DE102006000015B4 - Hochdruckpumpe mit einer Kompressionskammer und einer Kraftstoffkammer am gegenüberliegenden Ende eines Tauchkolbens - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, die einen Tauchkolben hat. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Hochdruckpumpe, in der sich ein Tauchkolben bewegt, um Kraftstoff aus einer Einlasskammer in eine Kompressionskammer zu ziehen bzw. zu saugen, in der der Kraftstoff unter Verwendung des Tauchkolbens mit Druck beaufschlagt wird.
- Hochdruckpumpen sind in
JP-A-2002-54531 JP-A-2003-35239 US 2003/0017069A1 US 2004/0096346A1 - Der Tauchkolben bewegt sich in einem Einlasstakt nach unten, um Kraftstoff aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer zu ziehen bzw. zu saugen. Wenn eine Menge Kraftstoff, die aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen wird, sich in dem Einlasstakt vergrößert, kann sich der Druck in der Einlasskammer verringern. Wenn insbesondere eine Menge Kraftstoff, die aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, sich vergrößert, kann der Durchmesser des Tauchkolbens vergrößert werden oder kann sich der hin- und hergehende Hub des Tauchkolbens vergrößern. In diesen Fällen kann sich eine Menge Kraftstoff, der aus der Einlasskammer in die Druckbeaufschlagungskammer gezogen wird, vergrößern. Als Folge besteht die Möglichkeit, dass sich der Druck in der Einlasskammer verringert. Zusätzlich vergrößert sich die Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens, wenn sich eine Drehzahl der Hochdruckpumpe erhöht. In diesem Fall kann eine Menge Kraftstoff, der aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen wird, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt, eine Menge Kraftstoff übersteigen, die von der Niederdruckpumpe in die Einlasskammer eingeführt wird. Als Folge besteht die Möglichkeit, dass sich der Druck in der Einlasskammer verringert.
- Unter dieser Bedingung kann, wenn der Druck in der Einlasskammer sich bei dem Einlasstakt verringert, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt, der Kraftstoff nicht ausreichend aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen werden. Folglich kann eine Menge Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, unzureichend werden.
- Wenn ferner Kraftstoff von der Kompressionskammer in die Einlasskammer zurückkehrt, wenn der Tauchkolben sich nach oben bewegt, kann der Druck in der Einlasskammer sich vergrößern. Wenn der Tauchkolben die Hin- und Herbewegung wiederholt, kann der Druck in der Einlasskammer schwanken und eine Pulsation verursachen. Wenn eine Menge Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, sich vergrößert oder wenn die Anzahl der Umdrehungen der Hochdruckpumpe sich erhöht, kann eine Pulsation des Drucks in der Einlasskammer weitergehend angeregt werden. Unter dieser Bedingung kann Kraftstoff nicht ausreichend aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen werden, wenn die Pulsation des Drucks in der Einlasskammer übermäßig auftritt. Demgemäß kann der Kraftstoff nicht ausreichend von der Einlasskammer in die Kompressionskammer zugeführt werden. Als Folge kann eine Menge Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, unzureichend werden.
- Weitere Hochdruckpumpen sind aus
DE 10 2004 057 056 A1 ,US 2003/0017069 A1 DE 10 2004 063 075 A1 undDE 28 52 749 A1 bekannt. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Hochdruckpumpe herzustellen, bei der ein Kraftstoff präzise ausgestoßen werden kann.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Steuergerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
- Erfindungsgemäß kann beschränkt werden, dass eine Menge Kraftstoff, der in die Kompressionskammer strömt, übermäßig unzureichend wird aufgrund der Verringerung des Drucks in der Einlasskammer. Ferner kann eine Pulsation des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer verringert werden, so dass eine Veränderung der Bauteile reduziert werden kann.
- Die vorstehend genannte und andere Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar.
-
1A ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe zeigt, und1B ist eine schematische Unteransicht, die einen Anschlag eines Steuerventils zeigt, wenn der Anschlag von der Seite eines Tauchkolbens betrachtet wird, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2 ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die die Hochdruckpumpe in einem Einlasstakt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt; -
3 ist eine schematische Auerschnittseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt; -
4 ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt; -
5 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt; -
6 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem ersten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
7 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem zweiten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
8 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem dritten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
9 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem vierten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
10 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem fünften Erläuterungsbeispiel zeigt; -
11 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem sechsten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
12 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem siebten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
13 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem achten Erläuterungsbeispiel zeigt; -
14 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt; -
15 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt; -
16 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß einer ersten Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels zeigt; -
17 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß einer zweiten Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels zeigt; -
18 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß einer dritten Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels zeigt; -
19 ist eine schematische Auerschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer ersten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels zeigt; und -
20 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer zweiten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. - (Erstes Ausführungsbeispiel)
- Wie in
1A gezeigt ist, führt eine Hochdruckpumpe10 Kraftstoff in einen Injektor einer Brennkraftmaschine, wie z. B. eines Dieselverbrennungsmotors und eines Benzinverbrennungsmotors zu. Ein Tauchkolben14 hat einen Gleitabschnitt15 und einen kleindurchmessrigen Abschnitt16 . Der Tauchkolben14 hat einen Aufbau mit einem nicht einheitlichen Durchmesser. Insbesondere hat der kleindurchmessrige Abschnitt16 einen Durchmesser, der geringer als der Durchmesser des Gleitabschnitts15 ist. Der Gleitabschnitt15 und der kleindurchmessrige Abschnitt16 haben eine Stufe17 dazwischen. Der Gleitabschnitt15 wird gleitfähig in einem Zylinder22 gestützt. Der kleindurchmessrige Abschnitt16 ist an der entgegengesetzten Seite einer Kompressionskammer304 mit Bezug auf den Gleitabschnitt15 angeordnet. Der Umfang des kleindurchmessrigen Abschnitts16 ist mit einer Öldichtung19 abgedichtet. Die Öldichtung19 dient als Abdichtungselement. Der kleindurchmessrige Abschnitt16 des Tauchkolbens14 steht in Kontakt mit einem Mitnehmer12 . Der Mitnehmer12 wird auf dem Nocken2 durch die Elastizität einer Feder18 vorgespannt, so dass die Bodenfläche des Mitnehmers12 an dem Nocken2 gleitet, wenn der Nocken2 sich dreht. Daher läuft der Tauchkolben14 gemeinsam mit dem Mitnehmer12 hin und her, wenn sich der Nocken2 dreht. - Ein Pumpengehäuse
20 hat einen Zylinder22 , der den Tauchkolben14 stützt, so dass der Tauchkolben14 sich in dem Zylinder22 vor und zurück bewegen kann. Das Pumpengehäuse20 hat einen Einlassdurchgang (Fluideinlass)300 . Eine Einlasskammer302 , die Kompressionskammer304 , eine Kraftstoffkammer (Fluidkammer)308 und einen Verbindungsdurchgang310 . Kraftstoff wird von einer Niederdruckpumpe in die Einlasskammer302 der Hochdruckpumpe10 durch den Einlassdurchgang300 zugeführt. Der Einlassdurchgang300 dient als Kraftstoffdurchgang. - Die Einlasskammer
302 steht in Verbindung mit der Kompressionskammer304 durch ein Verbindungsloch306 unter der Bedingung, dass ein Ventilelement (Stopfen)32 von einem Ventilsitz35 in einem Steuerventil30 abgehoben ist. Das Verbindungsloch306 ist an dem inneren Umfang des Ventilsitzes35 des Steuerventils30 ausgebildet. Die Kraftstoffkammer308 ist von der Kompressionskammer304 über ein Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem Zylinder22 unterteilt. Die Kraftstoffkammer308 ist ein unterer Raum, der an der Unterseite der Stufe17 ausgebildet ist. Die Kraftstoffkammer308 ist um den kleindurchmessrigen Abschnitt16 in einem Raum zwischen dem Gleitteil, das zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem Zylinder22 ausgebildet ist, und der Öldichtung19 ausgebildet ist. Die Oberseite der Kraftstoffkammer308 ist dicht über das Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem Zylinder22 abgedichtet. Die Einlasskammer302 steht in Verbindung mit einer Kraftstoffkammer308 durch einen Verbindungsdurchgang310 . Die Verbindungskammer310 ist ein Ausstoßdurchgang, durch den Kraftstoff von der Einlasskammer302 in die Kraftstoffkammer308 ausgestoßen wird. - Das Steuerventil
30 ist aus dem Ventilelement32 , der Feder33 , einer Spule34 , dem Ventilsitz35 und einem Anschlag40 konstruiert. Der Anschlag40 ist an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffs mit Bezug auf das Ventilelement32 in einem Einlasstakt angeordnet, wie in2 gezeigt ist. - Wie in
1B gezeigt ist, hat der Außenumfang des Anschlags40 vier Nuten, so dass der Anschlag40 und der Innenumfang des Pumpengehäuses20 dazwischen Kraftstoffdurchgänge42 ausbilden. Das Ventilelement32 ist zu der Seite des Anschlags40 durch die Elastizität der Feder33 vorgespannt. Das Ventilelement32 wird nämlich so vorgespannt, dass das Ventilelement32 von dem Ventilsitz35 abgehoben wird. Wenn der Spule34 Elektrizität zugeführt wird, wird das Ventilelement32 an den Ventilsitz35 durch eine magnetische Anziehungskraft entgegen der Elastizität der Feder33 angesetzt. Wenn das Ventilelement32 an dem Ventilsitz35 angesetzt ist, wird das Verbindungsloch306 blockiert, so dass die Einlasskammer302 von der Kompressionskammer304 blockiert wird. - Ein Niederdruckdämpfer
50 hat ein Dämpfungselement, wie z. B. eine Membran, darin, um dadurch eine Pulsation in dem Einlassdurchgang300 und der Einlasskammer302 zu verringern. Ein Ausstoßventil60 hat eine Kugel62 , die von einem Sitz64 entgegen einer Elastizität der Feder63 abgehoben wird, wenn der Druck in der Kompressionskammer304 größer als ein vorbestimmter eingerichteter Wert wird. Wenn die Kugel62 von dem Sitz64 abgehoben wird, wird Kraftstoff in der. Kompressionskammer304 aus dem Ausstoßventil60 ausgestoßen. - Als nächstes wird der Betrieb der Hochdruckpumpe
10 beschrieben. - Zuerst wird ein Einlasstakt beschrieben.
- Wie in
2 gezeigt ist, bewegt sich der Tauchkolben14 von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt nach unten, wenn sich der Nocken2 dreht. Unter dieser Bedingung wird die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule34 beendet, daher wird das Ventilelement32 von dem Ventilsitz35 nach unten in2 durch die Elastizität der Feder33 abgehoben, so dass die Einlasskammer302 in Verbindung der Kompressionskammer304 durch das Verbindungsloch306 steht. Somit wird Kraftstoff von der Einlasskammer306 in die Kompressionskammer304 gezogen, wenn sich der Tauchkolben14 in eine Saugrichtung nach unten bewegt. - Wenn sich der Tauchkolben
14 nach unten bewegt, bewegt sich die Stufe des Tauchkolbens14 , die zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt16 ausgebildet ist, zu der Seite der Kraftstoffkammer308 , so dass das Volumen der Kraftstoffkammer308 sich verringert. Wenn sich das Volumen der Kraftstoffkammer308 verringert, wird Kraftstoff in der Kraftstoffkammer308 in den Verbindungsdurchgang310 gepresst, so dass der Kraftstoff von dem Verbindungsdurchgang310 in die Einlasskammer302 eingeführt wird. - Wenn Kraftstoff von der Einlasskammer
302 in die Kompressionskammer304 gezogen wird, wenn sich der Tauchkolben14 nach unten bewegt, wird Kraftstoff von der Kraftstoffkammer308 in die Einlasskammer302 durch den Verbindungsdurchgang310 eingeführt. Daher kann die Verringerung des Drucks in der Einlasskammer302 in dem Einlasstakt verringert werden. Somit kann begrenzt werden, dann eine Menge Kraftstoff, der in die Kompressionskammer304 strömt, aufgrund einer Verringerung des Drucks in der Einlasskammer302 unzureichend wird. - Als nächstes wird ein Rückführtakt beschrieben.
- Unter Bezugnahme auf
1A bleibt das Ventilelement32 von dem Ventilsitz35 durch die Elastizität der Feder33 während einer Dauer abgehoben, in der die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule34 beendet ist, wenn sich der Tauchkolben14 von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt nach oben bewegt. Daher kehrt der Kraftstoff in der Kompressionskammer305 in die Einlasskammer302 durch das Verbindungsloch306 zurück, wenn sich der Tauchkolben14 nach oben bewegt. Unter dieser Bedingung bewegt sich die Stufe17 , die zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem kleindurchmesssrigen Abschnitt16 ausgebildet ist, nach oben, so dass sich das Volumen der Kraftstoffkammer308 vergrößert. Somit wird Kraftstoff, der von der Kompressionskammer305 in die Einlasskammer302 zurückkehrt, teilweise in die Kraftstoffkammer308 durch den Verbindungsdurchgang310 ausgestoßen. - Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn Kraftstoff von der Kompressionskammer
304 in die Einlasskammer302 zurückkehrt, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt, Kraftstoff von der Einlasskammer302 in die Kraftstoffkammer308 durch den Verbindungsdurchgang310 ausgestoßen. Somit kann eine Erhöhung des Drucks in der Einlasskammer302 aufgrund der Bewegung des Tauchkolbens14 nach oben verringert werden. - Als nächstes wird ein Kompressionstakt beschrieben.
- Wenn der Spule
34 in dem Rückführtakt Elektrizität zugeführt wird, wird das Ventilelement32 durch eine magnetische Anziehungskraft gegen die Elastizität der Feder33 angezogen, so dass das Ventilelement32 an den Ventilsitz35 angesetzt wird. Unter dieser Bedingung wird das Verbindungsloch306 geschlossen, so dass die Einlasskammer302 von der Kompressionskammer304 blockiert wird. Kraftstoff in der Kompressionskammer304 wird mit Druck beaufschlagt, wenn sich der Tauchkolben14 in eine Druckbeaufschlagungsrichtung nach oben bewegt, so dass der Druck des Kraftstoffs sich in der Kompressionskammer304 erhöht. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer304 größer als ein vorbestimmter Druck wird, wird die Kugel62 von dem Ventilsitz34 gegen die Elastizität der Feder63 abgehoben, so dass das Ausstoßventil60 den Strömungsdurchgang darin öffnet. Somit wird in der Kompressionskammer304 druckbeaufschlagter Kraftstoff von der Hochdruckpumpe10 ausgestoßen. - Eine Zeitabstimmung, mit der die Elektrizität der Spule
34 zum Öffnen des Steuerventils30 zugeführt wird, wird so gesteuert, dass eine Menge Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe10 ausgestoßen wird, wenn sich der Tauchkolben14 nach oben bewegt, gesteuert wird. Der Einlasstakt, der Rückführtakt und der Kompressionstakt werden wiederholt, so dass die Hochdruckpumpe10 das Ansaugen des Kraftstoffs und das Ausstoßen des druckbeaufschlagten Kraftstoffs wiederholt. - In diesem Ausführungsbeispiel, wie in
2 Bezug genommen ist, wird Kraftstoff von der Kraftstoffkammer308 in die Einlasskammer302 in den Einlasstakt eingeführt, so dass eine Verringerung des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 verringert wird. In diesem Betrieb kann begrenzt werden, dass eine Menge Kraftstoff, die in die Kompressionskammer304 strömt, aufgrund der Verringerung des Drucks in der Einlasskammer302 in dem Einlasstakt unzureichend wird. Somit kann eine ausreichende Menge Kraftstoff von der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 zugeführt werden. - Zusätzlich wird unter Bezugnahme auf
1A Kraftstoff von der Einlasskammer302 in die Kraftstoffkammer308 in den Rückführtakt ausgestoßen, so dass eine Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 verringert werden kann. Hier kann eine Pulsation, die durch Wiederholen der Bewegung des Tauchkolbens14 nach oben in1A und des Bewegens des Tauchkolbens14 nach unten in2 verursacht wird, in der Einlasskammer302 verringert werden. Wenn die Pulsation in der Einlasskammer302 verringert wird, kann begrenzt werden, dass eine Menge Kraftstoff, die in dem Einlasstakt von der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 strömt, unzureichend wird. Somit kann eine ausreichende Menge Kraftstoff von der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 zugeführt werden. - Ferner wird eine Pulsation des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer
302 reduziert, so dass eine Veränderung des Drucks, der auf ein Kraftstoffrohr an der Seite des Niederdruckdämpfers50 und die Einlasskammer302 aufgebracht wird, verringert werden kann. Werden Bauteile, wie z. B. der Niederdruckdämpfer50 und das Kraftstoffrohr vor einer Beschädigung geschützt. Zusätzlich kann eine Schwingung in dem Kraftstoffrohr verringert werden, so dass begrenzt werden kann, dass sich ein Stützelement des Kraftstoffrohrs lockert oder vor einer Beschädigung geschützt wird. - Ferner ist die Kraftstoffkammer um den kleindurchmessrigen Abschnitt des Tauchkolbens unter Verwendung eines Totraums zwischen dem kleindurchmessrigen Abschnitt und dem Hohlraum de Zylinders ausgebildet. Daher wird der Totraum effizient genutzt, so dass beschränkt werden kann, dass die Hochdruckpumpe überdimensioniert wird.
- (Zweites, Drittes und Viertes Ausführungsbeispiel)
- Wie in
3 gezeigt ist, ist bei einer Hochdruckpumpe70 des zweiten Ausführungsbeispiels eine ringförmige Platte72 an der Seite des Zylinders22 mit Bezug auf die Öldichtung19 vorgesehen. Die ringförmige Platte72 umgibt radial den kleindurchmessrigen Abschnitt16 des Tauchkolbens14 . Der Innenumfang der ringförmigen Platte72 und der Außenumfang des kleindurchmessrigen Abschnitts16 bilden einen Spalt74 dazwischen, so dass die Platte72 den Hin- und Herlauf des kleindurchmessrigen Abschnitts16 nicht stört. Bei diesem Aufbau kann auch dann, wenn Staub in dem Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem Zylinder22 durch den Gleitvorgang dazwischen ausgebildet wird, der Spalt74 beschränken, dass dieser Staub in einen anderen Gleitteilbeispiel zwischen der Öldichtung19 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt16 eindringt. Somit kann die Öldichtung19 vor einer Beschädigung geschützt werden. - Wie in
4 gezeigt ist, ist bei einer Hochdruckpumpe80 des dritten Ausführungsbeispiels ein Filter82 auf halbem Weg über den Verbindungsdurchgang310 vorgesehen, um Fremdstoffe zu entfernen. Der Filter82 begrenzt, dass Fremdstoffe, die in dem in die Hochdruckpumpe80 zugeführten Kraftstoff enthalten sind, in den Gleitteil zwischen der Öldichtung18 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt16 eindringen. Bei diesem Aufbau kann die Öldichtung19 davor geschützt werden, aufgrund des Eindringens von Fremdstoffen beschädigt zu werden. - Wie in
5 gezeigt ist, ist bei einer Hochdruckpumpe90 des vierten Ausführungsbeispiels die Kraftstoffkammer308 auf halbem Weg über den Verbindungsdurchgang310 ausgebildet, anstatt dass sie um den kleindurchmessrigen Abschnitt16 des Tauchkolbens14 ausgebildet ist. Die Kraftstoffkammer308 steht in Verbindung mit einem unteren Raum312 , der an der Unterseite der Stufe17 zwischen dem Gleitabschnitt15 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt16 gelegen ist. Bei diesem Aufbau kann auch dann, wenn die Lage der Kraftstoffkammer308 geändert wird, eine Verringerung des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 verringert werden und kann ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Pulsation, die sich in dem Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 ergibt, wenn der Tauchkolben14 hin- und herläuft, verringert werden. - (Erstes Erläuterungsbeispiel)
- Wie in
6 gezeigt ist, wird bei einer Hochdruckpumpe100 des ersten Erläuterungsbeispiels ein Ventilelement104 eines Steuerventils102 zu dem Ventilsitz106 durch die Elastizität der Feder33 vorgespannt. Wenn die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule34 beendet wird, wird das Ventilelement104 auf den Ventilsitz106 durch die Elastizität der Feder33 aufgesetzt, so dass das Verbindungsloch306 , das in dem Innenumfang des Ventilsitzes106 ausgebildet ist, geschossen wird. Somit wird die Einlasskammer302 von der Kompressionskammer304 blockiert. Wenn die Elektrizität zu der Spule34 zugeführt wird, wird das Ventilelement104 durch die magnetische Anziehungskraft gegen die Elastizität der Feder33 angezogen, so dass das Ventilelement104 von dem Ventilsitz106 abgehoben wird. Somit steht die Einlasskammer302 in Verbindung mit der Kompressionskammer204 . - Ein Einlassventil
110 ist in einem Einlassdurchgang314 vorgesehen, der die Einlasskammer302 mit der Kompressionskammer304 verbindet. Das Einlassventil110 hat eine Kugel112 , die durch eine Feder113 zu einem Sitz114 vorgespannt wird. Das Einlassventil110 ist ein Rückschlagventil, das gestattet, dass Kraftstoff von der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 strömt, und das unterbindet, dass Kraftstoff von der Kompressionskammer304 in die Einlasskammer302 strömt. - Als nächstes wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe
100 beschrieben. - Zuerst wird der Einlasstakt der Hochdruckpumpe
100 beschrieben. Wenn sich der Tauchkolben14 nach unten bewegt und sich der Druck in der Kompressionskammer304 verringert, wird die Kugel112 des Einlassventils110 von dem Sitz114 gegen die Elastizität der Feder113 aufgehoben. Unter dieser Bedingung wird Kraftstoff in der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 durch den Einlassdurchgang314 angesaugt. Der Kraftstoff in der Kraftstoffkammer308 wird in die Einlasskammer302 durch den Verbindungsdurchgang310 eingeführt, wenn sich der Tauchkolben14 nach unten bewegt. - Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Kraftstoff in der Einlasskammer
302 in die Kompressionskammer304 durch das Einlassventil110 in den Einlasstakt gesaugt werden. Daher kann das Steuerventil102 sich entweder in einem Öffnungszustand oder einem Schließzustand befinden. - Als nächstes wird der Rückführtakt beschrieben.
- Wenn der Tauchkolben
14 beginnt sich nach oben von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Todpunkt in dem Rückführtakt zu bewegen, wird der Spule34 Elektrizität zugeführt, so dass das Ventilelement32 von dem Ventilsitz106 abgehoben wird. In diesem Betrieb kehrt auch dann, wenn der Tauchkolben14 sich nach oben bewegt, Kraftstoff in der Kompressionskammer304 in die Einlasskammer302 durch das Verbindungsloch306 zurück. Zusätzlich wird der Kraftstoff, der in die Einlasskammer302 zurückkehrt, in die Kraftstoffkammer308 durch den Verbindungsdurchgang310 zugeführt. - Als nächstes wird der Kompressionstakt beschrieben.
- Wenn die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule
34 in dem Rückführtakt beendet wird, wird das Ventilelement104 an den Ventilsitz106 durch die Elastizität der Feder33 angesetzt, so dass das Verbindungsloch306 geschlossen wird und die Einlasskammer302 von der Kompressionskammer304 blockiert wird. Ein Einstelldruck, bei dem sich das Steuerventil102 öffnet, ist so vorbestimmt, dass er größer als ein Einstelldruck ist, bei dem sich das Ausstoßventil60 öffnet. Wenn sich der Tauchkolben14 nach oben bewegt, wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer304 größer als der Einstelldruck des Ausstoßventils60 wird, öffnet sich das Ausstoßventil60 . Unter dieser Bedingung bleibt das Steuerventil102 geschlossen. Daher wird, wenn sich das Ausstoßventil60 öffnet, der in der Kompressionskammer304 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe100 durch das Ausstoßventil60 ausgestoßen. - (Zweites Erläuterungsbeispiel)
- Wie in
7 gezeigt ist, weist eine Hochdruckpumpe120 des zweiten Erläuterungsbeispiels ein Steuerventil122 auf, bei dem eine Bodenwand eines becherförmigen Ventilelements126 an der Oberseite von7 sich mit einem spitzen Ende einer Welle124 verbindet. Eine Feder128 spannt das Ventilelement126 in eine Richtung vor, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung ist, in die die Feder33 das Ventilelement126 vorspannt. Die Elastizität der Feder33 ist so eingestellt, dass sie größer als eine Elastizität der Feder128 ist, so dass das Ventilelement126 von dem Ventilsitz35 abgehoben wird, wenn die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule34 beendet wird. - Wenn der Spule
34 die Elektrizität unter einer Bedingung zugeführt wird, in der der Tauchkolben14 sich nach oben bewegt, wird die Welle124 nach oben durch die magnetische Anziehungskraft angezogen, die durch die Spule34 erzeugt wird. Unter dieser Bedingung wird das Ventilelement126 durch die Elastizität der Feder128 gemeinsam mit der magnetischen Anziehungskraft der Spule34 nach oben vorgespannt, so dass das Ventilelement126 auf den Ventilsitz35 aufgesetzt wird. Somit wird Kraftstoff in der Kompressionskammer304 mit Druck beaufschlagt. - (Drittes Erläuterungsbeispiel)
- Wie in
8 gezeigt ist, hat eine Hochdruckpumpe130 ein Steuerventil132 , bei dem eine Spule34 um den äußeren Umfang des Anschlags40 angeordnet ist. Der Anschlag40 ist aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Das Ventilelement126 ist beispielsweise aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet. Alternativ kann das Ventilelement126 beispielsweise aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet werden, der mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. - Die Feder
128 spannt das Ventilselement126 zu dem Ventilsitz35 nach oben in8 vor. Wenn der Spule34 Elektrizität zugeführt wird, erzeugen das Ventilelement126 und der Anschlag40 eine magnetische Anziehungskraft dazwischen in eine Richtung, die im Wesentlichen entgegen gesetzt zu der Richtung ist, in die die Feder128 das Ventilelement126 vorspannt. - Als nächstes wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe
130 beschrieben. - Zuerst wird ein Einlasstakt der Hochdruckpumpe
130 beschrieben. Wenn der Tauchkolben14 sich nach unten bewegt und der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer304 sich verringert, ändert sich ein Differentialdruck zwischen der Einlasskammer302 und der Kompressionskammer304 . Dieser Differentialdruck wird auf das Ventilelement126 aufgebracht. Die Einlasskammer302 liegt an der stromaufwärtigen Seite des Ventilelements126 . Die Kompressionskammer304 liegt an der stromabwärtigen Seite des Ventilelements126 . Unter dieser Bedingung wird der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer304 auf das Ventilelement126 als Ansetzkraft nach oben in8 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement126 auf den Ventilsitz35 angesetzt wird. Zusätzlich wird der Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 auf das Ventilelement126 als Hubkraft nach unten in8 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement126 von dem Ventilsitz35 abgehoben wird. Wenn die Summe der Aufsetzkraft und der Vorspannkraft der Feder128 , die auf das Ventilelement126 nach oben in8 aufgebracht werden, geringer als die Hubkraft, wird, die auf das Ventilelement126 nach unten in8 aufgebracht wird, wird das Ventilelement126 von dem Ventilsitz35 abgehoben und bewegt sich zu dem Anschlag40 . Somit wird Kraftstoff aus der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 gesaugt. Auch unter der Bedingung, dass das Ventilelement126 sich zu dem Anschlag40 bewegt und das Ventilelement126 an den Anschlag40 anstößt, sind die Kraftstoffdurchgänge42 um den Abschnitt ausgebildet, an dem das Ventilelement126 in Kontakt mit dem Anschlag40 gelangt. Daher wird der Kraftstoff in die Kompressionskammer304 durch den Kraftstoffdurchgang42 zugeführt. Die Kompressionskammer304 liegt an der entgegengesetzten Seite von dem Ventilelement126 mit Bezug auf den Anschlag40 . Der Spule34 wird Elektrizität unter einer Bedingung zugeführt, dass der Anschlag40 in Kontakt mit dem Ventilelement126 steht, bevor der Tauchkolben14 seinen unteren Totpunkt erreicht. Unter dieser Bedingung gelangt der Anschlag40 in Kontakt mit dem Ventilelement126 . Daher kann auch dann, wenn die magnetische Anziehungskraft gering ist, das Steuerventil132 unter der Bedingung offen gehalten werden, dass das Ventilelement126 an den Anschlag40 stößt. - Als nächstes wird der Rückführtakt beschrieben.
- Die der Spule
34 zugeführte Elektrizität wird aufrechterhalten, so dass der Anschlag40 und das Ventilelement126 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft erzeugen, auch wenn der Tauchkolben14 beginnt sich von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt nach oben zu bewegen. - Daher wird das Ventilelement
126 in Anstoß an dem Anschlag40 gehalten, so dass das Ventilelement126 das Verbindungsloch306 offen hält. In diesem Betrieb wird Kraftstoff durch den Tauchkolben14 geschoben, wenn sich der Tauchkolben14 nach oben bewegt, und kehrt der Kraftstoff, der durch den Tauchkolben14 geschoben wird, in die Einlasskammer302 durch das Verbindungsloch306 zurück. - Als nächstes wird der Kompressionstakt beschrieben.
- Die Ansetzkraft wird auf das Ventilelement
126 durch den Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer304 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement126 auf den Ventilsitz35 angesetzt wird. Zusätzlich wird die Hubkraft auf das Ventilelement126 durch den Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement126 von dem Ventilsitz35 abgehoben wird. - Wenn unter dieser Bedingung die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule
34 in dem Rückführtakt anhält, führen das Ventilelement126 und der Anschlag400 auf, die magnetische Anziehungskraft dazwischen zu erzeugen. Daher wird die Summe der Ansetzkraft, die auf das Ventilelement126 aufgebracht wird, und der Elastizität der Feder128 , die nach oben in8 aufgebracht wird, größer als die Hubkraft, die auf das Ventilelement126 nach unten in8 aufgebracht wird. Daher wird das Ventilelement126 auf den Ventilsitz35 durch einen Differentialdruck angesetzt, der auf das Ventilelement126 aufgebracht wird, so dass das Verbindungsloch306 blockiert wird. Unter dieser Bedingung wird, wenn der Tauchkolben14 sich weitergehend nach oben zu seinem oberen Totpunkt bewegt, Kraftstoff in der Kompressionskammer304 mit Druck beaufschlagt, so dass der Druck des Kraftstoffs ansteigt. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer304 größer als ein vorbestimmter Druck wird, wird die Kugel62 von dem Sitz64 gegen die Elastizität der Feder63 abgehoben, so dass das Ausstoßventil60 den Strömungsdurchgang darin öffnet. Somit wird in der Kompressionskammer304 mit Druck beaufschlagter Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe130 durch das Ausstoßventil60 ausgestoßen. - (Viertes, Fünftes und Sechstes Erläuterungsbeispiel)
- In den vierten, fünften und sechsten Erläuterungsbeispielen ist zumindest entweder die Gestalt des Ventilelements des Steuerventils oder die Gestalt des Anschlags in der Hochdruckpumpe unterschiedlich von denjenigen des dritten Erläuterungsbeispiels.
- Wie in den
9 ,10 und11 gezeigt ist, sind Anschläge146 ,40 ,166 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Ventilelemente144 ,154 und ein zylindrisches Element165 sind beispielsweise aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet. Alternativ können die Ventilelemente144 ,154 und das zylindrische Element165 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet werden, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Daher erzeugen, wie in9 gezeigt ist, wenn der Spule142 Elektrizität zugeführt wird, der Anschlag146 und das Ventilelement144 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft. Zusätzlich erzeugen, wie in10 gezeigt ist, wenn der Spule152 Elektrizität zugeführt wird, der Anschlag40 und das Ventilselement154 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft. Zusätzlich erzeugen, wie in11 gezeigt ist, wenn der Spule162 Elektrizität zugeführt wird, der Anschlag166 und das zylindrische Element165 eine magnetische Anziehungskraft dazwischen. - Unter Bezugnahme auf
9 hat bei einer Hochdruckpumpe140 in dem vierten Erläuterungsbeispiel der Anschlag146 eines Steuerventils142 einen Vorsprungabschnitt und hat das Ventilelement144 einen weiteren Vorsprungabschnitt. Der Vorsprungabschnitt des Anschlags146 und der Vorsprungabschnitt des Ventilelements144 liegen einander gegenüber und können in Kontakt miteinander gelangen. - Unter Bezugnahme auf
10 hat bei einer Hochdruckpumpe150 in dem fünften Erläuterungsbeispiel ein Ventilelement154 eines Steuerventils152 im Wesentlichen eine Bechergestalt, die einen Flansch hat, der sich nach außen an der Öffnungsseite davon an der Unterseite in10 erstreckt. Das Ventilselement154 liegt dem Anschlag40 an seiner Öffnungsseite gegenüber. In diesem Aufbau kann das Ventilelement154 an den Anschlag40 über die Fläche um den Flansch des Ventilelements154 anstoßen. Das Ventilelement154 hat den Flansch, über den das Ventilelement154 an den Anschlag40 anstößt, so dass die Oberfläche, über die das Ventilelement154 an den Anschlag40 anstößt, groß wird. Daher kann beschränkt werden, dass das Ventilelement154 unter einer Bedingung geneigt wird, in der das Ventilelement154 an den Anschlag40 anstößt. - Unter Bezugnahme auf
11 hat bei einer Hochdruckpumpe160 in einem sechsten Erläuterungsbeispiel der Anschlag166 eines Steuerventils162 einen Einschnitt, der die Feder128 aufnimmt. Eine Kugel164 und das zylindrische Element165 bilden die Ventilelemente. - (Siebtes und achtes Erläuterungsbeispiel)
- Wie in den
12 ,13 gezeigt wird, hat in den Strukturen des siebten und achten Erläuterungsbeispiels das Ventilselement126 ,154 Formen, die von denjenigen in den vorstehenden Erläuterungsbeispielen und Ausführungsbeispielen unterschiedlich sind. Der Betrieb des Ventilselements126 ,154 und eine Zeitabstimmung der Zufuhr der Elektrizität zu der Spule34 sind im Wesentlichen genauso wie in den vorstehend genannten vierten bis sechsten Erläuterungsbeispielen. - Bei einer Hochdruckpumpe
170 des in12 gezeigten siebten Erläuterungsbeispiels ist die Achse eines Steuerventils172 von der Achse des Tauchkolbens14 versetzt. Das Ventilelement126 des Steuerventils172 hat einen Anschlag174 , der einstückig mit dem Pumpengehäuse20 ausgebildet ist. Bei diesem Aufbau ist der Anschlag174 des Pumpengehäuses20 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Daher erzeugen, wenn der Spule34 Elektrizität zugeführt wird, das Ventilelement126 und der Anschlag174 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft. - Bei einer Hochdruckpumpe
180 des in13 gezeigten achten Erläuterungsbeispiels ist die Achse eines Steuerventils182 von der Achse des Tauchkolbens14 versetzt. Das Ventilelement154 eines Steuerventils182 hat einen Anschlag174 , der einstückig mit dem Pumpengehäuse20 ausgebildet ist. In diesem Aufbau ist der Anschlag174 des Pumpengehäuses20 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Daher erzeugen, wenn der Spule34 Elektrizität zugeführt wird, das Ventilelement154 und der Anschlag174 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft. - (Fünftes Ausführungsbeispiel)
- Wie in
14 gezeigt ist, greift bei einer Hochdruckpumpe190 in dem fünften Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen C-förmiger Anschlag192 , der in15 gezeigt ist, mit der Innenwand des Zylinders22 an der unteren Seite der Stufe17 des Tauchkolbens14 ein. Der Tauchkolben192 greift nämlich mit der Innenwand des Zylinders22 an der Seite, an der sich der Tauchkolben14 nach unten in14 bewegt, mit Bezug auf die Stufe17 des Tauchkolbens14 ein. Insbesondere ist der Anschlag192 an der Seite des Mitnehmers12 mit Bezug auf den untersten Abschnitt der Stufe17 des Tauchkolbes14 angeordnet. Der Anschlag192 steht radial nach innen von der Innenumfangswand des Zylinders22 vor. Wenn bei diesem Aufbau der Gleitabschnitt15 des Tauchkolbens14 sich nach unten unter einer Bedingung bewegt, dass die Hochdruckpumpe190 von dem Nocken2 gelöst wird, hakt sich beispielsweise der Gleitabschnitt15 mit dem Anschlag192 ein. Unter dieser Bedingung kann beschränkt werden, dass die Stufe17 des Tauchkolbens14 gegen die Öldichtung19 stößt, so dass die Öldichtung19 vor einer Beschädigung geschützt werden kann. - Die Stufe
17 des Tauchkolbens14 kann unter Verwendung der Anschläge194 ,196 und198 , die in den16 ,17 und18 gezeigt sind, anstelle des Anschlags192 in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet werden. Jeder der Anschläge194 ,196 und198 hat im Wesentlichen eine C-förmige Gestalt und ist im Eingriff mit der Innenwand des Zylinders22 an der Seite, zu der sich die Stufe17 des Tauchkolbens14 nach unten in14 bewegt. Jeder der Anschläge194 ,196 und198 ist an der Seite des Mitnehmers12 mit Bezug auf den untersten Abschnitt der Stufe17 des Tauchkolbens14 angeordnet. - Bei den Strukturen des fünften Ausführungsbeispiels und der ersten, zweiten und dritten Abwandlungen des fünften Ausführungsbeispiels ist jeder der Anschläge
192 ,194 ,196 und198 an der Seite des Mitnehmers12 mit Bezug auf den untersten Abschnitt der Stufe17 des Tauchkolbens14 angeordnet. Somit kann, wenn die Hochdruckpumpe an ein anderes Bauteil, wie z. B. einen Verbrennungsmotor angebracht und davon abgenommen wird, begrenzt werden, dass der Tauchkolben14 von der Hochdruckpumpe abgenommen wird, so dass der Arbeitsaufwand zum Zusammenbau der Hochdruckpumpe vereinfacht werden kann. - In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen ist die Kraftstoffkammer von der Kompressionskammer
304 über das Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt15 des Tauchkolbens14 und dem Zylinder22 unterteilt. Die Einlasskammer302 steht in Verbindung mit der Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang310 . Ferner ist der kleindurchmessrige Abschnitt16 zu dem Gleitabschnitt15 an der Seite vorgesehen, zu der sich der Gleitabschnitt15 nach unten bewegt, so dass die Stufe17 zwischen dem Gleitabschnitt15 und den kleindurchmessrigen Abschnitt16 ausgebildet ist. - Daher verringert sich, wenn der Tauchkolben
14 sich nach unten bewegt, das Volumen der Kraftstoffkammer, die an der unteren Seite der Stufe17 angeordnet ist. Wenn nämlich der Tauchkolben14 sich nach unten bewegt, verringert sich das Volumen des Raums an der Seite, zu der der Tauchkolben14 sich nach unten bewegt. Daher wird Kraftstoff in der Kraftstoffkammer zu dem Verbindungsdurchgang310 geschoben und wird die Einlasskammer302 eingeführt. Der Grad der Verringerung des Volumens der Kraftstoffkammer und des Raums, zu dem sich der Tauchkolben14 nach unten bewegt, entspricht der Geschwindigkeit des Tauchkolbens, der sich nach unten bewegt. Demgemäß kann auch dann, wenn die Drehzahl der Hochdruckpumpe sich erhöht und die Geschwindigkeit der Bewegung des Tauchkolbens14 sich erhöht, Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer302 eingeführt werden, wenn sich der Tauchkolben14 nach unten bewegt. Somit kann bei diesem Aufbau begrenzt werden, dass der Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer302 sich in dem Einlasstakt verringert. - Wenn ferner sich der Tauchkolben
14 nach oben bewegt und die Endfläche des Gleitabschnitts15 des Tauchkolbens14 sich zu der Seite der Kompressionskammer304 bewegt, verringert sich das Volumen der Kompressionskammer304 . Dadurch wird der Kraftstoff, der von der Kompressionskammer304 in die Einlasskammer302 zurückkehrt, in den Verbindungsdurchgang310 geschoben und der Kraftstoffkammer zugeführt wird. Bei diesem Aufbau kann beschränkt werden, dass der Druck in der Einlasskammer302 sich unter einer Bedingung erhöht, in dem der Tauchkolben14 sich nach oben bewegt. Somit kann eine Pulsation in der Einlasskammer302 auch dann verringert werden, wenn die Pulsation in der Einlasskammer302 verursacht wird, wenn sich der Tauchkolben14 nach oben und nach unten bewegt. - Bei den vorstehend genannten Strukturen wird beschränkt, dass der Druck in der Einlasskammer
302 sich verringert, und wird beschränkt, dass der Druck in der Einlasskammer302 eine Pulsation verursacht, so dass beschränkt werden kann, dass eine Menge Kraftstoff, die aus der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 strömt, in dem Einlasstakt unzureichend ist. Daher kann eine ausreichende Menge Kraftstoff in die Druckbeaufschlagungskammer304 zugeführt werden. Die Pulsation des Drucks in der Einlasskammer302 kann verringert werden, so dass beschränkt werden kann, dass der Druck in der Einlasskammer302 erhöht wird. Daher können Bauteile, die an der Seite des Kraftstoffeinlasses vorgesehen sind, wie z. B. der Niederdruckdämpfer50 und das Kraftstoffrohr, vor einer Beschädigung aufgrund des hohen Drucks geschützt werden. Zusätzlich wird die Pulsation des Drucks in der Einlasskammer302 verringert, so dass eine Schwingung in dem Kraftstoffrohr verringert werden kann. Somit kann beschränkt werden, dass ein Stützelement des Kraftstoffrohrs sich lockert oder beschädigt wird. - (Weitere Abwandlung)
- In den vorstehend genannten Erläuterungsbeispielen und Ausführungsbeispielen kann dann, wenn sich der Tauchkolben
14 nach oben bewegt, Kraftstoff in der Einlasskammer302 in die Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang310 zugeführt werden. Wenn sich der Tauchkolben14 nach unten bewegt, kann Kraftstoff in der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer302 durch den Verbindungsdurchgang310 zugeführt werden. - Alternativ kann dieser Aufbau zu einem Aufbau abgewandelt werden, bei dem Kraftstoff von der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer durch den Verbindungsdurchgang eingeführt wird, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt, und Kraftstoff nicht von der Einlasskammer in die Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang zugeführt wird, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt.
- Der Tauchkolben kann eine gerade Form ohne die Stufe auf halbem Weg in Längsrichtung haben. Bei diesem Aufbau kann der Durchmesser des Tauchkolbens im Wesentlichen konstant in Längsrichtung des Tauchkolbens sein. Bei diesem Aufbau kann Kraftstoff von der Einlasskammer in die Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang durchgeführt werden, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt, und kann Kraftstoff nicht von der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer durch den Verbindungsdurchgang eingeführt werden, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt.
- Die Kraftstoffkammer kann weggelassen werden.
- Wie in
19 gezeigt ist, kann in einer ersten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels ein Ausstoßdurchgang500 , der von dem Einlassdurchgang300 unterschiedlich ist, so ausgebildet werden, dass er mit der Einlasskammer302 in Verbindung steht. Bei diesem Aufbau kann Kraftstoff aus der Einlasskammer nach außen von der Hochdruckpumpe ausgestoßen werden, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt. - Wie in
20 gezeigt ist, kann in einer zweiten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels ein Ausstoßdurchgang510 , der von dem Einlassdurchgang300 unterschiedlich ist, so ausgebildet werden, dass er mit der Einlasskammer302 in Verbindung steht. In diesem Aufbau kann Kraftstoff von der Einlasskammer zu der Kraftstoffkammer durch diesen Ausstoßdurchgang ausgestoßen werden, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt. - Bei diesen Strukturen in den ersten und zweiten Abwandlungen des ersten Ausführungsbeispiels wird beschränkt, dass der Druck in der Einlasskammer
302 eine Pulsation verursacht, so dass beschränkt werden kann, dass eine Menge Kraftstoff, die von der Einlasskammer302 eine Pulsation verursacht, so dass beschränkt werden kann, dass eine Menge Kraftstoff, die von der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 strömt, in dem Einlasstakt unzureichend wird. Zusätzlich wird eine Pulsation des Drucks in der Einlasskammer302 verringert, so dass eine Schwingung in dem Kraftstoffrohr verringert werden kann. Somit kann beschränkt werden, dass ein Stützelement des Kraftstoffrohrs sich lockert oder beschädigt wird. Fluid, das unter Verwendung der Hochdruckpumpe gepumpt wird, ist nicht auf Kraftstoff beschränkt. Die Hochdruckpumpe kann verschiedene Arten von Fluid, wie z. B. Gas, ein Zweiphasenfluid aus Dampf und Flüssigkeit und eine Flüssigkeit pumpen. - Die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele und Erläuterungsbeispiele können geeignet kombiniert werden. Beispielsweise kann die ringförmige Platte
72 , die in dem zweiten Ausführungsbeispiel in3 gezeigt ist, auf die Strukturen in dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel sowie in dem ersten bis achten Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Der Filter82 in dem dritten Ausführungsbeispiel, das in4 gezeigt ist, kann auf die Strukturen in dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel und in dem ersten bis achten Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Die Kraftstoffkammer308 in dem vierten Ausführungsbeispiel, das in5 gezeigt ist, kann auf die Strukturen in dem fünften Ausführungsbeispiel und in dem ersten bis achten Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Das Steuerventil102 , der Einlassdurchgang314 und das Einlassventil110 in dem in6 gezeigten ersten Erläuterungsbeispiel kann auf die Strukturen in dem fünften Ausführungsbeispiel und in dem zweiten bis achten Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Das Steuerventil122 , die Struktur des Ventilelements126 und der Feder128 in dem in7 gezeigten zweiten Erläuterungsbeispiel können auf die Strukturen in dem fünften Ausführungsbeispiel und in dem dritten bis achten Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Die Struktur des Steuerventils132 mit der Anordnung des Ventilelements126 und der Feder128 in dem in8 gezeigten dritten Erläuterungsbeispiel kann auf die Strukturen in dem fünften Ausführungsbeispiel und dem vierten bis achten Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Jede der Strukturen der Steuerventile142 ,152 und162 einschließlich der Ventilelemente darin und die Anordnung der in9 bis11 gezeigten Bauteile können auf die Strukturen in dem achten Erläuterungsbeispiel und dem fünften Ausführungsbeispiel angewendet werden. Die vorstehend genannten Kombinationen sind Beispiele. Die vorstehenden Strukturen, Bauteile und Anordnungen können verschiedenartig miteinander kombiniert werden, so dass verschiedenartige Merkmale und Wirkungen weitergehend erzeugt werden können. - In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen hat die Kompressionskammer
304 ein Kommpressionsvolumen. Die Kraftstoffkammer308 hat ein Fluidvolumen. Die Summe des Kompressionsvolumens und des Fluidvolumens ist im Wesentlichen konstant. Alternativ hat die Einlasskammer302 ein Einlassvolumen. Diese Summe des Kompressionsvolumens, des Fluidvolumens und des Einlassvolumens ist im Wesentlichen konstant. - Insbesondere in dem Einlasstakt, wenn sich der Tauchkolben
14 in dem Zylinder22 entlang der Saugrichtung bewegt, vergrößert sich das Kompressionsvolumen der Kompressionskammer304 , während das Fluidvolumen der Fluidkammer308 sich verringert. Zusätzlich verringert sich in dem Kompressionstakt, wenn der Tauchkolben14 sich in dem Zylinder22 entlang der Druckbeaufschlagungsrichtung bewegt, das Kompressionsvolumen der Kompressionskammer304 , während das Fluidvolumen der Fluidkammer308 sich vergrößert. Somit ist die Summe des Kompressionsvolumens und des Fluidvolumens im Wesentlichen konstant zumindest in dem Einlasstakt und dem Kompressionstakt. Ferner ist das Volumen der Einlasskammer302 im Wesentlichen konstant ungeachtet des Einlasstakts und des Kompressionstakts. Daher ist die Summe des Kompressionsvolumens, des Fluidvolumens und des Einlassvolumens im Wesentlichen konstant. Auch wenn die Struktur der Kompressionskammer304 , der Kraftstoffkammer308 und der Einlasskammer302 abgewandelt wird, kann eine ähnliche Wirkung erzeugt werden, wenn die Summe der Volumen der Kammern im Wesentlichen konstant ist. - Somit saugt die Hochdruckpumpe
10 Fluid vom Fluideinlass300 in die Kompressionskammer304 durch die Einlasskammer302 . Die Hochdruckpumpe hat die Fluidkammer308 , die in Verbindung mit dem Fluideinlass300 über die Einlasskammer302 steht. Die Hochdruckpumpe weist den Tauchkolben14 und den Zylinder22 auf. Der Tauchkolben14 saugt Fluid von der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 , wenn der Tauchkolben14 sich in die Saugrichtung bewegt. Der Tauchkolben14 kann Fluid in der Kompressionskammer304 mit Druck beaufschlagen, wenn sich der Tauchkolben14 in die Druckbeaufschlagungsrichtung bewegt. Der Zylinder22 stützt den Tauchkolben14 darin bewegbar. Wenn der Tauchkolben14 sich in die Saugrichtung bewegt, wird das Fluid in der Einlasskammer302 in die Kompressionskammer304 gesaugt, so dass das Fluid von der Fluidkammer308 in die Einlasskammer302 strömt.
Claims (3)
- Hochdruckpumpe, die zum Ansaugen von Kraftstoff aus einer Einlasskammer (
302 ) in eine Kompressionskammer (304 ) konfiguriert ist, wobei die Hochdruckpumpe Folgendes aufweist: einen Tauchkolben (14 ), der zum Druckbeaufschlagen des von der Einlasskammer (302 ) in die Kompressionskammer (304 ) gesaugten Kraftstoffs rückwärts und vorwärts bewegbar ist; einen Zylinder (22 ), in dem der Tauchkolben (14 ) gestützt ist und rückwärts und vorwärts beweglich ist; ein Steuerventil (30 ), das zum Unterbrechen einer Verbindung zwischen der Einlasskammer (302 ) und der Kompressionskammer (304 ) zum Dosieren des abgegebenen Kraftstoffs konfiguriert ist; eine Kraftstoffkammer (308 ), die durch einen Gleitabschnitt (15 ) des Tauchkolbens (14 ) von der Kompressionskammer (304 ) unterteilt ist, wobei der Gleitabschnitt (15 ) gleitfähig in dem Zylinder (22 ) abgestützt ist; einen Ausstoßdurchgang (310 ), der zum Verbinden der Einlasskammer (302 ) mit der Kraftstoffkammer (308 ) konfiguriert ist; und ein Ausstoßventil (60 ), das zum Abgeben des durch den Tauchkolben (14 ) druckbeaufschlagten Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das Steuerventil (30 ) eine Feder (33 ) aufweist, die dazu konfiguriert ist, das Steuerventil (30 ) in einer Richtung vorzuspannen, in der eine Verbindung zwischen der Einlasskammer (302 ) und der Kompressionskammer (304 ) zugelassen wird, wobei der Tauchkolben einen kleindurchmessrigen Abschnitt (16 ) aufweist, der an dem Gleitabschnitt (15 ) angeschlossen ist und sich auf einer gegenüberliegenden Seite von der Kompressionskammer (304 ) befindet, wobei der kleindurchmessrige Abschnitt (16 ) im Durchmesser kleiner als der Gleitabschnitt (15 ) ist, wobei dann, wenn sich der Tauchkolben (14 ) nach unten bewegt, um Kraftstoff von der Einlasskammer (302 ) in die Kompressionskammer (304 ) anzusaugen, ein unterer Raum (312 ), der auf einer unteren Seite einer Stufe zwischen dem Gleitabschnitt (15 ) und dem kleindurchmessrigen Abschnitt (16 ) ausgebildet ist, sich im Volumen verringert, um dadurch Kraftstoff von einer Kraftstoffkammer (308 ) in Richtung zu der Einlasskammer (302 ) zu drücken, wobei die Kraftstoffkammer (308 ) der untere Raum (312 ) ist oder mit dem unteren Raum (312 ) in Verbindung steht, und wobei dann, wenn sich der Tauchkolben (14 ) nach oben bewegt, um Kraftstoff von der Kompressionskammer (304 ) in die Einlasskammer (302 ) zurückzuführen, sich der untere Raum (312 ) im Volumen vergrößert, um dadurch Kraftstoff, der nicht von dem Ausstoßventil (60 ) ausgestoßen ist, von der Einlasskammer (302 ) in Richtung zu der Kraftstoffkammer (308 ) zu saugen, die der untere Raum (312 ) ist oder mit dem unteren Raum (312 ) in Verbindung steht. - Hochdruckpumpe gemäß Anspruch 1, die ferner folgendes aufweist: eine Öldichtung (
19 ), die sich in der Kraftstoffkammer (308 ) zum Abdichten von Öl um den kleindurchmessrigen Abschnitt (16 ) des Tauchkolbens (14 ) herum befindet, und einen Filter (82 ), der sich auf halbem Weg durch den Ausstoßdurchgang (310 ) zum Entfernen von Fremdstoffen befindet. - Hochdruckpumpe gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner folgendes aufweist: eine Öldichtung (
19 ), die sich in der Kraftstoffkammer (308 ) zum Abdichten von Öl um den kleindurchmessrigen Abschnitt (16 ) des Tauchkolbens (14 ) herum befindet, und eine ringförmige Platte (72 ), die sich auf einer Seite des Zylinders (22 ) relativ zu der Öldichtung (19 ) befindet, um den kleindurchmessrigen Abschnitt (16 ) des Tauchkolbens (14 ) zu umgeben und um einen kleinen Spalt (74 ) mit dem kleindurchmessrigen Abschnitt (16 ) auszubilden, um eine Bewegung des Tauchkolbens (14 ) rückwärts und vorwärts nicht zu stören.
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