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WO2018134193A1 - Druckregulierer für eine gemeinsame kraftstoffleitung einer hochdruckeinspritzanlage - Google Patents

Druckregulierer für eine gemeinsame kraftstoffleitung einer hochdruckeinspritzanlage Download PDF

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WO2018134193A1
WO2018134193A1 PCT/EP2018/050994 EP2018050994W WO2018134193A1 WO 2018134193 A1 WO2018134193 A1 WO 2018134193A1 EP 2018050994 W EP2018050994 W EP 2018050994W WO 2018134193 A1 WO2018134193 A1 WO 2018134193A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
chamber
valve
pressure regulator
regulator
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/050994
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Lacroix
Raphael Combe
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.)
Robert Bosch GmbH
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 WO2018134193A1 publication Critical patent/WO2018134193A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005Pressure relief 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
    • 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
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic 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
    • F02M63/023Means for varying pressure in common rails
    • F02M63/0235Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure
    • F02M63/025Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure from the common rail

Definitions

  • the present invention relates to a pressure regulator, which is combined with a common fuel line of a high-pressure injection system, which supplies an internal combustion engine, wherein the regulator comprises an electromagnetic valve with a pressure threshold whose input is connected to the high pressure chamber of the fuel line and its output in a Relief chamber opens, which is connected to the liquid return, wherein the valve has a body through which a channel, whose input is connected to the high-pressure chamber and whose outlet opens through the valve seat in the discharge chamber, and a closure member in the form of a ball, the is carried by the end of the rod, which is firmly connected to the electromagnet core and traverses the cavity.
  • Such a pressure regulator is known for common diesel fuel rail systems. So far, this type of regulator has been used primarily as a controlled relief valve and less as a pressure regulator as such.
  • Hydraulic simulations have shown that different types of flows could be present at the valve outlet for a range of increased flow / pressure.
  • the document DE 10 2012 111106 describes and represents an electromagnetic pressure regulator whose valve seat 11, which cooperates with the closure member 12, is provided with fixed blades 18a, b, c, d of very complex shape, radially the valve seat in the discharge chamber extend.
  • This very complex shape of the valve seat and its extension is intended to improve the flow by reducing the turbulence of the valve seat, which in turn is widened according to a curved cross-section.
  • the end of the rod of the electromagnet carries the ball that forms the lock. she will passed through the edges of the fixed blades on the axial inner side. But this solution would be too expensive to industrialize due to the complexity of its geometry and would not be suitable for automotive applications.
  • the object of the present invention is to develop a pressure regulator which makes it possible to have additional stability in a pressure / flow capacity, with reduced economic means compatible with the aim of this regulator.
  • the invention has as subject matter a pressure regulator of the type defined above, characterized in that the valve seat is covered with a jet regulator element forming a regulation chamber with the valve seat, this jet regulator element being traversed by at least one passage connecting the regulation chamber and the discharge chamber which is connected to the discharge fluid exit to orient the liquid flow lines through the passage and to produce a stabilizing pressure of the flow in the regulation chamber.
  • the shape of the jet regulator member is advantageously very simple, being adaptable by the washer according to the various structures of the body of the regulator for adjustment to the gap according to each case / application.
  • the invention considerably simplifies the execution of a pressure regulator that corresponds to various functional parameters.
  • the pressure regulators of various series are manufactured according to the applications with jet regulator bodies corresponding to each application.
  • the jet regulator member which covers the valve seat is a plate which is applied to the surface of the valve body around the valve seat, this plate being provided with a recess forming the regulation chamber which communicates with the discharge chamber through at least one Passage is connected.
  • the jet regulator element is traversed by the rod of the electromagnet which carries the closure member of the valve, leaving a passage for the discharge liquid.
  • the jet regulating element comprises an opening which is traversed by the rod of the electromagnet carrying the closing member and at least one other opening which thus connects the regulating chamber to the discharge chamber.
  • annular passage cross-section defined between the outer diameter of the rod in the regulation position and the diameter of the central opening of the jet regulator element and the adapted cross-section of any other openings create an optimal pressure drop for generating a pressure inside the regulation chamber.
  • Other peripheral openings may be added to orient other flow lines of the recirculation flow and adjust the pressure drop depending on the stroke of the rod.
  • the other openings are advantageously distributed symmetrically about the axis.
  • the shape of the jet regulator body and the inner contour of the volume, the number, size and shape of the openings are optimized by simulation depending on the geometry of the other parts of the valve body and the rod.
  • the Strahlreguliererorgan is advantageously a metallic part.
  • the invention also relates to the combination formed from a pressure regulator, as defined above, and a common fuel line of a high-pressure injection system.
  • Fig. 1 is an axial section of a first embodiment of a pressure regulator according to the invention
  • Fig. 1a is a sectional view of the pressure regulator shown opposite the end of the common rail where it is installed;
  • Fig. 1b is an enlarged scale view of the front end of the pressure regulator, shown in section, showing the valve separate from the receptacle in which it is installed at the end of the body of the regulator;
  • Fig. 2 is an axial sectional view of the second embodiment of the pressure regulator, which is limited to the front end of the pressure regulator.
  • the invention as subject matter has a pressure regulator 1, which is provided with a valve 2, which is controlled by an electromagnet 3, said regulator having a common fuel line 4 of an injection system of fuel is combined under high pressure in an internal combustion engine.
  • the components 1, 2, 3, 4 of the assembly thus formed have at least partially a rotational symmetry about the axis XX.
  • the pressure regulator 1 regulates the high pressure in the common rail 4 to a target pressure by opening to discharge the relief liquid from the high-pressure chamber 42.
  • the common rail 4 is formed of a cylindrical body 41 with a thick wall axis XX which surrounds the high pressure chamber 42 having its outlets connected to the high pressure injectors and having an inlet connected to the high pressure pump of the engine ,
  • the body 41 comprises a receptacle 43, which opens on the outside through an inlet 44, which is provided with an internal thread 441 in order to screw the pressure regulator 1.
  • the receptacle 43 forms a shoulder 431 at its junction with the opening of the chamber 42 in order to realize a sealing system for the regulator 1.
  • the receptacle 43 also has an outlet 45 for the liquid of the fuel line 4, which passes through the regulator 1. The outlet 45 is connected to the fuel reservoir.
  • the pressure regulator 1 has a cylindrical body 11, through which an axial bore 12 runs, which on the side of the common fuel line into a cavity 13, which receives the valve 2, by means of a discharge chamber 14 with a diameter , which is greater than that of the bore 12, which is connected by radial bores 15 with the return line 45 of the common fuel line 4, opens.
  • the body 11 has a receptacle 16 for the electromagnet 3, which is closed by a lid 161 which is pressed into the body (111) and is itself covered by a connecting element 17 which is connected to the electromagnet 3 by a non Wiring shown connected.
  • the valve 2 consists of a valve body 21 in the form of a plate, which is traversed by an axial channel 22, whose input is on the side of the common rail 4 in a nozzle 21 which is covered with a filter 23 in the form of a cap.
  • the channel 22 opens into a valve seat 24 with a conical shape.
  • the surface 21 a of the body 21, into which the seat 24 opens, is covered with a plate 25, which forms a regulation chamber 251 above the valve seat 24 and is provided with an opening 252.
  • This plate 25 is generally at the bottom 131 of the receptacle 13 with insects, an annular fitting 26th supported, which leaves the opening 252.
  • This fitting 26 makes it possible to compensate for the various adjustments of valves and electromagnets for one and the same body 11 of the pressure regulator.
  • the plate 25, which forms a discharge substance jet regulator element exiting the valve 2 thus limits the regulation chamber 251.
  • the valve 2 has a closure member 27 in the form of a ball, which is supported by the conical end 321 of the rod 32 of the electromagnet 3.
  • the other side 21 b of the body 21 has a sealing edge 212 to be applied to the shoulder 431 of the receptacle 43 and to realize a tight separation for the operating pressure of the common rail, so that the transmission of liquid to the output only via the channel 22 of the valve 2 can take place.
  • the opening 252 is traversed by the conical end 321 of the rod of the electromagnet, while leaving a circular space connecting the regulation chamber 251 with the discharge chamber 14.
  • the plate 25 breaks the jet of liquid at the exit of the valve seat 24 and creates in this regulation chamber 251 an intermediate pressure between the high pressure of the common rail 4 and the recirculation pressure in the unloading chamber 14, which is substantially equal to the ambient pressure, passing the discharge fluid through the opening of the valve 2 is released.
  • the solenoid 3, which controls the valve 2 has a core 31 carrying the rod 32, the conical end 321 of which is provided with the ball 27 constituting the closing member of the valve 2, as described above.
  • the core 31 of the electromagnet 3 is a planar core, but without the invention being limited to this type of electromagnet core.
  • the core 31 is fixedly connected to the rod 32, which slides in the bore 12 in the closing direction F of the valve 2 pushed by the electromagnet 3, which is controlled to regulate the high pressure to the target pressure. Since the liquid flow from the regulation chamber 251 must exit through the passageway which is exposed in the opening 252, it is itself stabilized, that is regulated, which attenuates the arrival of the relief fluid and the vibrations of the jet between the seat 24 and the ball 27 passes, dampens.
  • the core 31 is covered in the receptacle 16 by the cover 161, which is pressed into the receptacle 16 by the bent edges 111.
  • the electromagnet has a coil 33 which is embedded in the body 11 of the pressure regulator.
  • a return spring 34 is applied to the surface of the core 31, which is turned to the fuel line to act in the opening direction of the valve 2. This retraction movement of the core 31 and the rod 32 is limited by the fact that it comes to rest on the lid 161.
  • the pressure regulator 1 is fixed to the fuel line 4 by means of a nut 18 which freely surrounds the cylindrical body 11 and abuts a ring 181 which is in engagement with a groove 112 of the body 11.
  • the external thread 182 of the nut 18 is screwed into the internal thread 441 and the sealing edge 212 of the body 21 of the valve comes to rest against the surface of the shoulder 431 to ensure the tightness.
  • a seal 19 is also provided in a groove 112 to realize the tightness between the wall of the receptacle 43 and the body 11 for the liquid return, which exits from the radial bores 15 to the return line 45, which is integrated into the common fuel line 4 ,
  • the relief fluid flows under high pressure from the high pressure chamber 42 through the filter 23 and the passage 22 arrives between the ball 27 and the valve seat 24 and arrives in the regulation chamber 251, in which the liquid collects and dampens their movement, so as to be forcibly oriented in the opening 252 and to traverse the cross section passing through the conical End 321 is released.
  • the liquid flow establishes an intermediate pressure between that of the high-pressure chamber 42 and the outlet pressure, which is practically at ambient pressure. This intermediate pressure regulates the flow exiting in the space between the opening 252 and the conical end 321 of the rod.
  • This intermediate pressure makes it possible to reduce the turbulence at the exit of the seat 24.
  • the relief flow is oriented to the open space between the rod 321 and the edge of the opening 252. This discharge fluid flow, which is so deflected, stabilizes the function of the regulator 1 and the common rail 4, the pressure of which is finely stabilized to the target pressure.
  • Fig. 2 shows another embodiment 2a of the pressure regulator 1.
  • This embodiment differs from the previous one by the jet regulator element 25a, which is provided with an axial opening 252a for the end 321 of the rod 32 and openings 252b distributed around the axis in order to produce by their pressure drops a pressure of the regulation chamber 251 a, which stabilizes the pressure in the high pressure chamber 42 of the common rail 4.
  • the orifices 252b are preferably distributed with rotational symmetry about the axis XX to regulate and distribute the relief flow to the relief chamber 14, while creating an intermediate level of pressure in the regulation chamber 251a.
  • the number, dimensions and distribution of the flow passage cross sections of the various openings 251a, 251b are preferably defined by simulations.
  • the various embodiments are very simple and particularly adapt to any type of common rail pressure regulators.

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Abstract

Ein Druckregulierer (1), der mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (4) mit einem elektromagnetischen Ventil (2, 3) mit Druckschwellenwert kombiniert ist, dessen Eingang (22) mit der Hochdruckkammer (42) verbunden ist und dessen Ausgang in eine Entlastungskammer (14) mündet, die mit der Flüssigkeitsrückführung (15) verbunden ist. Der Ventilsitz (24) ist mit einem Strahlreguliererelement (25) bedeckt, das eine Regulierungskammer (251) mit dem Ventilsitz (24) bildet. Das Strahlreguliererelement (25) wird von einer Öffnung (252) durchquert, um die Regulierungskammer (251) und die Entlastungskammer (14) in Verbindung zu bringen und die Rückführungsflüssigkeitsströmungslinien durch die Öffnung (252) zu orientieren und einen Stabilisierungsdruck des Flusses in der Regulierungskammer (251) zu erzeugen.

Description

Druckregulierer für eine gemeinsame Kraftstoff leitung einer
Hochdruckeinspritzanlage
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckregulierer, der mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung einer Hochdruckeinspritzanlage kombiniert ist, die eine Brennkraftmaschine versorgt, wobei der Regulierer ein elektromagnetisches Ventil mit einem Druckschwellenwert umfasst, dessen Eingang mit der Hochdruckkammer der Kraftstoff leitung verbunden ist und dessen Ausgang in eine Entlastungskammer mündet, die mit der Flüssigkeitsrückführung verbunden ist, wobei das Ventil einen Körper, durch den ein Kanal verläuft, dessen Eingang mit der Hochdruckkammer verbunden ist und dessen Ausgang durch den Ventilsitz in die Entlastungskammer mündet, und ein Verschlussorgan in Form einer Kugel aufweist, die vom Ende der Stange getragen wird, die mit dem Elektromagnetkern fest verbunden ist und den Hohlraum durchquert.
Stand der Technik
Ein derartiger Druckregulierer ist für Systeme einer gemeinsamen Dieselkraftstoffleitung bekannt. Bisher wurde dieser Typ Regulierer vor allem als gesteuertes Entlastungsventil und weniger als Druckregulierer als solcher verwendet.
Heute wird er immer mehr zum Regulieren des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung in einem immer größeren Druck/Durchsatz- Bereich in stabiler Weise beispielsweise zum Heizen des Dieselkraftstoffs im Rückführungskreislauf verwendet, um die Paraffinierung des Dieselkraftstofffilters zu vermeiden.
In diesem Fall muss die Stabilität des Drucks der Kraftstoffleitung, der durch den Regulierer reguliert wird, stark gefördert werden, da er indirekt durch die Umweltschutznormen bedingt ist. Verschiedene konstruktive Verbesserungen zum Steigern der Stabilität des durch den Regulierer regulierten Drucks sind in den Dokumenten DE 10 2007 013 525 und DE 10 2013 222 483 der Anmelderin beschrieben.
Die Steigerung des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoff leitung der Systeme der letzten Generation, die mit Drücken von 2500-2700, sogar 3000 bar, funktionieren, führt außerdem zum immer stärkeren Miniaturisieren der Geometrie des Ventilkörpers. Die feine Geometrie dieses Teil hat einen großen Einfluss auf die Strömung des Fluids, das sich vom hohen Druck zur Rückführung durch den Sitz des Ventilkörpers entlastet. Eine sogar minimale Änderung der Strömungslinien stromabwärts des Durchgangsquerschnitts des Sitzes des Ventilkörpers beeinflusst direkt die resultierende hydraulische Kraft, die auf die Kugel/Stangen-Baugruppe und folglich das Gleichgewicht der Kräfte aufgebracht wird: die hydraulische Kraft, die durch Schieben auf die Kugel/Stangen-Baugruppe öffnet und die magnetische Kraft des Elektromagneten, die dieser entgegenwirkt. Der regulierte Kraftstoffleitungsdruck kann somit direkt beeinflusst werden. Ganz besonders können die Rückführungszonen, die aus Wirbeln bestehen, erscheinen, die selbst sehr vom mittleren Druck stromabwärts des Rückführungskreislaufs abhängen, und folglich bildet dies eine potentielle Quelle für Schwankungen der gesamten hydraulischen Kraft, die auf die Stangen/Kugel-Baugruppe ausgeübt wird.
Hydraulische Simulationen haben gezeigt, dass verschiedene Typen von Strömungen am Ventilausgang für einen Bereich von erhöhtem Durchsatz/Druck vorhanden sein konnten.
Diese Typen von Strömungen sind eine Funktion der Verteilung des stromabseitigen Drucks um die Kugel/Stangen-Baugruppe, der die resultierende Kraft verändert und Nicht- Linearitäts- Effekte der hydraulischen Kraft erzeugt. Diese Nicht- Linearität erzeugt Druckinstabilitäten der regulierten Kraftstoffleitung.
Das Dokument DE 10 2012 111106 beschreibt einen elektromagnetischen Druckregulierer und stellt diesen dar, dessen Ventilsitz 11, der mit dem Verschlussorgan 12 zusammenwirkt, mit festen Schaufeln 18a,b,c,d mit sehr komplexer Form versehen ist, die radial den Ventilsitz in der Entlastungskammer verlängern. Diese sehr komplexe Form des Ventilsitzes und seiner Verlängerung soll die Strömung durch Verringern der Turbulenzen des Ventilsitzes verbessern, der seinerseits gemäß einem gekrümmten Querschnitt aufgeweitet ist. Das Ende der Stange des Elektromagneten trägt die Kugel, die den Verschluss bildet. Sie wird durch die Ränder der festen Schaufeln auf der axialen inneren Seite geführt. Aber diese Lösung wäre aufgrund der Komplexität ihrer Geometrie zu kostspielig zu industrialisieren und wäre nicht für Anwendungen auf das Kraftfahrzeug geeignet.
Ziel der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Druckregulierer zu entwickeln, der ermöglicht, eine zusätzliche Stabilität in einem Druck/Durchsatz- Funktionsbereich zu haben, und zwar mit verringerten, wirtschaftlichen Mitteln, die mit dem Ziel dieses Regulierers kompatibel sind.
Darlegung und Vorteile der Erfindung
Dazu hat die Erfindung als Gegenstand einen Druckregulierer des vorstehend definierten Typs, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz mit einem Strahlreguliererelement bedeckt ist, das eine Regulierungskammer mit dem Ventilsitz bildet, wobei dieses Strahlreguliererelement von mindestens einem Durchgang durchquert wird, der die Regulierungskammer und die Entlastungskammer verbindet, die mit dem Entlastungsflüssigkeitsausgang verbunden ist, um die Flüssigkeitsströmungslinien durch den Durchgang zu orientieren und einen Stabilisierungsdruck des Flusses in der Regulierungskammer zu erzeugen.
Der Querschnitt des Durchgangs zwischen der Regulierungskammer und der Entlastungskammer am Ausgang erzeugt einen Druckabfall, um einen Druck im Inneren der Regulierungskammer zu erzeugen. Dieser Druck wird durch dieses Strahlreguliererorgan stabilisiert, das den hydraulischen Fluss direkt stromabwärts der Strömung nahe der Kugel/Stangen- Baugruppe richtet und die Effekte der Schwankungen des hydraulischen Flusses beträchtlich vermindert. Daraus ergibt sich eine starke Verbesserung der Stabilität in einem noch größeren Druck/Durchsatz- Funktionsbereich als dem aktuellen.
Die Form des Strahlreguliererorgans ist vorteilhafterweise sehr einfach, wobei sie durch die Beilagscheibe gemäß den verschiedenen Strukturen des Körpers des Regulierers für die Anpassung an den Spalt gemäß jedem Fall/jeder Anwendung anpassbar ist. Die Erfindung vereinfacht beträchtlich die Ausführung eines Druckregulierers, der verschiedenen Funktionsparametern entspricht. Somit werden die Druckregulierer von verschiedenen Serien gemäß den Anwendungen mit Strahlreguliererorganen hergestellt, die jeder Anwendung entsprechen.
Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal ist das Strahlreguliererorgan, das den Ventilsitz bedeckt, eine Platte, die an die Fläche des Ventilkörpers um den Ventilsitz angelegt ist, wobei diese Platte mit einer Aussparung versehen ist, die die Regulierungskammer bildet, die mit der Entlastungskammer durch mindestens einen Durchgang verbunden ist.
Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal ist das Strahlreguliererelement von der Stange des Elektromagneten durchquert, die das Verschlussorgan des Ventils trägt, wobei ein Durchgang für die Entlastungsflüssigkeit frei gelassen ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal umfasst das Strahlreguliererelement eine Öffnung, die von der Stange des Elektromagneten durchquert wird, die das Verschlussorgan trägt, und mindestens eine andere Öffnung, die somit die Regulierungskammer mit der Entlastungskammer verbindet.
Der ringförmige Durchgangsquerschnitt, der zwischen dem Außendurchmesser der Stange in der Regulierungsposition und dem Durchmesser der zentralen Öffnung des Strahlreguliererelements definiert ist, und der angepasste Querschnitt der eventuellen anderen Öffnungen erzeugt einen optimalen Druckabfall zum Erzeugen eines Drucks im Inneren der Regulierungskammer. Andere Öffnungen am Umfang können hinzugefügt werden, um andere Strömungslinien des Rückführungsflusses zu orientieren und den Druckabfall in Abhängigkeit vom Hub der Stange einzustellen. Die anderen Öffnungen sind vorteilhafterweise symmetrisch um die Achse verteilt.
Die Form des Strahlreguliererorgans und der inneren Kontur des Volumens, die Anzahl, die Größe und die Form der Öffnungen werden durch eine Simulation in Abhängigkeit von der Geometrie der anderen Teile des Ventilkörpers und der Stange optimiert.
Das Strahlreguliererorgan ist vorteilhafterweise ein metallisches Teil. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Kombination, die aus einem Druckregulierer, wie vorstehend definiert, und einer gemeinsamen Kraftstoff leitung einer Hochdruckeinspritzanlage gebildet ist.
Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Hilfe von zwei Ausführungsformen eines Druckregulierers genauer beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
Fig. 1 ein axialer Schnitt einer ersten Ausführungsform eines Druckregulierers gemäß der Erfindung ist,
Fig. la eine Schnittansicht des Druckregulierers ist, der gegenüber dem Ende der gemeinsamen Kraftstoffleitung dargestellt ist, an der er installiert ist,
Fig. lb eine Ansicht des vorderen Endes des Druckregulierers im vergrößerten Maßstab ist, der im Schnitt dargestellt ist, der das Ventil von der Aufnahme getrennt zeigt, in der es am Ende des Körpers des Regulierers installiert ist,
Fig. 2 eine axiale Schnittansicht der zweiten Ausführungsform des Druckregulierers ist, die auf das vordere Ende des Druckregulierers begrenzt ist.
Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
Gemäß Fig. 1 und den Detailansichten der Fig. la, lb hat die Erfindung als Gegenstand einen Druckregulierer 1, der mit einem Ventil 2 versehen ist, das durch einen Elektromagneten 3 gesteuert wird, wobei dieser Regulierer mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung 4 einer Anlage zum Einspritzen von Kraftstoff unter hohem Druck in eine Brennkraftmaschine kombiniert ist.
Nur das Ende der gemeinsamen Kraftstoffleitung 4, das den Druckregulierer 1 aufnimmt, ist dargestellt.
Die Komponenten 1, 2, 3, 4 der so gebildeten Baugruppe weisen zumindest teilweise eine Rotationssymmetrie um die Achse XX auf. Der Druckregulierer 1 regelt den hohen Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 4 auf einen Solldruck, indem er sich öffnet, um die Entlastungsflüssigkeit von der Hochdruckkammer 42 auszulassen.
Gemäß den Figuren 1, la ist die gemeinsame Kraftstoffleitung 4 aus einem zylindrischen Körper 41 mit der Achse XX mit dicker Wand gebildet, die die Hochdruckammer 42 umgibt, deren Ausgänge mit den Hochdruckeinspritzdüsen verbunden sind und von der ein Eingang mit der Hochdruckpumpe der Brennkraftmaschine verbunden ist.
Der Körper 41 umfasst eine Aufnahme 43, die an der Außenseite durch einen Eingang 44 mündet, der mit einem Innengewinde 441 versehen ist, um den Druckregulierer 1 anzuschrauben. Die Aufnahme 43 bildet einen Absatz 431 an ihrer Verbindungsstelle mit der Öffnung der Kammer 42, um eine Dichtungsanlage für den Regulierer 1 zu verwirklichen. Die Aufnahme 43 weist auch einen Ausgang 45 für die Flüssigkeit der Kraftstoffleitung 4 auf, die den Regulierer 1 durchquert. Der Ausgang 45 ist mit dem Kraftstoffreservoir verbunden.
Gemäß den Fig. la, lb weist der Druckregulierer 1 einen zylindrischen Körper 11 auf, durch den eine axiale Bohrung 12 verläuft, die auf der Seite der gemeinsamen Kraftstoffleitung in einen Hohlraum 13, der das Ventil 2 aufnimmt, mittels einer Entlastungskammer 14 mit einem Durchmesser, der größer ist als jener der Bohrung 12, die durch radiale Bohrungen 15 mit der Rückführung 45 der gemeinsamen Kraftstoff leitung 4 in Verbindung steht, mündet.
Am anderen Ende weist der Körper 11 eine Aufnahme 16 für den Elektromagneten 3 auf, die durch einen Deckel 161 geschlossen ist, der in den Körper eingepresst ist (111) und selbst durch ein Verbindungselement 17 bedeckt ist, das mit dem Elektromagneten 3 durch eine nicht dargestellte Verkabelung verbunden ist.
Das Ventil 2 besteht aus einem Ventilkörper 21 in Form einer Platte, die von einem axialen Kanal 22 durchquert wird, dessen Eingang auf der Seite der gemeinsamen Kraftstoffleitung 4 sich in einem Stutzen 21 befindet, der mit einem Filter 23 in Form einer Kappe bedeckt ist. Der Kanal 22 mündet in einen Ventilsitz 24 mit konischer Form. Die Fläche 21a des Körpers 21, in die der Sitz 24 mündet, ist mit einer Platte 25 bedeckt, die eine Regulierungskammer 251 über dem Ventilsitz 24 bildet und mit einer Öffnung 252 versehen ist. Diese Platte 25 ist im Allgemeinen am Boden 131 der Aufnahme 13 mit Zwischenfügung eines ringförmigen Passstücks 26 abgestützt, das die Öffnung 252 frei lässt. Dieses Passstück 26 ermöglicht es, die verschiedenen Anpassungen von Ventilen und Elektromagneten für ein und denselben Körper 11 des Druckregulierers zu kompensieren. Die Platte 25, die ein Strahlreguliererelement für die Entlastungsflüssigkeit bildet, die aus dem Ventil 2 austritt, begrenzt somit die Regulierungskammer 251.
Das Ventil 2 weist ein Verschlussorgan 27 in Form einer Kugel auf, die vom konischen Ende 321 der Stange 32 des Elektromagneten 3 getragen wird.
Die andere Seite 21b des Körpers 21 weist eine Dichtungskante 212 auf, um an den Absatz 431 der Aufnahme 43 angelegt zu werden und eine dichte Trennung für den Betriebsdruck der gemeinsamen Kraftstoffleitung zu verwirklichen, so dass die Übermittlung von Flüssigkeit zum Ausgang nur über den Kanal 22 des Ventils 2 erfolgen kann.
Die Öffnung 252 ist vom konischen Ende 321 der Stange des Elektromagneten durchquert, während ein kreisförmiger Raum belassen ist, der die Regulierungskammer 251 mit der Entlastungskammer 14 verbindet. Die Platte 25 bricht den Flüssigkeitsstrahl am Ausgang des Ventilsitzes 24 und erzeugt in dieser Regulierungskammer 251 einen Zwischendruck zwischen dem hohen Druck der gemeinsamen Kraftstoffleitung 4 und dem Rückführungsdruck in der Entlastungskammer 14, der praktisch gleich dem Umgebungsdruck ist, indem die Entlastungsflüssigkeit durch die Öffnung des Ventils 2 freigegeben wird.
Die freie Oberfläche zwischen dem konischen Ende 321 und der Öffnung 252 vergrößert sich, wenn das Ventil sich öffnet und das konische Ende 321 zurückweicht. Die Flüssigkeit, die aus dem Ventil 2 entweicht, wird zwangsläufig zur Öffnung 252 gelenkt, so dass sie in der Entlastungskammer 14, dann in den radialen Bohrungen 15 zur Rückführung 45 ankommt.
Der Elektromagnet 3, der das Ventil 2 steuert, weist einen Kern 31 auf, der die Stange 32 trägt, deren konisches Ende 321 mit der Kugel 27 ausgestattet ist, die das Verschlussorgan des Ventils 2 bildet, wie dies vorstehend beschrieben wurde.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kern 31 des Elektromagneten 3 ein ebener Kern, ohne dass jedoch die Erfindung auf diesen Typ von Elektromagnetkern begrenzt ist. Der Kern 31 ist mit der Stange 32 fest verbunden, die in der Bohrung 12 in der Verschlussrichtung F des Ventils 2 durch den Elektromagneten 3 geschoben gleitet, der gesteuert wird, um den hohen Druck auf den Solldruck zu regulieren. Da der Flüssigkeitsfluss aus der Regulierungskammer 251 durch den Durchgang austreten muss, der in der Öffnung 252 freigelassen ist, wird er selbst stabilisiert, das heißt reguliert, was die Ankunft der Entlastungsflüssigkeit abschwächt und die Schwingungen des Strahls, der zwischen dem Sitz 24 und der Kugel 27 durchgeht, dämpft.
Der Kern 31 ist in der Aufnahme 16 durch den Deckel 161 bedeckt, der in die Aufnahme 16 durch die umgebogenen Ränder 111 eingepresst ist. Der Elektromagnet weist eine Spule 33 auf, die in den Körper 11 des Druckregulierers eingebettet ist. Eine Rückstellfeder 34 liegt an der Fläche des Kerns 31 an, die zur Kraftstoff leitung gewandt ist, um in der Öffnungsrichtung des Ventils 2 zu wirken. Diese Rückzugsbewegung des Kerns 31 und der Stange 32 wird dadurch begrenzt, dass er am Deckel 161 zur Anlage kommt.
Der Druckregulierer 1 ist an der Kraftstoff leitung 4 mittels einer Mutter 18 befestigt, die frei den zylindrischen Körper 11 umgibt und an einem Ring 181 anliegt, der mit einer Nut 112 des Körpers 11 in Eingriff steht.
Das Außengewinde 182 der Mutter 18 wird in das Innengewinde 441 geschraubt und die Dichtungskante 212 des Körpers 21 des Ventils kommt zwangsläufig an der Oberfläche des Absatzes 431 zur Anlage, um die Dichtheit sicherzustellen.
Eine Dichtung 19 ist außerdem in einer Nut 112 vorgesehen, um die Dichtheit zwischen der Wand der Aufnahme 43 und dem Körper 11 für die Flüssigkeitsrückführung zu verwirklichen, die aus den radialen Bohrungen 15 zur Rückführung 45 austritt, die in die gemeinsame Kraftstoff leitung 4 integriert ist.
Wenn im Druckregulierer 1 gemäß der Erfindung sich das Ventil 2 durch den Rückzug der Stange 2 und des Verschlussorgans 27 öffnet (zur Verschlussrichtung F entgegengesetzte Richtung), geht die Entlastungsflüssigkeit unter hohem Druck, die von der Hochdruckkammer 42 über den Filter 23 und den Kanal 22 ankommt, zwischen der Kugel 27 und dem Ventilsitz 24 hindurch und kommt in der Regulierungskammer 251 an, in der die Flüssigkeit sich sammelt und ihre Bewegung dämpft, um somit zwangsweise in die Öffnung 252 orientiert zu werden und den Querschnitt zu durchqueren, der durch das konische Ende 321 freigegeben ist. Der Flüssigkeitsfluss stellt einen Zwischendruck zwischen jenem der Hochdruckkammer 42 und dem Ausgangsdruck her, der praktisch auf Umgebungsdruck liegt. Dieser Zwischendruck reguliert den Fluss, der im Zwischenraum zwischen der Öffnung 252 und dem konischen Ende 321 der Stange austritt. Dieser Zwischendruck ermöglicht es, die Turbulenzen am Ausgang des Sitzes 24 zu verringern. Der Entlastungsfluss ist zum offenen Zwischenraum zwischen der Stange 321 und dem Rand der Öffnung 252 orientiert. Dieser Entlastungsflüssigkeitsfluss, der so umgelenkt wird, stabilisiert die Funktion des Regulierers 1 und der gemeinsamen Kraftstoffleitung 4, deren Druck fein auf den Solldruck stabilisiert wird.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform 2a des Druckregulierers 1. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehenden durch das Strahlreguliererelement 25a, das mit einer axialen Öffnung 252a für das Ende 321 der Stange 32 sowie Öffnungen 252b, die um die Achse verteilt sind, versehen ist, um durch ihre Druckabfälle einen Druck der Regulierungskammer 251a herzustellen, der den Druck in der Hochdruckkammer 42 der gemeinsamen Kraftstoffleitung 4 stabilisiert. Die Öffnungen 252b sind vorzugsweise mit einer Rotationssymmetrie um die Achse XX verteilt, um den Entlastungsfluss zu regulieren und zur Entlastungskammer 14 zu verteilen, während ein Zwischendruck mit wirksamem Pegel in der Regulierungskammer 251a erzeugt wird. Die Anzahl, die Abmessungen und die Verteilung der Flussdurchgangsquerschnitte der verschiedenen Öffnungen 251a, 251b werden vorzugsweise durch Simulationen definiert.
Die verschiedenen Ausführungsformen sind sehr einfach und passen sich insbesondere an jeden Typ von Druckregulierern einer gemeinsamen Kraftstoffleitung an.
Nomenklatur Druckregulierer
11 Körper
111 umgebogener Rand/Einpressung
112 Nut
113 Nut
12 Ventil
13 Hohlraum
14 Entlastungskammer
15 Radiale Bohrung
16 Aufnahme
161 Deckel
162 umgebogener Rand/Einpressung
17 Verbindungselement
18 Mutter
181 Ring
182 Gewinde
19 Dichtung
25 Strahlreguliererelemenl/Platte
25a anderes Strahlreguliererelement
251 Regulierungskammer
251a Regulierungskammer
252a Öffnung
252b andere Öffnung
Ventil
anderes Ventil
21 Ventilkörper
21a Fläche des Ventilkörpers
21b andere Fläche
211 Stutzen
22 axialer Kanal
23 Filter
24 Ventilsitz
26 Regulierungspassstück
27 Verschlussorgan
Elektromagnet 31 Kern
32 Stange
321 konisches Ende
33 Spule des Elektromagneten
34 Rückstellfeder
Gemeinsame Kraftstoffleitung
41 zylindrischer Körper
42 Hochdruckkammer
43 Aufnahme
431 Absatz
44 Eingang
441 Innengewinde
45 Ausgang

Claims

Patentansprüche
1. Druckregulierer, der mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung einer Hochdruckeinspritzanlage kombiniert ist, die eine Brennkraftmaschine versorgt, wobei der Regulierer ein elektromagnetisches Ventil mit einem Druckschwellenwert umfasst, dessen Eingang mit der Hochdruckkammer der Kraftstoff leitung verbunden ist und dessen Ausgang in eine Entlastungskammer mündet, die mit der Flüssigkeitsrückführung verbunden ist,
wobei das Ventil einen Körper, durch den ein Kanal verläuft, dessen Eingang mit der Hochdruckkammer verbunden ist und dessen Ausgang durch den Ventilsitz in die Entlastungskammer mündet, und ein Verschlussorgan in Form einer Kugel, die durch das Ende der Stange getragen wird, die mit dem Kern des Elektromagneten fest verbunden ist und den Hohlraum durchquert, aufweist, wobei der Druckregulierer dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ventilsitz (24) mit einem Strahlreguliererelement (25, 25a) bedeckt ist, das eine Regulierungskammer (251, 251a) bildet, wobei dieses Strahlreguliererelement (25, 25a) von mindestens einer Öffnung (252, 252a, 252b) durchquert wird, um die Regulierungskammer und die Entlastungskammer (14) in Verbindung zu bringen, um die Flüssigkeitsströmungslinien durch die Öffnung (252, 252a, 252b) zu orientieren und einen Stabilisierungsdruck des Flusses in der Regulierungskammer (251, 251a) zu erzeugen.
2. Druckregulierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlreguliererelement (25, 25a), das den Ventilsitz (24) bedeckt, eine Platte ist, die an die Fläche (21a) des Ventilkörpers (21) um den Ventilsitz (24) angelegt ist und mit einer Aussparung versehen ist, die die Regulierungskammer (251) bildet, die mit der Entlastungskammer (14) durch mindestens eine Öffnung (252) verbunden ist.
3. Druckregulierer nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlreguliererelement (25, 25a) von der Stange (32, 321) des Elektromagneten (3) durchquert wird, die das Verschlussorgan (27) des Ventils trägt.
4. Druckregulierer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlreguliererelement (25a) eine Öffnung (252a), die von der Stange des Elektromagneten (32, 321) durchquert wird, die das Verschlussorgan (27) trägt, und mindestens eine andere Öffnung (252b), die die Regulierungskammer (251, 251a) mit der Entlastungskammer (14) verbindet, umfasst.
5. Druckregulierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlreguliererelement (25a) mehrere Öffnungen (252b) umfasst, die rotationssymmetrisch um die axiale Öffnung (252a) verteilt sind, die vom Ende der Stange (321) durchquert wird, das das Verschlussorgan (27) des Ventils (2) trägt.
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