DE3248257A1

DE3248257A1 - Pressure control valve

Info

Publication number: DE3248257A1
Application number: DE19823248257
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 7053 Kernen Schlott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-06-28
Also published as: AU567530B2; AU2288683A

Abstract

A pressure control valve (42) is proposed, which serves as part of a fuel injection system for influencing the fuel-air mixture of an internal combustion engine. The pressure control valve (42) has a movable valve part (45), on which a spring force (46), which can be influenced by a bimetal spring (50) of rectangular cross section, acts in the closing direction towards a fixed valve seat (44). The bimetal spring (50) is designed so that a natural frequency of the bimetal spring (50) results, which lies in a frequency range in which the lowest possible acceleration forces act when the internal combustion engine is running. <IMAGE>

Description

Druckregelventil Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Druckregelventil nach er Jattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Druckregelventil mit einer Bimetallfeder für eine Eraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem im Fahrbetrieb der Brennkraftmaschine die Bimetallfeder zu schwingen beginnt, wenn die Eigenfrequenz der Bimetallfeder erreicht wird, wodurch nicht nur Verschleiß an der Bimetallfeder und dem beaufschlagten Federteller auftreten sondern auch unzulässige Druckänderungen.PRIOR ART PRESSURE REGULATING VALVE The invention is based on one Pressure control valve according to the main claim. It's already a pressure control valve with a bimetal spring for a fuel injection system of internal combustion engines known to swing the bimetallic spring when driving the internal combustion engine begins when the natural frequency of the bimetal spring is reached, which not only does Wear on the bimetal spring and the acted upon spring plate occur rather also impermissible pressure changes.

Vorteile der Erfindung.Advantages of the invention.

Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei der Verwendung des Druckregelventiles in Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen die nimetailfeder nicht in Resonanzschwingungen gerät und dadurch Verschleiß verhindert und die Genauigkeit des Druckregelventiles- erhöht wird.The pressure control valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that when using the pressure control valve In fuel injection systems of internal combustion engines, the nimetail spring is not in Resonance vibrations and thereby prevents wear and the accuracy of the pressure control valve is increased.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckregelventiles möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Bimetallfeder länglich in Form eines Trägers gleicher Biegefestigkeit auszubilden.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the pressure control valve specified in the main claim possible. It is particularly advantageous if the bimetal spring is elongated in the form of a Train carrier of the same flexural strength.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung verein'acht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine araStstoffeinspritzaniage mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Druckregelventil, Figur 2 eine erste erfindungsgemäß ausgebildete Bimetallfeder eines Druckregelventiles, Figur 3 eine zweite erfindungsgemäß ausgebildete Bimetallfeder eines Druckregelventiles.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown in a simplified manner and explained in more detail in the following description. It FIG. 1 shows a fuel injection system with one designed according to the invention Pressure regulating valve, FIG. 2 a first bimetallic spring designed according to the invention of a pressure control valve, FIG. 3 shows a second bimetallic spring designed according to the invention a pressure control valve.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bei der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung durch einen Saugrohrabschnitt 1, in dem ein meßorgan 2 in einem konischen Abschnitt 3 angeordnet ist und weiterhin durch einen Saugrohrabschnitt 4 und einen Verbindungsschlauch 5 in einen Saugrohrabschnitt 6 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 7 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschine.Description of the exemplary embodiments In the case of the one shown in FIG The combustion air flows through a fuel injection system in the direction of the arrow Suction pipe section 1, in which a measuring element 2 is arranged in a conical section 3 is and further through a suction pipe section 4 and a connecting hose 5 in an intake pipe section 6 with an arbitrarily actuatable throttle valve 7 to one or more cylinders, not shown, of a mixture-compressing externally ignited internal combustion engine.

Das Meßorgan 2 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die Sich im konischen Abschnitt 3 des Saugrohres entsprechend der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt. Das Meßorgan 2 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventil 10. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 2 dient ein mit ihm verbundener Hebel 11, der um einen Drehpunkt 12 gelagert ist-und bei seiner Schwenkbewegung mit einer :-1ase 13 das als Steuerschieber 14 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 10 betätigt. Die der Nase 13 abgewandte Stirnfläche 15 des Steuerschiebers 1 wird von Kraft stoff beaufschlagt, dessen Druck auf die Stirnfläche 15 die Rückstellkraft auf das Meßorgan 2 erzeugt.The measuring element 2 is a plate arranged transversely to the direction of flow, which is in the conical section 3 of the suction tube corresponding to that through the suction tube moving amount of air flowing. The measuring element 2 controls directly a Metering and flow divider valve 10. For transmitting the adjustment movement of the measuring element 2, a lever 11 connected to it, which is mounted around a pivot point 12, is used during its pivoting movement with a: -1ase 13 designed as a control slide 14 movable valve part of the metering and flow divider valve 10 actuated. That of the nose 13 facing away end face 15 of the control slide 1 is acted upon by fuel, the pressure of which on the end face 15 generates the restoring force on the measuring element 2.

Die Kraftstoffversorgung erf-olgt durch eine von einem Elektromotor 13 angetriebene Kraftstoffpumpe 19, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 20 ansaugt und über eine Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zuführt. Von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 zweigt eine Leitung 22 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 23 geschaltet ist, über das Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 20 zurückfließen kann.The fuel supply is done by an electric motor 13 powered fuel pump 19, which takes fuel from a fuel tank 20 and the metering and flow divider valve via a fuel supply line 21 10 feeds. A line 22 branches off from the fuel supply line 21, in which is connected to a pressure relief valve 23 through which the fuel enters the fuel tank 20 can flow back.

Aus der Kraftstoffversorgungsleitung 21 gelangt der Kraftstoff in einen Kanal 26 im Gehäuse des Zumeß- und Mengenteilerventils 10. Der Kanal 26 führt zu einer Ringnut 27 des Steuerschiebers 14 und weiterhin über verschiedene- Abzweigungen zu Kammern 28,. so daß die eine Seite einer Ventilmembran 29 durch den Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. 'e nach stellung des Steuerschiebers 14 öffnet die Ringnut 27 mehr oder weniger Steuerschlitze 30, die durch Kanäle 31 zu je einer Kam-:ner 32 führen, die durch die Ventilmembran 29 on der Kammer 28 getrennt ist. Aus den Kammern 32 gelangt der Kraftstoff über Einspritzkanäle 33 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe er Motorzylinder Im Saugrohr angeordnet sind. Die 7enilmembran 29 dient als bewegliches Teil eines Flachsitzventiles, das durch eine Ventilfeder 34 bei nicht arbeitender Kraftstoffelnspritzanlage offen gehalten wird. Die je aus einer Kammer 23 und 32 gebildeten Membrandesen bewirken, daß unabhängig von der zwischen der Ringnut 27 und den Steuerschlitzen 30 bestehenden oerdeckung, also unabhängig von der zu den Einspritzventilen strömenden Kraftstoffmenge das Druckgefälle an dem 7umeßventil 27, 30 weitgehend konstant bleibt.The fuel passes into the fuel supply line 21 a channel 26 in the housing of the metering and flow divider valve 10. The channel 26 leads to an annular groove 27 of the control slide 14 and further on various branches to chambers 28 ,. so that one side of a valve diaphragm 29 by the fuel pressure is applied. After the control slide 14 has been set, the annular groove 27 opens more or fewer control slots 30, which through channels 31 to one chamber 32 lead, which is separated from the chamber 28 by the valve membrane 29. From the chambers 32, the fuel reaches the individual not shown via injection channels 33 Injectors that close he engine cylinder in the intake manifold are arranged. The 7enil membrane 29 serves as a movable part of a flat seat valve, which is open by a valve spring 34 when the fuel injection system is not working is held. The membrane diaphragms, each formed from a chamber 23 and 32, have the effect of that regardless of the existing between the annular groove 27 and the control slots 30 detection, i.e. independent of the amount of fuel flowing to the injection valves the pressure drop across the flow control valve 27, 30 remains largely constant.

Die die konstante Rückstellkraft auf den Steuerschieber 14 erzeugende Druckflüssigkeit ist Kraftstoff. Hierfür zweigt von der Kraftstoffversorgungsleitung 21 eine Leitung 36 so, die durch eine Abkopplungsdrossel 37 von einer Steuerdruck -leitung 38 getrennt ist und mit einem Druckraum 39 in Verbindung steht, in den der Steuerschieber 14 mit seiner Stirnfläche 15 ragt. Zwischen Druckraum 39 und Steuerdruckleitung 38 ist eine Dämpfungsdrossel 40 vorgesehen.The constant restoring force on the control slide 14 generating Hydraulic fluid is fuel. For this purpose branches off from the fuel supply line 21 a line 36 so that through a decoupling throttle 37 from a control pressure line 38 is separated and is in communication with a pressure chamber 39, into the the control slide 14 protrudes with its end face 15. Between pressure chamber 39 and Control pressure line 38, a damping throttle 40 is provided.

In der Steuerdruckleitung 38 ist ein Druckregelventil 42 angeordnet, einer das Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung 43 drucklos zum Kraftstoffbehälter 30 gelangen kann. Durch das dargestellte Druckregelventil 42 ist der Druck des die Rückstellkraft erzeugenden Kraftstoffes temperatur- und zeitabhängi regelbar. Das Druckregelventil 42 ist als Flachsitzventil ausgebildet, mit einem festen Ventilsitz 44 und einer Steuerdruckventilmembran 5, die in Schließrichtung des Druckregelventils von einer Schließfeder 46 belastet wird, die sich andererseits am Gehäuse 41 abstützt. Die Schließkraft der Schließfeder 46, wird von einem Stift 47, der über ein Auflager 3 und einen Federtel-@er 4@ zwischen die Steuerdruckventilmembran 45 und die Schließfeder 46 eingespannt ist, übertragen. Bei Temperaturen unterhalb der Motorbetriebstemperatur greift am Federteller- 49 eine Bimetallfeder 50 an und wirkt der Kraft der Schließfeder 46 entgegen, die an ihrem anderen Ende mit einem in das Gehäuse 41 des Drucksteuerventiles 42 elngepreßten Bolzen 51 verschraubt ist. Die Bimetallfeder 50 ist durch einen elektrischen Heizkörper 53 erwärmbar, der in einem elektrischen Stromkreis über ein Steuerrelais 54 und einen Zünd-Startschalter 55 an der Fahrzeugbatterie 56 liegt..A pressure regulating valve 42 is arranged in the control pressure line 38, one the fuel through a return line 43 pressureless to the fuel tank 30 can get. The pressure control valve 42 shown is the pressure of the Resetting force generating fuel temperature and time-dependent controllable. That Pressure control valve 42 is designed as a flat seat valve with a fixed valve seat 44 and a control pressure valve membrane 5, which in the closing direction of the pressure regulating valve is loaded by a closing spring 46 which, on the other hand, is supported on the housing 41. The closing force of the closing spring 46 is provided by a pin 47, which has a support 3 and a spring plate @ er 4 @ between the control pressure valve membrane 45 and the Closing spring 46 is clamped, transferred. At temperatures below the engine operating temperature A bimetallic spring 50 acts on the spring plate 49 and acts under the force of the closing spring 46 opposite, which at its other end with one in the housing 41 of the pressure control valve 42 pressed bolt 51 is screwed. The bimetal spring 50 is through a electric heater 53 heatable, which is in an electrical circuit a control relay 54 and an ignition starter switch 55 are connected to the vehicle battery 56 ..

Der Heizkörper 53 weist einen Spulenträgerkörper 58 auf, auf len eine Spulenwicklung 59 gewickelt @ist. Entsprechend dem rechteckförmigen Querschnitt der Bimetallfeder 50 ist der Spulenträgerkörper 53 mit einer zentralen rechteckförmigen Durchgangsöffnung 60 verseh.en,.durch die die Bimetallfeder 50 hindurchgreift. Zur Fixierung des Heizkörpers 53 an der Bimetallfeder 50 sind an mindestens einer der Breitseiten 61 der Bimetallfeder Ausbeulungen 62 vorgesehen, die über den rechteckförmigen Querschnitt.The heater 53 has a bobbin 58 on len one Coil winding 59 wound @ist. Corresponding to the rectangular cross-section the bimetallic spring 50 is the coil support body 53 with a central rectangular Provide through opening 60 through which the bimetal spring 50 extends. To the Fixing of the heater 53 on the bimetal spring 50 are at least one of the Broad sides 61 of the bimetallic spring bulges 62 provided over the rectangular Cross-section.

der Bimetallfeder 50 herausragen. Die Ausbeulungen 62 können durch einen Prägevorgang an der Bimetallfeder 50 ausgebIldet werden. Dabei kann das Prägewerkzeug Spitzen aufweisen, die in das Material der Bimetallfeder 50 eindringen und zur Ausbildung der Ausbeulungen 62 zur Breitseite 61 hin Material verdrängen.the bimetal spring 50 protrude. The bulges 62 can through an embossing process can be formed on the bimetallic spring 50. The embossing tool Have tips that penetrate the material of the bimetal spring 50 and for training of the bulges 62 towards the broad side 61 displace material.

Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist folgende: Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch die von dem Elektromotor 18 angetriebene Kraftstoffpumpe 19 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 20 angesaugt und über die Kraftstoffversorgungsleitung 21 dem Zumeß- und Mengenteilerventil 10 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 1 Duft an, durch die das Meßorgan gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 2 wird über den Hebel 11 auch der Steuerschieber 14 verschoben, der dabei einen größeren Querschnitt der Steuerschlitze 30 freigibt.The mode of operation of the fuel injection system is as follows: At running internal combustion engine is driven by the electric motor 18 Fuel pump 19 sucked fuel from the fuel tank 20 and over the Fuel supply line 21 the metering and flow divider valve 10 supplied. At the same time, the internal combustion engine sucks in fragrance through the intake manifold 1 through which the measuring element experiences a certain deflection from its rest position. Corresponding the deflection of the measuring element 2 is also the control slide 14 via the lever 11 moved, which releases a larger cross section of the control slots 30.

Es ist erforderlich, je nach den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine das Kraftstoff-Luft-Gemisch reicher oder armer zu halten, was durch Änderung der Rückstellkraft auf das Meßorgan 2 erfolgt. Hierfür ist in der Steuerdruckleitung 38 das Druckregelventil 42 angeordnet, das durch Absenkung es Druckes der Druckflüssigkeit während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine bis zum Erreichen der 3etriebstemperatur temperatur- und zeitabhängig die Gemischanreicherung beeinflußt. Die von dem Stift 47 auf die Membran 45 übertragene Schließkraft der Feder 46 bestimmt den Steuerdruck. Bei Temperaturen unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wirkt jedoch die Bimeta,lfeder 50 auf den Federteller 49 entgegen der Schließfeder 46, wodurch die auf die Steuerdruckventllmembran 45 übertragene Schließkraft verringert wird. Mit Betätigung des Zünd-Startschalters 55 erfolgt über den elektrischen lieizkörper 53 eine Aufheizung der Bimetallfeder 50, was zur Folge hat, daß die von der Bimetallfeder 50 übertragene Kraft auf den Federteller 49 verringert wird, bis die B.-metallfeder 50 mit ihrem freien Ende 64 ganz vom Federteller 49 abhebt.It is necessary depending on the operating conditions of the internal combustion engine keep the fuel-air mixture richer or poorer by changing the Restoring force on the measuring element 2 takes place. This is in the control pressure line 38, the pressure control valve 42 is arranged, which by lowering it pressure of the hydraulic fluid during the warm-up phase of the internal combustion engine until the operating temperature is reached influences the mixture enrichment as a function of temperature and time. The one from the pen The closing force of the spring 46 transmitted to the diaphragm 45 determines the control pressure. However, it works at temperatures below the operating temperature of the internal combustion engine the bimeta, lfeder 50 on the spring plate 49 against the closing spring 46, whereby the closing force transmitted to the control pressure valve membrane 45 is reduced. When the ignition / start switch 55 is actuated, the electrical heating element takes place 53 heating of the bimetallic spring 50, with the result that the bimetallic spring 50 force transmitted to the spring plate 49 is reduced until the B. metal spring 50 with its free end 64 lifts off completely from the spring plate 49.

Bei bekannten Druckregelventilen dieser Art hat sich gezeigt; daß bei laufender Brennkraft:iaschine die Bimetallfeder 50 bei Erreichen der Eigenfrequenz zu schwingen anfängt, was neben unzulässigen Druckänderungen am 3ruckregelventil 2 zu Verschleißerscheinungen an dem freien Ende 64 der Bimetallfeder 50 bzw. dem Federteller 49 führt.In known pressure control valves of this type it has been shown; that with the internal combustion engine running: i machine the bimetal spring 50 when the natural frequency is reached begins to vibrate what in addition to impermissible pressure changes on 3pressure control valve 2 to signs of wear at the free end 64 of the bimetal spring 50 or the spring plate 49 leads.

Erfindungsgemä.ß soll deshalb die Bimetallfeder 50 so ausgebildet sein, daß sich eine Eigenfreqenz der 3imetallfear 50 ergibt, die in einem Frequenzbereich liegt, in dem bei laufender Brennkraftmaschine möglichst geringe Beschleunigungskräfte wirken. Hierfür kann beispielsweise die 31 metallfeder 50 mit einer größeren Dicke ausgebildet werden.According to the invention, the bimetallic spring 50 should therefore be designed in this way be that a natural frequency of 3imetallfear 50 results in a frequency range is in which the lowest possible acceleration forces when the internal combustion engine is running works. For this purpose, for example, the 31 metal spring 50 with a greater thickness be formed.

Dabei muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Federrate der Bimetallfeder 50 so verändert wird, daß das gewünschte Temperatur-. und Zeitverhalten der Bimetallfeder 50 erhalten bleibt. Hierfür kann die länglich ausgebildete Bimetallfeder in Form eines Trägers gleicher Bieg.efestigkeit gestaltet sein. Nach einem Ausführungsbeispiel der Bimetallfeder 50 in Figur 2 ist deshalb in der Bimetallfeder 50 eine Aussparung 65 vorgesehen, deren Breite zum freien Ende 54 der Bimetallfeder hin größer wird.However, care must be taken that the spring rate of the bimetal spring 50 is changed so that the desired temperature. and time behavior of the bimetal spring 50 is retained. For this purpose, the elongated bimetallic spring in the form be designed a carrier of the same Bieg.efestigkeit. According to one embodiment the bimetallic spring 50 in FIG. 2 is therefore a recess in the bimetallic spring 50 65 is provided, the width of which increases towards the free end 54 of the bimetal spring.

Die gleiche Biegefestigkeit läßt sich nach dem Aisführungsbeispiel in Figur 3 auch dadurch erzielen, daß die Bimetallfeder 50 sich zum freien Ende 64 hin verjüngend ausgebildet ist.The same flexural strength can be found in the example also achieve in Figure 3 that the bimetal spring 50 is to the free end 64 is tapered towards.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

Claims 1. A pressure control valve for a fuel injection system 3rennkraftmaschine with a housing in which a moving valve part is mounted is on which a spring force acts in the closing direction towards a fixed valve seat and the closing force on the movable valve part can be influenced by a bimetal spring is, characterized in that the bimetal (50) is designed so that a natural frequency of the bimetal spring (50) results in a frequency range is in which the lowest possible acceleration forces when the internal combustion engine is running works.

2. Pressure control valve according to claim 1, dadurcn gekennzeicanet that the Bimetal spring (50) is elongated in the form of a carrier with the same flexural strength is.

3. Pressure control valve according to claim 2, characterized in that the The bimetallic spring (50) tapers towards the free end (64).

4. Pressure control valve according to claim 2, characterized in that the bimetallic spring (50) has a recess (65), the width of which towards the free end (64) the bimetal spring (50) becomes larger.,