DE19737600A1

DE19737600A1 - Fuel pressure regulator for internal engine

Info

Publication number: DE19737600A1
Application number: DE1997137600
Authority: DE
Inventors: Rolf Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-04

Abstract

A pressure regulator evens out pressure fluctuations in the fuel line to the distributing system. A spring (6) presses onto a membrane (5) which separates the fuel chamber (3) from the spring chamber (2) and which carries the valve element (4). A cylindrical damping element (11) is fitted to the fuel side of the membrane and sits in the fuel chamber with a slight clearance to the outer wall. A trapped volume (13) near the membrane is varied in size as the membrane moves, providing a damping effect as fuel flows through the narrow spacing between the damping element and the outer wall.

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf ein Druckregelventil zur Systemdruckregelung einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Gehäuse abströmseitig ventilgesteuerten Kraftstoffkammer, die mittels einer mit dem Ventil verbundenen Regelmembran gegenüber einer atmosphärisch beaufschlagten, eine Ventilschließfeder enthalten den Federkammer abgetrennt ist.According to the preamble of claim 1, the invention relates to Pressure control valve for system pressure control of a fuel injection device for Internal combustion engines with a valve-controlled in a housing on the downstream side Fuel chamber, which is connected to the valve by means of a control membrane compared to an atmospheric, contain a valve closing spring the spring chamber is separated.

Aus der DE A 41 31 967 ist ein an einem Ende einer Verteilerleitung für eine Saug rohr-Einspritzung angeordnetes Druckregelventil bekannt, dem am anderen Ende der Verteilerleitung eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von im Kraftstoff innerhalb des Verteilers ausgelösten Druckwellen zugeordnet ist.From DE A 41 31 967 is a at one end of a distribution line for a suction Pipe injection arranged pressure control valve known, the other end the distribution line a damping device for damping in the fuel pressure waves triggered within the distributor is assigned.

Bei Druckregelventilen für Kraftstoffverteiler ohne Kraftstoffrücklauf ist es ferner bekannt, daß bei diesen der im wesentlichen aus der Regelmembran und der Ventilschließfeder gebildete Druckregler durch die konstruktive Ausführung bedingt in bestimmten Betriebszuständen in selbst erregte Schwingungen gerät. Die zur Unterdrückung derartiger Schwingungen vorgesehene Reibungsdämpfung hat be dingt durch das Ruck-Gleit-Verhalten eine ungünstig hohe Hysterese im Regel verhalten des Druckreglers mit der Folge einer im Hinblick auf die geforderte Ab gasregelungsqualität unzureichenden Kraftstoffeinspritzung.It is also the case with pressure regulating valves for fuel distributors without fuel return known that in these the essentially from the control membrane and the Valve closing spring formed pressure regulator due to the design gets into self-excited vibrations in certain operating states. The for Suppression of such vibrations has provided friction damping due to the jerk-slip behavior, an unfavorably high hysteresis is generally the case behavior of the pressure regulator with the consequence of a with regard to the required Ab gas control quality inadequate fuel injection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein gattungsgemäßes Druckregel ventil eine Dämpfungseinrichtung mit kleiner Hysterese anzugeben.The invention is based, for a generic pressure rule the task valve to specify a damping device with small hysteresis.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß dem das Ventil steuernden, im wesentlichen aus Regelmembran und Schließfeder ge bildeten Druckregler eine geschwindigkeitsabhängig wirksame Dämpfungseinrich tung zugeordnet ist. Vorzugsweise ist dem Druckregler zumindest in einer der Kammern eine hydraulische Dämpfungseinrichtung zugeordnet. Eine baulich vor teilhaft einfache und integrierte Dämpfungseinrichtung ist dadurch erreicht, daß als Dämpfungsfluid der Kraftstoff in der Kraftstoffkammer dient.This object is achieved with patent claim 1 in that the controlling the valve, consisting essentially of a control membrane and a closing spring pressure regulators formed a speed-dependent damping device device is assigned. The pressure regulator is preferably at least in one of the Chambers assigned a hydraulic damping device. A structural one partially simple and integrated damping device is achieved in that as Damping fluid that serves the fuel in the fuel chamber.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen be schrieben. Bei der im Anspruch 4 beschriebenen Dämpfungseinrichtung kommen in vorteilhafter Weise eine Fluidreibung und eine gedrosselte Fluidverdrängung zur Dämpfung in Anwendung. Die Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 5 beruht le diglich auf Fluidreibung.Advantageous embodiments of the invention are in the further subclaims wrote. In the damping device described in claim 4 come advantageously a fluid friction and a throttled fluid displacement Damping in use. The damping device according to claim 5 is based on le only on fluid friction.

Demgegenüber ist in den Ansprüchen 6 mit 8 eine dem Druckregler in der Feder kammer vom Kraftstoff unabhängige, gesonderte hydraulische Dämpfungseinrich tung zugeordnet, die im wesentlichen aus einer durch eine Drosselblende etwa mittig in zwei Abschnitt geteilte, mit einem Fluid gefüllte, elastische Blase gebildet ist.In contrast, in claims 6 to 8 is a pressure regulator in the spring Chamber separate from the fuel independent hydraulic damping device device assigned, which essentially consists of a throttle diaphragm formed in the middle in two sections, filled with a fluid, elastic bladder is.

Der Vorteil der Erfindung liegt zum einen in einem geräuschfreien Druckregelventil und zum anderen in einer Reduzierung des Verschleißes der Regelmembran.The advantage of the invention lies in a noise-free pressure control valve and on the other hand in reducing the wear on the control membrane.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie len beschrieben. Es zeigtThe invention is based on exemplary embodiments shown in the drawing len described. It shows

Fig. 1 ein Druckregelventil mit einem Topfkolben als Dämpfungselement, Fig. 1, a pressure control valve having a cup-shaped piston as a damping element,

Fig. 2 ein Druckregelventil mit einer Topfmanschette als Dämpfungs element und Fig. 2 is a pressure control valve with a cup sleeve as a damping element and

Fig. 3 ein Druckregelventil mit einer gesonderten hydraulischen Dämpfungseinrichtung. Fig. 3 shows a pressure control valve with a separate hydraulic damping device.

Jedes der in den Fig. 1 mit 3 dargestellte Druckregelventil 1 zur Systemdruck regelung einer nicht dargestellten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraft maschinen weist in einem Gehäuse 2 eine abströmseitig ventilgesteuerte Kraft stoffkammer 3 auf, die mittels einer mit dem Ventil 4 verbundenen Regelmembran 5 gegenüber einer atmosphärisch beaufschlagten, eine Ventilschließfeder 6 enthal tenden Federkammer 7 abgetrennt ist.Each of the pressure control valve 1 shown in Fig. 1 with 3 to the system pressure control of an unillustrated fuel injection device for internal combustion engines has a downstream valve-controlled fuel chamber 3 in a housing 2 by means of a connected to the valve 4 normally membrane 5 against a atmospherically acted upon, a valve closing spring 6 containing spring chamber 7 is separated.

Zur aufgabengemäßen Dämpfung von in der Kraftstoffkammer 3 ankommenden Druckschwankungen und/oder durch bestimmte Betriebszustände selbst erregten Schwingungen des aus der Regelmembrane 5 und der Ventilschließfeder 6 gebil deten Druckreglers 8 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß dem das Ventil 4 steuernden, im wesentlichen aus Regelmembran 5 und Schließfeder 6 gebildeten Druckregler 8 eine geschwindigkeitsabhängig wirksame Dämpfungseinrichtung 9 zugeordnet ist.For the purpose-based damping of incoming pressure fluctuations in the fuel chamber 3 and / or even vibrations caused by certain operating states of the pressure regulator 8 formed from the control membrane 5 and the valve closing spring 6 , the invention proposes that the valve 4 controlling, essentially consisting of the control membrane 5 and closing spring 6 formed pressure regulator 8 is assigned a speed-dependent damping device 9 .

Vorteilhafterweise ist dem Druckregler 8 in der Kraftstoffkammer 3 eine hydrauli sche Dämpfungseinrichtung 9 zugeordnet, wobei als Dämpfungsfluid der Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 3 dient.A hydraulic damping device 9 is advantageously assigned to the pressure regulator 8 in the fuel chamber 3 , the fuel in the fuel chamber 3 serving as damping fluid.

Bei dem in Fig. 1 im Querschnitt gezeigten Druckregelventil 1 umfaßt die Dämpfungseinrichtung 9 einen in der Kraftstoffkammer 3 mit vorbestimmt geringem Ringspalt 10 zum Gehäuse 2 angeordneten Topfkolben 11, wobei der mit dem Druckregler 8 fest verbundene Topfkolben 11 zusätzlich im membranseitigen End bereich über eine Einschnürung 12 mit der Regelmembrane 5 und dem Gehäuse 2 eine Ringspeicherkammer 13 bildet für eine zusätzliche Dämpfung durch eine ge drosselte Kraftstoffverdrängung zu der im engen Ringspalt 10 erzielten Newton'schen Fluidreibung. In the example shown in Fig. 1 in cross-section pressure regulating valve 1, the damping device 9 comprises a arranged in the fuel chamber 3 with predetermined small annular gap 10 to the housing 2 pot piston 11, wherein the pot-type piston fixedly connected to the pressure regulator 8 11 additionally in the membrane-side end section via a constriction 12 with the control membrane 5 and the housing 2, a ring storage chamber 13 forms for additional damping by a throttled fuel displacement to the Newtonian fluid friction achieved in the narrow annular gap 10 .

Für den Fall eines Druckregelventils nach Fig. 2 mit geringer Dämpfung, die mit tels der vorbeschriebenen Fluidreibung erzielbar ist, umfaßt die Dämpfungseinrich tung 9' eine in der Kraftstoffkammer 3 mit vorbestimmt geringem Ringspalt 10 zum Gehäuse 2 angeordnete und mit dem Druckregler 8 fest verbundene Topf manschette 14 aus elastischem Material. Das elastische Material für die Topfman schette 14 ist so gewählt, daß der mit dem Gehäuse einen Ringspalt 10 ausbil dende zylindrische Abschnitt 15 zur Ausbildung des für die Fluidreibung erforderli chen Ringspaltes 10 ausreichende Eigensteifigkeit aufweist.In the case of a pressure control valve according to FIG. 2 with low damping, which can be achieved by means of the fluid friction described above, the damping device 9 'comprises a pot arranged in the fuel chamber 3 with a predetermined small annular gap 10 to the housing 2 and firmly connected to the pressure regulator 8 cuff 14 made of elastic material. The elastic material for the Topfman cuff 14 is selected so that the cylindrical section 15 forming an annular gap 10 with the housing has sufficient inherent rigidity to form the annular gap 10 required for fluid friction.

Um eine mechanische Reibung zwischen der jeweiligen Dämpfungseinrichtung 9 bzw. 9' mit dem jeweiligen Gehäuse 2 des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Druckregelventils 1 auszuschließen, kann das jeweilige Ventil 4 in der jeweiligen Abflußbohrung 16 geführt angeordnet sein.In order to rule out mechanical friction between the respective damping device 9 or 9 'with the respective housing 2 of the pressure control valve 1 shown in FIGS . 1 and 2, the respective valve 4 can be arranged in the respective drain hole 16 in a guided manner.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht gemäß Fig. 3 vor, daß dem Druck regler 8 des Druckregelventils 1 in der Federkammer 7 eine vom Kraftstoff unab hängige, gesonderte hydraulische Dämpfungseinrichtung 9'' zugeordnet ist.Another embodiment of the invention provides, as shown in FIG. 3, that the pressure regulator 8 of the pressure control valve 1 in the spring chamber 7 is assigned a separate hydraulic damping device 9 ″ independent of the fuel.

In einer hierfür bevorzugt vorgeschlagenen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß in einem zur Schließfeder 6 konzentrischen Rohreinsatz 17 in einer Belüftungs öffnung 18 des Gehäuses 2 eine aus einer elastischen, mit Fluid gefüllte Blase 19 gebildete Dämpfungseinrichtung 9'' dem Druckregler 8 zugeordnet ist, wobei die einteilig ausgebildete Blase 19 beidseitig einer im Rohreinsatz 17 vorgesehenen Drosselblende 20 abschnittsweise angeordnet ist. Der Vorteil dieser Dämpfungs einrichtung 9'' ist, daß das in der Blase 19 gewählte Dämpfungsfluid entsprechend der jeweils notwendigen Dämpfung des Druckreglers gewählt werden kann, wobei in Verbindung mit der Ausgestaltung, daß der Rohreinsatz 17 aus Kunststoff gebil det und in die Belüftungsöffnung 18 einklipsbar ist, der weitere Vorteil eines für viele Dämpfungsbereiche einheitlich aufgebauten Druckregelventils 1 erzielt ist.In a preferred embodiment proposed for this purpose, it is provided that a damping device 9 ″ formed from an elastic, fluid-filled bladder 19 is assigned to the pressure regulator 8 in a tube insert 17 which is concentric with the closing spring 6 in a ventilation opening 18 of the housing 2 , the one part trained bladder 19 is arranged on both sides of a throttle diaphragm 20 provided in the tube insert 17 in sections. The advantage of this damping device 9 '' is that the damping fluid selected in the bladder 19 can be selected in accordance with the respectively required damping of the pressure regulator, in connection with the design that the tube insert 17 is made of plastic and can be clipped into the ventilation opening 18 is the further advantage of a pressure control valve 1 constructed uniformly for many damping areas.

Claims

1. pressure control valve for system pressure control of a fuel injection device for internal combustion engines,

- With a valve-controlled fuel chamber ( 3 ) in a housing ( 2 ) on the downstream side
- is separated by means of a control membrane ( 5 ) connected to the valve ( 4 ) in relation to an atmospherically loaded spring chamber ( 7 ) containing a valve closing spring ( 6 ),

characterized by

- That the valve ( 4 ) controlling, essentially from the control membrane ( 5 ) and closing spring ( 6 ) formed pressure regulator ( 8 ) is assigned a speed-dependent effective damping device ( 9 , 9 ', 9 '').

2. Pressure control valve according to claim 1, characterized in that the pressure regulator ( 8 ) at least in one of the chambers ( 3 , 7 ) is assigned a hydraulic damping device ( 9 , 9 ', 9 '').

3. Pressure control valve according to claim 1 and 2, characterized in that the fuel in the fuel chamber ( 3 ) serves as damping fluid.

4. Pressure control valve according to claim 3, characterized

- that the damping device (9) for a housing including in the fuel chamber (3) with predetermined low annular gap (10) (2) angeord Neten pot piston (11), wherein
- The pot piston ( 11 ) firmly connected to the pressure regulator ( 8 ) additionally Lich in the membrane-side end area via a constriction ( 12 ) with the control membrane ( 5 ) and the housing ( 2 ) forms a ring storage chamber ( 13 ) for throttled fuel displacement.

5. Pressure control valve according to claim 3, characterized in that an essentially by means of fluid friction damping device ( 9 ') arranged in the fuel chamber ( 3 ) with a predetermined small annular gap ( 10 ) to the housing ( 2 ) and with the pressure regulator ( 8 ) connected pot sleeve ( 14 ) made of elastic material.

6. Pressure control valve according to claim 2, characterized in that the pressure regulator ( 8 ) in the spring chamber ( 7 ) is assigned a separate hydraulic damping device ( 9 '') which is independent of the fuel.

7. Pressure control valve according to claim 2 and 6, characterized in

- That in a to the closing spring ( 6 ) concentric tube insert ( 17 ) in a ventilation opening ( 18 ) of the housing ( 2 ) from a ela-elastic, fluid-filled bladder ( 19 ) formed Dämpfungseinrich device ( 9 '') the pressure regulator ( 8 ) is assigned, whereby
- The one-piece bladder ( 19 ) is arranged on both sides of a throttle diaphragm ( 20 ) provided in the tube insert ( 17 ).

8. Pressure control valve according to claim 7, characterized in that the tube insert ( 17 ) is made of plastic and can be clipped into the ventilation opening ( 18 ).