DE102004012281A1

DE102004012281A1 - Einfacher Aufbau eines Kraftstoffdruckreglers, der zum Minimieren eines Druckverlustes ausgelegt ist

Info

Publication number: DE102004012281A1
Application number: DE200410012281
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kariya Konishi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2004-11-04
Also published as: US7287546B2; CN1530532B; US20040177884A1; CN1530532A

Abstract

Es ist ein Kraftstoffdruckregler zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Der Kraftstoffdruckregler hat einen Ventilsitz und einen Ventilkörper, der stromabwärts von dem Ventilsitz angeordnet ist, und ist ausgelegt, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz durch den Druck des Kraftstoffs, der direkt auf den Ventilkörper aufgebracht wird, weg zu bewegen. Das beseitigt den Bedarf nach einer Membran und hat einen vereinfachten Aufbau des Kraftstoffdruckreglers zur Folge.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Kraftstoffdruckregler, der zum Regelen des Drucks von Kraftstoff arbeitet, der von einem Kratstofftank einer Brennkraftmaschine durch eine Kraftstoffpumpe zugeführt wird, und insbesondere einen einfachen Aufbau eines derartigen Kraftstoffdruckreglers, der zum Minimieren eines Druckverlusts des Kraftstoffs ausgelegt ist.

Die Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-45897 offenbart einen Kraftstoffdruckregler, der eine Membran hat, die zum Bewegen eines Ventilkörpers arbeitet. Die Membran besteht aus einem Gummifilm zum Erzielen einer hermetischen Abdichtung innerhalb des Druckreglers. Die Membran hat einen äußeren Umfang, der insgesamt an einem gefalzten Ende eines Reglergehäuses zum Definieren von zwei Kammern gehalten ist, wobei in einer von diesen der Druck des Kraftstoffs zum Öffnen eines Ventilkörpers arbeitet und in der anderen von diesen kein Kraftstoffdruck an dem Ventilkörper wirkt. Diese Bauart des Druckreglers erfordert zwei getrennte Gehäuse; eines zum hermetischen Abdichten einer Kammer, in der der Kraftstoff zum Öffnen eines Ventilkörpers wirkt, und die andere zum hermetischen Abdichten einer Kammer, in der kein Kraftstoffdruck an dem Ventilkörper wirkt, was somit eine vergrößerte Anzahl von Teilen des Druckreglers ergibt.

Die DE 101 07 224 A1 offenbart einen Druckregler, der zum Wegbewegen eines Ventilkörpers von einem Ventilsitz durch den Druck des Kraftstoffs, der direkt an dem Ventilkörper ausgeübt wird, ohne die Verwendung einer Membran ausgelegt ist. Der Druckregler hat ebenso eine L-förmige Blattfeder, die zum Vorspannen des Ventilkörpers zum Schließen eines Kraftstoffauslasses wirkt, der an dem Ventilsitz ausgebildet ist. Der Kraftstoff tritt durch einen umständlich gekrümmten Strömungspfad entlang der L-förmigen Blattfeder, die stromabwärts von dem Kraftstoffauslass gelegen, was somit einen Verlust des Kraftstoffdrucks ergibt.

Es ist daher eine grundlegende Aufgabe der Erfindung, die Nachteile von dem Stand der Technik zu vermeiden.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen einfachen Aufbau eines Kraftstoffdruckreglers zu schaffen.

Es ist eine weitergehende Aufgabe der Erfindung, einen Kraftstoffdruckregler zu schaffen, der ausgelegt ist, um einen Druckverlust von Kraftstoff zu minimieren.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Der Kraftstoffdruckregler weist folgendes auf: (a) ein Gehäuse mit einem Kraftstoffeinlass und einem Kraftstoffauslass, wobei der Kraftstoffeinlass geeignet ist, um sich mit einem Kraftstoffförderrohr zu verbinden, durch das der Kraftstoff, der aus einem Kraftstofftank gepumpt wird, zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird, wobei der Kraftstoffauslass geeignet ist, um sich mit dem Kraftstofftank zu verbinden; (b) ein Sitzelement, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Sitzelement einen Strömungspfad darin ausgebildet hat, eine Sitzöffnung und einen Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei der Strömungspfad gestattet, dass der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinlass zu dem Kraftstoffauslass des Gehäuses strömt und zu der Sitzöffnung führt; (c) ein Ventilelement, das innerhalb des Gehäuses stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs durch den Strömungspfad des Sitzelements angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen und bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs, der durch den Strömungspfad des Sitzelements strömt, bewegt zu werden, um die Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des zu der Brennkraftmaschine geförderten Kraftstoffs zu öffnen; und (d) ein Vorspannelement, das zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements wirkt. Insbesondere ist der Kraftstoffdruckregler ausgelegt, um das Ventilelement von dem Ventilsitz durch den Druck des Kraftstoffs, der direkt auf das Ventilelement ohne die Verwendung einer Membran aufgebracht wird, die in einigen von den herkömmlichen Strukturen eingebaut ist, weg zu bewegen, wie in dem einleitenden Teil dieser Anmeldung diskutiert ist, was somit einen vereinfachten Aufbau des Kraftstoffdruckreglers ergibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vorspannelement durch eine Blattfeder verwirklicht, die einen äußeren Umfang hat, der durch das Gehäuse gehalten ist. Die Verwendung der Blattfeder ergibt einen vereinfachten Aufbau des Druckreglers.

Die Blattfeder hat eine Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen der Sitzöffnung des Sitzelements und dem Kraftstofftank bildet.

Das Vorspannelement kann das Ventilelement fest daran innerhalb des Gehäuses halten.

Die Blattfeder kann durch einen gefalzten Abschnitt des Gehäuses gehalten werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, der folgendes aufweist: (a) ein Gehäuse mit einem Kraftstoffauslass, der geeignet ist, um sich mit einem Kraftstofftank zu verbinden; (b) ein Sitzelement, das aus einem Kraftstoffeinlass, eine Sitzöffnung und einen Ventilsitz hat, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei der Kraftstoffeinlass geeignet ist, um sich mit einem Kraftstoffförderrohr zu verbinden, durch das Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank gepumpt wird, zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird, wobei die Sitzöffnung eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlass und dem Kraftstoffauslass des Gehäuses bildet; (c) ein Ventilelement, das zwischen dem Ventilsitz des Sitzelements und dem Kraftstoffauslass des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen und um bei Aufbringen des Drucks des Kraftstoffs darauf zum Öffnen der Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des Kraftstoffs bewegt zu werden, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und (d) ein Vorspannelement, das an dem Kraftstoffauslass des Gehäuses zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements angeordnet ist. Insbesondere ist der Kraftstoffdruckregler ausgelegt, um das Ventilelement von dem Ventilsitz durch den Druck des Kraftstoffs, der direkt auf das Ventilelement ohne die Verwendung einer Membran aufgebracht wird, die in einigen von den herkömmlichen Strukturen eingebaut ist, weg zu bewegen, wie in dem einleitenden Teil dieser Anmeldung diskutiert ist, was somit einen vereinfachten Aufbau des Kraftstoffdruckreglers ergibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vorspannelement durch eine Blattfeder verwirklicht, die einen äußeren Umfang hat, der durch das Gehäuse gehalten ist. Die Verwendung der Blattfeder ergibt einen vereinfachten Aufbau des Druckreglers. Die Blattfeder hat eine Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen der Sitzöffnung des Sitzelements und dem Kraftstofftank bildet.

Das Vorspannelement wirkt zum Halten des Ventilelements innerhalb des Gehäuses zum Vermeiden einer Entfernung des Ventilelements von dem Vorspannelement.

Die Blattfeder ist durch eine gefalzten Abschnitt des Gehäuses gehalten.

Gemäß dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, der folgendes aufweist: (a) ein Sitzelement, das eine Sitzöffnung und einen Ventilsitz hat, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Tank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; (b) ein Ventilelement, das stromabwärts von dem Ventilsitz des Ventilelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an den Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen und um bei Aufbringen des Drucks des Kraftstoffs darauf zum Öffnen der Sitzöffnung zum Einstellen des Drucks des Kraftstoffs bewegt zu werden, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und (c) eine Blattfeder, die zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitz zum Verschließen der Sitzöffnung des Sitzelements wirkt. Die Blattfeder hat einen äußeren Abschnitt, der stationär ist, einen inneren Abschnitt, der bewegbar gehalten ist, zumindest einen ringförmigen Abschnitt, der zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt gehalten ist, und einen Außenseiten- und einen Innenseitenverbindungsabschnitt. Der Außenseitenverbindungsabschnitt bindet den äußeren Abschnitt und den ringförmigen Abschnitt miteinander. Der Innenseitenverbindungsabschnitt verbindet den ringförmigen Abschnitt und den inneren Abschnitt miteinander. Die Außenseiten- und Innenseitenverbindungsabschnitte sind in Durchmesserrichtung entgegengesetzt zueinander über die Mitte der Blattfeder.

Das Ventilelement ist, wie vorstehend beschrieben ist, stromabwärts von der Sitzöffnung gelegen, um den Kraftstoff von innen nach außen von der Sitzöffnung zu verbreiten, wenn das Ventilelement von dem Ventilsitz weg bewegt wird, wobei dadurch eine zusammengezogene Strömung des Kraftstoffs minimiert wird, die verursachen kann, dass Dampf von dem Kraftstoff auftritt, der zu lauten Schwingungen des Druckreglers führt. Die Verwendung der Blattfeder gestattet, dass die Größe des Aufbaus des Druckreglers verringert wird. Zusätzlich sieht der vorstehend genannte Aufbau der Blattfeder eine genaue Steuerung einer geöffneten Fläche der Sitzöffnung vor. Insbesondere wird eine derartige genaue Steuerung durch Auslegen der Blattfeder erzielt, um den inneren Abschnitt, an dem das Ventilelement angeordnet ist, nahezu senkrecht zu einer dicken Richtung der Blattfeder zu halten.

Die Anwendung des Drucks des Kraftstoffs auf die Mitte (insbesondere den inneren Abschnitt) der Blattfeder in eine Dickenrichtung verursacht, dass die Blattfeder in einer dreidimensionalen Zickzack-Form verformt wird, in der die Blattfeder an den Außenseiten- und Innenseitenverbindungsabschnitten gefaltet wird, wie in 16 dargestellt wird. Wenn der Winkel zwischen Federelementen, die innerhalb und außerhalb von einem der Innenseiten- und Außenseitenverbindungsabschnitten gelegen sind (beispielsweise der äußere Abschnitt und der ringförmige Abschnitt oder der ringförmige Abschnitt und der innere Abschnitt), als θn definiert ist, wobei n = 1, 2, 3 ... k (beispielsweise θ1 bis θ4 in 16) ist, wird der Winkel θ, den der äußere Abschnitt zu dem inneren Abschnitt annimmt (beispielsweise θ5 in 16), wie folgt angenähert,
wenn k = 2m, θ = (θ2 – θ1) + (θ4 – θ3) + ... + (θk – θk – 1)
wenn k = 2m + 1, θ = (θ1 – θ2) + ... + (θk – 2 – θk – 1) + θk

Die vorstehend genannten Gleichungen zeigen, dass der Aufbau der Blattfeder dazu dient, das Verhältnis der Vergrößerung des Winkels θ zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt sich verringert, was sich aus einem Hub des inneren Abschnitts ergibt. Insbesondere wirkt die Blattfeder dazu, den inneren Abschnitt um das Ventilelement angeordnet ist, nahezu senkrecht zu der dicken Richtung der Blattfeder zu halten, wobei somit die genaue Steuerung einer geöffneten Fläche der Sitzöffnung erzielt wird. Das ermöglicht, dass der Druck des Kraftstoffs, der stromaufwärts von der Sitzöffnung strömt, genau gesteuert wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilelement im Anstoff mit dem inneren Abschnitt der Blattfeder um in eine Richtung im wesentlichen Senkrecht zu einer Linie bewegbar zu sein, die sich in die Dickenrichtung der Blattfeder erstreckt. Eine Ausrichtung des Ventilelements mit der Mitte der Sitzöffnung kann lediglich durch Vorspannen des Ventilelements in Richtung auf den Ventilsitz erzielt werden.

Der Kraftstoffdruckregler kann ebenso einen zweiten ringförmigen Abschnitt aufweisen, der zwischen dem ringförmigen Abschnitt und dem äußeren Abschnitt angeordnet ist. Der zweite ringförmige Abschnitt hat eine größere Steifigkeit als der ringförmige Abschnitt. Das ergibt eine Einheitlichkeit der Verzerrung, die an den ringförmigen Abschnitten erzeugt wird.

Gemäß dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, der folgendes aufweist: (a) ein Sitzelement mit einer Sitzöffnung und ein Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Tank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; und (b) eine Blattfeder, die stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist. Die Blattfeder hat einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, einen inneren Abschnitt, der bewegbar gehalten ist, zumindest einen ringförmigen Abschnitt, der zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt gehalten ist und einen Außenseiten- und einen Innenseitenverbindungsabschnitt. Der innere Abschnitt ist geeignet, um an den Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen und um bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs darauf zum Öffnung der Sitzöffnung zum Einstellen des Drucks des Kraftstoffs bewegt zu werden, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird. Der Außenseitenverbindungsabschnitt verbindet den äußeren Abschnitt und den ringförmigen Abschnitt miteinander. Der Innenseitenverbindungsabschnitt verbindet den ringförmigen Abschnitt und den inneren Abschnitt miteinander. Die Außenseiten- und Innenseitenverbindungsabschnitte sind in Durchmesserrichtung entgegengesetzt zu einander über die Mitte der Blattfeder.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Kraftstoffdruckregler ebenso einen zweiten ringförmigen Abschnitt aufweisen, der zwischen dem ringförmigen Abschnitt und dem äußeren Abschnitt angeordnet ist. Der zweite ringförmige Abschnitt hat eine größere Steifigkeit als der ringförmige Abschnitt.

Gemäß dem fünften Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, der folgendes aufweist: (a) ein Sitzelement mit einer Sitzöffnung und einem Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; (b) ein Ventilelement, das stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoff angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an den Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen und um bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs darauf zum Öffnen der Sitzöffnung zum Einstellen des Drucks des Kraftstoffs bewegt zu werden, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und (c) eine Blattfeder, die zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements wirkt. Die Blattfeder hat einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, ein Mittenabschnitt, der an das Ventilelement anstößt und bewegbar gehalten ist, und zumindest zwei Federabschnitt, die zwischen dem äußeren Abschnitt und dem Mittenabschnitt gehalten sind. Jeder der Federabschnitt hat ein erstes Ende, das mit dem äußeren Abschnitt verbunden ist und ein zweites Ende, das mit dem Mittenabschnitt verbunden ist. Die zweiten Enden sind mit einem äußeren Umfang des Mittenabschnitts an gleichwinkligen Abständen verbunden. Das hält den Mittenabschnitt nahezu senkrecht zu der dicken Richtung der Blattfeder orientiert, wobei somit eine genaue Steuerung einer geöffneten Fläche der Sitzöffnung erzielt wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilelement in Anstoß mit dem Mittenabschnitt der Blattfeder, um bewegbar in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu einer Linie zu sein, die sich in die Dickenrichtung des Mittenabschnitts erstreckt.

Die Federabschnitte der Blattfeder haben eine Zickzack-Gestalt, wodurch sich eine vergrößerte Länge der Federabschnitte ergibt.

Die Federabschnitte der Blattfeder können alternativ eine Spiralgestalt haben, wobei sich dadurch eine vergrößerte Länge des Federabschnitts ergibt.

Jeder der Federabschnitte kann eine Steifigkeit haben, die sich von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende erhöht.

Gemäß dem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, der folgendes aufweist: (a) ein Sitzelement mit einer Sitzöffnung und einem Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; und (b) eine Blattfeder, die stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist. Die Blattfeder hat einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, einen Mittenabschnitt, der geeignet ist, um an den Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements anzustoßen, und der bewegbar gehalten ist, und zumindest zwei Federabschnitt, die zwischen dem äußeren Abschnitt und dem Mittenabschnitt gehalten sind.

Jeder der Federabschnitte hat ein erstes Ende, das mit dem äußeren Abschnitt verbunden ist und ein zweites Ende, das mit dem Mittenabschnitt verbunden ist. Die Zweiten Enden sind mit einem äußeren Umfang des Mittenabschnitts an gleichwinkligen Abständen verbunden.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Federabschnitt der Blattfeder eine Zickzack-Gestalt.

Die Federabschnitte der Blattfeder können alternativ eine Spiralgestalt haben.

Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der genauen Beschreibung, die nachstehend angegeben ist, und aus den beigefügten Zeichnung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden, die jedoch nicht zum Beschränken der Erfindung auf bestimmte Ausführungsbeispiele sondern zum Zweck der Erklärung und des Verständnisses lediglich herangezogen werden sollte.
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Automobilkraftstofffördersystem zeigt, das mit einem Kraftstoffdruckregler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist,
2 ist ein Längsschnittansicht, die einen Kraftstoffdruckregler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
3 ist eine Draufsicht, die eine Blattfeder zeigt, die bei dem Kraftstoffdruckregler verwendet wird, wie in 2 dargestellt ist;
4 ist eine Seitenansicht, die eine Blattfeder zeigt, die einem Hub ausgesetzt ist, wenn ein Kraftstoffdruckregler geöffnet wird;
5 ist eine Längsschnittansicht, die einen Kraftstoffdruckregler gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
6 ist eine Längsschnittansicht, die einen Kraftstoffdruckregler gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
7 ist eine Draufsicht, die die erste abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die bei einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
8 ist eine Draufsicht, die die zweite abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die bei einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
9 ist eine Draufsicht, die die dritte abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
10 ist eine Draufsicht, die die vierte abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
11 ist eine Draufsicht, die die fünfte abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
12 ist eine Draufsicht, die die sechste abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
13 ist eine Draufsicht, die die siebte abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
14 ist eine Draufsicht, die die achte abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
15 ist eine Draufsicht, die die neunte abgewandelte Form einer Blattfeder zeigt, die in einem Kraftstoffdruckregler verwendet wird;
16 ist eine Seitenansicht, die Neigungen von ringförmigen Streifen einer Blattfeder zeigen, wenn sie durch einen übermäßigen Kraftstoffdruck aus gelenkt werden;
17(a) ist eine Teilschnittansicht, die eine Bewegung einer Ventilkugel eines Kraftstoffdruckreglers der Erfindung zeigt;
17(b) ist eine Teilschnittansicht, die ein Vergleichsbeispiel zeigt;
18(a) ist eine Teilschnittansicht, die eine Strömung von Kraftstoff zeigt, wenn eine Ventilkugel von einem Ventilsitz bei einem Kraftstoffdruckregler der Erfindung weg bewegt wird;
18(b) ist eine Teilschnittansicht, die eine Strömung des Kraftstoffs zeigt, wenn ein Kraftstoffdruckregler eines Vergleichsbeispiels geöffnet wird;
19 ist eine Längsschnittansicht, die einen Kraftstoffdruckregler gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
20 ist eine Längsschnittansicht, die einen Kraftstoffdruckregler gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Teile in vielzähligen Ansichten beziehen, ist insbesondere in 1 ein Kraftstoffdruckregler 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, der bei Automobilen eingesetzt werden kann. Die folgende Diskussion bezieht sich als Beispiel auf eine derartige Verwendung.
Der Kraftstoffdruckregler 18 wirkt zum Einstellen des Drucks des Kraftstoffs, der durch eine Kraftstoffpumpe 26 aus einem Kraftstofftank 10 gepumpt wird und zu Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 14 gefördert wird, die bei einer Brennkraftmaschine eingebaut sind.
Die Kraftstoffpumpe 26 ist, wie klar der Zeichnung entnehmbar ist, eine Tankinnenbauart. Insbesondere ist die Kraftstoffpumpe 26 innerhalb des Kraftstofftanks 10 eingebaut und hat einen Kraftstoffeinlass, mit dem ein Ansaugfilter 30 verbunden ist und einen Kraftstoffauslass, mit dem ein Kraftstofffilter 22 verbunden ist. Die Kraftstoffpumpe 26 wirkt, um den Kraftstoff durch den Ansaugfilter 30 von dem Kraftstofftank 10 anzusaugen, und diesen zu den Einspritzeinrichtungen 14 durch den Kraftstofffilter 22 auszustoßen.
Der Kraftstoffdruckregler 18 ist mit einem Kraftstoffförderrohr 16 verbunden, das sich von einem Rückführrohr 12 erstreckt, durch das der Kraftstoff von dem Kraftstofffilter 22 zu den Einspritzeinrichtungen 14 strömt. Der Kraftstoffdruckregler 18 hat, wie 2 entnehmbar ist, ein Gehäuse 38, einen Sitzkörper 42 eine Ventilkugel 32 und eine Blattfeder 28.
Das Gehäuse 38 besteht aus einem metallischen Hohlzylinder, der einen Kraftstoffeinlass 20, der zu dem Kraftstoffförderrohr 16 führt und einen Kraftstoffauslass 36 hat, der zu dem Innenraum des Kraftstofftanks 10 führt. Der Kraftstoff tritt in den Kraftstoffeinlass 20 von dem Kraftstoffförderrohr 16 ein.
Der Sitzkörper 42 besteht aus einem metallischen Hohlzylinder und ist in das Gehäuse 38 pressgepasst. Der Sitzkörper 42 hat eine Innenwand 24, die einen Kraftstoffpfad definiert, und eine Ventilsitz 34, der an einer stromabwärtigen Ecke (insbesondere eine untere Ecke, wie der Zeichnung entnehmbar ist) der Innenwand 24 ausgebildet ist. Der Ventilsitz 34 definiert eine Sitzöffnung 40, die als ein Auslass des Sitzkörpers 42 wirkt, der zu dem Kraftstoffeinlass 20 und dem Kraftstoffauslass 36 des Gehäuses 38 führt.
Die Ventilkugel 32 besteht aus Metall und ist in konstanten Anstoß mit dem Ventilsitz 34 durch die Blattfeder 28 innerhalb des Gehäuses 38 vorgespannt. Insbesondere ist die Ventilkugel 32 so bemessen, dass sie die Sitzöffnung 40 bei Anstoß an den Ventilsitz 34 schließt. Die Ventilkugel 32 ist in einer kreisförmigen Öffnung 70, wie 2 klar entnehmbar ist, der Blattfeder 28 aufgenommen.
Die Blattfeder 28 ist an dem Kraftstoffauslass 36 des Gehäuses 38 eingebaut. Der Einbau wird durch Falten eines Auslassendes 39 des Gehäuses 38 nach innen erreicht. Die Blattfeder 28 besteht, wie den 2 und 3 klar entnehmbar ist, aus einer elastischen Platten mit einem kreisförmigen Profil und besteht aus einer Vielzahl von ringförmigen Streifen 44, 46, 48, 50 und 52 die koaxial zueinander aufgereiht sind und aus Verbindungsabschnitten 54, 56, 66 und 68, die zwischen angrenzenden zwei von den ringförmigen Streifen 44, 46, 48, 50 und 52 verbinden. Die Blattfeder 28 hat koaxial aufgereihte C-förmige Schlitze 58, 60, 62 und 64 und die kreisförmige Öffnung 70 ausgebildet. Die kreisförmige Öffnung 70 ist an der Mitte der Blattfeder 28 ausgebildet. Jeder der ringförmigen Streifen 46, 48 und 50 hat einen Verbindungsabschnitte 54 bis 68, die zum Bilden einer mechanischen Verbindung zu einem äußeren der ringförmigen Streifen 44 bis 52 verwendet wird, und einen um 180° entgegengesetzten von den Verbindungsabschnitten 54 bis 68, der zum Erzielen einer Verbindung eines inneren von den ringförmigen Streifen 44 bis 52 verwendet wird. Die Breite und/ die Dicke von jedem der ringförmigen Streifen 44 bis 52 kann entweder einheitlich oder uneinheitlich über seine Länge sein. Zusätzlich kann von angrenzenden zwei von den ringförmigen Streifen 44 bis 52 ein äußerer eine größere Breite und/oder Dicke haben, als ein Innerer, um die Steifigkeit davon zu erhöhen.
Wenn der Druck an der Mitte der Blattfeder 28 in eine Dickenrichtung von dieser ausgeübt wird (insbesondere eine Richtung senkrecht zu der Zeichnung) wird dieser verursachen, dass die Blattfeder 28 elastische verformt wird oder einem Hub ausgesetzt wird, wie 4 klar entnehmbar ist. Insbesondere wird die Blattfeder 28, um die Ventilkugel 32 in Richtung auf den Ventilsitz 34 zu jeder Zeit vorzuspannen.
Anstelle der Blattfeder 28 kann eine Schraubenfeder verwendet werden, um die Ventilkugel 32 auf den Ventilsitz 34 vorzuspannen, aber die Verwindung einer dünnen flachen Feder, wie die Blattfeder 28, gestattet, dass die Länge des Kraftstoffdruckreglers 18 verringert wird und ebenso sein Aufbau vereinfacht wird. Der Einbau der Blattfeder 28 in das Gehäuse 38 kann alternativ unter Verwendung von Schrauben erzielt werden, jedoch ergibt das Falzen des Auslassendes 39 des Gehäuses 38, wie vorstehend beschrieben ist, einen vereinfachten Aufbau des Kraftstoffdruckreglers 18.
Die Ausbildung der C-förmigen Schlitze 58, 60, 62 und 64 in der Blattfeder 28, die stromabwärts von dem Ventilsitz 34 eingebaut ist, ergibt einen vereinfachten Kraftstoffpfad durch den der Kraftstoff, der von der Sitzöffnung 40 strömt aus dem Kraftstoffauslass 36 austritt. Das gestattet, dass das Gehäuse 38, wie 1 entnehmbar ist, so aufgebaut wird, dass ein gerader Strömungspfad definiert, der sich entlang einer längs gerichteten Mittellinie des Gehäuses erstreckt. Das Gehäuse 38 hat, wie klar in 1 dargestellt ist, eine breitere Wand des stromabwärtigen Endes, die eine breitere Fläche des Kraftstoffauslasses 36 definiert, wobei somit erlaubt wird, dass die Schlitze 58, 60, 62 und 64 der Blattfeder 28 eine vergrößerte Fläche 28 haben. Das führt zu einer Verringerung des Druckverlusts des Kraftstoffs, der durch den Ventilsitz 34 aus dem Kraftstoffauslass 36 strömt.
Der Betrieb des Kraftstoffdruckreglers 18 wird nachstehend beschrieben.
Wenn der Druck des Kraftstoffs, der den Einspritzeinrichtungen 14, durch das Kraftstoffförderrohr 12 zugeführt wird, auf die Einspritzeinrichtungen 14 einen voreingestellten Grenzwert übersteigt, wirkt der Druck des Kraftstoffs, der durch das Rückführrohr 16 des Kraftstoffdruckreglers 18 strömt, an der Ventilkugel 32 und spannt diese von dem Ventilsitz 34 weg gerichtet gegen den elastischen Druck der Blattfeder 28 vor, wobei sich dadurch die Sitzöffnung 40 öffnet, um eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlass 20 und dem Kraftstoffauslass 36 des Gehäuses 38 zu bilden. Das verursacht einen Überschuss des Drucks des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffförderrohr 12 strömt, so dass er von dem Rückführrohr 16 in den Kraftstoffdruckregler 18 austritt, der wiederum aus den Schlitzen 58, 60, 62 und 64 der Blattfeder 28 in den Kraftstofftank 10 abgelassen wird. Auf diesem Weg wird der Druck des Kraftstoffs, der durch Kraftstoffförderrohr 12 zu den Einspritzeinrichtungen 14 zugeführt wird, unterhalb des Grenzwerts reguliert.
Wie aus der vorstehend angegebenen Diskussion erkennbar ist, hat der Kraftstoffdruckregler 18 die Ventilkugel 32, die stromabwärts von dem Ventilsitz 34 innerhalb des Gehäuses 38 angeordnet ist, wobei dadurch ermöglicht wird, dass die Ventilkugel 32 von dem Ventilsitz 34 nur durch den Kraftstoffdruck, der an der Ventilkugel 32 selbst wird, ohne die Verwendung einer Membran angehoben wird, die, wie in dem einleitenden Teil dieser Anmeldung diskutiert ist, bei einigen typischen Kraftstoffdruckreglern zum hermetischen Definieren von zwei Kammern an einer stromaufwärtigen Seite eines Ventilsitzes eingebaut ist. Insbesondere hat der Kraftstoffdruckregler 18 dieses Ausführungsbeispiels einen einfacheren Aufbau als die typischen, die die Membran verwenden.
5 zeigt eine Kraftstoffdruckregler 72 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt sind, beziehen sich auf die gleichen Teile und eine genaue Erklärung von diesen wird an dieser Stelle weggelassen.
Ein Sitzkörper 42 ist innerhalb eines Gehäuses 76 eingebaut, um teilweise aus dem Gehäuse 76 vorzustehen. Der Kraftstoff tritt in einen Kraftstoffeinlass 74 des Sitzkörpers 42 von der dritten Rohrleitung 16 ein, wie in 1 dargestellt ist. Die Blattfeder 28 hat einen Mittenabschnitt 78, an dem keine Öffnung ausgebildet ist. Insbesondere gestaltet die Blattfeder 28 anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, dass die Ventilkugel 32 sich seitlich (insbesondere in eine Richtung senkrecht zu der Dicke der Blattfeder 28) bewegt. Die Blattfeder 28 wirkt, um die Ventilkugel 32 in eine koaxiale Ausrichtung mit dem Ventilsitz 34 des Sitzkörpers 42 zum Schließen der Sitzöffnung 40 vorzuspannen.
6 zeigt einen Kraftstoffdruckregler 80 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen, wie sie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt sind, beziehen sich auf die gleichen Teile und eine genaue Erklärung von diesen wird an dieser Stelle weggelassen.
Der Kraftstoffdruckregler 80 hat ein zweites hohl zylindrisches Gehäuse 88, das stromabwärts von dem Gehäuse 76 angeordnet ist. Das zweite Gehäuse 88 hat einen kreisförmigen Querschnitt und hat ein stromaufwärtiges Ende 881, das mit der Blattfeder 28 innerhalb des Auslassendes 39 des Gehäuses 76 fixiert ist. Ein derartiger Einbau wird durch Falzen des Auslassendes 39 des Gehäuses 76 nach innen erzielt. Das zweite Gehäuse 88 hat ebenso ein stromabwärtiges Ende 882, das einen Kraftstoffauslass 82 definiert. Die Blattfeder 28 hat Schlitze 84 und 86, die eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffauslass 82 und der Sitzöffnung 40 bilden, wenn die Ventilkugel 32 von dem Ventilsitz 34 weg bewegt wird. Der Betrieb des Kraftstoffdruckreglers ist im wesentlichen der gleiche wie derjenige des ersten Ausführungsbeispiels und eine genaue Erklärung von diesem wird an dieser Stelle weggelassen.
Die 7 bis 15 zeigen Abwandlungen der Blattfeder 28, die in jedem von den ersten bis dritten Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist und in dem folgenden Ausführungsbeispielen, wie nachstehend diskutiert sind, eingesetzt werden können. Die gleichen Bezugszeichen, wie sich in den 7 bis 15 eingesetzt sind, beziehen sich auf die gleichen Teile.
Die Blattfeder 118, wie in 7 dargestellt sind, besteht aus rechteckigen Streifen 100, 102, 104 und 106, einem geraden Mittelstreifen 108 und Verbindungsabschnitten 110, 112, 114 und 116, die die Streifen 100 bis 108 verbinden. Die Verbindungsabschnitte 110 und 112 sind um 180° entgegengesetzt zu den Verbindungsabschnitten 114 und 116 in Ausrichtung mit der Länge des Mittelstreifens 108, wobei dadurch verursacht wird, dass die Federplatte 28 im wesentlichen auf die gleiche Weise ausgelenkt wird, wie in 4 dargestellt ist, wenn die Ventilkugel 32 stromabwärts von dem Ventilsitz 34 weg bewegt wird.
Die Blattfeder 118 hat, ähnliche wie diejenige, die in 5 gezeigt ist, an dem Mittelstreifen 108 keine Öffnung ausgebildet, die als ein Sitz dient, in dem die Ventilkugel 32 angeordnet ist. Die Ventilkugel 32 ist somit in der Blattfeder 118 gehalten, so dass es ihr gestattet, sich seitlich zu bewegen (insbesondere in eine Richtung senkrecht zu der Dicke der Blattfeder 118).
8 zeigt die Blattfeder 120 der zweiten Abwandlung.
Die Blattfeder 120 besteht aus rechteckigen Streifen 100, 102, 104 und 106 und einem geraden Mittelstreifen 108, von dem jeder eine Seite, die mit einem angrenzenden von den Streifen 100 bis 108 geteilt wird. Insbesondere drücken die Seiten 122, 124, 126 und 128 als Verbindungen, die die Streifen 100 bis 108 miteinander verbinden und sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Die Seiten 122 und 124 sind in Durchmesserrichtung zu den Seiten 126 und 128 über den Mittelstreifen 108 entgegengesetzt, was verursacht, dass die Blattfeder 120 auf im wesentlichen die gleiche Weise, wie in 4 dargestellt ist, in einer Zickzack-Form ausgelenkt wird, wenn die Ventilkugel 32 stromabwärts von dem Ventilsitz 34 weg gerichtet vorgespannt wird.
9 zeigt die Blattfeder 146 der dritten Abwandlung. Die Blattfeder 146 besteht aus einem rechteckigen Außenstreifen 132, einem geraden Mittelstreifen 136 und S-förmigen Streifen 140 und 144, die den Mittelstreifen 136 und den Außenstreifen 132 miteinander verbinden. Die äußeren Enden 138 und 130 der S-förmigen Streifen 140 und 144 sind miteinander an einem inneren Rand des Außenstreifens 132 verbunden und diagonal von der Blattfeder 146, während die inneren Enden 134 und 142 der S-förmigen Streifen 140 und 144 mit in Durchmesserrichtung entgegengesetzten Abschnitten eines äußeren Rands des Mittelstreifens 136 verbunden sind. Insbesondere wird der Mittelstreifen 136, an dem die Ventilkugel 32 angeordnet ist, durch die zwei S-förmigen Streifen 140 und 144 gehalten, die um 180° zueinander in eine Umfangsrichtung von der Blattfeder 146 entgegengesetzt sind, wobei dadurch verursacht wird, dass der Mittelstreifen 136 in einer Orientierung gehalten wird, die im wesentlichen senkrecht zu der dicken Richtung der Blattfeder 146 ist, wenn die Ventilkugel 32 stromabwärts von dem Ventilsitz 34 weg gerichtet vorgespannt wird, um die Blattfeder 146 in ihrer dicken Richtung zu pressen. Die Streifen 140 und 144 haben jeweils eine Zickzack-Gestalt, was somit eine erweiterte Länge von diesen zur Folge hat. Die Streifen 140 und 144 haben folglich eine größere Federkonstante für ihre Abmessung.
10 zeigt die Blattfeder 148 der vierten Abwandlung.
Die Blattfeder 148 besteht aus einem kreisförmigen äußeren Streifen 150, einem kreisförmigen inneren Mittelstreifen 154 und U-förmigen Streifen 152 und 160, die die Streifen 150 und 154 miteinander verbinden. Äußere Enden 158 und 164 der U-förmigen Streifen 152 und 160 sind miteinander an einem inneren Rand des äußeren Streifens 150 verbunden und 154 und in Durchmesserrichtung von der Blattfeder 148 gelegen, während innere Enden 156 und 162 der U-förmigen Streifen 152 und 160 an in Durchmesserrichtung entgegengesetzten Abschnitten eines äußeren Rands des inneren Mittelstreifens 154 verbunden sind. Die Blattfeder 148 hat die Mittelöffnung 70, in die die Ventilkugel 32 gepasst ist.
11 zeigt die Blattfeder 166 der fünften Abwandlung.
Die Blattfeder 166 besteht aus dem kreisförmigen äußeren Streifen 150, dem kreisförmigen inneren Mittelstreifen 154 und dem U-förmigen Streifen 168, 170 und 172, die die Streifen 150 und 154 miteinander verbinden. Die U-förmigen Streifen 168, 170 und 172 haben inneren Enden, die an gleichwinkligen Intervallen gelegen sind (insbesondere 120°) und den Mittelstreifen 154, an dem die Ventilkugel 32 angeordnet ist, halten, wobei dadurch verursacht wird, dass der Mittelstreifen 154 in einer Orientierung gehalten wird, die im wesentlichen senkrecht zu der dicken Richtung der Blattfeder 166 ist, wenn die Ventilkugel 32 stromabwärts von dem Ventilsitz 34 weg gerichtet vorgespannt wird, um die Blattfeder 166 in ihrer dicken Richtung zu pressen. Die Streifen 168, 170 und 172 haben jeweils eine Zickzack-Form, woraus sich somit eine erweiterte Länge von diesen ergibt. Die Streifen 169, 170 und 172 haben eine größere Federkonstante für ihre Größe.
12 zeigt die Blattfeder 174 der sechsten Abwandlung.
Die Blattfeder 174 besteht aus einem kreisförmigen äußeren Streifen 150, einem kreisförmigen inneren Mittelstreifen 154 und U-förmigen Streifen 176 und 184, die die Streifen 150 und 154 miteinander verbinden. Die U-förmigen Streifen 176 und 184 haben eine Breite, die sich allmählich von den inneren Enden 180 und 186 zu den äußeren Enden 182 und 188 davon vergrößert. Anders gesagt vergrößert sich die Steifigkeit von jedem der Streifen 176 und 184 allmählich von den inneren Enden 180 und 186 zu den äußeren Enden 182 und 188.
13 zeigt die Blattfeder 190 der siebten Abwandlung.
Die Blattfeder 190 besteht aus einem kreisförmigen äußeren Streifen 150, einem kreisförmigen inneren Mittelstreifen 154 und im wesentlichen spiralförmigen Streifen 192 und 198, die die Streifen 150 und 154 miteinander verbinden. Die spiralförmigen Streifen 192 und 198 haben äußere Enden 196 und 202, die mit einem inneren Rand des äußeren Streifens 150 verbunden sind und innere Enden 194 und 200, die mit einem äußeren Rand des inneren Streifens 154 verbunden sind. Jeder der spiralförmigen Streifen 192 und 198 hat eine größere Länge durch die Natur ihrer geometrischen Gestalt. Die spiralförmigen Streifen 192 und 198 haben somit eine größere Federkonstante für ihre Größe. Die spiralförmigen Streifen 192 und 198 haben eine Breite, die sich von den inneren Enden 194 und 200 allmählich zu den äußeren Enden 196 und 202 vergrößert, dass die Steifigkeit von diesen sich nach außen erhöht.
14 zeigt die Blattfeder 204 der achten Abwandlung.
Die Blattfeder 204 besteht aus einem kreisförmigen äußeren Streifen 150, einem kreisförmigen inneren Mittelstreifen 154 und im wesentlichen C-förmigen Streifen 206, 208 und 210, die die Streifen 150 und 154 miteinander verbinden. Die Streifen 206, 208 und 210 verbinden sich mit einem äußeren Rand des inneren Streifens 154 bei gleichwinkligen Intervallen. Die Streifen 206, 208 und 210 haben S-förmige Krümmungen 207, 209 und 211 und bilden eine Spiralfeder gemeinsam mit den äußeren und inneren Streifen 150 und 154. Die Streifen 206, 208 und 210 können eine Breite haben, die entweder gleich bleibend oder nicht gleich bleibend über ihre Länge ist.
15 zeigt die Blattfeder 212 der neunten Abwandlung.
Die Blattfeder 204 besteht aus einem kreisförmigen äußeren Streifen 150, einem kreisförmigen inneren Mittelstreifen 154 und im wesentlichen C-förmigen Streifen 214 und 216, die die Streifen 150 und 154 miteinander verbinden. Die Streifen 214 und 216 haben S-förmige Krümmungen 215 bzw. 217 und bilden eine Spiralfeder im ganzen aus der Blattfeder 204. Die Streifen 214 und 216 können eine Breite haben, die entweder gleichbleibend oder nicht gleichbleibend über ihre Länge ist.
Das US-Patent Nr. 5 649 514 und die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-45897 offenbaren Kraftstoffdruckregler für Automobilverbrennungsmotoren. Die Kraftstoffdruckregler haben einen Ventilkörper, der stronaufwärts von der Strömung des Kraftstoffs innerhalb eines Reglergehäuses angeordnet ist. Wenn der Ventilkörper von einem Ventilsitz weg bewegt wird, um einen Ventilauslass zu öffnen, wird das Verursachen, dass der Druck des Kraftstoffs plötzlich auf den Innendruck eines Kraftstofftanks abfällt und wird ebenso eine zusammengezogene Strömung des Kraftstoffs von außen nach innen von dem Ventilauslass zur Folge haben, was den Druck des Kraftstoffs weitergehend verringert. Das kann die Bildung von Dampf von dem Kraftstoff zur Folge haben. Wenn ein derartiger Dampf enthaltender Kraftstoff aus dem Druckregler in dem Kraftstofftank spritzt entwickelt er eine Druckschwankung, die durch den Kraftstoff mit dem Kraftstofftank vorangetrieben wird oder an irgendwelche Teile des Kraftstofftanks trifft, was somit laute Schwingungen ergibt.
Das vorstehend genannte Problem kann durch Auslegen des Druckreglers 18 beseitigt werden, wie nachstehend diskutiert ist.
Wenn die Ventilkugel 32 die Sitzöffnung 40 des Kraftstoffdruckreglers 18 schließt, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, wird der Druck des Kraftstoffs, der bewirkt, dass die Sitzöffnung 40 sich öffnet, nur an einem Abschnitt von einem äußeren Bereich der Ventilkugel 32, die zu der Sitzöffnung 40 ausgesetzt ist (die ebenso als Druckenergiebeaufschlagter Bereich im folgenden bezeichnet wird). Zum Vermeiden des vorstehenden Problems ist es zu bedenken, dass die Federkonstante von beispielsweise der Blattfeder 28 so ausgewählt wird, dass sie klein genug ist, um eine Änderung des gesteuerten Drucks des Kraftstoffs pro Durchflussrate des Kraftstoffs zu verringern (insbesondere ein Druckgradient ΔP, wie in der Gleichung 1 nachstehend angegeben ist). ΔP = kx/Swobei k die Federkonstante ist, x der Hub der Ventilkugel 32 ist und S die Druckenergie-beaufschlagte Fläche der Ventilkugel 32 ist.
Wenn der Druck auf den ringförmigen Mittelstreifen 52 der Blattfeder 28 durch die Ventilkugel 32 in die Dickenrichtung der Blattfeder 28 aufgebracht wird, wird es verursacht, dass die Blattfeder 28, wie in 16 dargestellt ist, elastisch verformt oder ausgelenkt. Die Neigung θ5 des ringförmigen Mittelstreifens 52 zu dem äußeren ringförmigen Streifen 44 wird wie folgt angenähert: θ5 = (θ2 – θ1) + (θ4 – θ3)
Eine Vergrößerung des Drucks, der an dem ringförmigen Mittelstreifen 52 wirkt, ergibt Vergrößerungen der Winkel 81 bis θ4, aber die Vergrößerung des Winkels θ5 ist jedoch viel kleiner als die Summe der Vergrößerungen der Winkel θ1 bis θ4. Insbesondere sind die Verbindungsabschnitte 54, 56, 66 und 68 der Blattfeder 28, wie in 3 dargestellt ist, die angrenzende äußere und innere von den ringförmigen Streifen 44, 46, 48, 50 und 52 miteinander verbinden, in Ausrichtung miteinander in einer Durchmesserrichtung der Blattfeder 28 aufgereiht, um zu gestattet, dass die Blattfeder 28 in eine konische Gestalt im Ansprechen auf den Druck senkrecht zu einer Ebene der Blattfeder 28 verformt wird. Diese Anordnung dient dazu, die Rate der Vergrößerung des Winkels θ5, die sich aus der Erhöhung des Drucks ergibt, der an dem ringförmigen Mittelstreifen 52 durch die Ventilkugel 32 wirkt, zu verringern. Das ergibt eine Orientierung des ringförmigen Mittelstreifens 52, die nahezu parallel zu der Ebene der Blattfeder 28 ist.
Die 17(a) und 17(b) stellen dynamische Modi der Blattfeder 28 und eines Vergleichsbeispiels dar.
In 17(a) wird die Orientierung eines freien Endes (insbesondere des ringförmigen Mittelstreifens 52) der Blattfeder 28 der nahezu senkrecht zu einer Mittellinie L der Blattfeder 28, die sich senkrecht zu der Dicke der Blattfeder 28 erstreckt, während des Hubs der Ventilkugel 32 an der Blattfeder 28 erhalten. Die Ventilkugel 32 bewegt sich von der Position I auf die II im wesentlichen entlang der Mittellinie L, die sich durch die Mitte der Sitzöffnung 40 erstreckt. Auch wenn die Blattfeder 28 die Mittelöffnung 70 nicht hat, wie diejenige, die in 5 gezeigt ist, und gestattet, dass die Ventilkugel 32 sich senkrecht zu der Mittellinie L an der Blattfeder 28 bewegt, wird das freie Ende der Blattfeder 28 nahezu senkrecht zu der Mittellinie L auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben ist, gehalten, wobei dadurch eine Verschiebung der Mitte der Ventilkugel 32 von der Mittellinie L minimiert wird, die sich durch die Mitte der Sitzöffnung 40 erstreckt. Insbesondere die Verwendung der Blattfeder 28 bei dem Druckregler 18 stellt die Stabilität einer Bewegung der Ventilkugel 32 sicher, dass eine verbesserte Genauigkeit der Regulierung einer geöffneten Fläche der Sitzöffnung 40 zum Steuern des Systemdrucks zur Folge hat (insbesondere des Kraftstoffdrucks stromaufwärts von dem Druckregler 18).
Das Vergleichsbeispiel, wie in 17(b) dargestellt ist, hat eine Blattfeder 92, die durch ein (nicht gezeigtes) Reglergehäuse aufgehängt ist. Die Neigung θ eines freien Endes der Blattfeder 92, an der die Ventilkugel 32 angeordnet ist, vergrößert sich in hohem Maße mit einer Vergrößerung des Drucks, der an der Blattfeder 92 wirkt, im Vergleich mit der Blattfeder 28. Daher bewegt sich für einen Fall, bei dem die Ventilkugel 32 nicht fest durch die Blattfeder 92 gehalten ist, die Ventilkugel 32 von ihrer Position I auf die II und die Position III ungeachtet der Auslenkung des freien Endes der Blattfeder 92. Für den Fall, bei dem die Ventilkugel 32 fest durch die Blattfeder 92 gehalten ist, verschiebt sich die Ventilkugel 32 im hohen Maße von der Mittellinie L, die sich durch die Mitte der Auslassöffnung 96 erstreckt, wenn sie sich von dem Ventilsitz 94 des Sitzkörpers 90 weg bewegt.
18(a) stellt eine dynamische Strömung von Kraftstoff dar, wenn die Sitzöffnung 40 des Sitzkörpers 42 geöffnet ist. Die Ventilkugel 32 ist, wie vorstehend beschrieben ist, stromabwärts von dem Ventilsitz 34 angeordnet, so dass sie in eine stromabwärtige Richtung der Strömung des Kraftstoffs bewegbar ist. Wenn somit die Ventilkugel 32 von dem Ventilsitz 34 weg bewegt wird, wird verursacht, dass der Kraftstoff von innen nach außen von der Sitzöffnung 40 verteilt bzw. versprüht wird, was somit eine nicht zusammengezogene Strömung des Kraftstoffs an der stromabwärtigen Seite von der Sitzöffnung 40 zur Folge hat. Das vermeiden die Bildung von Kraftstoffdampf, der mechanische Geräusche verursacht, die bei dem herkömmlichen Aufbau bemängelt werden, wie vorstehend beschrieben ist.
18(b) stellt den herkömmlichen Aufbau, der in den vorstehend genannten Veröffentlichungen angedacht wurde, bei dem die Ventilkugel 97 stromaufwärts von dem Ventilsitz 99 angeordnet ist. Wenn die Ventilkugel 97 von dem Ventilsitz 99 weg gerichtet angehoben wird, wird das eine zusammengezogene Strömung des Kraftstoffs von außen nach innen von der Auslassöffnung 98 zu Folge haben, was einen Abfall des Drucks des Kraftstoffs stromabwärts von der Auslassöffnung 98 beschleunigt, was zu einer Bildung von Kraftstoffdampf führt.
19 zeigt einen Kraftstoffdruckregler 72 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der von dem ersten bis zu dem dritten Ausführungsbeispiel, wie in den 2, 5 und 6 dargestellt ist, dahingehend unterschiedlich ist, dass die Blattfeder 74 selbst als ein Ventil zum Öffnen oder Schließen der Sitzöffnung 40 des Sitzkörpers 42 dient.
Der Sitzkörper 42 hat an seinem ringförmigen Ende einen Ventilsitz 78 ausgebildet. Die Blattfeder 74 hat drei ringförmige Streifen 44, 46 und 48 und eine flache Mittelscheibe 76, die direkt mit dem ringförmigen Streifen 48 und keine Öffnung hat. Das Gehäuse 38 hält die Blattfeder 74, so dass die Mittelscheibe 76 an den Ventilsitz 78 des Sitzkörpers 24 zum hermetischen Schließen der Sitzöffnung 40 anstoßen kann. Die anderen Anordnungen sind mit denjenigen von 3 identisch und ihre genaue Erklärung wird an dieser Stelle weggelassen.
20 zeigt einen Kraftstoffdruckregler 80 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Kraftstoffdruckregler 80 hat einen konischen Ventilkörper 82, der fest in die Mittelöffnung 70 der Blattfeder 28 gepasst ist. Andere Anordnungen sind mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels identisch und ihre genaue Erklärung wird an diese Stelle weggelassen.
Während die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele zum Vereinfachen ihres besseren Verständnisses offenbart wurde, ist es offensichtlich, dass die Erfindung auf verschiedenartige Arten ohne Abweichung von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden kann. Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen zusätzlich zu den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst, die ohne Abweichung von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden könne, wie in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist. Beispielsweise hat die Blattfeder, wie in jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, einen äußeren Umfangsabschnitt (insbesondere den ringförmigen Streifen 44 in 3) der an dem Gehäuse 38 so befestigt ist, dass er stationär ist, einen Mittelabschnitt (beispielsweise der ringförmige Streifen 52 in 3) der bewegbar gehalten ist, und eine Vielzahl von ringförmigen Streifen (beispielsweise die ringförmigen Streifen 46, 48 und 50 in 3) die zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt und dem Mittelabschnitt angeordnet sind, aber sie kann auch nur einen ringförmigen Abschnitt zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt und dem Zentralabschnitt aufweisen. Für diesen Fall kann die Blattfeder zumindest einen Außenseitenverbindungsabschnitt (beispielsweise der Verbindungsabschnitt 66 oder 68 in 3), der den äußeren Umfangsabschnitt und den ringförmigen Abschnitt verbindet, und zumindest einen Innenseitenverbindungsabschnitt haben (beispielsweise die Verbindungsabschnitte 54 oder 56 in 3), der den Mittelabschnitt und den ringförmigen Abschnitt verbindet. Die äußeren und inneren Abschnitte sich in Durchmesserrichtung entgegengesetzt zueinander über den Mittelabschnitt gelegen. Anders gesagt sind die äußeren und inneren Abschnitte um 180° entgegengesetzt zueinander über den Mittelabschnitt gelegen.
Es ist somit der Kraftstoffdruckregler zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Der Kraftstoffdruckregler hat einen Ventilsitz und einen Ventilkörper, der stromabwärts von dem Ventilsitz angeordnet ist, und ist ausgelegt, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz durch den Druck des Kraftstoffs, der direkt auf den Ventilkörper aufgebracht wird, weg zu bewegen. Das beseitigt den Bedarf nach einer Membran und hat einen vereinfachten Aufbau des Kraftstoffdruckreglers zur Folge.

Claims

Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine mit: einem Gehäuse, das einen Kraftstoffeinlass und einen Kraftstoffauslass hat, wobei der Kraftstoffeinlass mit einem Kraftstoffförderrohr verbindbar ist, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird, wobei der Kraftstoffauslass mit dem Kraftstofftank verbindbar ist; einem Sitzelement, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Sitzelement einen Strömungspfad, der darin ausgebildet ist, eine Sitzöffnung und einen Ventilsitz hat, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei der Strömungspfad gestattet, dass Kraftstoff von dem Kraftstoffeinlass zu dem Kraftstoffauslass strömt, und der zu der Sitzöffnung führt; einem Ventilelement, das innerhalb des Gehäuses stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs durch den Strömungspfad des Ventilelements angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen, und bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs, der durch den Strömungspfad des Sitzelements strömt, zum Öffnen der Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des Kraftstoffs bewegbar ist, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und einem Vorspannelement, das zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements wirkt.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 1, wobei das Vorspannelement durch eine Blattfeder verwirklicht ist, die einen durch das Gehäuse gehaltenen äußeren Umfang hat.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 2, wobei die Blattfeder eine Öffnung hat, die eine Fluidverbindung zwischen der Sitzöffnung des Sitzelements und dem Kraftstofftank bildet.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 1, wobei das Vorspannelement zum Halten des Ventilelements innerhalb des Gehäuses wirkt.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 2, wobei die Blattfeder durch eine gefalzten Abschnitt des Gehäuses gehalten ist.
Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine mit: einem Gehäuse, das einen Kraftstoffauslass hat, der mit einem Kraftstofftank verbindbar ist; einem Sitzelement, das eine Kraftstoffeinlass, eine Sitzöffnung und einen Ventilsitz hat, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei der Kraftstoffeinlass mit einem Kraftstoffförderrohr, durch das aus dem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird, verbindbar ist, wobei die Sitzöffnung eine Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffeinlass und dem Kraftstoffauslass des Gehäuses bildet; einem Ventilelement, das zwischen dem Ventilsitz des Sitzelements und dem Kraftstoffauslass des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, an dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen, und bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs auf dieses bewegbar ist, um die Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des Kraftstoffs zu öffnen, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und einem Vorspannelement, das an dem Kraftstoffauslass des Gehäuses zum Vorspannen des Gehäuses des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements angeordnet ist.
Krafstoffdruckregler gemäß Anspruch 6, wobei das Vorspannelement durch eine Blattfeder verwirklicht ist, die einen durch das Gehäuse gehaltenen äußeren Umfang hat.
Krafstoffdruckregler gemäß Anspruch 7, wobei die Blattfeder eine Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen der Sitzöffnung des Sitzelements und dem Kraftstofftank bildet.
Krafstoffdruckregler gemäß Anspruch 6, wobei das Vorspannelement zum Halten des Ventilelements innerhalb des Gehäuses wirkt.
Krafstoffdruckregler gemäß Anspruch 7, wobei die Blattfeder durch einen gefalzten Abschnitt des Gehäuses gehalten ist.
Krafstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine mit: einem Sitzelement mit einer Sitzöffnung und einem Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; einem Ventilelement, das stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen, und bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs auf dieses bewegbar ist, um die Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des Kraftstoffs zu öffnen, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und einer Blattfeder, die zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitzes zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements wirkt, wobei die Blattfeder einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, einen inneren Abschnitt, der bewegbar gehalten ist, zumindest einen ringförmigen Abschnitt, der zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt gehalten ist, und Außenseiten- und Innenseitenverbindungsabschnitte hat, wobei der Außenseitenverbindungsabschnitt den äußeren Abschnitt und den ringförmigen Abschnitt verbindet, der Innenseitenverbindungsabschnitt den ringförmigen Abschnitt und den inneren Abschnitt verbindet, wobei die Außenseiten- und Innenseitenverbindungsabschnitte in Durchmesserrichtung zueinander über die Mitte der Blattfeder entgegengesetzt sind.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 11, wobei das Ventilelement mit Anstoß mit dem inneren Abschnitt der Blattfeder ist, so dass es in eine Richtung bewegbar ist, die im wesentlichen senkrecht zu einer Linie ist, die sich in einer Dickenrichtung der Blattfeder erstreckt.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 11, der des weiteren mit einem zweiten ringförmigen Abschnitt, der zwischen dem ringförmigen Abschnitt und dem äußeren Abschnitt angeordnet ist, wobei der zweite ringförmige Abschnitt eine größere Steifigkeit als der ringförmige Abschnitt hat.
Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine mit: einem Sitzelement mit einer Sitzöffnung und einem Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; und einer Blattfeder, die stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist, wobei die Blattfeder einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, einen inneren Abschnitt, der bewegbar gehalten ist, zumindest einen ringförmigen Abschnitt, der zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt gehalten ist, und einen Außenseiten- und einen Innenseitenverbindungsabschnitt hat, wobei der innere Abschnitt geeignet ist, um an den Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen, und bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs auf diesen zum Öffnen der Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des Kraftstoffs bewegbar ist, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird, wobei der Seitenaußenseitenverbindungsabschnitt den äußeren Abschnitt und den ringförmigen Abschnitt verbindet, der Innenseitenverbindungsabschnitt den ringförmigen Abschnitt und den inneren Abschnitt verbindet, wobei die Außenseiten- und Innenseitenverbindungsabschnitte in Durchmesserrichtung zueinander über die Mitte der Blattfeder entgegengesetzt sind.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 14, des weiteren mit einem zweiten ringförmigen Abschnitt, der zwischen dem ringförmigen Abschnitt und dem äußeren Abschnitt angeordnet ist, wobei der zweite ringförmige Abschnitt eine größere Steifigkeit als der ringförmige Abschnitt hat.
Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine mit: einem Sitzelement mit einer Sitzöffnung und einem Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet ist, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; einem Ventilelement, das stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist, wobei das Ventilelement geeignet ist, um an dem Ventilsitz zum Schließen der Sitzöffnung anzustoßen, und bei Aufbringen eines Drucks des Kraftstoffs auf dieses bewegbar ist, um die Sitzöffnung zum Regulieren des Drucks des Kraftstoffs zu öffnen, der zu der Brennkraftmaschine gefördert wird; und einer Blattfeder, die zum Vorspannen des Ventilelements in Anstoß mit dem Ventilsitzes zum Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements wirkt, wobei die Blattfeder einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, einen mittleren Abschnitt, der an das Ventilelement anstößt und bewegbar gehalten ist, und zumindest zwei Federabschnitte hat, die zwischen dem äußeren Abschnitt und dem mittleren Abschnitt gehalten sind, wobei jeder von den Federabschnitten ein erstes Ende, das mit dem äußeren Abschnitt verbunden ist und ein zweites Ende hat, das mit dem Mittelabschnitt verbunden ist, wobei die zweiten Enden mit einem äußeren Umfang des Mittelabschnitts an gleichwinkligen Abständen verbunden ist.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 16, wobei das Ventilelement in Anstoß mit dem Mittelabschnitt der Blattfeder ist, so dass es in einer Richtung bewegbar ist, die im wesentlichen senkrecht zu einer Linie ist, die sich in einer dicken Richtung des Mittelabschnitts erstreckt.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 16, wobei die Federabschnitte der Blattfeder eine Zickzack-Gestalt haben.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 16, wobei die Federabschnitte der Blattfeder eine Spiralgestalt haben.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 16, wobei jeder der Federabschnitte eine Steifigkeit hat, die sich von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende vergrößert.
Kraftstoffdruckregler für eine Brennkraftmaschine mit: einem Sitzelement mit einer Sitzöffnung und einem Ventilsitz, der um die Sitzöffnung ausgebildet, wobei die Sitzöffnung zu einem Kraftstoffförderrohr führt, durch das aus einem Kraftstofftank gepumpter Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird; und einer Blattfeder, die stromabwärts von dem Ventilsitz des Sitzelements in einer Strömung des Kraftstoffs angeordnet ist, wobei die Blattfeder einen äußeren Abschnitt, der stationär gehalten ist, einen Mittelabschnitt, der geeignet ist, um an dem Ventilsitz im Schließen der Sitzöffnung des Sitzelements anzustoßen, und der bewegbar gehalten ist, und zumindest zwei Federabschnitte hat, die zwischen dem äußeren Abschnitt und dem Mittelabschnitt gehalten sind, wobei jeder von den Federabschnitten ein erstes Ende, das mit dem äußeren Abschnitt verbunden ist und ein zweites Ende hat, das mit dem Mittelabschnitt verbunden ist, wobei die zweiten Enden mit einem äußeren Umfang des Mittelabschnitts an gleichwinkligen Abständen verbunden sind.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 21, wobei die Federabschnitte der Blattfeder eine Zickzack-Gestalt haben.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 21, wobei die Federabschnitte der Blattfeder eine Spiralgestalt haben.
Kraftstoffdruckregler gemäß Anspruch 21, wobei jeder der Federabschnitte eine Steifigkeit hat, die sich von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende vergrößert.