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DE102012203258A1 - Fuel system for combustion engine, has pressure relief vent provided as channel-like connecting channel in seal seat of pressure limiting valve, and is designed such that connecting channel is opened during closed pressure limit valve - Google Patents

Fuel system for combustion engine, has pressure relief vent provided as channel-like connecting channel in seal seat of pressure limiting valve, and is designed such that connecting channel is opened during closed pressure limit valve Download PDF

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DE102012203258A1
DE102012203258A1 DE201210203258 DE102012203258A DE102012203258A1 DE 102012203258 A1 DE102012203258 A1 DE 102012203258A1 DE 201210203258 DE201210203258 DE 201210203258 DE 102012203258 A DE102012203258 A DE 102012203258A DE 102012203258 A1 DE102012203258 A1 DE 102012203258A1
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Frank Albertz
Hans-Christian Bartelt
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

The fuel system has a mechanically working pressure limiting valve, whose valve body (3) is pressed against a seal seat (1) by a spring element (2), where a fuel-high pressure area (H) lying between a high pressure pump and an injection valve is opened when exceeding the threshold pressure, such that the fuel is discharged into a fuel-low pressure area (N). A pressure relief vent is provided as channel-like connecting channel (5) in the seal seat of the pressure limiting valve, and is designed in such a way that the connecting channel is opened during closed pressure limit valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einer zumindest ein Kraftstoff-Einspritzventil versorgenden Hochdruckpumpe, der von einer Niederdruckpumpe Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird, sowie mit einem mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventil, dessen Ventilkörper mittels eines Federelements gegen einen Dichtsitz gepresst wird und das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im zwischen der Hochdruckpumpe und dem Einspritzventil liegenden Kraftstoff-Hochdruckbereich öffnet, um Kraftstoff in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich, der durch den Vorratsbehälter oder den Bereich zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe gebildet ist, zu entlassen, und wobei weiterhin eine Druckentlastungseinrichtung in Form einer Entlastungsdrossel zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich vorgesehen ist. Zum Stand der Technik wird auf die DE 195 39 883 B4 verwiesen.The invention relates to a fuel system of an internal combustion engine having a high-pressure pump supplying at least one fuel injection valve, which is supplied by a low-pressure pump fuel from a reservoir, and a mechanically operated pressure relief valve, the valve body is pressed by a spring element against a sealing seat and when a Boundary pressure in lying between the high-pressure pump and the injection valve high-pressure fuel range opens to discharge fuel into a low-pressure fuel area, which is formed by the reservoir or the area between the low-pressure pump and the high-pressure pump, and further wherein a pressure relief device in the form of a relief throttle is provided between the high pressure region and the low pressure region. The prior art is on the DE 195 39 883 B4 directed.

Die Funktion und Notwendigkeit einer Druckentlastungseinrichtung, die nach Abstellen der Brennkraftmaschine den hier sog. Kraftstoff-Hochdruckbereich entlastet, indem bspw. über eine einfache Entlastungsdrossel mit unveränderbarem Querschnitt stets eine sehr geringe Menge von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich gelangen kann, ist in der genannten DE 195 39 883 B4 ausführlich beschrieben. Eine einfache Drossel bzw. ein eine solche bildender Verbindungskanal zwischen dem Kraftstoff-Hochdruckbereich und dem Kraftstoff-Niederruckbereich hat den Vorteil, dass kein eigenständiges Ventil benötigt wird, wenngleich damit auch bei Betrieb der Brennkraftmaschine stets eine sehr geringe Kraftstoffmenge aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich gelangt, was aber unproblematisch ist, da die Auswirkung dieser geringen abströmenden Menge von Kraftstoff auf den Förderwirkungsgrad der Hochdruckpumpe vernachlässigbar gering ist.The function and necessity of a pressure relief device that relieves the here so-called. High-pressure fuel area, for example, by a simple relief throttle with unchangeable cross section always a very small amount of fuel from the high pressure area can reach a low-pressure fuel area is in the mentioned DE 195 39 883 B4 described in detail. A simple throttle or a connecting channel of this type between the high-pressure fuel area and the low-pressure fuel area has the advantage that no independent valve is required, even though a very small amount of fuel always passes from the high-pressure area into the low-pressure area during operation of the internal combustion engine , but this is not a problem because the effect of this small outflowing amount of fuel on the delivery efficiency of the high pressure pump is negligible.

Probleme können sich jedoch mit einer solchen Entlastungsdrossel ergeben, wenn diese wegen des relativ engen Drosselquerschnitts verstopfen würde, wonach die gewünschte gezielte Entlastung nach Abstellen der Brennkraftmaschine unterbunden wäre und ein Druckabbau bei abgestellter Brennkraftmaschine dann nur noch über das oder ein Einspritzventil in den Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgen könnte, was im Hinblick auf die sich damit bei einem Neustart der Brennkraftmaschine einstellenden Emissionen unerwünscht ist.However, problems can arise with such a relief throttle, if this would clog because of the relatively narrow throttle cross-section, after which the desired targeted relief would be stopped after stopping the engine and a pressure reduction when the engine is stopped then only via the or an injection valve into the combustion chamber of the engine could be done, which is undesirable in view of the thus adjusting at a restart of the internal combustion engine emissions.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Kraftstoffsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinrichtung als rinnenartiger Verbindungskanal im Dichtsitz des Druckbegrenzungsventils vorgesehen und solchermaßen ausgebildet ist, dass dieser Verbindungskanal bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil offen ist. Dabei kann der Dichtsitz kegelförmig ausgebildet und der Verbindungskanal durch eine Nut in der Wand des Dichtsitzes gebildet sein.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention. The solution to this problem is for a fuel system according to the preamble of claim 1, characterized in that the pressure relief device is provided as a groove-like connection channel in the sealing seat of the pressure relief valve and is designed such that this connection channel is open with the pressure relief valve closed. In this case, the sealing seat can be formed conical and the connecting channel can be formed by a groove in the wall of the sealing seat.

Die nähere Erläuterung erfolgt anhand der beigefügten Prinzipskizze, in der lediglich der mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnete Dichtsitz in einem Auslassabschnitt 6 sowie der durch ein Federelement 2 in Schließstellung gehaltene und mit der Bezugsziffer 3 gekennzeichnete Ventilkörper eines erfindungsgemäßen mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventils im Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine im Schnitt dargestellt sind. An den im Auslassabschnitt 6 des Druckbegrenzungsventils vorgesehenen und wie ersichtlich vorliegend kegelförmigen Dichtsitz 1 schließt sich eine in den nicht weiter dargestellten Hochdruckbereich H des Kraftstoffsystems führende Bohrung 4 im Auslassabschnitt 6 an, während sich das Federelement 2 vorliegend direkt im Niederdruckbereich N des Kraftstoffsystems befindet. Das Federelement 2, welches zwischen dem hier in Form einer Kugel ausgebildeten Ventilkörper 3 und einer Wandung im nicht weiter dargestellten Druckbegrenzungsventil eingespannt ist, ist dabei solchermaßen ausgelegt, dass dann, wenn der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich H einen bestimmten Grenzwert überschreitet, der Ventilkörper 3 unter dieser Druck-Einwirkung vom Dichtsitz 1 gegen das Federelement 2 abhebt, wonach Kraftstoff über die Bohrung 4 vom Hochdruckbereich H in den Niederdruckbereich N solange abströmen kann, bis der Druck im Hochdruckbereich H den besagten Grenzwert unterschreitet, wonach der Ventilkörper 3 durch das Federelement 2 wieder auf den Dichtsitz 1 gepresst wird und das Druckbegrenzungsventil im wesentlichen geschlossen ist.The detailed explanation is based on the attached schematic diagram in which only the reference numeral 1 characterized sealing seat in an outlet section 6 as well as by a spring element 2 held in the closed position and with the reference numeral 3 marked valve body of a mechanical pressure relief valve according to the invention in the fuel system of an internal combustion engine are shown in section. At the outlet section 6 the pressure relief valve provided and as can be seen here conical sealing seat 1 closes in the not shown high pressure area H of the fuel system leading bore 4 in the outlet section 6 on while the spring element 2 in this case located directly in the low pressure region N of the fuel system. The spring element 2 , which between the valve body formed here in the form of a ball 3 and a wall is clamped in the pressure relief valve, not shown, is designed in such a way that when the fuel pressure in the high pressure region H exceeds a certain limit, the valve body 3 under this pressure effect of the sealing seat 1 against the spring element 2 lifts off, after which fuel over the hole 4 From the high pressure region H in the low pressure region N can flow until the pressure in the high pressure region H falls below said limit, after which the valve body 3 by the spring element 2 back to the sealing seat 1 is pressed and the pressure relief valve is substantially closed.

Das vorliegende Druckbegrenzungsventil bzw. dessen Dichtsitz 1 ist derart gestaltet, dass auch bei auf dem Dichtsitz 1 aufsitzendem Ventilkörper 3 dieses Druckbegrenzungsventil nicht vollständig geschlossen ist, d. h. dass auch dann, wenn der Ventilkörper 3 auf dem Dichtsitz 1 aufsitzt, eine geringe Menge von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich H in den Niederdruckbereich N gelangen kann. Hierfür ist im Dichtsitz 1 ein vorliegend in Form einer Nut in der Kegelwand des kegelförmigen Dichtsitzes 1 ausgebildeter rinnenartiger Verbindungskanal 5 vorgesehen, der bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil, d. h. bei auf dem Dichtsitz 1 aufsitzendem Ventilkörper 3 offen ist, so dass über diesen im Querschnitt sehr engen Verbindungskanal 5 stets, d. h. auch bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil, eine geringe Menge von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich H in den Niederdruckbereich N gelangen kann. Dies ist insbesondere auch dann möglich, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist und somit kein weiterer Druck im Hochdruckbereich H aufgebaut wird, sodass dann über einen längeren Zeitraum hinweg der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich H über diesen eine Entlastungs-Drossel bildenden rinnenartigen Verbindungskanal 5 abgebaut wird.The present pressure relief valve or its sealing seat 1 is designed so that even when on the sealing seat 1 seated valve body 3 This pressure relief valve is not completely closed, that is, even if the valve body 3 on the seal seat 1 is seated, a small amount of fuel from the high pressure area H can get into the low pressure area N. This is in the sealing seat 1 a present in the form of a groove in the conical wall of the conical sealing seat 1 trained channel-like connecting channel 5 provided with the pressure relief valve closed, ie when on the sealing seat 1 seated valve body 3 is open, so that over this very narrow cross-section connecting channel 5 always, ie even with the pressure relief valve closed, a small amount of fuel from the high pressure area H in the low pressure area N. can get. This is particularly possible even when the engine is turned off and thus no further pressure in the high-pressure region H is established, so then over a longer period of time, the fuel pressure in the high-pressure region H via this channel forming a relief throttle groove-like connection channel 5 is reduced.

Indem dieser rinnenartige und damit zum auf dem Dichtsitz 1 aufsitzenden Ventilkörper 3 hin offene Verbindungskanal 5 erfindungsgemäß im Dichtsitz 1 des bzw. eines mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventils vorgesehen ist, ist sichergestellt, dass dieser sehr enge Verbindungskanal 5 nicht durch Verschmutzung verstopfen kann, wie im weiteren erläutert wird. Es wird sich nämlich im Betrieb der Brennkraftmaschine oder in einer sog. Nachheizphase bei abgestellter Brennkraftmaschine mit ausreichender Häufigkeit immer wieder einmal eine Situation einstellen, in der der Kraftstoffdruck im Hochdruckbereich H den weiter oben genannten Grenzwert überschreitet, so dass das Druckbegrenzungsventil dann öffnet und der Ventilkörper 3 von seinem Dichtsitz 1 abhebt. Bei dieser Gelegenheit wird der rinnenartige und zum Ventilkörper hin offene Verbindungkanal 5 ausreichend gespült, so dass dabei geringe Verschmutzungen, die sich zuvor eventuell in diesem Verbindungskanal 5 (bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil und bei auf dem Dichtsitz 1 aufsitzendem Ventilkörper 3) festgesetzt haben sollten, entfernt werden. Weiterhin ist das Vorsehen dieses Verbindungskanals 5 im Dichtsitz 1 des bzw. eines Druckentlastungsventils auch insofern günstig und insbesondere günstiger als in einem anderen im Kraftstoffsystem vorgesehenen Ventil, da das Druckentlastungsventil über der Lebendauer der Brennkraftmaschine bzw. von dessen Kraftstoffsystem betrachtet relativ wenige Öffnungs- und Schließvorgänge ausführt, so dass keine Gefahr eines Ausschlagens des Dichtsitzes 1 besteht. Bei einem solchen Ausschlagen bzw. Verschleiß des Dichtsitzes 1 könnte nämlich der in diesem vorgesehene rinnenartige Verbindungskanal 5 praktisch ausgelöscht, d. h. entfernt werden.By this gutter-like and thus on the sealing seat 1 seated valve body 3 open connection channel 5 according to the invention in the sealing seat 1 is provided or a mechanically operating pressure relief valve, it is ensured that this very narrow connection channel 5 can not clog by contamination, as will be explained below. In fact, during operation of the internal combustion engine or in a so-called postheating phase, when the internal combustion engine is stopped, a situation will arise over and over again in which the fuel pressure in the high pressure region H exceeds the above-mentioned limit value, so that the pressure relief valve then opens and the valve body 3 from his tight seat 1 takes off. On this occasion, the channel-like and open to the valve body connection channel 5 sufficiently rinsed, so that it little contamination, which may be previously in this connection channel 5 (with closed pressure relief valve and on the sealing seat 1 seated valve body 3 ) should be removed. Furthermore, the provision of this connection channel 5 in the sealing seat 1 the or of a pressure relief valve so far favorable and in particular cheaper than in another valve provided in the fuel system, as the pressure relief valve over the life of the engine or its fuel system considered relatively few opening and closing operations performs, so that no risk of knocking of the sealing seat 1 consists. In such a knocking or wear of the sealing seat 1 namely, could be provided in this groove-like connecting channel 5 virtually extinguished, ie removed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19539883 B4 [0001, 0002] DE 19539883 B4 [0001, 0002]

Claims (2)

Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einer zumindest ein Kraftstoff-Einspritzventil versorgenden Hochdruckpumpe, der von einer Niederdruckpumpe Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zugeführt wird, sowie mit einem mechanisch arbeitenden Druckbegrenzungsventil, dessen Ventilkörper (3) mittels eines Federelements (2) gegen einen Dichtsitz (1) gepresst wird und das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im zwischen der Hochdruckpumpe und dem Einspritzventil liegenden Kraftstoff-Hochdruckbereich (H) öffnet, um Kraftstoff in einen Kraftstoff-Niederdruckbereich (N), der durch den Vorratsbehälter oder den Bereich zwischen der Niederdruckpumpe und der Hochdruckpumpe gebildet ist, zu entlassen, und wobei weiterhin eine Druckentlastungseinrichtung in Form einer Entlastungsdrossel zwischen dem Hochdruckbereich (H) und dem Niederdruckbereich (N) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinrichtung als rinnenartiger Verbindungskanal (5) im Dichtsitz (1) des Druckbegrenzungsventils vorgesehen und solchermaßen ausgebildet ist, dass dieser Verbindungskanal (5) bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil offen ist.Fuel system of an internal combustion engine having a high-pressure pump supplying at least one fuel injection valve, which is supplied by a low-pressure pump fuel from a reservoir, and a mechanically operated pressure relief valve whose valve body ( 3 ) by means of a spring element ( 2 ) against a sealing seat ( 1 ) and when a limit pressure is exceeded in the fuel high pressure area (H) between the high pressure pump and the injector opens to fuel in a low pressure fuel area (N) formed by the reservoir or the area between the low pressure pump and the high pressure pump is to be discharged, and further wherein a pressure relief device in the form of a relief throttle between the high pressure area (H) and the low pressure area (N) is provided, characterized in that the pressure relief device as a channel-like connecting channel ( 5 ) in the sealing seat ( 1 ) of the pressure relief valve and is designed such that this connecting channel ( 5 ) is open when the pressure relief valve is closed. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, wobei der Dichtsitz (1) kegelförmig ausgebildet und der Verbindungskanal (5) durch eine Nut in der Wand des Dichtsitzes (1) gebildet ist.Fuel system according to claim 1, wherein the sealing seat ( 1 ) conical and the connecting channel ( 5 ) through a groove in the wall of the sealing seat ( 1 ) is formed.
DE201210203258 2012-03-01 2012-03-01 Fuel system for combustion engine, has pressure relief vent provided as channel-like connecting channel in seal seat of pressure limiting valve, and is designed such that connecting channel is opened during closed pressure limit valve Withdrawn DE102012203258A1 (en)

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