DE10064792A1 - Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung ist offenbart. Die Vorrichtung weist einen Akkumulator auf für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator, eine Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Druck pumpen kann von dem Start des Motors weg und einen Verstärkungsmechanismus. Der Verstärkungsmechanismus hat einen kleinflächigen Kolben, der in eine Bohrung eindringt, die ausgebildet ist in einem Wandabschnitt, der einen Teil des Akkumulators definiert und dessen vorstehende Länge in den Teil des Akkumulators hinein variiert werden kann, einen großflächigen Kolben, der außerhalb des Akkumulators angeordnet ist, um den kleinflächigen Kolben derart zu drücken, dass die vorstehende Länge sich erhöht, und eine Druckkammer, um den Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirken zu lassen. Der Verstärkungsmechanismus gewährleistet, dass der kleinflächige Kolben einen vorgegebenen Druck niedriger als ein Solldruck in dem Akkumulator erzeugt, wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirkt. Der kleinflächige Kolben hat einen vergrößerten Abschnitt, der als ein Dichtungsabschnitt in dem Teil des Akkumulators dient. Der vergrößerte Abschnitt liegt an dem gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt an, der ausgebildet ist an dem Wandabschnitt aufgrund des Drucks in dem Akkumulator, der auf den ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.

Zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder einer Brennkraftmaschine muss Hochdruckkraftstoff zu jeder Kraftstoffeinspritzeinrichtung zugeführt werden. Eine Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung für diesen Zweck ist bekannt.

Gewöhnlich hat eine Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung einen Speicher bzw. Akkumulator, der mit jeder Kraftstoffeinspritzeinrichtung verbunden ist, eine Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator und eine Niederdruckpumpe, die mit der Ansaugseite der Hochdruckpumpe verbunden ist, um deren Kraftstoffansaugung zu gewährleisten. Gewöhnlich wird die Niederdruckpumpe durch Elektrizität angetrieben und somit kann sie Kraftstoff mit einem abgeschätzten Abgabedruck von dem Zeitpunkt an pumpen, wenn der Motor startet. Die Hochdruckpumpe wird jedoch durch die Leistung des Motors angetrieben und somit wird sie nicht wirksam angetrieben, während der Motor startet und kann Kraftstoff nicht auf bevorzugte Weise pumpen.

Während dem Start des Motors wird deshalb die Kraftstoffeinspritzung gestartet, nachdem der Druck in dem Akkumulator auf den Abgabedruck (beispielsweise 0,2 MPa) der Niederdruckpumpe angehoben ist. Dieser Druck ist jedoch viel niedriger als der normale Solldruck (beispielsweise 12 MPa) in dem Akkumulator und somit ist es schwierig, eine gute Kraftstoffeinspritzung zu verwirklichen.

Um dieses Problem zu lösen, beschreibt die Offenlegungsschrift der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 5-321 787 eine Verstärkerpumpe, die einen großdurchmessrigen Kolben hat und einen axial damit verbundenen kleindurchmessrigen Kolben, der bei dem Start des Motors verwendet wird, wobei der Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großdurchmessrigen Kolben wirkt, wobei der großdurchmessrige Kolben und der kleindurchmessrige Kolben axial bewegt werden, wobei der Kraftstoff in dem kleindurchmessrigen Zylinder durch den kleindurchmessrigen Kolben gemäß einem Verhältnis der Druckaufnahmefläche des großdurchmessrigen Kolbens zu der des kleindurchmessrigen Kolbens verstärkt wird, wobei dieser Kraftstoff von dem kleindurchmessrigen Zylinder zu dem Akkumulator gedrückt wird, der damit verbunden ist, und wobei der Druck in dem Akkumulator höher angehoben wird als der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe.

Bei dem Stand der Technik ist ein Spitzenabschnitt des kleindurchmessrigen Kolbens als ein konischer Ventilkörper ausgebildet und der Spitzenabschnitt liegt an einem Ventilsitz an, der an der Bodenwand der kleindurchmessrigen Zylinders ausgebildet ist, durch die Bewegung der Kolben und somit vermindert sich die Fläche des kleindurchmessrigen Kolbens, der den Druck von dem Akkumulator aufnimmt. Wenn der Druck in dem Akkumulator weiter angehoben wird durch die Hochdruckpumpe nach dem Start des Motors, verhindert deshalb der Abgabedruck der Niederdruckpumpe, der auf den großdurchmessrigen Kolben wirkt, ein Kraftstofflecken durch die Verstärkerpumpe.

Wenn jedoch nach dem Start des Motors ein Niederdruckpumpenfehler oder ein Fehler in einer Kraftstoffleitung von der Niederdruckpumpe zu der Verstärkerpumpe auftritt, kann der Akkumulator nicht durch den Spitzenabschnitt des kleindurchmessrigen Kolbens abgedichtet werden und somit leckt Kraftstoff aus dem Akkumulator über die Verstärkerpumpe, wobei der Druck in dem Akkumulator nicht gehalten werden kann bei dem Solldruck und eine gute Kraftstoffeinspritzung schwierig ist.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Hochdruckkraftstoffzuführvorrichtung mit einer Hochdruckpumpe, einer Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Abgabedruck von dem Start des Motors an pumpen kann, und einem Verstärkungsmechanismus, der den Druck in dem Akkumulator höher anheben kann als den abgeschätzten Abgabedruck der Niederdruckpumpe unter Verwendung des abgeschätzten Abgabedrucks der Niederdruckpumpe während dem Start des Motors, und wobei die Vorrichtung ein Lecken des Kraftstoffs über den Verstärkungsmechanismus verhindern kann, wenn der Druck in dem Akkumulator weiter angehoben wird durch die Hochdruckpumpe nach dem Start des Motors, wenn der Abgabedruck der Niederdruckpumpe nicht auf den Verstärkungsmechanismus wirkt.

Erfindungsgemäß wird eine erste Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung geschaffen mit: einem Akkumulator für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, einer Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator, einer Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Abgabedruck pumpen kann von dem Start des Motors weg, und einem Verstärkungsmechanismus, wobei der Verstärkungsmechanismus einen kleinflächigen Kolben hat, der in eine Bohrung eindringt, die ausgebildet ist in einem Wandabschnitt, der einen Teil des Akkumulators definiert und dessen vorstehende Länge in den Teil des Akkumulators variiert werden kann, einen großflächigen Kolben, der angeordnet ist außerhalb des Akkumulators, um den kleinflächigen Kolben derart zu drücken, dass die vorstehende Länge sich erhöht, und eine Druckkammer, um den Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirken zu lassen, wobei der Verstärkungsmechanismus gewährleistet, dass der kleinflächige Kolben einen vorgegebenen Druck niedriger als ein Solldruck in dem Akkumulator erzeugt, wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirkt, wobei der kleinflächige Kolben einen vergrößerten Abschnitt hat, der als ein Dichtungsabschnitt in dem Teil des Akkumulators dient, und wobei der vergrößerte Abschnitt an dem gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt anliegt, der ausgebildet ist an dem Wandabschnitt, durch einen Druck in dem Akkumulator, der auf den kleinflächigen Kolben wirkt, so dass eine Abdichtung der Bohrung, die in dem Wandabschnitt ausgebildet ist, verwirklicht werden kann, wenn der Druck in dem Akkumulator höher wird als der vorgegebene Druck der Hochdruckpumpe nach dem Start des Motors.

Erfindungsgemäß wird eine zweite Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung geschaffen mit: einem Akkumulator für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, einer Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator, einer Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Abgabedruck pumpen kann von dem Start des Motors weg, und einem Verstärkungsmechanismus, wobei der Verstärkungsmechanismus einen kleinflächigen Kolben hat, der in eine Bohrung eindringt, die ausgebildet ist in einem Wandabschnitt, der einen Teil des Akkumulators definiert und dessen vorstehende Länge in den Teil des Akkumulators variiert werden kann, einen großflächigen Kolben, der angeordnet ist außerhalb des Akkumulators, um den kleinflächigen Kolben derart zu drücken, dass die vorstehende Länge sich erhöht, eine Druckkammer, um einen Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirken zu lassen, und wobei ein Änderungsventil eine Verbindung zwischen der Druckkammer und der Abgabeseite der Niederdruckpumpe beim Start des Motors veranlasst und eine Verbindung der Druckkammer mit einem Kraftstofftank veranlasst, wenn die Hochdruckpumpe normal betätigt wird nach dem Start des Motors, wobei der kleinflächige Kolben einen vergrößerten Abschnitt hat, der als ein Dichtungsabschnitt in dem Teil des Akkumulators dient, und wobei der vergrößerte Abschnitt an einem gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt anliegt, der ausgebildet ist an dem Wandabschnitt, durch einen Druck in dem Akkumulator, der auf den kleinflächigen Kolben so wirkt, dass eine Abdichtung der Bohrung, die ausgebildet ist in dem Wandabschnitt, verwirklicht werden kann, wenn die Druckkammer mit dem Kraftstofftank verbunden ist durch das Änderungsventil.

Die vorliegende Erfindung wird vollständig verständlich durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der nachfolgend angeführten Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht zum Erläutern der Bewegungen eines Verstärkungsmechanismuses bei der Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Dichtungsabschnitts eines Akkumulators bei der Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung von Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer Abwandlung des Dichtungsabschnitts des Akkumulators.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer anderen Abwandlung des Dichtungsabschnitts des Akkumulators.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ansicht einer Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei den folgenden Erläuterungen hat die Brennkraftmaschine vier Zylinder. Dies schränkt die vorliegende Erfindung jedoch nicht ein. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die an jedem Zylinder angeordnet ist, und Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Akkumulator für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu jeder Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1. Ein Drucksensor 5 ist in dem Akkumulator 2 angeordnet, um einen Druck in dem Akkumulator 2 zu erfassen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 hat einen Ventilkörper, um eine Einspritzöffnung zu öffnen oder zu schließen, und einen Elektromagneten, um den Ventilkörper in der Öffnungsrichtung zu bewegen. Eine Federkraft und ein Kraftstoffdruck in dem Akkumulator 2 wirken auf den Ventilkörper in der Schließrichtung und wenn der Elektromagnet entmagnetisiert wird, wird somit gewährleistet, dass der Ventilkörper sicher geschlossen wird, um die Kraftstoffeinspritzung anzuhalten. Wenn der Elektromagnet magnetisiert wird, bewegt der Elektromagnet den Ventilkörper gegen die Federkraft und den Kraftstoffdruck in der Öffnungsrichtung, um Kraftstoff einzuspritzen.

Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Kraftstofftank und eine Niederdruckpumpe ist in dem Kraftstofftank 3 angeordnet. Die Niederdruckpumpe 4 ist eine elektrische Pumpe, die durch eine Batterie angetrieben wird, und hat einen abgeschätzten Abgabedruck von beispielsweise 0,3 MPa. Die Niederdruckpumpe 4 wird gleichzeitig mit dem Einschaltsignal des Startschalters betätigt. In der Ansaugseite der Niederdruckpumpe ist ein (nicht gezeigter) Filter vorgesehen zum Entfernen von Fremdstoffen aus dem Kraftstoff von dem Kraftstofftank 3.

Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Hochdruckpumpe zum Halten eines Solldrucks auf beispielsweise 12 MPa in dem Akkumulator 2. Die Hochdruckpumpe 7 hat einen Tauchkolben, der durch einen Nocken angetrieben wird, der mit der Kurbelwelle verbunden ist, um Kraftstoff zu pumpen, und wird durch den Motor angetrieben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Hochdruckpumpe 7 einen Abgabehub bei jeweils zwei folgenden Kraftstoffeinspritzvorgängen.

Die Abgabeseite der Hochdruckpumpe 7 ist mit dem Akkumulator 2 verbunden über eine Hochdruckleitung 9. Die Ansaugseite der Hochdruckpumpe 7 ist mit der Abgabeseite der Niederdruckpumpe 4 über eine Niederdruckleitung 9 verbunden. Somit wird der Druck des von der Niederdruckleitung 9 bei dem Ansaughub der Hochdruckpumpe angesaugten Kraftstoffs auf 0.3 MPa angehoben durch die Niederdruckpumpe 4, wie vorstehend erwähnt ist, und somit wird in der Niederdruckleitung kein Kraftstoffdampf durch Unterdruck verursacht.

Die Hochdruckpumpe 7 wirkt, um eine notwendige Kraftstoffmenge derart zu regulieren, dass der Druck in dem Akkumulator 2 der Solldruck wird. Eine unnötige Kraftstoffmenge, die durch den Tauchkolben abgegeben wird, wird zu dem Kraftstofftank 3 zurückgeleitet über die Niederdruckleitung 9. Dabei ist es nicht wünschenswert, dass Hochdruckkraftstoff umgekehrt fließt in der Niederdruckpumpe 4. Demgemäß kann die Niederdruckleitung 9 mit dem Kraftstofftank 3 verbunden werden über ein Überdruckventil, das bei einem etwas höheren Druck als dem abgeschätzten Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 öffnet.

Die Hochdruckpumpe 7 kann immer den ganzen durch den Tauchkolben des Akkumulators 2 abgegebenen Kraftstoff pumpen ohne Regulierung. Dabei ist der Akkumulator 2 mit dem Kraftstofftank 3 verbunden über ein Überdruckventil, das bei einem etwas höheren Druck als dem Solldruck öffnet.

Somit kann in jedem Fall, wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe 7 wirksam betätigt wird nach dem Start des Motors, der Druck in dem Akkumulator 2 nahe dem Solldruck gehalten werden und deshalb kann eine gute Kraftstoffeinspritzung über die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 verwirklicht werden. Wenn der Motor startet, fällt der Druck in dem Akkumulator 2 auf ungefähr Atmosphärendruck ab und somit muss er schnell angehoben werden. Die Hochdruckpumpe 7 wird jedoch durch die Motorleistung betätigt und wird nicht wirksam betätigt bei niedriger Drehzahl des startenden Motors, und somit kann der Druck in dem Akkumulator 2 nicht schnell angehoben werden.

Andererseits wird die Niederdruckpumpe 4 durch Elektrizität betätigt und somit kann sie wirksam betätigt werden, wenn der Motor startet, und kann Kraftstoff bei dem abgeschätzten Abgabedruck pumpen. Deshalb kann der Druck in dem Akkumulator 2 auf den abgeschätzten Abgabedruck der Niederdruckpumpe angehoben werden. Wie jedoch vorstehend erwähnt ist, ist der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 viel niedriger als der Solldruck. Deshalb ist es nicht nur schwierig, dass Kraftstoff in der gewünschten Sprühform eingespritzt wird, sondern eine Öffnungszeit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird auch lang, um die erforderliche Kraftstoffmenge einzuspritzen und somit wird es schwierig, dass der Kraftstoff bei einer Solleinspritzzeitgebung eingespritzt wird.

Die Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat einen Verstärkungsmechanismus 10, um den Druck in dem Akkumulator 2 auf einen höheren Druck als den abgeschätzten Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 anzuheben. Der Verstärkungsmechanismus 10 hat einen Kolben 10A mit einer kleinen Fläche, der eine Bohrung 2B durchdringt, die bei einem dicken Wandabschnitt 2A ausgebildet ist, der den Akkumulator 2 definiert, und die vorstehende Länge in den Akkumulator 2 hinein, kann variiert werden. Der Kolben 10A mit der kleinen Fläche hat einen gleichförmigen Kreisbereich, der etwas kleiner ist als der der Bohrung 2B und kann in der Bohrung 2B gleiten. Die Verstärkungsvorrichtung 10 hat einen Kolben 10B mit großer Fläche, dessen gleichförmige Schnittfläche größer als die des Kolbens 10A mit der kleinen Fläche ist, und der außerhalb des Akkumulators 2 angeordnet ist.

Ein Zylinder 10C zum Bewegen des großflächigen Kolbens 10B ist einstückig in dem vorstehenden dicken Wandabschnitt 2A ausgebildet. Der kleinflächige Kolben 10A, die Bohrung 10B für die Bewegung desselben, der großflächige Kolben 10B und der Zylinder 10C zum Bewegen desselben haben alle einen kreisförmigen Querschnitt. Sie können jedoch jede Querschnittsform haben, wenn die Bewegung möglich ist. Der großflächige Kolben 10B ist in einer konzentrischen Säulenform bei der Seite des kleinflächigen Kolbens 10A gebohrt und die Endfläche des kleinflächigen Kolbens 10A ist mit dem Bodenabschnitt der Säulenform dadurch ausgebildet. Obwohl dies später detailliert beschrieben wird, da der großflächige Kolben 10B nur wirkt, um den kleinflächigen Kolben 10A zu drücken, können der großflächige Kolben 10B und der kleinflächige Kolben 10A aneinander anliegen ohne verbunden zu sein. Dies erfordert nicht, dass eine Mittellinie des Zylinders 10C, in dem der großflächige Kolben 10B gleitet, einer Mittellinie der Bohrung 2B entspricht, in der der kleinflächige Kolben 10A gleitet, wenn sie parallel zueinander sind, und erleichtert somit die Bearbeitung des Zylinders 10C und der Bohrung 2B.

Der Raum in dem Zylinder 10C ist zweigeteilt durch den großflächigen Kolben 2B. Ein Raum 10D auf der Seite des kleinflächigen Kolbens 10A ist eine Atmosphärenkammer und der andere Raum 10E ist eine Druckkammer. Die Atmosphärenkammer 10D ist mit dem Kraftstofftank 3 über eine Rücklaufleitung 11 verbunden. Andererseits ist die Druckkammer 10E mit der Niederdruckleitung 9 verbunden über eine Abzweigungsleitung 12. Ein Änderungsventil 13 ist in der Abzweigungsleitung 12 angeordnet und hat eine Leitung, die mit dem Kraftstofftank 3 verbunden ist. Das Änderungsventil 13 veranlasst eine Verbindung der Druckkammer 10F mit der Niederdruckleitung 9 bei einer ersten Änderungsposition und veranlasst eine Verbindung der Druckkammer 10E mit dem Kraftstofftank 3 bei einer zweiten Änderungsposition.

Die Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung mit einer derartigen Bauweise richtet das Änderungsventil 13 bei der ersten Änderungsposition bei dem Start des Motors ein, und veranlasst, dass der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 auf die Druckkammer 10E wirkt über die Abzweigungsleitung 12. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird somit der kleinflächige Kolben 10A gedrückt und schlagartig durch den großflächigen Kolben 10A bewegt. Deshalb erhöht sich die vorstehende Länge in den Akkumulator 2 des kleinflächigen Kolbens 10A hinein und dadurch vermindert sich das Volumen des Akkumulators 2. Somit wird Kraftstoff in dem Akkumulator 2 komprimiert und der Druck in dem Akkumulator 2 kann angehoben werden auf einen vorgegebenen Druck (von beispielsweise 4 MPa), der der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 ist, der multipliziert wird mit einem Verhältnis der Querschnittsfläche des großflächigen Kolbens 10B mit der des kleinflächigen Kolbens 10A, der viel höher als der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 ist. Deshalb kann bei dem Start des Motors eine gute Kraftstoffeinspritzung verwirklicht werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist kein Dichtungselement, das eine große Reibung bei dem Gleiten erteilt, angeordnet zwischen dem kleinflächigen Kolben 10A und der Bohrung 2B und zwischen dem großflächigen Kolben 10B und dem Zylinder 10C. Wenn deshalb bei dem Start des Motors der Druck auf die Druckkammer 10E wirkt, wird der kleinflächige Kolben 10A gedrückt und schlagartig bewegt und der Druck in dem Akkumulator 2 wird angehoben auf den vorstehend erwähnten vorgegebenen Druck und somit kann die Kraftstoffeinspritzung schnell begonnen werden.

Da Dichtungselemente weggelassen sind, kann davon ausgegangen werden, dass Kraftstoff in der Druckkammer 103 zu der Atmosphärenkammer 10D leckt über ein Spiel zwischen dem großflächigen Kolben 10D und dem Zylinder 10C. Der Druck in der Druckkammer 10E ist jedoch der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4, d. h. ein Niederdruck, und wenn das Spiel geeignet gewählt ist, tritt somit ein derartiges Kraftstoffleck kaum auf. Es wird auch davon ausgegangen, dass der Kraftstoff in dem Akkumulator 2 zu der Atmosphärenkammer 10D leckt über ein Spiel zwischen dem kleinflächigen Kolben 10A und der Bohrung 2B. Der vorgegebene Druck ist dabei jedoch niedriger als der Solldruck in dem Akkumulator 2 und wenn das Spiel geeignet gewählt ist, ist es somit möglich, dass ein Kraftstoffleck kaum auftritt.

Wenn ein kleines Kraftstoffleck zu der Atmosphärenkammer 10D von der Druckkammer 10E und dem Akkumulator 2 auftritt, wird die Atmosphärenkammer 10D mit dem Kraftstofftank 3 verbunden über die Rücklaufleitung 11 und somit wird der Leckkraftstoff zu dem Kraftstofftank 3 durch die Schwerkraft zurückgeleitet und es tritt insbesondere kein Problem auf.

Wenn jedoch die Hochdruckpumpe 7 normal betätigt wird nach dem Start des Motors und der Druck in dem Akkumulator 2 sehr hoch wird, d. h. ungefähr der Solldruck, verursacht das Fehlen der Dichtung auf sichere Weise, dass Kraftstoff aus dem Spiel zwischen dem kleinflächigen Kolben 10A und der Bohrung 2B leckt, und dies muss verhindert werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt des kleinflächigen Kolbens 10A, der in dem Akkumulator 2 positioniert ist, mit einem vergrößerten Abschnitt 10F mit einer konzentrischen Kegelstumpfform versehen. Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung dieses vergrößerten Abschnitts 10F. Wie in derselben Figur gezeigt ist, ist eine Nut 10F' an dem vergrößerten Abschnitt 10F um seine Achse herum ausgebildet, und ein O-Ring 100 ist in die Nut 10F' eingepasst. Andererseits hat der Wandabschnitt 2A des Akkumulators 2, in dem die Bohrung 2B ausgebildet ist, eine innere Wandfläche 2C, die konzentrisch zu der Bohrung 2B ist und hat dieselbe Stumpfform wie der vergrößerte Abschnitt 10F.

Wenn der Druck in dem Akkumulator 2 der Solldruck wird, wird der kleinflächige Kolben 10A gedrückt und zurückgebracht gegen den Druck, der auf den großflächigen Kolben 10B wirkt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird dabei der O-Ring 10G komprimiert und tritt in engen Kontakt mit der inneren Wandfläche 2C des Wandabschnitts 2A und der ganzen Nut 10F' des vergrößerten Abschnitts 10F. Somit wird eine Abdichtung der Bohrung 2B so verwirklicht, dass das vorstehend erwähnte Kraftstoffleck verhindert werden kann.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Flächenverhältnis des großflächigen Kolbens 10B zu dem kleinflächigen Kolben 10A derart eingerichtet, dass, wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 auf den großflächigen Kolben 10B wirkt und der vorgegebene Druck, der niedriger als der Solldruck des Akkumulators 2 ist, auf den kleinflächigen Kolben 10A wirkt, diese ausgeglichen sind. Wenn der Druck in dem Akkumulator 2 höher wird als dieser vorgegebene Druck durch die Hochdruckpumpe 7, wird deshalb der kleinflächige Kolben 10A gedrückt und zurückgebracht und die Abdichtung des Akkumulators 2 kann gewährleistet werden. Wenn der Druck in dem Akkumulator 2 ungefähr der Solldruck wird, kann somit die Abdichtung des Akkumulators 2 besser gewährleistet werden.

Des weiteren ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Änderungsventil 13 in der Abzweigungsleitung 12 angeordnet für die Zufuhr des abgeschätzten Abgabedrucks der Niederdruckpumpe 4 zu der Druckkammer 10E. Wenn demgemäß nach dem Start des Motors die Hochdruckpumpe 7 normal betätigt wird, wird das Änderungsventil 13 zu der zweiten Änderungsposition gebracht und die Druckkammer 10E kann mit dem Kraftstofftank 3 verbunden werden. Deshalb wird der Druck in der Druckkammer 10E der Atmosphärendruck, der niedriger ist als der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4, und wenn der Druck in dem Akkumulator 2 niedriger ist als der vorstehend erwähnte vorgegebene Druck und höher als der Atmosphärendruck, kann somit die Abdichtung des Akkumulators 2 gewährleistet werden, und wenn der Druck in dem Akkumulator 2 der Solldruck wird, kann die Abdichtung des Akkumulators 2 besser gewährleistet werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Flächenverhältnis des großflächigen Kolbens 10B zu dem kleinflächigen Kolben 10A derart eingerichtet, dass, wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 auf den großflächigen Kolben 10B wirkt, der Druck in dem Akkumulator 2 ein vorgegebener Druck wird, der niedriger als der Solldruck ist. Um jedoch die Kraftstoffeinspritzung bei dem Start des Motors zu verbessern, ist das Flächenverhältnis vorzugsweise größer eingerichtet und der vorgegebene Druck ist näher bei dem Solldruck eingerichtet.

Selbst wenn die Hochdruckpumpe normal betätigt wird nach dem Start des Motors, kann beispielsweise nach der Kraftstoffeinspritzung der Druck in dem Akkumulator 2 nur auf denselben Grad von dem Solldruck abfallen. Wenn dabei der vorstehend erwähnte vorgegebene Druck hoch eingerichtet ist, ist es möglich, dass der Druck in dem Akkumulator niedriger wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorgegebene Druck viel niedriger eingerichtet als der Solldruck und somit verschwindet diese Möglichkeit. Selbst wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe 4 immer auf die Druckkammer 10E wirkt, ohne das vorstehend erwähnte Änderungsventil 13, wird deshalb der kleinflächige Kolben 10A gedrückt und zurückgebracht durch den Druck in dem Akkumulator 2 und somit kann die Abdichtung des Akkumulators 2 gewährleistet werden.

Wenn jedoch gemäß einer derartigen Bauweise der vorgegebene Druck hoch eingerichtet ist, wie vorstehend erwähnt ist, wenn der Druck in dem Akkumulator 2 niedriger als der vorgegebene Druck abfällt, wird der kleinflächige Kolben 10A in den Akkumulator hineingedrückt durch den großflächigen Kolben 10B und somit kann die Abdichtung des Akkumulators 2 nicht gewährleistet werden und das Kraftstoffleck tritt über die Bohrung 2A auf. Wenn jedoch nach dem Start des Motors der Druck in der Druckkammer 10E auf den Atmosphärendruck eingerichtet wird durch das Änderungsventil 13, wirkt keine Kraft auf den großflächigen Kolben 10B. Selbst wenn der Druck in dem Akkumulator 2 niedriger abfällt als der vorgegebene Druck, wird deshalb der kleinflächige Kolben 10A nicht in den Akkumulator hineingedrückt und die Abdichtung des Akkumulators 2 kann gewährleistet werden. Wenn somit nach dem Start des Motors der Druck in der Druckkammer 10E auf den Atmosphärendruck eingerichtet wird durch das Änderungsventil 13, kann der Druck in dem Akkumulator 2 angehoben werden auf den Solldruck bei dem Start des Motors, um die Kraftstoffeinspritzung zu verbessern.

Somit fällt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach dem Start des Motors der Druck in der Druckkammer 105 auf den Atmosphärendruck, so dass die Abdichtung des Akkumulators 2 verbessert wird. Selbst wenn die Niederdruckpumpe ausfällt oder ein Fehler der Kraftstoffleitung von der Niederdruckpumpe zu dem Verstärkungsmechanismus auftritt, tritt deshalb kein Fehler bei der Abdichtung des Akkumulators 2 auf und somit kann der Druck in dem Akkumulator gehalten werden ungefähr bei dem Solldruck.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht in Übereinstimmung mit Fig. 3, die eine Abwandlung des vergrößerten Abschnitts des kleinflächigen Kolbens zeigt. Der vergrößerte Abschnitt 10F des kleinflächigen Kolbens 10A ist aufgebaut durch zwei konzentrische kontinuierliche Kegelstümpfe, so dass der Mittenabschnitt 10F' des vergrößerten Abschnitts nach außen vorsteht. Der Mittenabschnitt 10F' wird eine metallische Abdichtung in Übereinstimmung mit dem vorstehenden O-Ring und liegt somit an der inneren Wandfläche 2C des Wandabschnitts 2A des Akkumulators 2 an, wenn der kleinflächige Kolben 10A gedrückt wird und zurückgebracht wird durch den Druck in dem Akkumulator 2, und die Abdichtung der Bohrung 2B kann verwirklicht werden.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht in Übereinstimmung mit Fig. 3, die eine andere Abwandlung des vergrößerten Abschnitts des kleinflächigen Kolbens zeigt. Der vergrößerte Abschnitt 200F des kleinflächigen Kolbens 200A hat eine konzentrische Säulenform. Eine ringförmige Nut 200F' ist ausgebildet an einer ringförmigen Seitenfläche des kleinflächigen Kolbens des vergrößerten Abschnitts. Ein O-Ring 200G ist in diese Nut 200F' eingepasst. Die innere Wandfläche 20C des Wandabschnitts 2A des Akkumulators 2, in der die Bohrung 2B ausgebildet ist, ist eine vertikale ringförmige Fläche. Gemäß einer derartigen Bauweise, wenn der kleinflächige Kolben 200A gedrückt wird und zurückgebracht wird durch den Druck in dem Akkumulator 2, wird der O-Ring 200G komprimiert und tritt in engen Kontakt mit der inneren Wandfläche 20C des Wandabschnitts 2A und mit der gesamten Nut 200F des vergrößerten Abschnitts 200F und somit kann die Abdichtung der Bohrung 2B verwirklicht werden.

Bei allen Ausführungsbeispielen dringt der kleinflächige Kolben 10A in den Wandabschnitt ein, der den Akkumulator 2 definiert. Natürlich kann der kleinflächige Kolben in einen Wandabschnitt eindringen, der eine andere Kammer definiert, die mit dem Akkumulator 2 verbunden ist. Dabei wird der Druck in dem Akkumulator angehoben über diese Kammer bei dem Start des Motors und es kann davon ausgegangen werden, dass diese Kammer ein Teil des Akkumulators ist. Wenn der kleinflächige Kolben 10A in einen Wandabschnitt eindringt, der einen Teil des Akkumulators 2 definiert, kann somit der Druck in dem Akkumulator bei dem Start des Motors angehoben werden.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre spezifischen Ausführungsbeispiele beschrieben ist, sollte es verständlich sein, dass unterschiedliche Abwandlungen durchgeführt werden können durch den Fachmann ohne Abweichen von dem Grundkonzept und von dem Umfang der Erfindung.

Eine Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung ist offenbart. Die Vorrichtung weist einen Akkumulator auf für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, eine Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator, eine Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Druck pumpen kann von dem Start des Motors weg und einen Verstärkungsmechanismus. Der Verstärkungsmechanismus hat einen kleinflächigen Kolben, der in eine Bohrung eindringt, die ausgebildet ist in einem Wandabschnitt, der einen Teil des Akkumulators definiert und dessen vorstehende Länge in den Teil des Akkumulators hinein variiert werden kann, einen großflächigen Kolben, der außerhalb des Akkumulators angeordnet ist, um den kleinflächigen Kolben derart zu drücken, dass die vorstehende Länge sich erhöht, und eine Druckkammer, um den Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirken zu lassen. Der Verstärkungsmechanismus gewährleistet, dass der kleinflächige Kolben einen vorgegebenen Druck niedriger als ein Solldruck in dem Akkumulator erzeugt, wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirkt. Der kleinflächige Kolben hat einen vergrößerten Abschnitt, der als ein Dichtungsabschnitt in dem Teil des Akkumulators dient. Der vergrößerte Abschnitt liegt an dem gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt an, der ausgebildet ist an dem Wandabschnitt aufgrund des Drucks in dem Akkumulator, der auf den kleinflächigen Kolben so wirkt, dass eine Abdichtung der Bohrung, die in dem Wandabschnitt ausgebildet ist, verwirklicht werden kann, wenn der Druck in dem Akkumulator höher wird als der vorgegebene Druck aufgrund der Hochdruckpumpe nach dem Start des Motors.

Claims (7)

1. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung mit einem Akkumulator für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, einer Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator, einer Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Abgabedruck pumpen kann von dem Start des Motors weg, und einem Verstärkungsmechanismus, wobei der Verstärkungsmechanismus einen kleinflächigen Kolben hat, der in eine Bohrung eindringt, die ausgebildet ist in einem Wandabschnitt, der einen Teil des Akkumulators definiert und dessen vorstehende Länge in den Teil des Akkumulators variiert werden kann, einen großflächigen Kolben, der angeordnet ist außerhalb des Akkumulators, um den kleinflächigen Kolben derart zu drücken, dass die vorstehende Länge sich erhöht, und eine Druckkammer, um den Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirken zu lassen, wobei der Verstärkungsmechanismus gewährleistet, dass der kleinflächige Kolben einen vorgegebenen Druck niedriger als ein Solldruck in dem Akkumulator erzeugt, wenn der abgeschätzte Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirkt, wobei der kleinflächige Kolben einen vergrößerten Abschnitt hat, der als ein Dichtungsabschnitt in dem Teil des Akkumulators dient, und wobei der vergrößerte Abschnitt an dem gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt anliegt, der ausgebildet ist an dem Wandabschnitt, durch einen Druck in dem Akkumulator, der auf den kleinflächigen Kolben wirkt, so dass eine Abdichtung der Bohrung, die in dem Wandabschnitt ausgebildet ist, verwirklicht werden kann, wenn der Druck in dem Akkumulator höher wird als der vorgegebene Druck der Hochdruckpumpe nach dem Start des Motors.

2. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung mit einem Akkumulator für die Zufuhr von Hochdruckkraftstoff zu einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, einer Hochdruckpumpe zum Pumpen von Hochdruckkraftstoff zu dem Akkumulator, einer Niederdruckpumpe, die Kraftstoff ungefähr bei einem abgeschätzten Abgabedruck pumpen kann von dem Start des Motors weg, und einem Verstärkungsmechanismus, wobei der Verstärkungsmechanismus einen kleinflächigen Kolben hat, der in eine Bohrung eindringt, die ausgebildet ist in einem Wandabschnitt, der einen Teil des Akkumulators definiert und dessen vorstehende Länge in den Teil des Akkumulators variiert werden kann, einen großflächigen Kolben, der angeordnet ist außerhalb des Akkumulators, um den kleinflächigen Kolben derart zu drücken, dass die vorstehende Länge sich erhöht, eine Druckkammer, um einen Abgabedruck der Niederdruckpumpe auf den großflächigen Kolben wirken zu lassen, und wobei ein Änderungsventil eine Verbindung zwischen der Druckkammer und der Abgabeseite der Niederdruckpumpe beim Start des Motors veranlasst und eine Verbindung der Druckkammer mit einem Kraftstofftank veranlasst, wenn die Hochdruckpumpe normal betätigt wird nach dem Start des Motors, wobei der kleinflächige Kolben einen vergrößerten Abschnitt hat, der als ein Dichtungsabschnitt in dem Teil des Akkumulators dient, und wobei der vergrößerte Abschnitt an einem gegenüberliegenden Dichtungsabschnitt anliegt, der ausgebildet ist an dem Wandabschnitt, durch einen Druck in dem Akkumulator, der auf den kleinflächigen Kolben so wirkt, dass eine Abdichtung der Bohrung, die ausgebildet ist in dem Wandabschnitt, verwirklicht werden kann, wenn die Druckkammer mit dem Kraftstofftank verbunden ist durch das Änderungsventil.

3. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vergrößerte Abschnitt einen O-Ring hat.

4. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vergrößerte Abschnitt eine metallische Dichtung hat.

5. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der vergrößerte Abschnitt eine Kegelstumpfform hat.

6. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der vergrößerte Abschnitt eine Säulenform hat.

7. Hochdruckkraftstoffzufuhrvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der vergrößerte Abschnitt eine Form von zwei konzentrischen kontinuierlichen Kegelstümpfen hat, wobei ein Teil des vergrößerten Abschnitts nach außen vorsteht.