DE102006000414A1

DE102006000414A1 - Kraftstoffzufuhreinheit für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006000414A1
Application number: DE200610000414
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kariya Shimai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2026-08-24
Also published as: JP2007085332A; JP4508156B2; DE102006000414B4

Abstract

Eine Niederdruckpumpe (22) saugt Kraftstoff an, der durch einen Filter (6) tritt, und beaufschlagt den Kraftstoff mit Vordruck. Dann fördert eine Hochdruckpumpe (27) den Kraftstoff mit Druck zu einer Common-Rail (3). Einem Nockenraum (35) wird ein Teil des Kraftstoffs zugeführt, der von der Niederdruckpumpe (22) zugeführt wird. Ein Druckregulator (23) reguliert einen Förderdruck des Kraftstoffs, der von der Niederdruckpumpe (22) ausgestoßen wird. Ein Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) sammelt von dem Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe (27) zu einem Kraftstoffinjektor (5) zugeführt wird, einen ersten überschüssigen Kraftstoff, der von dem Kraftstoffinjektor (5) überströmt, und einen zweiten überschüssigen Kraftstoff, der von dem Nockenraum (35) überströmt. Ein Rückführventil (9, 50) führt den überschüssigen Kraftstoff zu einem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und der Niederdruckpumpe (22) zurück, wenn ein Kraftstoffdruck auf dem halben Weg sich auf ein vorbestimmtes Niveau oder darunter verringert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzufuhreinheit und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kraftstoffzufuhreinheit, die zur Verwendung bei einem Kraftstoffzufuhrsystem gut geeignet ist, das bei einem vorbestimmten Druck Kraftstoff, der von einem Tank abgepumpt wird, eines Kraftstoffinjektors unter Druck fördert, der den Kraftstoff beispielsweise in eine Brennkraftmaschine zur Einspritzung zuführt.

Herkömmlicherweise sind Kraftstoffeinspritzpumpen als Kraftstoffzufuhreinheiten bekannt, wie zum Beispiel diejenige, die in JP-2000-240531A beispielsweise gezeigt und offenbart ist. Gemäß dieser Offenbarung ist die Kraftstoffeinspritzpumpe zur Einspritzzufuhr des Kraftstoffs zu einer Brennkraftmaschine gedacht und weist eine Niederdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe auf. Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank durch die Niederdruckpumpe abgepumpt und der Kraftstoff wird dann zu der Hochdruckpumpe zugeführt, um weitergehend durch die Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt zu werden, wodurch der Kraftstoff bei einem hohen Druck, der äquivalent zu einem Kraftstoffeinspritzdruck ist, zu Kraftstoffeinspritzventilen zugeführt wird, die an jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine vorgesehen sind.

Bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Bauart werden eine Hochdruckpumpe und eine Niederdruckpumpe jeweils durch eine Antriebswelle betrieben, die durch eine Rotationskraft angetrieben wird, die von einer Antriebsquelle, wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschine bezogen wird.

Zum Ausstoßen von Kraftstoff bei dem Druck, der äquivalent zu dem Kraftstoffeinspritzdruck ist, hat die Hochdruckpumpe einen hin- und herlaufenden Kolben. Der Kolben wird durch einen Nocken bewegt, der sich mit der Drehung der Antriebswelle dreht, bei der eine Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer so angeordnet ist, dass sie ein Ende des Kolbens berührt, und ist ein Nockenkammergehäuse, das die Antriebswelle und den Nocken aufnimmt, an einem Abschnitt des anderen Endes des Kolbens angeordnet. Ein Teil des Kraftstoffs, der durch die Niederdruckpumpe mit Druck beaufschlagt wird, wird in das Nockengehäuse durch eine Drossel zugeführt und der Nocken zum Komprimieren des Kolbens mit hohem Druck wird mit Kraftstoff geschmiert, der in dem Nockengehäuse steht.

Der durch die Niederdruckpumpe mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird durch einen Druckregulator, wie zum Beispiel ein Druckeinstellventil auf einen vorbestimmten Druck reguliert (im Folgenden als „Förderdruck" bezeichnet), und wird dann zu der Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer zugeführt.

Im Allgemeinen ist ein Kraftstofffilter, der Kraftstoff filtert, um Fremdstoffe und dergleichen zu entfernen, die in dem Kraftstoff enthalten sind, auf halbem Weg eines Rohrs zwischen einer Kraftstoffeinlassseite einer Niederdruckpumpe und einem Kraftstofftank vorgesehen. Somit kann bei einer derartigen herkömmlichen Technologie, da der Kraftstofffilter auf halbem Weg des Rohres zwischen der Niederdruckpumpe und dem Kraftstofftank vorgesehen ist, ein übermäßig hoher Unterdruck an der Einlassseite der Unterdruckpumpe auftreten.

Wenn der übermäßig hohe Unterdruck an der Einlassseite wirkt, kann der Förderdruck des aus der Niederdruckpumpe ausgestoßenen Kraftstoffs unnormale Pulsationen erzeugen. In Abhängigkeit vom Fall können solche Druckpulsationen zu verschiedenartigen Nachteilen und einer Fehlfunktion, beispielsweise einer Leistungsverschlechterung, wie zum Beispiel Schwankungen des Volumens des Kraftstoffausstoßes, der durch die Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt wird, und einer Leistungsverschlechterung und einer Fehlfunktion der Kraftstoffzufuhreinheit, wie zum Beispiel einer Fehlfunktion des Druckregulators führen.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend erwähnte Thematik gemacht und hat die Aufgabe, eine Kraftstoffzufuhreinheit zu schaffen, die beschränken kann, dass ein übermäßig hoher Unterdruck, der unnormale Pulsationen des Förderdrucks verursachen kann, in einem Einlassanschluss auftritt, der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank durch einen Kraftstofffilter pumpt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffzufuhreinheit zu schaffen, die beschränken kann, dass ein übermäßig hoher Unterdruck, der unnormale Pulsationen des Förderdrucks verursachen kann, in einem Einlassanschluss auftritt, der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank durch einen Kraftstofffilter pumpt, und die einen übermäßigen Temperaturanstieg des zugeführten Kraftstoffs verhindern kann.

Die Kraftstoffzufuhreinheit zum Zuführen des Kraftstoffs zu einer Brennkraftmaschine hat einen Vordruckförderabschnitt, einen Druckbeaufschlagungsabschnitt, einen Nockenraum, einen Druckregulator, einen Überschusskraftstoffsammeldurchgang, einen ersten Filter und eine Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung.

Der Vordruckförderabschnitt saugt Kraftstoff dadurch an, dass er durch eine Antriebswelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird, und beaufschlagt diesen vorläufig. Der Druckbeaufschlagungsabschnitt weist Folgendes auf: Eine Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer, die den von dem Vordruckförderabschnitt ausgestoßenen Kraftstoff auf einen hohen Druck beaufschlagt, einen Nocken, der durch eine Drehung der Antriebswelle gedreht wird, und einen Kolben, der durch die Drehung des Nockens hin- und herbewegt wird. Ein Ende des Kolbens erstreckt sich in die Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer, um den Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer unter Druck zuzuführen. Dem Nockenraum wird ein Teil des von dem Vordruckförderabschnitt zugeführten Kraftstoffs zugeführt und nimmt die Antriebswelle sowie den Nocken auf. Der Druckregulator reguliert einen Förderdruck des von dem Vordruckförderabschnitt ausgestoßenen Kraftstoffs. Der Überschusskraftstoffsammeldurchgang sammelt von dem von dem Druckbeaufschlagungsabschnitt des Kraftstoffinjektors ausgestoßenen Kraftstoff einen ersten Überschusskraftstoff, der in dem Kraftstoffinjektor überströmt, und einen zweiten Überschusskraftstoff, der von dem Nockenraum überströmt. Der erste Kraftstofffilter ist in einem Rohr zwischen dem Vordruckförderabschnitt und einem Kraftstofftank gelegen, von dem der Vordruckförderabschnitt den Kraftstoff ansaugt. Die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung führt den Überschusskraftstoff zur Position auf halbem Weg zwischen dem ersten Filter und dem Vordruckförderabschnitt zu, wenn ein Kraftstoffdruck zwischen dem ersten Kraftstofffilter und dem Vordruckförderabschnitt ein vorbestimmtes Niveau oder niedriger geworden ist.

Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele werden ebenso wie die Verfahren des Betriebs und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen erkennbar, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen sind:
1 eine Zeichnung, die schematisch eine Konfiguration einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil der Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil der Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil der Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil und eine Alarmeinrichtung einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil und eine Alarmeinrichtung einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 eine Querschnittsansicht, die ein Überschusskraftstoffrückführventil einer Kraftstoffzufuhreinheit gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 eine Zeichnung, die schematisch eine Konfiguration einer Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung zeigt, die eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei in jedem von diesen die Kraftstoffzufuhreinheit an einen Sammlerkraftstoffinjektor angepasst ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine schematische Konfigurationsansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, an den die Kraftstoffzufuhreinheit angepasst ist. 2 ist eine Ansicht, die einen Umgebungsabschnitt eines Ventils zeigt, das überschüssigen Kraftstoff zwischen einem Vordruckförderabschnitt und einem Kraftstofffilter zuführt, die in 1 gezeigt sind, und ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion eines Überschusskraftstoffrückführventils zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 weist der Sammlerkraftstoffinjektor 1 eine Common-Rail 3, die als Sammler dient, der Hochdruckkraftstoff sammelt, der auf einen Druck mit Druck beaufschlagt wird, der äquivalent zu einem Kraftstoffeinspritzdruck ist („Common-Rail-Druck"); Kraftstoffeinspritzventile 5, die an jeweiligen Zylindern eines Dieselverbrennungsmotors vorgesehen sind (im Folgenden als „Verbrennungsmotor" bezeichnet) (nicht gezeigt), und die Kraftstoff zu den jeweiligen Zylindern zur Einspritzung zuführt, damit dieser verteilt wird; und eine Verbrennungsmotorsteuereinheit 9 auf (im Folgenden „ECU"), die als Steuereinrichtung dient, die die Kraftstoffeinspritzventile 5 antreibt und steuert. 1 zeigt somit die Kraftstoffeinspritzventile 5 entsprechend dem Vierzylinder-Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) und die Common-Rail 3 verteilt den Hochdruckkraftstoff auf die Kraftstoffeinspritzventile 5. Durchgezogene dünne Linien in der Zeichnung deuten elektrische Signalleitungen für Signale an, wie zum Beispiel Eingangssignale, die zu der ECU 9 eingegeben werden sollen, und Ausgangssignale, wie zum Beispiel Antriebssignale, die abgegeben werden sollen. Dicke durchgezogene Linien in 1 deuten Kraftstoffdurchgänge an, die zwischen Bauteilen, die den Kraftstoffinjektor (3, 5) bilden und Bauteilen, die die Kraftstoffzufuhreinheit (2, 6, 10) bilden, eine Verbindung herstellen.
Die ECU 9 bestimmt eine optimale Einspritzzeitabstimmung und Einspritzmenge (Einspritzdauer) entsprechend dem Verbrennungsmotorzustand und treibt die jeweiligen Kraftstoffeinspritzventile 5 an. Zusätzlich bestimmt gemäß einem Erfassungssignal von einem Drucksensor 7, der als Erfassungseinrichtung dient, der an der Common-Rail 3 vorgesehen ist, die ECU 9 ein Volumen eines Ausstoßes zu der Common-Rail 3 und gibt ein Steuersignal an die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 ab, um dadurch den Common-Rail-Druck zu steuern.
Der Hochdruckkraftstoff, der in der Common-Rail 3 gesammelt wird, wird durch ein Hochdruckkraftstoffrohr 12 von der Kraftstoffzufuhreinheit 2, 6 zugeführt, die so konfiguriert ist, dass sie die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 aufweist.
Zusätzlich wird der Hochdruckkraftstoff durch die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 ausgestoßen. Von dem Hochdruckkraftstoff, der zu der Common-Rail 3 und den Einspritzventilen 5 zugeführt wird, wird der Überschusskraftstoff zu einem Kraftstofftank 10 eines Niederdruckkraftstoffberohrungssystems durch ein Kraftstoffsammelrohr 15 zurückgeführt.
Die Kraftstoffzufuhreinheit 2, 6, die die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 aufweist, wird nachstehend genauer beschrieben.
Die Common-Rail 3 weist ein Druckverringerungsventil (nicht gezeigt) auf, das einen Strömungsweg öffnet und schließt, der sich zu dem Kraftstoffsammelrohr 15 erstreckt, um dadurch zu ermöglichen, den Common-Rail-Druck beispielsweise bei einer Verzögerung rasch zu verringern.
Ferner ist ein Druckbegrenzer (nicht gezeigt) auf halbem Weg des Hochdruckkraftstoffrohrs 12 vorgesehen. Der Druckbegrenzer ist ein Drucksicherheitsventil und ist aufgebaut, um sich in dem Fall zu öffnen, dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Common-Rail 3 einen Grenzeinstelldruck übersteigt, um dadurch den Kraftstoffdruck innerhalb der Common-Rail 3 auf dem Grenzeinstelldruck oder darunter aufrecht zu erhalten.
Die Kraftstoffzufuhreinheit 2, 6 wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, weist die Kraftstoffzufuhreinheit 2, 6 die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 und einen Kraftstofffilter 6 auf. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 weist eine Niederdruckpumpe 22, die als Vordruckförderabschnitt dient, und eine Hochdruckpumpe 27 auf, die als Druckbeaufschlagungsabschnitt dient. Der Kraftstofffilter 6 ist zwischen einem Einlass der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 (insbesondere der Niederdruckpumpe 22 und dem Kraftstofftank 10 vorgesehen. Der Kraftstofffilter 6 wird zum Filtern des Kraftstofftanks 10 verwendet.
Im Allgemeinen ist ein Filtermaterial (nicht gezeigt) zum Filtern des Kraftstoffs vorgesehen. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Unterdruck in dem Ansaugkraftstoffrohr 11 und einem Ansaugkraftstoffpfad 46 auftritt, die stromabwärts von dem Filter 6 gelegen sind, insbesondere einen Ansaugkraftstoffpfad 41, der in der Nähe der Einlassseite der Unterdruckpumpe 22 gelegen ist. In dem Fall, dass eine Verstopfung mit dem Filtermaterial des Kraftstofffilters 6 auftritt, ändert sich der Kraftstoffdruck innerhalb des Ansaugkraftstoffpfads 41 an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 auf einen Unterdruck, um dadurch Luftblasen in dem Kraftstoff zu verursachen. Luftblasen, die in dem Kraftstoff auftreten, könnten beispielsweise zu unnormalen Pulsationen des Förderdrucks des Ausstoßes aus der Niederdruckpumpe 22 führen, um dadurch eine Leistungsverschlechterung und eine Fehlfunktion der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 zu verursachen.
In dem Fall, dass ein übermäßig hoher Unterdruck zwischen der Unterdruckpumpe 2 und dem Kraftstofffilter 6 auftritt, führt eine Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung überschüssigen Kraftstoff dazwischen zu, um den Unterdruck aufzuheben. Die Überströmkraftstoffzufuhreinrichtung wird nachstehend weitergehend beschrieben.
Zusätzlich weist, wie in 1 gezeigt ist, die Kraftstoffzufuhreinheit 2, 6 weitergehend einen Überschusskraftstoffsammelpfad 15, 46, 16 auf, der den überschüssigen Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 sammelt. In diesem Fall werden von dem Kraftstoffeinspritzhochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 27 ausgestoßen wird und der zu den Kraftstoffeinspritzventilen 5 durch die Common-Rail 3 zugeführt wird, zwei Arten des überschüssigen Kraftstoffs gesammelt. Eine Art ist überschüssiger Kraftstoff, der beispielsweise in der Common-Rail 3 oder den Kraftstoffeinspritzventilen 5 auftritt (wobei dieser überschüssige Kraftstoff im Folgenden als „erster überschüssiger Kraftstoff" bezeichnet wird), und ist der andere ein überschüssiger Kraftstoff, der in einen Nockenraum 35 überströmt (wobei dieser überschüssige Kraftstoff im Folgenden als „zweiter überschüssiger Kraftstoff" bezeichnet wird).
Der Überschusskraftstoffsammelpfad 15, 46, 16 ist so konfiguriert, dass er das Kraftstoffsammelrohr 15, das gestattet, dass der erste überschüssige Kraftstoff in Richtung auf den Kraftstofftank 10 strömt, und einen Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 sowie ein Kraftstoffsammelrohr 16 aufweist, durch die der zweite überschüssige Kraftstoff in Richtung auf den Kraftstofftank 10 strömt. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 innerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 ausgebildet und mit dem Kraftstoffsammelrohr 16 verbunden, das außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 angeordnet ist.
Das Kraftstoffsammelrohr 15 bildet einen ersten Überschusskraftstoffsammelpfad, durch den der erste überschüssige Kraftstoff strömt. Der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 16 bilden zusammen einen zweiten Überschusskraftstoffsammelpfad, durch den der zweite überschüssige Kraftstoff strömt.
Einer von dem ersten überschüssigen Kraftstoff oder dem zweiten überschüssigen Kraftstoff ist der Kraftstoff, der in Richtung auf den Kraftstofftank 10 des Niederdruckkraftstoffberohrungssystems strömt, so dass dessen Druck im Wesentlichen der Gleiche wie der Druck des Kraftstoffs ist, der in dem Kraftstofftank 10 gespeichert ist, der ein positiver Druck ist, der im Wesentlichen der Gleiche wie der atmosphärische Druck ist. Das Innere des Kraftstofftanks 10 ist im Hinblick auf dessen Konstruktion auf einen positiven Druck eingestellt, der im Wesentlichen der Gleiche wie der atmosphärische Druck ist.
Wie in 1 gezeigt, weist die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 die Niederdruckpumpe 22, die Hochdruckpumpe 27, eine Antriebswelle 21, ein Einstellventil 23, das als Druckregulator dient, den Nockenraum 35 und ein Gehäuse 31 auf, das diese Bauteile aufnimmt. Die Antriebswelle 21 nimmt Rotationskräfte des Verbrennungsmotors als Antriebsquelle auf, um dadurch die Niederdruckpumpe 22 und die Hochdruckpumpe 27 anzutreiben. Das Einstellventil 23 reguliert den beförderten Kraftstoff, der von einem Auslass der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird, auf einen vorbestimmten Druck (im Folgenden „Förderdruck"). Dem Nockenraum 35 wird ein druckentlasteter Anteil des Förderkraftstoffs zugeführt, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird.
Die Antriebswelle 21 ist drehbar durch das Gehäuse 31 durch ein Lager gelagert. Eine Öldichtung (nicht gezeigt) ist in dem Gehäuse 31 zwischen dem Gehäuse 31 und der Antriebswelle 21 gehalten, um dadurch zwischen dem Gehäuse 31 und der Antriebswelle 21 abzudichten. Ein Nocken 21c, der im Querschnitt kreisförmig ist, ist einstückig ausgebildet, so dass er mit Bezug auf die Antriebswelle 21 exzentrisch ist.
Von zwei Endabschnitten 21a und 21b der Antriebswelle 21 ist der eine Endabschnitt 21a (rechter Endabschnitt der Antriebswelle 21 in der Zeichnung) so ausgebildet, dass er beispielsweise mit einer Riemenscheibe oder einem Zahnrad ausgestattet ist (nicht gezeigt, aber in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Zahnrad verwendet). Bei dieser Konfiguration, die derart ausgebildet ist, dreht sich die Antriebswelle 21 synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors durch ein Übertragungskraftübertragungselement, wie zum Beispiel ein Zahnrad oder ein Zeitabstimmungsriemen. Die Konfiguration ist nicht auf die Bauart beschränkt, bei der die Rotationskraft des Verbrennungsmotors von Zahnrad zu Zahnrad übertragen wird, sondern die Konfiguration kann eine Bauart sein, bei der die Rotationskraft des Verbrennungsmotors durch eine Riemenscheibe und einen Zeitabstimmungsriemen übertragen wird.
Der andere Endabschnitt 21b (linker Endabschnitt der Antriebswelle 21 in der Zeichnung) wird geteilt als Antriebswelle 21 der Niederdruckpumpe 22 verwendet, um eine integrale Drehung zu ermöglichen. Die Konstruktion ist nicht auf die Bauart beschränkt, bei der der andere Endabschnitt 21b geteilt als Antriebswelle 21 der Niederdruckpumpe 22 verwendet wird, sondern kann eine Bauart sein, bei der der andere Endabschnitt 21b mit der Antriebswelle 21 der Niederdruckpumpe 22 gekoppelt ist.
Für die Niederdruckpumpe 22 wird eine Innenzahnradpumpe verwendet, die ein Innenzahnrad und ein Außenzahnrad hat, wobei das Innenzahnrad durch die Drehung der Antriebswelle 21 betrieben wird. Jedoch ist die Niederdruckpumpe 22 nicht auf die Innenzahnradpumpe beschränkt, sondern sie kann jede Art einer Konstruktion von Pumpen sein, wie zum Beispiel eine Flügelpumpe.
Bei der Niederdruckpumpe 22 wird eine Rotationskraft des Verbrennungsmotors an der Ansaugseite aufgenommen und wird das Innenzahnrad mit der Antriebswelle 21 gedreht. Demgemäß wird durch den Filter 6 gefilterter Kraftstoff von dem Kraftstofftank 10 durch das Ansaugkraftstoffrohr 11 und den Ansaugkraftstoffpfad 41 gepumpt und wird der gepumpte Kraftstoff mit Druck beaufschlagt. Der druckbeaufschlagte Kraftstoff wird an der Ausstoßseite der Niederdruckpumpe 22 in den Förderkraftstoffpfad 42 ausgestoßen.
Der Förderkraftstoffpfad 42 ist in Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerförderkraftstoffpfade 42a und 43, die den Förderkraftstoff zu einer Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 zuführen, und einen Nockenraumförderkraftstoffpfad 42b abgezweigt, der den Kraftstoff zur Verwendung als Schmiermittel zu dem Nockenraum 35 zuführt. Bei dem Nockenraumförderkraftstoffpfad 42b ist eine Schmierdrossel 32 zur Druckentlastung auf dessen halben Weg vorgesehen, wobei der Kraftstoff mit positivem Druck in den Nockenraum 35 durch die Schmierdrossel 32 zugeführt wird.
Der Nockenraumförderkraftstoffpfad 42b zweigt von der Seite stromaufwärts der Schmierdrossel 32 ab, wodurch der Förderkraftstoff zu einem Ende des Einstellventils 23 geleitet wird. Das Einstellventil 23 öffnet sich, wenn der von der Unterdruckpumpe 22 ausgestoßene Förderkraftstoff einen vorbestimmten Druck oder höher erreicht, wodurch der überschüssige Kraftstoff zu der Ansaugseite der Niederdruckpumpe 22 durch einen Förderdruckeinstellkraftstoffsammelpfad 45 zurückgeführt wird. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Einstellventil 23 ein Druckregulator mit einem gut bekannten Aufbau. Genauer gesagt sind in einem im wesentlichen zylindrischen Körper ein rundes säulenförmiges Ventilelement 23f (im Folgenden als „Kolben" bezeichnet), das axial entlang einem inneren Umfang des Körpers bewegbar ist; ein Steueranschluss 23o, der sich durch einen inneren Umfang an der Seite von einer Endwand (obere Endwand in der Zeichnung) des Kolbens 23f erstreckt; und ein Vorspannelement vorgesehen, das eine andere Endwand (untere Endwand in der Zeichnung) in Richtung auf den Steueranschluss 23o vorspannt. Das Einstellventil 23 wirkt, um den Druck des Förderkraftstoffs durch Einstellen einer Durchtrittsquerschnittsfläche des Steueranschluss 23o konstant zu halten, wobei die Querschnittsfläche entsprechend der Position des Kolbens 23f bestimmt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Ansaugsteuerventil 25 auf halbem Weg des Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerförderkraftstoffpfads 42a, 43 vorgesehen, wodurch die Verbindung zwischen den Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerförderkraftstoffpfaden 42a und den Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerkraftstoffförderpfaden 43 unterbrochen werden. Ferner ist ein Ansaugventil 26 auf halbem Weg der Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerkraftstoffförderpfaden 43 in der Umgebung der Seite vorgesehen, die stromaufwärts von der Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 liegt. Das Ansaugventil 46 ist ein Rückschlagventil, bei dem die Richtung der Kraftstoffströmung von der Niederdruckpumpe 22 zu der Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 als Vorwärtsrichtung eingerichtet ist.
Das Ansaugsteuerventil 25 ist ein Solenoidventil, das das Volumen des Kraftstoffs, der zu der Druckbeaufschlagungskammer 28 strömt, entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors reguliert.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Hochdruckpumpe 27 die Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28, den Nocken 21c und eine Vielzahl von Tauchkolben 27a auf (drei Tauchkolben 27a in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), wodurch der Förderkraftstoff, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird, unter hohen Druck gefördert wird. Der Kraftstoff wird zu der Hochdruckpumpe 27 derart zugeführt, dass einerseits der Kraftstoff für die Tauchkolben 27a durch die Niederdruckpumpe 22 in die Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 zugeführt wird, und andererseits der Kraftstoff als Schmierkraftstoff in den Nockenraum 35 zugeführt wird. Bei der in 1 gezeigten Konfiguration ist ein Tauchkolben 27a gezeigt; die anderen Tauchkolben 27a sind nämlich weggelassen.
Die jeweiligen Tauchkolben 27a sind mit einer identischen Teilung von beispielsweise 120 Grad angeordnet, wobei die Antriebswelle 14 zwischengesetzt ist. Der jeweilige Tauchkolben 27a kann in einer Gleitöffnung des Gehäuses 31 hin- und herlaufen. Die Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 ist an einer Endwand (obere Endwand in der Zeichnung) des Tauchkolbens 27a vorgesehen und steht im Kontakt mit dem Nocken 21c durch ein Gleitstück und wird in der Gleitöffnung durch die Drehung des Nockens 21c hin- und herbewegt. Das Gleitstück dreht sich mit der Drehung des Nockens nicht, aber es kann umlaufen, und eine äußere Umfangsfläche des Gleitstücks ist eben ausgebildet.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Ausstoßventil 29 an einem Ausstoßkraftstoffpfad 44 an der Ausstoßseite der Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 vorgesehen. Das Ausstoßventil 29 verhindert, dass der Kraftstoff zu der Gegenkraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 gegen strömt.
Im Folgenden wird die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung beschrieben, die in dem Fall, dass ein übermäßig hoher Unterdruck sich zwischen der Niederdruckpumpe 22 und dem Filter 6 entwickelt hat, einen überschüssigen Kraftstoff dazwischen zuführt, um dadurch den Unterdruck aufzuheben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Pfad 51 vorgesehen, der von dem Kraftstoffsammelrohr 15, 46, 16 abzweigt und der mit den Kraftstoffrohren 11 und 46 zwischen dem Kraftstofffilter 6 und der Niederdruckpumpe 22 eine Verbindung herstellt (wobei der Pfad 51 im Folgenden als „Überschusskraftstoffrückführpfad" bezeichnet wird). Genauer gesagt sind ein Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 15 verbunden, um sich in dem stromabwärtigen Kraftstoffsammelrohr 16 zu vereinigen, bei dem der überschüssige Kraftstoffrückführpfad 51 von dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 in dem Zustand abgezweigt ist, in dem der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 15 vereinigt sind. Der Überschusskraftstoffrückführpfad 51 ist nämlich so aufgebaut, dass er zwischen dem Ansaugkraftstoffpfad 41 und dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 eine Verbindung herstellt, die in der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 ausgebildet sind (siehe 1 und 2).
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Ventil 50 zum Unterbrechen der Strömung des Kraftstoffs (wobei das Ventil im Folgenden als „Überschusskraftstoffrückführventil 50" bezeichnet wird) in dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 vorgesehen. Das Überschusskraftstoffrückführventil 50 ist ein Rückschlagventil, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen den Drücken an der stromaufwärtigen Seite und an der stromabwärtigen Seite des Überschusskraftstoffrückführventils 50 öffnet und schließt. Genauer gesagt weist das Überschusskraftstoffrückführventil 50 ein kugelförmiges Ventilelement 50aa, einen Ventilsitz 50ab, an dem das Ventilelement 50aa beabstandet und geschlossen wird, um ein Vorspannelement 50s auf, das das Ventilelement 50aa in Richtung auf den Ventilsitz 50ab vorspannt. Der Betrag des Differentialdrucks, der das Öffnen und Schließen des Ventils verursacht, kann durch Verändern einer Vorspannlast des Vorspannelements 50s eingestellt werden. Der Ventilsitz 50ab ist an einem inneren Umfang des Überschusskraftstoffrückführpfads 51 ausgebildet. Die Vorspannkraft des Vorspannelements 50s wirkt an dem Ventilelement 50aa, wobei die Richtung der Kraftstoffströmung zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 als Vorwärtsrichtung eingerichtet ist.
Das Ventilelement 50aa, der Ventilsitz 50ab und das Vorspannelement 50s bilden zusammen ein Ventil 50a (Rückschlagventil), das sich als Reaktion auf den Differentialdruck öffnet und schließt. Zusätzlich ist das Überschusskraftstoffrückführventil 50 aus dem Rückschlagventil 50a und dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 aufgebaut, bei dem die Strömung zu der Einlassseite der Niederdruckpumpe 22 angehalten und freigegeben wird, nämlich durch Schließen und Öffnen des Rückschlagventils 50a unterbrochen wird. Das Rückschlagventil 50a öffnet sich, wenn ein Unterdruck, der einen vorbestimmten Druck übersteigt, an der Einlassseite der Niederdruckpumpe 22 entwickelt wird.
Dem gemäß wird dem Überschusskraftstoffrückführventil 50 ermöglicht, sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem Druck des überschüssigen Kraftstoffs und dem Kraftstoffdruck zwischen dem Kraftstofffilter 6 und der Niederdruckpumpe 22 zu öffnen und zu schließen. Daher kann in dem Fall, dass der Kraftstoffdruck zwischen dem Kraftstofffilter 6 und der Niederdruckpumpe 22, nämlich der Kraftstoffdruck von beispielsweise dem Ansaugkraftstoffpfad 41 an der Ansaugseite der Niederdruckpumpe 22, der sich auf den übermäßig hohen Unterdruck verändert hat, überschüssiger Kraftstoff mit positivem Druck durch das Überschusskraftstoffrückführventil 50 zu dem Einlass der Unterdruckpumpe 22 befördert werden. Dem gemäß kann der Unterdruck aufgehoben werden.
Folglich ist es möglich, das Auftreten des Unterdrucks, der den vorbestimmten Druck übersteigt, der unnormale Pulsationen des Förderdrucks verursacht, an dem Einlass der Unterdruckpumpe 22 zu beschränken, die den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 10 durch den Kraftstofffilter 6 pumpt.
Da ferner das Überschusskraftstoffrückführventil 50 zum Rückführen des überschüssigen Kraftstoffs zum Aufheben des Unterdrucks mit dem Rückschlagventil 50a versehen ist, kann ein kostengünstiger Aufbau bereitgestellt werden, der den überschüssigen Kraftstoff mit positivem Druck zur Aufhebung des Unterdrucks zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert.
Die ECU 9 ist mit einem Mikrocomputer mit einem gut bekannten Aufbau einschließlich verschiedenartiger Bauteile und Funktionen versehen, wie zum Beispiel einer zentralen Prozessoreinheit (CPU), die ?Prozess und arithmetische Prozesse durchführt; einer Speichervorrichtung (Speicher einschließlich beispielsweise einem ROM (nur Lesespeicher), einem Standby-RAM (freier Zugriffsspeicher) oder einem EEPROM (elektronisch frei programmierbarer nur Lesespeicher), oder einem RAM), die als Speichereinrichtung dient; einem Eingabeschaltkreis; einem Ausgabeschaltkreis; einem Energiezufuhrschaltkreis; einem Antriebsschaltkreis für die Kraftstoffeinspritzventile 5; und einem Antriebsschaltkreis für das Ansaugsteuerventil 25 der Kraftstoffeinspritzpumpe 2. Dem gemäß werden verschiedenartige arithmetische Prozesse gemäß Sensorsignalen durchgeführt, die in die ECU 9 eingelesen werden.
Wie in 1 gezeigt ist, sind Sensoren mit der ECU 9 verbunden. Die Sensoren sind ein Beschleunigungssensor 8a zum Erfassen einer Beschleunigeröffnung Accp; ein Drehzahlsensor 8b zum Erfassen einer Drehzahl (U/min) des Verbrennungsmotors, ein Wassertemperatursensor 8c zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur Tw des Verbrennungsmotors, ein Kraftstofftemperatursensor 8d zum Erfassen der Temperatur Tf des Kraftstoffs, der in die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 gesaugt wird, der Drucksensor 7 zum Erfassen eines Common-Rail-Drucks Pc und andere Sensoren.
Die ECU 9 weist ferner eine Einspritzeinrichtung zum Steuern eines Einspritzbetriebs der Kraftstoffeinspritzventile 5 und eine Common-Rail-Drucksteuereinrichtung zum Steuern des Common-Rail-Drucks innerhalb der Common-Rail 3 auf einen gewünschten Kraftstoffdruck (gewünschter Common-Rail-Druck) auf. Der Common-Rail-Druck entspricht dem Kraftstoffeinspritzdruck des Kraftstoffs, der von den Kraftstoffeinspritzventilen 5 eingespritzt wird, und wird auf einen optimalen Kraftstoffdruck entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors eingestellt.
Im Folgenden wird der Betrieb des Sammlerkraftstoffinjektors 1 mit dem vorstehend beschrieben Aufbau, insbesondere der Betrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 beschrieben. Wenn der Nocken 21c sich in Verbindung mit der Drehung der Antriebswelle 21 dreht, dreht sich das Gleitstück ohne Umlaufen in Verbindung mit der Drehung des Nockens 21c. Ebene Kontaktflächen, die an dem Gleitstück und dem jeweiligen Tauchkolben 27a ausgebildet sind, gleiten gegeneinander in Verbindung mit der Drehung des Gleitstücks, wodurch der Tauchkolben 27a in der Gleitöffnung des Gehäuses 31 hin- und herläuft.
Wenn der Tauchkolben 27a, der an dem oberen Totpunkt gelegen ist, sich nach unten in Verbindung mit der Drehung des Gleitstücks bewegt, wird der ausgestoßene Kraftstoff aus der Niederdruckpumpe 22 durch die Steuerung des Ansaugsteuerungsventils 25 eingestellt und strömt der eingestellte Kraftstoff aus dem Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerförderkraftstoffpfad 42a, 43 in die Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 durch das Ansaugventil 26. Wenn der erreichte Tauchkolben 27a sich nach oben zu einem oberen Totpunkt bewegt, schließt sich das Ansaugventil 26, wodurch der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer 28 ansteigt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 28 höher ansteigt als der Kraftstoffdruck in dem Ausstoßkraftstoffpfad 44, öffnet sich das Ausstoßventil 29. Wenn das Ausstoßventil 29 offen ist, wird der in der Druckbeaufschlagungskammer 28 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff von dem Ausstoßventil 29 durch den Ausstoßkraftstoffpfad 44 übertragen. Da andere Tauchkolben und entsprechend Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammern entfernt voneinander bei der gleichen Teilung von 120 Grad angeordnet sind, wird der Kraftstoff seriell von dem Ausstoßkraftstoffpfad 44 zu der Common-Rail 3 in dem Zustand einer 120-Grad-Phasenverschiebung übertragen.
Ein Betrieb des Überschusskraftstoffrückführventils 50 wird im Folgenden beschrieben. In Verbindung mit der Drehung der Antriebswelle 21 pumpt die Niederdruckpumpe 22 durch den Filter 6 den durch den Filter 6 gefilterten Kraftstoff von dem Kraftstofftank 10 und beaufschlagt den Kraftstoff mit Druck und überführt diesen zu dem Förderkraftstoffpfad 42 als Förderkraftstoff. Wenn ein Teil des Förderkraftstoffs, der durch den Förderkraftstoffpfad 42 strömt, an eine obere Endwand des Kolbens 23f des Einstellventils 23 befördert wird, bewegt sich der Kolben 23f entgegengesetzt zu den Vorspannkräften eines Vorspannelements 23s, wodurch die Durchtrittsfläche eines Steueranschlusses 23o sich entsprechend der Position des Kolbens 23f verändert. Zusätzlich wird die Durchflussrate oder das Durchflussvolumen („Durchflussvolumen" im Folgenden) des überschüssigen Kraftstoffs entsprechend der Durchtrittsfläche des Vorspannelements 23s bestimmt. Der Druck des Förderkraftstoffs wird konstant, wenn der Kolben 23f eine Position erreicht, bei der ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des Förderkraftstoffs entsprechend dem Durchflussvolumen des überschüssigen Kraftstoffs und den Vorspannkräften des Vorspannelements 23s erhalten wird.
Im Allgemeinen kann in Abhängigkeit von beispielsweise dem Zustand eines Kraftstofffilters, wie zum Beispiel dem Zustand der Verstopfung eines Filtermaterials, und dem Zustand der Art der Berohrung ein übermäßig hoher Unterdruck an der Einlassseite eine Pumpe, wie zum Beispiel der Niederdruckpumpe 22 auftreten (insbesondere in einem Pfad, wie zum Beispiel dem Ansaugkraftstoffpfad 41). Wenn ein übermäßig hoher Unterdruck mit dem Kraftstoffdruck innerhalb des Ansaugkraftstoffpfads 41 für den Einlass der Niederdruckpumpe 22 entwickelt ist, können Luftblasen in dem Kraftstoff auftreten. Mit solchen in dem Kraftstoff entwickelten Luftblasen können sich beispielsweise unnormale Pulsationen des Förderdrucks des Ausstoßes aus der Niederdruckpumpe 22 ergeben, wodurch sie beispielsweise eine Leistungsverschlechterung und eine Fehlfunktion der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 verursachen.
Jedoch werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein überschüssiger Kraftstoff, der in der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 auftritt, oder ein überschüssiger Kraftstoff, der beispielsweise in der Common-Rail 3 und den Kraftstoffeinspritzventilen 5 aufgetreten ist, durch das Überschusskraftstoffrückführventil 50 zu dem Ansaugkraftstoffpfad 41 für den Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert. Folglich kann in dem Fall, dass beispielsweise der Kraftstoffdruck des Ansaugkraftstoffpfads 41 an der Ansaugseite der Kraftstoffpumpe 22 sich auf einen übermäßig hohen Unterdruck verändert hat, ein überschüssiger Kraftstoff mit positivem Druck durch das Überschusskraftstoffrückführventil 50 zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert werden, so dass der Unterdruck aufgehoben wird.
Genauer gesagt ist das Rückschlagventil 50a, bei dem die Richtung der Kraftstoffströmung zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 als Vorwärtsrichtung eingerichtet ist, für den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 vorgesehen, der von dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 abzweigt und der sich mit dem Ansaugpfad 41 verbindet. Folglich strömt in dem Fall, dass der Unterdruck, der den vorbestimmten Druck übersteigt, in dem Ansaugkraftstoffpfad 41 für den Einlass der Niederdruckpumpe 22 aufgetreten ist, der überschüssige Kraftstoff zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51. Der überschüssige Kraftstoff wird in dem Ansaugkraftstoffpfad 41 für den Einlass der Niederdruckpumpe 22 gefüllt.
Folglich ist es möglich, das Auftreten des Unterdrucks, der den vorbestimmten Druck übersteigt, der unnormale Pulsationen des Förderdrucks verursacht, an dem Einlass der Unterdruckpumpe 22 zu beschränken, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 durch den Filter 6 pumpt.
Da ferner in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Überschusskraftstoffrückführventil 50 zum Zurückführen des überschüssigen Kraftstoffs zum Aufheben des Unterdrucks mit dem Rückschlagventil 50a versehen ist, kann ein kostengünstiger Aufbau bereitgestellt werden, der den überschüssigen Kraftstoff mit positivem Druck für das Aufheben des Unterdrucks befördert.
Ferner weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kraftstoffsammelpfad 15, 46, 16, der die Strömung des überschüssigen Kraftstoffs gestattet, den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46, der die Strömung des zweiten überschüssigen Kraftstoffs gestattet, der innerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 aufgetreten ist (insbesondere innerhalb des Nockenraums 35), und das Kraftstoffsammelrohr 16 auf, das die Strömung des ersten überschüssigen Kraftstoffs gestattet, der beispielsweise in der Common-Rail 3 und den Kraftstoffinjektoren der Kraftstoffeinspritzventile 5 aufgetreten ist. Der Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zweigt von dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 ab, bevor der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 16 miteinander vereinigt sind. Die Temperatur des zweiten überschüssigen Kraftstoffs des Förderkraftstoffs, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird, ist niedriger als die Temperatur des ersten überschüssigen Kraftstoffs des Hochdruckkraftstoffs, der von der Hochdruckpumpe 27 ausgestoßen wird.
Im Allgemeinen stößt der Kraftstoffinjektor 1, der die Niederdruckpumpe 22 und die Hochdruckpumpe 27 aufweist, dem Förderkraftstoff bei dem Förderdruck aus, wobei der Förderkraftstoff mit der Niederdruckpumpe 22 von dem Kraftstofftank 10 gepumpt wurde, und überführt weitergehend den Kraftstoff bei einem hohen Druck. Daher ist die Temperatur des Kraftstoffs, der von der Hochdruckpumpe 27 ausgestoßen wird, höher als der in dem Kraftstofftank 10 gespeicherte Kraftstoff. In dem Fall, dass ein Teil des überschüssigen Kraftstoffs nicht zu den Kraftstofftank 10 zurückgeführt wird sondern als Kraftstoff verwendet wird, der erneut mit der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird, kann die Temperatur von diesem in Abhängigkeit vom Fall zu stark ansteigen.
Jedoch kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da der Überschusskraftstoffrückführpfad 51 von dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 abgezweigt ist, bevor der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 16 miteinander vereinigt sind, der zweite überschüssige Kraftstoff mit Vorrang zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zurückgeführt werden.
Somit hat der zweite überschüssige Kraftstoff, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird und der als überschüssiger Kraftstoff in dem Nockenraum 35 auftritt, Vorrang über dem ersten überschüssigen Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 27 ausgestoßen wird und der als überschüssiger Kraftstoff in beispielsweise der Common-Rail 3 des Kraftstoffinjektors 1 auftritt. Daher kann das vorliegende Ausführungsbeispiel den zu starken Anstieg der Temperatur des Kraftstoffs verhindern, der von der Kraftstoffeinspritzpumpe 2, 6, wie zum Beispiel der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird.
Ferner kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Überschusskraftstoffrückführventil 50 stattdessen in der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites und weitere Ausführungsbeispiele, die die Erfindung einsetzen, werden im Folgenden beschrieben. In dem jeweiligen nachstehenden Ausführungsbeispiel bezeichnen die gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Bauteile und Abschnitte wie diejenigen im ersten Ausführungsbeispiel und wird deren wiederholte Beschreibung an dieser Stelle weggelassen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird für das Überschusskraftstoffrückführventil 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ein Ventil 150a anstelle des Ventils 50a verwendet, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem Druck des überschüssigen Kraftstoffs und dem Kraftstoffdruck zwischen dem Kraftstofffilter 6 und der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schießt. Wie in 3 gezeigt ist, öffnet und schließt sich das Ventil 150a als Reaktion auf den atmosphärischen Druck und den Differentialdruck zwischen den Kraftstoffdrücken in dem Kraftstofffilter 6 und der Niederdruckpumpe 22. 3 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion eines Überschusskraftstoffrückführventils 150 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezugnahme auf 3 ist das Ventil 150a mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und weist ein zylindrisches Ventilelement 150aa, einen inneren Umfang 150ab und das Vorspannelement 50s auf. In dem Ventilelement 150aa ist ein Abschnitt 150ac des Überschusskraftstoffrückführpfads 51 an dem äußeren Umfang offen (der Abschnitt wird im Folgenden als „Überschusskraftstoffrückführloch" bezeichnet). Der innere Umfang 150ab ist so ausgebildet, dass er einen Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 in dem Inneren hat. Der atmosphärische Druck wirkt an einer Endwand des Ventilelements 150aa. Die andere Endwand des Ventilelements 150aa erstreckt sich in den Überschusskraftstoffrückführpfad 51, in dem die Vorspannkraft (Last) des Vorspannelements 50s an der anderen Endwand wirkt. Ein Überschneidungsabschnitt zwischen der Öffnung des Überschusskraftstoffrückführlochs 150ac und der Öffnung des Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfads 46, nämlich die Durchlassöffnungsgröße wird durch die Ventilposition des Ventilelements 150aa bestimmt, wodurch das Ventil 150a das Durchflussvolumen des überschüssigen Kraftstoffs steuert, der durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 strömt.
Die Seite der einen Endwand des Ventilelements 150aa ist fluiddicht mit einem dehnbaren Dichtungselement 150c abgedichtet. Das Ventil 150a und der Überschusskraftstoffrückführpfad 51 bilden zusammen das Überschusskraftstoffrückführventil 150.
Da somit das Ventil 150a, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schließt, in dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 vorgesehen ist, kann der Zustand eines Unterdrucks an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 genau dadurch erfasst werden, dass er mit dem atmosphärischen Druck verglichen wird. Zusätzlich kann in dem Fall, dass der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 sich übermäßig auf einen hohen Unterdruck geändert hat, der überschüssige Kraftstoff mit positivem Druck zum Aufheben des Unterdrucks rasch zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert werden.
Ferner wird auch in dem Fall, dass Veränderungen des Drucks des überschüssigen Kraftstoffs beispielsweise in dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 auftreten, die Einflüsse davon nicht ausgewirkt.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird für das Überschusskraftstoffrückführventil 150 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ein Solenoidventil 150a, 250c an Stelle des Ventils 150a verwendet, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schließt. Wie in 4 gezeigt ist, erfasst das Solenoidventil 150a, 250c einen Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 und weist eine elektromagnetische Spule 250c auf, die als Reaktion auf den erfassten Kraftstoffdruck gesteuert wird. 4 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion eines Überschusskraftstoffrückführventils 250 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezugnahme auf 4 weist das Überschusskraftstoffrückführventil 250 das Solenoidventil 150a, 250c und den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 auf. Das Solenoidventil 150a, 250c wird für Öffnungs- und Schließbetriebe gemäß einem Antriebssignal der ECU 9 gesteuert, wobei das Antriebssignal den Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 erfasst.
Genauer gesagt ist, wie in 4 gezeigt ist, die elektromagnetische Spule 250c an der Seite der einen Endwand des Ventilelements 150aa vorgesehen. Ein Drucksensor 8e zum Erfassen des Kraftstoffdrucks an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 ist vorgesehen, und ein Kraftstoffdrucksignal, das durch den Drucksensor 8e erfasst wird, wird zu der ECU 9 eingegeben.
Somit ist das Solenoidventil 150a, 250c, das sich als Reaktion auf den Druck oder den Differentialdruck öffnet und schließt, in dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 vorgesehen. Daher wird der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 direkt für den Unterdruckzustand erfasst oder wird alternativ der Kraftstoffdruck direkt für den Unterdruck gemäß dem Druck des überschüssigen Kraftstoffs oder dem Differentialdruck von dem atmosphärischen Druck erfasst, um dadurch die Antriebssteuerung des Solenoidventils 150a, 250c durchzuführen. Folglich kann der überschüssige Kraftstoff mit positivem Druck zum Aufheben des Unterdrucks zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 5 gezeigt ist, ist in dem vierten Ausführungsbeispiel für das Überschusskraftstoffrückführventil 250 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ein Überschusskraftstoffrückführventil 350 vorgesehen. Eine Erfassungseinrichtung 350r ist in einem Ventil 150a vorgesehen, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schließt, wobei die Erfassungseinrichtung 350r die Öffnungs- und Schließbetriebe des Ventils 150a erfasst. 5 ist eine Teilquerschnittsansicht, die die Konstruktion des Überschusskraftstoffrückführventils 350 des vorliegenden Ausführungsbeispiels und die Konstruktion einer Alarmeinrichtung zeigt, die einen Alarm im Fall des Betriebs des Ventils abgibt.
Unter Bezugnahme auf 5 weist das Überschusskraftstoffrückführventil 350 das Ventil 150a, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schließt, und ein Relais 350r auf, das als Erfassungseinrichtung (vorstehend mit dem Bezugszeichen 350r beschrieben) zum Erfassen der Öffnungs- und Schließbetriebe dient.
Die ECU 9 weist eine Alarmeinrichtung 9a auf, die Öffnungs- und Schließsignale des Relais 350r abgibt, und die, wenn das Relais 350r erfasst hat, dass der überschüssige Kraftstoff zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 zugeführt wurde, einen Alarm an den Insassen des Fahrzeugs abgibt, an dem der Verbrennungsmotor montiert ist. Genauer gesagt erreicht das Relais 350r einen offenen Zustand (EIN) und einen geschlossenen Zustand (AUS) als Reaktion auf die Öffnungs- und Schließbetriebe des Überschusskraftstoffrückführventils 350. Die ECU 9 bestimmt gemäß einem EIN-Signal, das von dem Relais 350r empfangen wird, dass der überschüssige Kraftstoff zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 zugeführt wurde.
Die Alarmeinrichtung 9a ist eine gut bekannte Alarmeinrichtung, wie zum Beispiel eine Alarmleuchte, die aufleuchtet, um den Fahrgast zu alarmieren, und ein Alarmsummer, der ein Alarmgeräusch abgibt, um den Insassen zu alarmieren. Die Alarmeinrichtung 9a ist beispielsweise für eine Fahrzeuganzeige vorgesehen, wie zum Beispiel ein Messgerät (nicht gezeigt) oder eine Anzeige eines Navigationssystems (nicht gezeigt).
Das Überschusskraftstoffrückführventil 350 und die ECU 9 bilden gemeinsam die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung.
Somit ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Alarmeinrichtung 9a vorgesehen, die den Insassen des Fahrzeugs alarmiert, an dem der Verbrennungsmotor montiert ist, wenn überschüssiger Kraftstoff zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 zugeführt wurde. Das ermöglicht, dass der Insasse das Fahrzeug sofort zu einer Fahrzeugwerkstatt oder ähnlichem für eine Fahrzeuginspektion und Reparatur bringt. Dem gemäß können die Zustände des Kraftstofffilters 6, des Berohrungssystems (Verfahren) und dergleichen, die einen übermäßig hohen Unterdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 verursachen, sofort auf die normalen Zustände zurückgestellt werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Ein fünftes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. In dem fünften Ausführungsbeispiel ist ein Überschusskraftstoffrückführventil 450 durch Abwandeln des Überschusskraftstoffrückführventils 350 gemäß dem vorstehend beschrieben vierten Ausführungsbeispiel wie folgt aufgebaut. Wie in 6 gezeigt ist, ist ein Rückschlagventil 50a an Stelle des Ventils 150a vorgesehen, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schließt. Das Rückschlagventil 50a öffnet und schließt sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem Druck des überschüssigen Kraftstoffs und dem Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22. Zusätzlich ist ein Hubsensor 450r zum Erfassen eines Verformungsverhaltens eines Ventilelements 50aa des Rückschlagventils 50a vorgesehen.
Auch mit dieser Konfiguration können Wirkungen sichergestellt werden, die denjenigen des vierten Ausführungsbeispiels ähnlich sind.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Ein sechstes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden beschrieben. Wie in 7 gezeigt ist, ist in dem sechsten Ausführungsbeispiel ein Überschusskraftstoffrückführventil 550 so aufgebaut, dass an Stelle eines Überschusskraftstoffrückführventils 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ein Überschusskraftstoffrückführventil 550 so aufgebaut ist, dass es eine Drossel 151 aufweist, die in dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 vorgesehen ist. 7 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion des Überschusskraftstoffrückführventils 550 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezugnahme auf 7 ist die Drossel 151 in dem Gehäuse 31 vorgesehen, das den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 und den Ventilsitz 150ab ausbildet. Die Drossel 151 begrenzt die Strömung des Kraftstoffs in den Überschusskraftstoffrückführpfad 51. In dem Überschusskraftstoffrückführventil 550 ist die Drossel 151 in dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51, nicht in dem Rückschlagventil 150a vorgesehen.
In diesem Fall kann die Drossel 151 das Volumen der Rückführströmung des überschüssigen Kraftstoffs zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zum Aufheben des Unterdrucks begrenzen, wodurch es möglich ist, eine übermäßige Temperaturanhebung des Kraftstoffs zu verhindern, der beispielsweise von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Ein siebtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 8 gezeigt ist, ist in dem siebten Ausführungsbeispiel an Stelle des Überschusskraftstoffrückführventils 50 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, bei dem die Drossel 151 in dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 vorgesehen ist, ein Überschusskraftstoffrückführventil 650 aufgebaut, so dass es eine Drossel 650o aufweist, die in dem Ventil 150a vorgesehen ist. 8 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion des Überschusskraftstoffrückführventils 650 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezugnahme auf 8 ist die Drossel 650o in dem Überschusskraftstoffrückführloch 150ac vorgesehen, das in dem Ventil 150a vorgesehen ist. Folglich kann die Drossel 650o zum Begrenzen der Rückführströmung des überschüssigen Kraftstoffs in dem Ventil 150a vorgesehen werden.
Auch bei der Konfiguration, bei der die Drossel 650o in dem Ventil 150a vorgesehen ist, können Wirkungen sichergestellt werden, die denjenigen des sechsten Ausführungsbeispiels ähnlich sind.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
Ein achtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 9 gezeigt ist, ist in dem achten Ausführungsbeispiel ein Überschusskraftstoffrückführventil 750 durch Abwandeln des Überschusskraftstoffrückführventils 650 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel aufgebaut, wie vorstehend beschrieben ist. Bei dem Aufbau ist ein Regulierelement 750f zum Regulieren der Ventilposition des Ventils 150a in dem Ventil 150a vorgesehen, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck an der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 öffnet und schließt. 9 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau des Überschusskraftstoffrückführventils 750 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezugnahme auf 9 hat das Überschusskraftstoffrückführventil 750 einen Ventilaufbau, bei dem das Durchflussvolumen des überschüssigen Kraftstoffs, der von dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 strömt, gemäß der Ventilposition des Ventilelements 150aa reguliert wird. Bei diesem Aufbau kann die obere Grenze des Durchflussvolumens des überschüssigen Kraftstoffs durch das Regulierelement 750f reguliert werden.
Das Regulierelement 750f ist ein Temperaturmesselement, dessen Regulierposition entsprechend Temperaturveränderungen variabel ist, das beispielsweise ein Bimetallwerkstoff ist. Das Regulierelement 750f bildet ein Obergrenzdurchflussvolumenregulierelement.
Folglich kann als Verfahren zum Begrenzen des Volumens der Rückführströmung des überschüssigen Kraftstoffs zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 die Konfiguration so ausgebildet werden, dass sie das Regulierelement 750f zum Regulieren des Obergrenzdurchflussvolumens aufweist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel definiert das Regulierelement 750f eine Endwand des Ventilelements 150aa an der Seite des Ansaugkraftstoffpfads 41, wodurch das Volumen der Rückführströmung des überschüssigen Kraftstoffs zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 entsprechend den Kraftstofftemperaturveränderungen begrenzt werden kann.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
Ein neuntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 10 gezeigt ist, ist bei dem neunten Ausführungsbeispiel an Stelle des Überschusskraftstoffrückführventils 50, das in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist und das innerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen ist, ein Überschusskraftstoffrückführventil 850 außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen. 10 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der die Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf die 10 ist das Überschusskraftstoffrückführventil 850 zwischen dem Ansaugkraftstoffrohr 11, das einer der Ansaugkraftstoffpfade 41 und 11 zwischen der Niederdruckpumpe 22 und dem Kraftstofffilter 6 ist, und dem Kraftstoffsammelrohr 16 vorgesehen.
Auch bei dem vorstehend beschrieben Aufbau können Wirkungen sichergestellt werden, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind.
Im Allgemeinen ist in dem Fall des Exports zu Gegenden, in denen die Kraftstoffzufuhrumgebungen für beispielsweise verwendete Kraftstoffe unterschiedlich ist, der Zustand des Filters 6 in Abhängigkeit des Orts selbst unterschiedlich. Jedoch kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Angabe des Überschusskraftstoffrückführventils 850 einfach in Abhängigkeit von dem Ort eingestellt werden.
(10. Ausführungsbeispiel)
Ein zehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Überschusskraftstoffrückführventil 50 in einem Pfad vorgesehen, der von dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 abzweigt, wie vorstehend beschrieben ist.
Jedoch ist, wie in 11 gezeigt ist, die Konfiguration so ausgebildet, dass das Überschusskraftstoffrückführventil 50 in dem Pfad vorgesehen ist, der von einem Teilpfad 46b des Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfads 46 abzweigt.
11 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der die Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 11 weist der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 einen ersten Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46a und einen zweiten Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46b auf. Nur der zweite Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46b ist mit dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 des Überschusskraftstoffrückführventils 50 verbunden.
Folglich wird beschränkt, dass der überschüssige Kraftstoff, der zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zugeführt wird, durch den Teilpfad 46b des Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfads 46 zugeführt wird, durch den der zweite überschüssige Kraftstoff strömt. Daher wird der erste überschüssige Kraftstoff, der sich in dem Kraftstoffinjektor 1 ergibt, nicht zurückgeführt. Folglich ist es möglich, eine übermäßige Temperaturanhebung des Kraftstoffs zu verhindern, der beispielsweise von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird.
(11. Ausführungsbeispiel)
Ein elftes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 12 gezeigt ist, ist die Konfiguration so ausgebildet, dass ein Überschusskraftstoffrückführventil 850 in einem Pfad vorgesehen ist, der den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 15 vereinigt. 12 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der die Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 12 werden der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 15 verbunden, um sich in dem stromabwärtigen Kraftstoffsammelrohr 16 zu vereinigen, bei dem der Überschusskraftstoffrückführpfad 51 von dem Kraftstoffsammelrohr 16 abzweigt.
Dem gemäß ist es als Menge der Rückführströmung zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 möglich, bis zu einer Summe eines Kraftstoffvolumens zuzuführen, das durch die Addition der ?Volumina des ersten überschüssigen Kraftstoffs und des zweiten überschüssigen Kraftstoffs erhalten wird. Folglich kann in dem Fall, dass der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 sich auf einen übermäßig hohen Unterdruck verändert hat, ein relativ großes Durchflussvolumen des überschüssigen Kraftstoffs zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert werden, um dadurch zu ermöglichen, den Unterdruck wirksam aufzuheben.
(12. Ausführungsbeispiel)
Ein zwölftes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 13 gezeigt ist, ist die Konfiguration so ausgebildet, das ein Rückschlagventil 60, bei dem die Richtung der Kraftstoffströmung zu dem Kraftstoffsammelrohr 15 als Vorwärtsrichtung eingerichtet ist, zwischen dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 und dem Kraftstoffsammelrohr 15 gemäß dem ersten vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiel vorgesehen ist. 13 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der die Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 13 hat ein Rückschlagventil 60 einen gut bekannten Ventilaufbau und weist ein kugelförmiges Ventilelement 60a auf, das von einem Ventilsitz beabstandet und an diesem geschlossen wird, und ein Vorspannelement 60s auf, das das Ventilelement 60a in Richtung auf den Ventilsitz vorspannt. Der Betrag des Differentialdrucks, der das Öffnen und Schließen des Ventils verursacht, kann durch Verändern der Vorspannlast des Vorspannelements 60s reguliert werden.
Dem gemäß wird der überschüssige Kraftstoff, der zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zugeführt wird, durch das Rückschlagventil 60 zugeführt wird, auf den zweiten überschüssigen Kraftstoff begrenzt, der durch den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 strömt. Daher wird der erste überschüssige Kraftstoff, der in dem Kraftstoffinjektor 1 auftritt, nicht zurückgeführt. Folglich ist es möglich, eine übermäßige Temperaturanhebung des Kraftstoffs zu verhindern, der beispielsweise von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird.
(13. Ausführungsbeispiel)
Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 14 gezeigt ist, ist das dreizehnte Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass ein Rückschlagventil 160 auf halbem Weg eines Pfads vorgesehen ist, der den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 15 vereinigt. 14 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 14 ist das Rückschlagventil 160 dahingehend vereinfacht, dass es das Vorspannelement 60s nicht aufweist. Jedoch ist der Aufbau des Rückschlagventils 160 nicht auf die Bauart beschränkt, die das Vorspannelement 60s nicht aufweist, sondern es kann die Bauart mit dem Vorspannelement 60s sein.
In Abhängigkeit von dem Zustand des Kraftstofffilters 6 oder dem Berohrungsverfahren kann sich ein Fall ergeben, bei dem der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 kontinuierlich auf einen übermäßig hohen Unterdruck verringert wird. Im schlimmsten Fall, einem Unfall, könnte ein unerwünschter Fall auftreten, bei dem der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 nicht durch den Filter 6 gefiltert wird sondern zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 gepumpt wird.
Jedoch tritt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da das Rückschlagventil 160 an der stromabwärtigen Seite näher an dem Kraftstofftank 10, der Kraftstoffsammelrohre 15, 16 und dem Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 vorgesehen ist, kein Fall auf, bei dem der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 gepumpt wird, ohne dass der durch den Filter 6 gefiltert wird.
(14. Ausführungsbeispiel)
Ein vierzehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 15 gezeigt ist, ist in dem vierzehnten Ausführungsbeispiel eine Öffnung 260 an Stelle des Rückschlagventils 60 gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel vorgesehen, wie vorstehend beschrieben ist. 15 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 15 begrenzt die Öffnung 260 den von dem Kraftstofftank 10 zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 gepumpten Kraftstoff, ohne dass er durch den Filter 6 gefiltert wird.
Dem gemäß wird, während die Kraftstoffströmung nicht angehalten werden kann, die Kraftstoffströmung begrenzt, so dass die Druckverluste äquivalent zu den Filtrationswirkungen des Kraftstofffilters 6 verursacht werden können. Folglich tritt niemals ein Fall auf, bei dem der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 gepumpt wird, ohne dass er durch den Filter 6 gefiltert wird.
(15. Ausführungsbeispiel)
Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das elfte Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass das Überschusskraftstoffrückführventil 850 von dem Pfad abzweigt, der den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 und das Kraftstoffsammelrohr 15 vereinigt.
Jedoch ist, wie in 16 gezeigt ist, das fünfzehnte Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass das Überschusskraftstoffrückführventil 850 nur von dem Kraftstoffsammelrohr 15 abzweigt, was die Strömung des in der Common-Rail 3 und den Kraftstoffeinspritzventilen 5 aufgetretenen ersten überschüssigen Kraftstoffs gestattet. 6 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau des Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der die Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 16 wird der überschüssige Kraftstoff, der zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zugeführt wird, auf den ersten überschüssigen Kraftstoff begrenzt, durch das Kraftstoffsammelrohr 15 strömt. Der zweite überschüssige Kraftstoff, der durch den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 strömt, wird nicht in das Kraftstoffsammelrohr 15 vereinigt, sondern wird zu dem Kraftstofftank 10 durch ein Kraftstoffsammelrohr 146 zurückgeführt.
Der erste überschüssige Kraftstoff ist ein Überschuss des geförderten Kraftstoffs, der weiterhin auf einen hohen Druck durch die Hochdruckpumpe 27 mit Druck beaufschlagt wird, so dass dessen Durchflussvolumen beträchtlich hoch im Vergleich mit dem zweiten überschüssigen Kraftstoff ist, der durch den Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 strömt.
Daher kann, während das Volumen der Rückführströmung zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 auf dasjenige des ersten überschüssigen Kraftstoff begrenzt wird, ein beträchtlich großes Volumen des Kraftstoffs erwartet werden. Folglich kann auch mit der Konfiguration, die so ausgebildet ist, in dem Fall, dass der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 sich auf einen übermäßig hohen Unterdruck verändert hat, das relativ große Volumen des überschüssigen Kraftstoffs zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert werden, wodurch es möglich wird, den Unterdruck wirksam aufzuheben.
(16. Ausführungsbeispiel)
Ein sechzehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 17 gezeigt ist, ist das sechzehnte Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass ein Überdruckfilter 106, der als zweiter Kraftstofffilter dient, zwischen der Niederdruckpumpe 22 und dem Ansaugsteuerventil 25 an einem Abschnitt vorgesehen ist, der an der Seite gelegen ist, der stromabwärts von der Niederdruckpumpe 22 gelegen ist. 17 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 17 sind bei dem Einlasskraftstoffrohr 11 der Kraftstofffilter 6 und eine selbstansaugende Pumpe (nicht gezeigt) vorgesehen, die einen gut bekannten Aufbau haben, die eine Luftabfuhr des Innenraums eines Rohrs beispielsweise während des Zusammenbaus des Fahrzeugs durchführt. Die Beschreibung der Anordnung der selbstansaugenden Pumpe in dem Einlasskraftstoffrohr 11 ist in den ersten bis fünfzehnten Ausführungsbeispielen weggelassen.
Ferner ist ein Bypassdurchgangsweg 147 („selbstansaugender Bypassdurchgangsweg" im Folgenden) zum Übertragen des Kraftstoffs durch die selbstansaugende Pumpe zu der stromabwärtigen Seite der Niederdruckpumpe 22 mit dem Ansaugkraftstoffpfad 41 an der Seite verbunden, die stromabwärts von dem Filter 6 ist. Ein Rückschlagventil 161 zum Verhindern einer Rückströmung des Kraftstoffs ist in dem selbstansaugenden Bypassdurchgangsweg 147 vorgesehen.
Ferner sind der Überdruckfilter 106 zum Filtern des Kraftstoffs, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird, und ein Ablassventil 162 an der Ausstoßseite der Niederdruckpumpe 22 vorgesehen. Das Ablassventil 162 öffnet sich, wenn der Kraftstoffdruck, der an dem Überdruckfilter 106 wirkt, einen vorbestimmten Wert übersteigt (beispielsweise ein zulässiger oberer Grenzwert eines Widerstandsdrucks). Der Überdruckfilter 106 und das Ablassventil 162 können entweder einstückig mit der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen werden, oder können getrennt von der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Überdruckfilter 106 und das Ablassventil 162 getrennt von der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen.
Genauer gesagt ist der Überdruckfilter 106 mit einem Förderkraftstoffpfad 142 an der Seite, die stromabwärts von der Niederdruckpumpe 22 liegt, durch ein Förderkraftstoffrohr 117 verbunden, das als äußeres Rohr vorgesehen ist. Folglich wird der Förderkraftstoff, der durch den Überdruckfilter 106 gefiltert wird, zu einem Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammerförderkraftstoffpfad 142a und einem Nockenraumförderkraftstoffpfad 142b zugeführt. Das Ablassventil 162 ist mit einem Überdruckkraftstoffsammelrohr 118 verbunden, das in den Förderkraftstoffpfad 142 abzweigt.
Wenn das Ablassventil 162 offen ist, wird ein Teil des Kraftstoffs, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird (wobei der Teil im Folgenden als „dritter überschüssiger Kraftstoff" bezeichnet wird), in den Kraftstofftank 10 durch das Überdruckkraftstoffsammelrohr 118 zurückgeführt, das mit dem Ablassventil 162 verbunden ist, um dadurch zu ermöglichen, zu verhindern, dass der übermäßige Kraftstoffdruck an dem Überdruckfilter 106 wirkt.
Das Ablassventil 162 ist auf einen Ventilöffnungsdruck eingerichtet, der niedriger als der Ausstoßdruck von der Niederdruckpumpe 22 ist, der während eines Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors auftritt. Der Ventilöffnungseinstelldruck des Überdruckfilters 106 ist nicht auf den vorstehend beschrieben Druck beschränkt, sondern er kann höher sein, um das Ablassventil 162 in einem Drehteilbereich zu öffnen, der höher als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist. Im Allgemeinen ist in dem Fall, dass ein Kraftstofffilter 6 an der Ansaugseite der Niederdruckpumpe 22 angeordnet ist, der Kraftstoffdruck (der Durchgangsdruck), der an dem Kraftstofffilter 6 wirkt, relativ niedrig. Mit einem solchen Kraftstofffilter 6 kann, wenn die Viskosität des Kraftstoffs beispielsweise unter der Bedingung einer niedrigen Temperatur bis zu dem Ausmaß erhöht wird, dass der Kraftstoff wie Wachs wird, eine Verstopfung des Kraftstofffilters 6 auftreten, was einen Durchflussvolumenmangel verursacht. Daher ist es in Abhängigkeit vom Fall schwierig, ein ausweichendes Volumen des Kraftstoffs von der Niederdruckpumpe 22 zu der Hochdruckpumpe 27 zuzuführen und eine hohe Filterleistungsfähigkeit sicher zu stellen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann jedoch, da der Überdruckfilter 106 ebenso an der Ausstoßseite der Niederdruckpumpe 22 angeordnet ist, der Kraftstofffilter 6 eine Filterleistungsfähigkeit mit einem Grad haben, der ausreichend ist, um nur die Niederdruckpumpe 22 zu schützen. Daher kann auch dann, wenn die Viskosität des Kraftstoffs bei einer niedrigen Temperatur bis auf ein Ausmaß erhöht wird, dass der Kraftstoff wie Wachs wird, eine Verstopfung des Kraftstofffilters 6 verhindert werden. Da ferner der Überdruck des ausgestoßenen Kraftstoffs der Niederdruckpumpe 22 an dem Überdruckfilter 106 wirkt, kann der Durchgangsdruck im Vergleich mit dem Filter 6 erhöht werden. Folglich kann auch dann, wenn der Kraftstoff wie Wachs geworden ist, ein notwendiges und ausreichendes Volumen des Kraftstoffs zu der Hochdruckpumpe 27 zugeführt werden und kann die hohe Filterleistungsfähigkeit sicher gestellt werden.
(17. Ausführungsbeispiel)
Ein siebzehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 18 gezeigt wird, ist in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel das Ablassventil 162 innerhalb oder in der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehen. 18 ist ein schematische Ansicht, die den Aufbau eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 18 ist ein Bypassdurchgangsweg 148 („Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangsweg" im Folgenden) zum Zurückführen des dritten überschüssigen Kraftstoffs in den Überdruckfilter 106 zu der Seite, die stromaufwärts von der Niederdruckpumpe 22 liegt, mit dem Förderkraftstoffpfad 142 an der Seite verbunden, die stromabwärts von der Niederdruckpumpe 22 liegt. Das Ablassventil 162 ist in dem Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangsweg 148 angeordnet.
Auch bei der Konfiguration, die vorstehend beschrieben ist, können die Wirkungen sicher gestellt werden, die denjenigen des sechzehnten Ausführungsbeispiels ähnlich sind.
Ferner wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da das Ablassventil 162 in der Kraftstoffeinspritzpumpe 2 eingebaut ist, der dritte überschüssige Kraftstoff in dem Überdruckfilter 106 zu der Ansaugseite der Niederdruckpumpe 22 durch den Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangsweg 148 zugeführt. Folglich kann verhindert werden, dass der Unterdruck, der bei dem Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 auftritt, sich zu dem übermäßig hohen Unterdruck verändert.
Entsprechend einem Überschusskraftstoffrückführpfad, der in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist, wird der Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangsweg als „dritter Überschusskraftstoffrückführpfad" bezeichnet.
(18. Ausführungsbeispiel)
Ein achtzehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 19 gezeigt ist, ist bei dem achtzehnten Ausführungsbeispiel die stromabwärtige Seite des dritten Überschusskraftstoffs des Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangswegs 148 mit dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 des Überschusskraftstoffrückführventils 50 verbunden. 19 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der eine Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Unter Bezugnahme auf 19 kann der dritte überschüssige Kraftstoff in dem Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangsweg 148 zu dem überschüssigen Kraftstoff hinzugefügt werden, der zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zugeführt wird. Dem gemäß ist es als Menge der Rückführströmung zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 möglich, bis zu der Summe des Kraftstoffvolumens einschließlich des Volumens des hinzugefügten dritten Überschusskraftstoffs zuzuführen. Folglich kann in dem Fall, dass der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 sich auf den übermäßig hohen Unterdruck verändert hat, ein relativ großes Durchflussvolumen des überschüssigen Kraftstoffs zu dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 befördert werden, wodurch es möglich wird, den Unterdruck wirksam aufzuheben.
(19. Ausführungsbeispiel)
Ein neunzehntes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Wie in 20 gezeigt ist, ist an Stelle des Überschusskraftstoffrückführventils 50 gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ein Überschusskraftstoffrückführventil 850 zum Begrenzen des dritten überschüssigen Kraftstoffs, der durch den Überdruckkraftstoffsammelbypassdurchgangsweg 148 strömt, vorgesehen. 20 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Sammlerkraftstoffinjektors 1 zeigt, der die Kraftstoffzufuhreinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einsetzt.
Auch bei dem Aufbau, der vorstehend beschrieben ist, kann in dem Fall, dass der Kraftstoffdruck an dem Einlass der Niederdruckpumpe 22 sich auf den übermäßig hohen Unterdruck verändert hat, der Unterdruck durch Befördern des überschüssigen Kraftstoffs mit positivem Druck (des dritten überschüssigen Kraftstoffs), der in dem Überdruckfilter 106 aufgetreten ist, aufgehoben werden.
(Andere Ausführungsbeispiele)

(1) Die jeweiligen Ausführungsbeispiele wurden unter Bezugnahme auf die Beispielkonfigurationen beschrieben unter Verwendung, als Überschusskraftstoffrückführventile 50, 150 und 250 zum Zuführen des überschüssigen Kraftstoffs zwischen der Niederdruckpumpe 22 und dem Kraftstofffilter 6, des Rückschlagventils 50a, das sich als Reaktion auf den Differentialdruck zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kraftstoffdruck zwischen der Niederdruckpumpe 22 und dem Kraftstofffilter 6 öffnet und schließt, und der Solenoidventile 150a und 250c, die jeweils betrieben werden, um sich als Reaktion auf den Differentialdruck oder den Druck zu öffnen und zu schließen. Der Ventilaufbau ist nicht auf den Aufbau von jedem dieser Ventile beschränkt, sondern kann jeder Aufbau insofern sein, dass die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung in der Lage ist, den überschüssigen Kraftstoff zwischen der Niederdruckpumpe 22 und dem Kraftstofffilter 6 zuzuführen.
(2) Bei jedem der vorstehend beschrieben vierten und fünften Ausführungsbeispiele ist als Mechanismus (Verfahren) zum Erfassen der Zufuhr des überschüssigen Kraftstoffs zu der Seite des Einlasses der Niederdruckpumpe 22 die Konfiguration so ausgebildet, dass sie beispielsweise das Relais 350r, der EIN-AUS-Betriebe als Reaktion auf die Öffnungs- und Schließbetriebe des Ventils 150a durchführt, oder der Hubsensor 450r aufweist, der das Verformungsverhalten des Ventilelements 150aa des Rückschlagventils 150a erfasst. Jedoch ist der Mechanismus nicht auf das Relais 350r oder den Hubsensor 450r beschränkt, sondern kann eine Vorrichtung sein, die eine andere als das Relais 350r oder der Hubsensor 450r ist, wie zum Beispiel eine Erfassungseinrichtung zum indirekten Erfassen des Zufuhrzustands des überschüssigen Kraftstoffs oder eine Erfassungseinrichtung zum direkten Erfassen des Zufuhrzustands des überschüssigen Kraftstoffs.
(3) In dem vorstehend beschrieben zehnten Ausführungsbeispiel weist der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 zwei Pfade, nämlich den ersten Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46a und den zweiten Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46b auf, wobei nur der zweite Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46b mit dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 des Überschusskraftstoffrückführventils 50 verbunden ist. Jedoch ist der Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 nicht auf die Bauart beschränkt, die zwei Pfade 46a und 46b aufweist, sondern kann eine Bauart mit drei oder mehreren Pfaden sein.
(4) In dem zehnten Ausführungsbeispiel wird der überschüssige Kraftstoff, der durch den Überschusskraftstoffrückführpfad 51 strömt, auf den Teilpfad 46b des Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfads 46 beschränkt, aber es gibt keine Beschränkung des zweiten überschüssigen Kraftstoffs, der durch den gesamten Nockenraumüberströmkraftstoffsammelpfad 46 strömt.
(5) In dem vorstehend beschrieben zwölften Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 60, bei dem die Richtung der Kraftstoffströmung zu dem Kraftstoffsammelrohr 15 auf die Vorwärtsrichtung eingerichtet ist, zwischen dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 und dem Kraftstoffsammelrohr 15 vorgesehen. Das Rückschlagventil 60 ist nicht auf das Rückschlagventil 60a mit dem Vorspannelement 60s beschränkt, sondern es kann ein Rückschlagventil sein, das das Vorspannelement nicht aufweist, und ein Begrenzungsventil, wie zum Beispiel eine Drossel zum Begrenzen der Strömung. Mit jedem der begrenzenden Ventilen (Drosseln) ist es möglich, eine Strömung des ersten überschüssigen Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffsammelrohr 15 strömt, zu dem Überschusskraftstoffrückführpfad 51 zu begrenzen.
(6) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, nimmt die Niederdruckpumpe 22 die Rotationskraft der Brennkraftmaschine zu der Antriebswelle 21 auf, saugt Kraftstoff an und beaufschlagt den Kraftstoff mit Vordruck. Die Antriebsquelle zum Bereitstellen der Rotationskraft für die Antriebswelle 21 zum Antreiben der Niederdruckpumpe 22 ist nicht auf die Brennkraftmaschine beschränkt, sondern kann ein Motor, wie zum Beispiel ein Elektromotor sein, der unabhängig von der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
(7) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ist die Schmierdrossel 32 in dem Nockenraumförderkraftstoffpfad 42b, 142b vorgesehen, der den Kraftstoff zu dem Nockenraum 35 zuführt. Die Konfiguration ist nicht auf die Bauart mit der Schmierdrossel in dem Nockenraumförderkraftstoffpfad beschränkt, sondern kann eine Bauart sein, die die Schmierdrossel nicht aufweist (siehe 21).

Diese Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und somit sollen Veränderungen, die nicht von dem Grundgedanken der Erfindung abweichen, innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung liegen. Solche Veränderungen sollen nicht als abweichend von dem Grundgedanken und dem Anwendungsbereich von der Erfindung angesehen werden.
Somit saugt die Niederdruckpumpe 22 Kraftstoff, der durch einen Filter 6 tritt, an und beaufschlagt den Kraftstoff mit Vordruck. Dann fördert eine Hochdruckpumpe 27 den Kraftstoff mit Druck zu einer Common-Rail 3. Einem Nockenraum 35 wird ein Teil des Kraftstoffs zugeführt, der von der Niederdruckpumpe 22 zugeführt wird. Ein Druckregulator 23 reguliert einen Förderdruck des Kraftstoffs, der von der Niederdruckpumpe 22 ausgestoßen wird. Ein Überschusskraftstoffsammeldurchgang 15, 16, 46 sammelt von dem Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 27 zu einem Kraftstoffinjektor 5 zugeführt wird, einen ersten überschüssigen Kraftstoff, der von dem Kraftstoffinjektor 5 überströmt, und einen zweiten überschüssigen Kraftstoff, der von dem Nockenraum 35 überströmt. Ein Rückführventil 9, 50 führt den überschüssigen Kraftstoff zu einem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter 6 und der Niederdruckpumpe 22 zurück, wenn ein Kraftstoffdruck auf dem halben Weg sich auf ein vorbestimmtes Niveau oder darunter verringert.

Claims

Kraftstoffzufuhreinheit (2) zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzufuhreinheit (2) Folgendes aufweist: einen Vordruckförderabschnitt (22), der den Kraftstoff ansaugt und dadurch mit Vordruck beaufschlagt, dass dieser durch eine Antriebswelle (21) der Brennkraftmaschine betrieben wird; einen Druckbeaufschlagungsabschnitt (27), der eine Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer (28), der den von dem Vordruckförderabschnitt (22) zugeführten Kraftstoff auf einen hohen Druck beaufschlagt, einen Nocken (21c), der durch die Drehung der Antriebswelle (21) gedreht wird, und einen Tauchkolben (27a) aufweist, der durch die Drehung des Nockens (21c) hin- und herbewegt wird, wobei ein Ende des Tauchkolbens (27a) sich in die Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer (28) erstreckt, um den Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer (28) unter Druck zuzuführen; einen Nockenraum (35), dem ein Teil des von dem Vordruckförderabschnitt (22) zugeführten Kraftstoffs zugeführt wird und der die Antriebswelle (21) sowie den Nocken (21c) aufnimmt; einen Druckregulator (23), der einen Förderdruck des von dem Vordruckförderabschnitt (22) zugeführten Kraftstoffs reguliert; einen Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46), der von dem von dem Druckbeaufschlagungsabschnitt (27) zu dem Kraftstoffinjektor (5) zugeführten Kraftstoff einen ersten überschüssigen Kraftstoff, der von dem Kraftstoffinjektor (5) überströmt, und einen zweiten überschüssigen Kraftstoff, der von dem Nockenraum (35) überströmt, sammelt; einen ersten Kraftstofffilter (6), der in einem Rohr zwischen dem Vordruckförderabschnitt (22) und einem Kraftstofftank (10) gelegen ist, von dem der Vordruckförderabschnitt (22) den Kraftstoff ansaugt; und eine Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung (9, 50, 150, 250, 350, 450, 550, 650, 750, 850), die den überschüssigen Kraftstoff zu einem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) zuführt, wenn ein Kraftstoffdruck zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) ein vorbestimmtes Niveau oder weniger erreicht hat.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 1, wobei dem Nockenraum (35) ein Teil des Kraftstoffs zugeführt wird, der druckentlastet ist und von dem Vordruckförderabschnitt (22) zugeführt wird.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung (9, 50, 450, 550, 650, 850) ein Ventil (50, 450, 450, 550, 650, 850) aufweist, das sich als Reaktion auf einen Differentialdruck zwischen einem Druck des überschüssigen Kraftstoffs und einem Kraftstoffdruck zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) öffnet und schließt; und wobei das Ventil (50, 450, 550, 650, 850) ein Rückschlagventil ist, das in einem Rückführpfad (51) gelegen ist, der von dem Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) zu dem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) abzweigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 1 oder 2 wobei: die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung (9, 150, 350, 750) ein Ventil (150, 350, 750) aufweist, das sich als Reaktion auf einen Differentialdruck zwischen einem atmosphärischen Druck und einem Kraftstoffdruck zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) öffnet und schließt; und wobei das Ventil (150, 350, 750) in einem Rückführpfad (51) gelegen ist, der den Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) zu dem halben Weg zwischen dem Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) abzweigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung (9, 250) ein Elektromagnetventil (250) aufweist, das zum Öffnen und Schließen als Reaktion auf einen Druck oder einen Differentialdruck antreibbar ist; und wobei das Ventil (250) in einem Rückführpfad (51) gelegen ist, der den Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) zu dem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) abzweigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner mit einer Drossel (151), die in einem Rückführpfad (51) gelegen ist, der den Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) zu dem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) abzweigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Ventil (50, 150, 250, 350, 450, 550, 650, 750, 850) darin mit einer Drossel (151, 550o, 650o) versehen ist, um eine Strömung des Kraftstoffs zu dem Rückführpfad (51) zu begrenzen.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei: das Ventil (50, 150, 250, 350, 450, 550, 650, 750, 850) ein Ventilelement (50a, 150a) aufweist, das ein Durchflussvolumen des Kraftstoffs, der zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) durch den Pfad strömt, steuert; und wobei das Ventilelement (50a, 150a) ein Obergrenzdurchflussvolumenregulierelement (750f) aufweist, das eine obere Grenze des Durchflussvolumen des Kraftstoffs begrenzt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung (9, 50, 150, 250, 350, 450, 550, 650, 750, 850) eine Alarmeinrichtung (9, 9e) aufweist, die einen Alarm für einen Insassen eines Fahrzeugs erzeugt, das mit der Brennkraftmaschine versehen ist, wenn der überschüssige Kraftstoff zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (2) zugeführt wurde.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei: der Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) einen ersten Überschusskraftstoffsammelpfad (15) zum Durchströmen des ersten überschüssigen Kraftstoffs und einem zweiten Überschusskraftstoffsammelpfad (46) zum Durchströmen des zweiten überschüssigen Kraftstoffs aufweist; und wobei der Rückführpfad (51) einen Teil des zweiten Überschusskraftstoffsammelpfads (46), der nicht mit dem ersten Überschusskraftstoffsammelpfad (15) vereinigt wird, zu dem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) abzweigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei: der Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) einen ersten Überschusskraftstoffsammelpfad (15), der eine Strömung des ersten überschüssigen Kraftstoffs gestattet, und einen zweiten Überschusskraftstoffsammelpfad (46) aufweist, der eine Strömung des zweiten überschüssigen Kraftstoffs gestattet; und wobei der Rückführpfad (51) zumindest ein Teil des zweiten Überschusskraftstoffsammelpfads (46) ist.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei: der Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) einen ersten Überschusskraftstoffsammelpfad (15) zum Durchströmen des ersten überschüssigen Kraftstoffs und einen zweiten Überschusskraftstoffsammelpfad (46) zum Durchströmen des zweiten überschüssigen Kraftstoffs aufweist; und wobei der Rückführpfad (51) einen Teil des ersten Überschusskraftstoffsammelpfads (15) und des zweiten Überschusskraftstoffsammelpfads (46), die miteinander vereinigt werden, zu dem halben Weg zwischen dem ersten Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) abzweigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 10, des weiteren mit einem Begrenzungsventil (60), das eine Strömung des ersten überschüssigen Kraftstoffs zu dem Rückführpfad (51) begrenzt und das zwischen dem Rückführpfad (51) und dem ersten Überschusskraftstoffsammelpfad (15) vorgesehen ist.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner mit einem zweiten Kraftstofffilter (106), der den von dem Vordruckförderabschnitt (22) zugeführten Kraftstoff filtert.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 14, ferner mit einem Ansaugsteuerventil (25), das stromabwärts von dem Vordruckförderabschnitt (22) vorgesehen ist und das ein Volumen des Kraftstoffs reguliert, der von dem Vordruckförderabschnitt (22) zu dem Druckförderabschnitt zugeführt wird, wobei der zweite Kraftstofffilter (106) an einem Pfad zwischen dem Vordruckförderabschnitt (22) und dem Ansaugsteuerventil (25) gelegen ist.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 14 oder 15, ferner mit einem Ablassventil (162) zwischen dem Vordruckförderabschnitt (22) und dem zweiten Kraftstofffilter (106), wobei das Ablassventil (162) den Kraftstoffdruck, der an dem zweiten Kraftstofffilter (6) wirkt ablässt, wenn ein Kraftstoffdruck, der an dem zweiten Kraftstofffilter (6) wirkt, einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß Anspruch 16, wobei: der überschüssige Kraftstoff, der in dem Überschusskraftstoffsammeldurchgang (15, 16, 46) gesammelt wird, ein dritter überschüssiger Kraftstoff ist, ein Teil des Kraftstoffs ist, der aus dem Ablassventil (162) strömt, der von dem Vordruckförderabschnitt (22) zu dem zweiten Kraftstofffilter (6) gesammelt wird; und wobei die Überschusskraftstoffzufuhreinrichtung (9, 350) den dritten überschüssigen Kraftstoff zwischen dem Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) zuführt, wenn der Kraftstoffdruck zwischen dem Kraftstofffilter (6) und dem Vordruckförderabschnitt (22) das vorbestimmte Niveau erreicht hat.
Kraftstoffzufuhreinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Kraftstoffzufuhreinheit (2) zum Zuführen eines Kraftstoffs zu einer Common-Rail (3) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei der zweite überschüssige Kraftstoff ein überschüssiger Kraftstoff von zumindest einem von dem Kraftstoffinjektor (5) und von der Common-Rail (3) ist.