druckwellen auftreten, verursachen diese ein Nachöffnen des Druckventils mit der Folge des Abbaus dieser Druckwellen. Da der Öffnungsdruck des Druckventil­ körpers 2a sehr viel niedriger als der des Einspritzven­ tils ist, werden Nachspritzer sicher vermieden.

Die erfindungsgemäßen Druckventile in beiden Ausführungen verursachen nur minimalen schädlichen Raum und verhindern das Nachspritzen der Einspritzventile.

Claims (10)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe, mit einem Saugraum und einer Hochdruckleitung (8, 8a), die durch ein in einem Druckventilhalter (15, 15a) angeordnetes Druckventil in eine erste Hochdruckbohrung (8′, 8a′), die mit einem Hoch­ druckförderraum der Kraftstoffeinspritzpumpe in Strömungs­ verbindung steht und eine zweite Hochdruckbohrung (8′′, 8a′′), die mit einem Einspritzventil in Strömungsverbin­ dung steht, aufgeteilt ist, wobei das Druckventil (1, 1a), das sich in Richtung des Förderstromes öffnet, einen An­ schlag (5, 5a), eine Druckventilfeder (6, 6a) und einen Druckventilkörper (2, 2a) mit einer Geradführung und einem Druckventilsitz (4, 4a), der mit einem entsprechenden Ge­ gensitz zusammenarbeitet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckventilkörper (2, 2a) einen die Geradführung übernehmenden Ringschieber (3, 3a) aufweist, der zusammen mit dem ihn umgebenden Bereich des Druckventilhalters (15, 15a) eine Spaltdichtung zwischen der Hochdruckleitung (8, 8a) und einem Niederdruckraum (10,10a) bildet, daß der den Druckventilsitz (4, 4a) auf­ weisende Teil des Druckventilkörpers (2, 2a) im Bereich der Hochdruckleitung (8, 8a), der von der Druckventilfeder (6, 6a) beaufschlagte Teil des Druckventilkörpers (2, 2a) und die Druckventilfeder (6, 6a) selbst jedoch in dem Nie­ derdruckraum (10, 10a) angeordnet sind.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Durchmesser des Druckventilsitzes (4) größer als der Durchmesser des Ring­ schiebers (3) ist, und daß sich der Druckventilkörper (2) beim Schließen des Druckventils von der Hochdruckleitung (8) in Richtung Niederdruckraum (10) bewegt.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckventilsitz (4) und Ringschieber (3) ein Übergangsbereich (24) vorgesehen ist, in dem ein Entlastungsbund (9) angeordnet ist, dessen Durchmesser vorzugsweise dem wirksamen Durchmesser des Druckventilsitzes (4) entspricht und daß der Übergangsbe­ reich (24) zwischen dem Entlastungsbund (9) und dem Ring­ schieber (3) in Strömungsverbindung mit der ersten Hoch­ druckbohrung (8′) der Hochdruckleitung (8) steht.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (5) als Hubbe­ grenzungsanschlageinsatz (14) ausgebildet ist, der in Richtung der Achse des Druckventilkörpers (2) gegenüber dessen Druckventilsitz (4) in den Druckventilhalter (15) druck­ dicht eingesetzt ist, wobei der Durchmesser des Hubbegren­ zungsanschlageinsatzes (14) größer als der Durchmesser des Druckventilsitzes (4) ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Durchmesser des Druckventilsitzes (4a) kleiner als der Durchmesser des Ringschiebers (3a) ist, und daß sich der Druckventilkörper (2a) beim Öffnen des Druckventils von der Hochdruckleitung (8a) aus in Richtung Niederdruckraum (10a) bewegt.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckventilsitzfläche (4a) und Ringschieber (3a) ein Übergangsbereich (24a) vor­ gesehen ist, der in Strömungsverbindung mit der zweiten Hochdruckbohrung (8a′′) der Hochdruckleitung (8a) steht.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (5a) als Außenan­ schlageinsatz (11) ausgebildet ist, der in Richtung der Achse des Druckventilkörpers (2a) innerhalb der Druckven­ tilfeder (6a) angeordnet ist.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorangegan­ genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckventilkörper (2, 2a) vorzugsweise senkrecht zur Achse des Druckventilhalters (15, 15a) angeordnet ist und daß der den Druckventilkörper (2, 2a) umschließende Bereich des Druckventilhalters (15, 15a) vorzugsweise einstückig mit diesem ausgebildet ist.

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorangegan­ genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckraum (10, 10a) über eine Niederdruckleitung (7, 7a) mit dem Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe in Strömungsverbindung steht.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorangegan­ genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kappe (13, 13a) zum flüs­ sigkeitsdichten Abschluß des Niederdruckraumes (10, 10a) vorgesehen ist, wobei die Kappe (13, 13a) vorzugsweise rechtwinkelig zur Achse des Druckventilhalters (15, 15a) angeordnet ist und dessen Montage bei einer Reihen- bzw. Verteilereinspritzpumpe gestattet.