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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Hochdruckpumpe mit einer Kompressionskammer und einer Kraftstoffkammer am gegenüberliegenden Ende eines Tauchkolbens. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Hochdruckpumpe, in der sich ein Tauchkolben bewegt, um Kraftstoff aus einer Einlasskammer in eine Kompressionskammer zu ziehen bzw. zu saugen, in der der Kraftstoff unter Verwendung des Tauchkolbens mit Druck beaufschlagt wird.
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Verfahren zum Steuern einer Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sind in
JP 2002-054531 A und
JP 2003-035239 A (
US 2003/0017069 A1 ,
US 2004/0096346 A1 ) offenbart. Bei diesen Hochdruckpumpen wird Kraftstoff von einer Niederdruckpumpe oder Ähnlichem in eine Einlasskammer durch einen Kraftstoffeinlass eingeführt. Ein Tauchkolben bewegt sich vor und zurück, um dadurch Kraftstoff aus der Einlasskammer in eine Kompressionskammer zu pumpen.
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Der Tauchkolben bewegt sich in einem Einlasstakt nach unten, um Kraftstoff aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer zu ziehen bzw. zu saugen. Wenn eine Menge Kraftstoff, die aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen wird, sich in dem Einlasstakt vergrößert, kann sich der Druck in der Einlasskammer verringern. Wenn insbesondere eine Menge Kraftstoff, die aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, sich vergrößert, kann der Durchmesser des Tauchkolbens vergrößert werden oder kann sich der hin- und hergehende Hub des Tauchkolbens vergrößern. In diesen Fällen kann sich eine Menge Kraftstoff, der aus der Einlasskammer in die Druckbeaufschlagungskammer gezogen wird, vergrößern. Als Folge besteht die Möglichkeit, dass sich der Druck in der Einlasskammer verringert. Zusätzlich vergrößert sich die Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens, wenn sich eine Drehzahl der Hochdruckpumpe erhöht. In diesem Fall kann eine Menge Kraftstoff, der aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen wird, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt, eine Menge Kraftstoff übersteigen, die von der Niederdruckpumpe in die Einlasskammer eingeführt wird. Als Folge besteht die Möglichkeit, dass sich der Druck in der Einlasskammer verringert.
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Unter dieser Bedingung kann, wenn der Druck in der Einlasskammer sich bei dem Einlasstakt verringert, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt, der Kraftstoff nicht ausreichend aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen werden. Folglich kann eine Menge Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, unzureichend werden.
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Wenn ferner Kraftstoff von der Kompressionskammer in die Einlasskammer zurückkehrt, wenn der Tauchkolben sich nach oben bewegt, kann der Druck in der Einlasskammer sich vergrößern. Wenn der Tauchkolben die Hin- und Herbewegung wiederholt, kann der Druck in der Einlasskammer schwanken und eine Pulsation verursachen. Wenn eine Menge Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, sich vergrößert oder wenn die Anzahl der Umdrehungen der Hochdruckpumpe sich erhöht, kann eine Pulsation des Drucks in der Einlasskammer weitergehend angeregt werden. Unter dieser Bedingung kann Kraftstoff nicht ausreichend aus der Einlasskammer in die Kompressionskammer gezogen werden, wenn die Pulsation des Drucks in der Einlasskammer übermäßig auftritt. Demgemäß kann der Kraftstoff nicht ausreichend von der Einlasskammer in die Kompressionskammer zugeführt werden. Als Folge kann eine Menge Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe ausgestoßen wird, unzureichend werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Hochdruckpumpe bereitzustellen, mit dem ein Fluid ausreichend aus einer Einlasskammer in eine Kompressionskammer zugeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Steuern einer Hochdruckpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß kann beschränkt werden, dass eine Menge Kraftstoff, der in die Kompressionskammer strömt, übermäßig unzureichend wird aufgrund der Verringerung des Drucks in der Einlasskammer. Ferner kann eine Pulsation des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer verringert werden, so dass eine Veränderung der Bauteile reduziert werden kann.
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Die vorstehend genannte und andere Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar.
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1A ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe zeigt, und 1B ist eine schematische Unteransicht, die einen Anschlag eines Steuerventils zeigt, wenn der Anschlag von der Seite eines Tauchkolbens betrachtet wird, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die die Hochdruckpumpe in einem Einlasstakt gemäß dem ersten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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3 ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem zweiten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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4 ist eine schematische Querschnittseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem dritten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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5 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem vierten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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6 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
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7 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem fünften Erläuterungsbeispiel zeigt;
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8 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem sechsten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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9 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem siebten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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10 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem achten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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11 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem neunten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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12 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem zehnten Erläuterungsbeispiel zeigt;
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13 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem elften Erläuterungsbeispiel zeigt;
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14 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einem zwölften Erläuterungsbeispiel zeigt;
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15 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß dem zwölften Erläuterungsbeispiel zeigt;
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16 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß einer ersten Abwandlung des zwölften Erläuterungsbeispiels zeigt;
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17 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß einer zweiten Abwandlung des zwölften Erläuterungsbeispiels zeigt;
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18 ist eine schematische Ansicht, die einen Anschlag des Tauchkolbens gemäß einer dritten Abwandlung des zwölften Erläuterungsbeispiels zeigt;
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19 ist eine schematische Auerschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer ersten Abwandlung des ersten Erläuterungsbeispiels zeigt; und
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20 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer zweiten Abwandlung des ersten Erläuterungsbeispiels zeigt.
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(Erstes Erläuterungsbeispiel)
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Wie in 1A gezeigt ist, führt eine Hochdruckpumpe 10 Kraftstoff in einen Injektor einer Brennkraftmaschine, wie z.B. eines Dieselverbrennungsmotors und eines Benzinverbrennungsmotors zu. Ein Tauchkolben 14 hat einen Gleitabschnitt 15 und einen kleindurchmessrigen Abschnitt 16. Der Tauchkolben 14 hat einen Aufbau mit einem nicht einheitlichen Durchmesser. Insbesondere hat der kleindurchmessrige Abschnitt 16 einen Durchmesser, der geringer als der Durchmesser des Gleitabschnitts 15 ist. Der Gleitabschnitt 15 und der kleindurchmessrige Abschnitt 16 haben eine Stufe 17 dazwischen. Der Gleitabschnitt 15 wird gleitfähig in einem Zylinder 22 gestützt. Der kleindurchmessrige Abschnitt 16 ist an der entgegengesetzten Seite einer Kompressionskammer 304 mit Bezug auf den Gleitabschnitt 15 angeordnet. Der Umfang des kleindurchmessrigen Abschnitts 16 ist mit einer Öldichtung 19 abgedichtet. Die Öldichtung 19 dient als Abdichtungselement. Der kleindurchmessrige Abschnitt 16 des Tauchkolbens 14 steht in Kontakt mit einem Mitnehmer 12. Der Mitnehmer 12 wird auf dem Nocken 2 durch die Elastizität einer Feder 18 vorgespannt, so dass die Bodenfläche des Mitnehmers 12 an dem Nocken 2 gleitet, wenn der Nocken 2 sich dreht. Daher läuft der Tauchkolben 14 gemeinsam mit dem Mitnehmer 12 hin und her, wenn sich der Nocken 2 dreht.
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Ein Pumpengehäuse 20 hat einen Zylinder 22, der den Tauchkolben 14 stützt, so dass der Tauchkolben 14 sich in dem Zylinder 22 vor und zurück bewegen kann. Das Pumpengehäuse 20 hat einen Einlassdurchgang (Fluideinlass) 300. Eine Einlasskammer 302, die Kompressionskammer 304, eine Kraftstoffkammer (Fluidkammer) 308 und einen Verbindungsdurchgang 310. Kraftstoff wird von einer Niederdruckpumpe in die Einlasskammer 302 der Hochdruckpumpe 10 durch den Einlassdurchgang 300 zugeführt. Der Einlassdurchgang 300 dient als Kraftstoffdurchgang.
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Die Einlasskammer 302 steht in Verbindung mit der Kompressionskammer 304 durch ein Verbindungsloch 306 unter der Bedingung, dass ein Ventilelement (Stopfen) 32 von einem Ventilsitz 35 in einem Steuerventil 30 abgehoben ist. Das Verbindungsloch 306 ist an dem inneren Umfang des Ventilsitzes 35 des Steuerventils 30 ausgebildet. Die Kraftstoffkammer 308 ist von der Kompressionskammer 304 über ein Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem Zylinder 22 unterteilt. Die Kraftstoffkammer 308 ist ein unterer Raum, der an der Unterseite der Stufe 17 ausgebildet ist. Die Kraftstoffkammer 308 ist um den kleindurchmessrigen Abschnitt 16 in einem Raum zwischen dem Gleitteil, das zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem Zylinder 22 ausgebildet ist, und der Öldichtung 19 ausgebildet ist. Die Oberseite der Kraftstoffkammer 308 ist dicht über das Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem Zylinder 22 abgedichtet. Die Einlasskammer 302 steht in Verbindung mit einer Kraftstoffkammer 308 durch einen Verbindungsdurchgang 310. Die Verbindungskammer 310 ist ein Ausstoßdurchgang, durch den Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kraftstoffkammer 308 ausgestoßen wird.
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Das Steuerventil 30 ist aus dem Ventilelement 32, der Feder 33, einer Spule 34, dem Ventilsitz 35 und einem Anschlag 40 konstruiert. Der Anschlag 40 ist an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffs mit Bezug auf das Ventilelement 32 in einem Einlasstakt angeordnet, wie in 2 gezeigt ist.
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Wie in 1B gezeigt ist, hat der Außenumfang des Anschlags 40 vier Nuten, so dass der Anschlag 40 und der Innenumfang des Pumpengehäuses 20 dazwischen Kraftstoffdurchgänge 42 ausbilden. Das Ventilelement 32 ist zu der Seite des Anschlags 40 durch die Elastizität der Feder 33 vorgespannt. Das Ventilelement 32 wird nämlich so vorgespannt, dass das Ventilelement 32 von dem Ventilsitz 35 abgehoben wird. Wenn der Spule 34 Elektrizität zugeführt wird, wird das Ventilelement 32 an den Ventilsitz 35 durch eine magnetische Anziehungskraft entgegen der Elastizität der Feder 33 angesetzt. Wenn das Ventilelement 32 an dem Ventilsitz 35 angesetzt ist, wird das Verbindungsloch 306 blockiert, so dass die Einlasskammer 302 von der Kompressionskammer 304 blockiert wird.
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Ein Niederdruckdämpfer 50 hat ein Dämpfungselement, wie z.B. eine Membran, darin, um dadurch eine Pulsation in dem Einlassdurchgang 300 und der Einlasskammer 302 zu verringern. Ein Ausstoßventil 60 hat eine Kugel 62, die von einem Sitz 64 entgegen einer Elastizität der Feder 63 abgehoben wird, wenn der Druck in der Kompressionskammer 304 größer als ein vorbestimmter eingerichteter Wert wird. Wenn die Kugel 62 von dem Sitz 64 abgehoben wird, wird Kraftstoff in der Kompressionskammer 304 aus dem Ausstoßventil 60 ausgestoßen.
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Als nächstes wird der Betrieb der Hochdruckpumpe 10 beschrieben.
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Zuerst wird ein Einlasstakt beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt ist, bewegt sich der Tauchkolben 14 von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt nach unten, wenn sich der Nocken 2 dreht. Unter dieser Bedingung wird die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 beendet, daher wird das Ventilelement 32 von dem Ventilsitz 35 nach unten in 2 durch die Elastizität der Feder 33 abgehoben, so dass die Einlasskammer 302 in Verbindung der Kompressionskammer 304 durch das Verbindungsloch 306 steht. Somit wird Kraftstoff von der Einlasskammer 306 in die Kompressionskammer 304 gezogen, wenn sich der Tauchkolben 14 in eine Saugrichtung nach unten bewegt.
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Wenn sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt, bewegt sich die Stufe des Tauchkolbens 14, die zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 16 ausgebildet ist, zu der Seite der Kraftstoffkammer 308, so dass das Volumen der Kraftstoffkammer 308 sich verringert. Wenn sich das Volumen der Kraftstoffkammer 308 verringert, wird Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 308 in den Verbindungsdurchgang 310 gepresst, so dass der Kraftstoff von dem Verbindungsdurchgang 310 in die Einlasskammer 302 eingeführt wird.
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Wenn Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 gezogen wird, wenn sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt, wird Kraftstoff von der Kraftstoffkammer 308 in die Einlasskammer 302 durch den Verbindungsdurchgang 310 eingeführt. Daher kann die Verringerung des Drucks in der Einlasskammer 302 in dem Einlasstakt verringert werden. Somit kann begrenzt werden, dann eine Menge Kraftstoff, der in die Kompressionskammer 304 strömt, aufgrund einer Verringerung des Drucks in der Einlasskammer 302 unzureichend wird.
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Als nächstes wird ein Rückführtakt beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 1A bleibt das Ventilelement 32 von dem Ventilsitz 35 durch die Elastizität der Feder 33 während einer Dauer abgehoben, in der die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 beendet ist, wenn sich der Tauchkolben 14 von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt nach oben bewegt. Daher kehrt der Kraftstoff in der Kompressionskammer 305 in die Einlasskammer 302 durch das Verbindungsloch 306 zurück, wenn sich der Tauchkolben 14 nach oben bewegt. Unter dieser Bedingung bewegt sich die Stufe 17, die zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem kleindurchmesssrigen Abschnitt 16 ausgebildet ist, nach oben, so dass sich das Volumen der Kraftstoffkammer 308 vergrößert. Somit wird Kraftstoff, der von der Kompressionskammer 305 in die Einlasskammer 302 zurückkehrt, teilweise in die Kraftstoffkammer 308 durch den Verbindungsdurchgang 310 ausgestoßen.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn Kraftstoff von der Kompressionskammer 304 in die Einlasskammer 302 zurückkehrt, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt, Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kraftstoffkammer 308 durch den Verbindungsdurchgang 310 ausgestoßen. Somit kann eine Erhöhung des Drucks in der Einlasskammer 302 aufgrund der Bewegung des Tauchkolbens 14 nach oben verringert werden.
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Als nächstes wird ein Kompressionstakt beschrieben.
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Wenn der Spule 34 in dem Rückführtakt Elektrizität zugeführt wird, wird das Ventilelement 32 durch eine magnetische Anziehungskraft gegen die Elastizität der Feder 33 angezogen, so dass das Ventilelement 32 an den Ventilsitz 35 angesetzt wird. Unter dieser Bedingung wird das Verbindungsloch 306 geschlossen, so dass die Einlasskammer 302 von der Kompressionskammer 304 blockiert wird. Kraftstoff in der Kompressionskammer 304 wird mit Druck beaufschlagt, wenn sich der Tauchkolben 14 in eine Druckbeaufschlagungsrichtung nach oben bewegt, so dass der Druck des Kraftstoffs sich in der Kompressionskammer 304 erhöht. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 304 größer als ein vorbestimmter Druck wird, wird die Kugel 62 von dem Ventilsitz 34 gegen die Elastizität der Feder 63 abgehoben, so dass das Ausstoßventil 60 den Strömungsdurchgang darin öffnet. Somit wird in der Kompressionskammer 304 druckbeaufschlagter Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 10 ausgestoßen.
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Eine Zeitabstimmung, mit der die Elektrizität der Spule 34 zum Öffnen des Steuerventils 30 zugeführt wird, wird so gesteuert, dass eine Menge Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 10 ausgestoßen wird, wenn sich der Tauchkolben 14 nach oben bewegt, gesteuert wird. Der Einlasstakt, der Rückführtakt und der Kompressionstakt werden wiederholt, so dass die Hochdruckpumpe 10 das Ansaugen des Kraftstoffs und das Ausstoßen des druckbeaufschlagten Kraftstoffs wiederholt.
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In diesem Erläuterungsbeispiel, wie in 2 Bezug genommen ist, wird Kraftstoff von der Kraftstoffkammer 308 in die Einlasskammer 302 in den Einlasstakt eingeführt, so dass eine Verringerung des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 verringert wird. In diesem Betrieb kann begrenzt werden, dass eine Menge Kraftstoff, die in die Kompressionskammer 304 strömt, aufgrund der Verringerung des Drucks in der Einlasskammer 302 in dem Einlasstakt unzureichend wird. Somit kann eine ausreichende Menge Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 zugeführt werden.
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Zusätzlich wird unter Bezugnahme auf 1A Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kraftstoffkammer 308 in den Rückführtakt ausgestoßen, so dass eine Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 verringert werden kann. Hier kann eine Pulsation, die durch Wiederholen der Bewegung des Tauchkolbens 14 nach oben in 1A und des Bewegens des Tauchkolbens 14 nach unten in 2 verursacht wird, in der Einlasskammer 302 verringert werden. Wenn die Pulsation in der Einlasskammer 302 verringert wird, kann begrenzt werden, dass eine Menge Kraftstoff, die in dem Einlasstakt von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 strömt, unzureichend wird. Somit kann eine ausreichende Menge Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 zugeführt werden.
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Ferner wird eine Pulsation des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 reduziert, so dass eine Veränderung des Drucks, der auf ein Kraftstoffrohr an der Seite des Niederdruckdämpfers 50 und die Einlasskammer 302 aufgebracht wird, verringert werden kann. Werden Bauteile, wie z.B. der Niederdruckdämpfer 50 und das Kraftstoffrohr vor einer Beschädigung geschützt. Zusätzlich kann eine Schwingung in dem Kraftstoffrohr verringert werden, so dass begrenzt werden kann, dass sich ein Stützelement des Kraftstoffrohrs lockert oder vor einer Beschädigung geschützt wird.
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Ferner ist die Kraftstoffkammer um den kleindurchmessrigen Abschnitt des Tauchkolbens unter Verwendung eines Totraums zwischen dem kleindurchmessrigen Abschnitt und dem Hohlraum de Zylinders ausgebildet. Daher wird der Totraum effizient genutzt, so dass beschränkt werden kann, dass die Hochdruckpumpe überdimensioniert wird.
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(Zweites, Drittes und Viertes Erläuterungsbeispiel)
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Wie in 3 gezeigt ist, ist bei einer Hochdruckpumpe 70 des zweiten Erläuterungsbeispiels eine ringförmige Platte 72 an der Seite des Zylinders 22 mit Bezug auf die Öldichtung 19 vorgesehen. Die ringförmige Platte 72 umgibt radial den kleindurchmessrigen Abschnitt 16 des Tauchkolbens 14. Der Innenumfang der ringförmigen Platte 72 und der Außenumfang des kleindurchmessrigen Abschnitts 16 bilden einen Spalt 74 dazwischen, so dass die Platte 72 den Hin- und Herlauf des kleindurchmessrigen Abschnitts 16 nicht stört. Bei diesem Aufbau kann auch dann, wenn Staub in dem Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem Zylinder 22 durch den Gleitvorgang dazwischen ausgebildet wird, der Spalt 74 beschränken, dass dieser Staub in einen anderen Gleitteilbeispiel zwischen der Öldichtung 19 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 16 eindringt. Somit kann die Öldichtung 19 vor einer Beschädigung geschützt werden.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist bei einer Hochdruckpumpe 80 des dritten Erläuterungsbeispiels ein Filter 82 auf halbem Weg über den Verbindungsdurchgang 310 vorgesehen, um Fremdstoffe zu entfernen. Der Filter 82 begrenzt, dass Fremdstoffe, die in dem in die Hochdruckpumpe 80 zugeführten Kraftstoff enthalten sind, in den Gleitteil zwischen der Öldichtung 18 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 16 eindringen. Bei diesem Aufbau kann die Öldichtung 19 davor geschützt werden, aufgrund des Eindringens von Fremdstoffen beschädigt zu werden.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist bei einer Hochdruckpumpe 90 des vierten Erläuterungsbeispiels die Kraftstoffkammer 308 auf halbem Weg über den Verbindungsdurchgang 310 ausgebildet, anstatt dass sie um den kleindurchmessrigen Abschnitt 16 des Tauchkolbens 14 ausgebildet ist. Die Kraftstoffkammer 308 steht in Verbindung mit einem unteren Raum 312, der an der Unterseite der Stufe 17 zwischen dem Gleitabschnitt 15 und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 16 gelegen ist. Bei diesem Aufbau kann auch dann, wenn die Lage der Kraftstoffkammer 308 geändert wird, eine Verringerung des Drucks des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 verringert werden und kann ähnlich wie bei dem ersten Erläuterungsbeispiel eine Pulsation, die sich in dem Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 ergibt, wenn der Tauchkolben 14 hin- und herläuft, verringert werden.
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(Ausführungsbeispiel)
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Wie in 6 gezeigt ist, wird bei einer Hochdruckpumpe 100 des Ausführungsbeispiels ein Ventilelement 104 eines Steuerventils 102 zu dem Ventilsitz 106 durch die Elastizität der Feder 33 vorgespannt. Wenn die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 beendet wird, wird das Ventilelement 104 auf den Ventilsitz 106 durch die Elastizität der Feder 33 aufgesetzt, so dass das Verbindungsloch 306, das in dem Innenumfang des Ventilsitzes 106 ausgebildet ist, geschossen wird. Somit wird die Einlasskammer 302 von der Kompressionskammer 304 blockiert. Wenn die Elektrizität zu der Spule 34 zugeführt wird, wird das Ventilelement 104 durch die magnetische Anziehungskraft gegen die Elastizität der Feder 33 angezogen, so dass das Ventilelement 104 von dem Ventilsitz 106 abgehoben wird. Somit steht die Einlasskammer 302 in Verbindung mit der Kompressionskammer 204.
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Ein Einlassventil 110 ist in einem Einlassdurchgang 314 vorgesehen, der die Einlasskammer 302 mit der Kompressionskammer 304 verbindet. Das Einlassventil 110 hat eine Kugel 112, die durch eine Feder 113 zu einem Sitz 114 vorgespannt wird. Das Einlassventil 110 ist ein Rückschlagventil, das gestattet, dass Kraftstoff von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 strömt, und das unterbindet, dass Kraftstoff von der Kompressionskammer 304 in die Einlasskammer 302 strömt.
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Als nächstes wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe 100 beschrieben.
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Zuerst wird der Einlasstakt der Hochdruckpumpe 100 beschrieben. Wenn sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt und sich der Druck in der Kompressionskammer 304 verringert, wird die Kugel 112 des Einlassventils 110 von dem Sitz 114 gegen die Elastizität der Feder 113 aufgehoben. Unter dieser Bedingung wird Kraftstoff in der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 durch den Einlassdurchgang 314 angesaugt. Der Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 308 wird in die Einlasskammer 302 durch den Verbindungsdurchgang 310 eingeführt, wenn sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Kraftstoff in der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 durch das Einlassventil 110 in den Einlasstakt gesaugt werden. Daher kann das Steuerventil 102 sich entweder in einem Öffnungszustand oder einem Schließzustand befinden.
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Als nächstes wird der Rückführtakt beschrieben.
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Wenn der Tauchkolben 14 beginnt sich nach oben von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt in dem Rückführtakt zu bewegen, wird der Spule 34 Elektrizität zugeführt, so dass das Ventilelement 32 von dem Ventilsitz 106 abgehoben wird. In diesem Betrieb kehrt auch dann, wenn der Tauchkolben 14 sich nach oben bewegt, Kraftstoff in der Kompressionskammer 304 in die Einlasskammer 302 durch das Verbindungsloch 306 zurück. Zusätzlich wird der Kraftstoff, der in die Einlasskammer 302 zurückkehrt, in die Kraftstoffkammer 308 durch den Verbindungsdurchgang 310 zugeführt.
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Als nächstes wird der Kompressionstakt beschrieben.
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Wenn die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 in dem Rückführtakt beendet wird, wird das Ventilelement 104 an den Ventilsitz 106 durch die Elastizität der Feder 33 angesetzt, so dass das Verbindungsloch 306 geschlossen wird und die Einlasskammer 302 von der Kompressionskammer 304 blockiert wird. Ein Einstelldruck, bei dem sich das Steuerventil 102 öffnet, ist so vorbestimmt, dass er größer als ein Einstelldruck ist, bei dem sich das Ausstoßventil 60 öffnet. Wenn sich der Tauchkolben 14 nach oben bewegt, wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 304 größer als der Einstelldruck des Ausstoßventils 60 wird, öffnet sich das Ausstoßventil 60. Unter dieser Bedingung bleibt das Steuerventil 102 geschlossen. Daher wird, wenn sich das Ausstoßventil 60 öffnet, der in der Kompressionskammer 304 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe 100 durch das Ausstoßventil 60 ausgestoßen.
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(Fünftes Erläuterungsbeispiel)
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Wie in 7 gezeigt ist, weist eine Hochdruckpumpe 120 des fünften Erläuterungsbeispiels ein Steuerventil 122 auf, bei dem eine Bodenwand eines becherförmigen Ventilelements 126 an der Oberseite von 7 sich mit einem spitzen Ende einer Welle 124 verbindet. Eine Feder 128 spannt das Ventilelement 126 in eine Richtung vor, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung ist, in die die Feder 33 das Ventilelement 126 vorspannt. Die Elastizität der Feder 33 ist so eingestellt, dass sie größer als eine Elastizität der Feder 128 ist, so dass das Ventilelement 126 von dem Ventilsitz 35 abgehoben wird, wenn die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 beendet wird.
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Wenn der Spule 34 die Elektrizität unter einer Bedingung zugeführt wird, in der der Tauchkolben 14 sich nach oben bewegt, wird die Welle 124 nach oben durch die magnetische Anziehungskraft angezogen, die durch die Spule 34 erzeugt wird. Unter dieser Bedingung wird das Ventilelement 126 durch die Elastizität der Feder 128 gemeinsam mit der magnetischen Anziehungskraft der Spule 34 nach oben vorgespannt, so dass das Ventilelement 126 auf den Ventilsitz 35 aufgesetzt wird. Somit wird Kraftstoff in der Kompressionskammer 304 mit Druck beaufschlagt.
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(Sechstes Erläuterungsbeispiel)
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Wie in 8 gezeigt ist, hat eine Hochdruckpumpe 130 ein Steuerventil 132, bei dem eine Spule 34 um den äußeren Umfang des Anschlags 40 angeordnet ist. Der Anschlag 40 ist aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Das Ventilelement 126 ist beispielsweise aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet. Alternativ kann das Ventilelement 126 beispielsweise aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet werden, der mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist.
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Die Feder 128 spannt das Ventilelement 126 zu dem Ventilsitz 35 nach oben in 8 vor. Wenn der Spule 34 Elektrizität zugeführt wird, erzeugen das Ventilelement 126 und der Anschlag 40 eine magnetische Anziehungskraft dazwischen in eine Richtung, die im Wesentlichen entgegen gesetzt zu der Richtung ist, in die die Feder 128 das Ventilelement 126 vorspannt.
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Als nächstes wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe 130 beschrieben.
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Zuerst wird ein Einlasstakt der Hochdruckpumpe 130 beschrieben. Wenn der Tauchkolben 14 sich nach unten bewegt und der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 304 sich verringert, ändert sich ein Differentialdruck zwischen der Einlasskammer 302 und der Kompressionskammer 304. Dieser Differentialdruck wird auf das Ventilelement 126 aufgebracht. Die Einlasskammer 302 liegt an der stromaufwärtigen Seite des Ventilelements 126. Die Kompressionskammer 304 liegt an der stromabwärtigen Seite des Ventilelements 126. Unter dieser Bedingung wird der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 304 auf das Ventilelement 126 als Ansetzkraft nach oben in 8 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement 126 auf den Ventilsitz 35 angesetzt wird. Zusätzlich wird der Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 auf das Ventilelement 126 als Hubkraft nach unten in 8 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement 126 von dem Ventilsitz 35 abgehoben wird. Wenn die Summe der Aufsetzkraft und der Vorspannkraft der Feder 128, die auf das Ventilelement 126 nach oben in 8 aufgebracht werden, geringer als die Hubkraft, wird, die auf das Ventilelement 126 nach unten in 8 aufgebracht wird, wird das Ventilelement 126 von dem Ventilsitz 35 abgehoben und bewegt sich zu dem Anschlag 40. Somit wird Kraftstoff aus der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 gesaugt. Auch unter der Bedingung, dass das Ventilelement 126 sich zu dem Anschlag 40 bewegt und das Ventilelement 126 an den Anschlag 40 anstößt, sind die Kraftstoffdurchgänge 42 um den Abschnitt ausgebildet, an dem das Ventilelement 126 in Kontakt mit dem Anschlag 40 gelangt. Daher wird der Kraftstoff in die Kompressionskammer 304 durch den Kraftstoffdurchgang 42 zugeführt. Die Kompressionskammer 304 liegt an der entgegengesetzten Seite von dem Ventilelement 126 mit Bezug auf den Anschlag 40. Der Spule 34 wird Elektrizität unter einer Bedingung zugeführt, dass der Anschlag 40 in Kontakt mit dem Ventilelement 126 steht, bevor der Tauchkolben 14 seinen unteren Totpunkt erreicht. Unter dieser Bedingung gelangt der Anschlag 40 in Kontakt mit dem Ventilelement 126. Daher kann auch dann, wenn die magnetische Anziehungskraft gering ist, das Steuerventil 132 unter der Bedingung offen gehalten werden, dass das Ventilelement 126 an den Anschlag 40 stößt.
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Als nächstes wird der Rückführtakt beschrieben.
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Die der Spule 34 zugeführte Elektrizität wird aufrechterhalten, so dass der Anschlag 40 und das Ventilelement 126 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft erzeugen, auch wenn der Tauchkolben 14 beginnt sich von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt nach oben zu bewegen.
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Daher wird das Ventilelement 126 in Anstoß an dem Anschlag 40 gehalten, so dass das Ventilelement 126 das Verbindungsloch 306 offen hält. In diesem Betrieb wird Kraftstoff durch den Tauchkolben 14 geschoben, wenn sich der Tauchkolben 14 nach oben bewegt, und kehrt der Kraftstoff, der durch den Tauchkolben 14 geschoben wird, in die Einlasskammer 302 durch das Verbindungsloch 306 zurück.
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Als nächstes wird der Kompressionstakt beschrieben.
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Die Ansetzkraft wird auf das Ventilelement 126 durch den Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 304 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement 126 auf den Ventilsitz 35 angesetzt wird. Zusätzlich wird die Hubkraft auf das Ventilelement 126 durch den Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 in die Richtung aufgebracht, in die das Ventilelement 126 von dem Ventilsitz 35 abgehoben wird.
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Wenn unter dieser Bedingung die Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 in dem Rückführtakt anhält, führen das Ventilelement 126 und der Anschlag 400 auf, die magnetische Anziehungskraft dazwischen zu erzeugen. Daher wird die Summe der Ansetzkraft, die auf das Ventilelement 126 aufgebracht wird, und der Elastizität der Feder 128, die nach oben in 8 aufgebracht wird, größer als die Hubkraft, die auf das Ventilelement 126 nach unten in 8 aufgebracht wird. Daher wird das Ventilelement 126 auf den Ventilsitz 35 durch einen Differentialdruck angesetzt, der auf das Ventilelement 126 aufgebracht wird, so dass das Verbindungsloch 306 blockiert wird. Unter dieser Bedingung wird, wenn der Tauchkolben 14 sich weitergehend nach oben zu seinem oberen Totpunkt bewegt, Kraftstoff in der Kompressionskammer 304 mit Druck beaufschlagt, so dass der Druck des Kraftstoffs ansteigt. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 304 größer als ein vorbestimmter Druck wird, wird die Kugel 62 von dem Sitz 64 gegen die Elastizität der Feder 63 abgehoben, so dass das Ausstoßventil 60 den Strömungsdurchgang darin öffnet. Somit wird in der Kompressionskammer 304 mit Druck beaufschlagter Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe 130 durch das Ausstoßventil 60 ausgestoßen.
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(Siebtes, Achtes und Neuntes Erläuterungsbeispiel)
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In den siebten, achten und neunten Erläuterungsbeispielen ist zumindest entweder die Gestalt des Ventilelements des Steuerventils oder die Gestalt des Anschlags in der Hochdruckpumpe unterschiedlich von denjenigen des sechsten Erläuterungsbeispiels.
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Wie in den 9, 10 und 11 gezeigt ist, sind Anschläge 146, 40, 166 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Ventilelemente 144, 154 und ein zylindrisches Element 165 sind beispielsweise aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet. Alternativ können die Ventilelemente 144, 154 und das zylindrische Element 165 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet werden, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Daher erzeugen, wie in 9 gezeigt ist, wenn der Spule 142 Elektrizität zugeführt wird, der Anschlag 146 und das Ventilelement 144 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft. Zusätzlich erzeugen, wie in 10 gezeigt ist, wenn der Spule 152 Elektrizität zugeführt wird, der Anschlag 40 und das Ventilelement 154 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft. Zusätzlich erzeugen, wie in 11 gezeigt ist, wenn der Spule 162 Elektrizität zugeführt wird, der Anschlag 166 und das zylindrische Element 165 eine magnetische Anziehungskraft dazwischen.
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Unter Bezugnahme auf 9 hat bei einer Hochdruckpumpe 140 in dem siebten Erläuterungsbeispiel der Anschlag 146 eines Steuerventils 142 einen Vorsprungabschnitt und hat das Ventilelement 144 einen weiteren Vorsprungabschnitt. Der Vorsprungabschnitt des Anschlags 146 und der Vorsprungabschnitt des Ventilelements 144 liegen einander gegenüber und können in Kontakt miteinander gelangen.
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Unter Bezugnahme auf 10 hat bei einer Hochdruckpumpe 150 in dem achten Erläuterungsbeispiel ein Ventilelement 154 eines Steuerventils 152 im Wesentlichen eine Bechergestalt, die einen Flansch hat, der sich nach außen an der Öffnungsseite davon an der Unterseite in 10 erstreckt. Das Ventilelement 154 liegt dem Anschlag 40 an seiner Öffnungsseite gegenüber. In diesem Aufbau kann das Ventilelement 154 an den Anschlag 40 über die Fläche um den Flansch des Ventilelements 154 anstoßen. Das Ventilelement 154 hat den Flansch, über den das Ventilelement 154 an den Anschlag 40 anstößt, so dass die Oberfläche, über die das Ventilelement 154 an den Anschlag 40 anstößt, groß wird. Daher kann beschränkt werden, dass das Ventilelement 154 unter einer Bedingung geneigt wird, in der das Ventilelement 154 an den Anschlag 40 anstößt.
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Unter Bezugnahme auf 11 hat bei einer Hochdruckpumpe 160 in einem neunten Erläuterungsbeispiel der Anschlag 166 eines Steuerventils 162 einen Einschnitt, der die Feder 128 aufnimmt. Eine Kugel 164 und das zylindrische Element 165 bilden die Ventilelemente.
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(Zehntes und elftes Erläuterungsbeispiel)
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Wie in den 12, 13 gezeigt wird, hat in den Strukturen des zehnten Erläuterungsbeispiels und des elften Erläuterungsbeispiels das Ventilelement 126, 154 Formen, die von denjenigen in den vorstehenden Erläuterungsbeispielen unterschiedlich sind. Der Betrieb des Ventilelements 126, 154 und eine Zeitabstimmung der Zufuhr der Elektrizität zu der Spule 34 sind im Wesentlichen genauso wie in den vorstehend genannten sechsten bis neunten Erläuterungsbeispielen.
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Bei einer Hochdruckpumpe 170 des in 12 gezeigten zehnten Erläuterungsbeispiels ist die Achse eines Steuerventils 172 von der Achse des Tauchkolbens 14 versetzt. Das Ventilelement 126 des Steuerventils 172 hat einen Anschlag 174, der einstückig mit dem Pumpengehäuse 20 ausgebildet ist. Bei diesem Aufbau ist der Anschlag 174 des Pumpengehäuses 20 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Daher erzeugen, wenn der Spule 34 Elektrizität zugeführt wird, das Ventilelement 126 und der Anschlag 174 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft.
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Bei einer Hochdruckpumpe 180 des in 13 gezeigten elften Erläuterungsbeispiels ist die Achse eines Steuerventils 182 von der Achse des Tauchkolbens 14 versetzt. Das Ventilelement 154 eines Steuerventils 182 hat einen Anschlag 174, der einstückig mit dem Pumpengehäuse 20 ausgebildet ist. In diesem Aufbau ist der Anschlag 174 des Pumpengehäuses 20 aus einem magnetischen Werkstoff ausgebildet, der beispielsweise mit einem nicht magnetischen Werkstoff beschichtet ist. Daher erzeugen, wenn der Spule 34 Elektrizität zugeführt wird, das Ventilelement 154 und der Anschlag 174 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft.
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(Zwölftes Erläuterungsbeispiel)
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Wie in 14 gezeigt ist, greift bei einer Hochdruckpumpe 190 in dem zwölften Erläuterungsbeispiel ein im Wesentlichen C-förmiger Anschlag 192, der in 15 gezeigt ist, mit der Innenwand des Zylinders 22 an der unteren Seite der Stufe 17 des Tauchkolbens 14 ein. Der Tauchkolben 192 greift nämlich mit der Innenwand des Zylinders 22 an der Seite, an der sich der Tauchkolben 14 nach unten in 14 bewegt, mit Bezug auf die Stufe 17 des Tauchkolbens 14 ein. Insbesondere ist der Anschlag 192 an der Seite des Mitnehmers 12 mit Bezug auf den untersten Abschnitt der Stufe 17 des Tauchkolbes 14 angeordnet. Der Anschlag 192 steht radial nach innen von der Innenumfangswand des Zylinders 22 vor. Wenn bei diesem Aufbau der Gleitabschnitt 15 des Tauchkolbens 14 sich nach unten unter einer Bedingung bewegt, dass die Hochdruckpumpe 190 von dem Nocken 2 gelöst wird, hakt sich beispielsweise der Gleitabschnitt 15 mit dem Anschlag 192 ein. Unter dieser Bedingung kann beschränkt werden, dass die Stufe 17 des Tauchkolbens 14 gegen die Öldichtung 19 stößt, so dass die Öldichtung 19 vor einer Beschädigung geschützt werden kann.
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Die Stufe 17 des Tauchkolbens 14 kann unter Verwendung der Anschläge 194, 196 und 198, die in den 16, 17 und 18 gezeigt sind, anstelle des Anschlags 192 in dem zwölften Erläuterungsbeispiel verwendet werden. Jeder der Anschläge 194, 196 und 198 hat im Wesentlichen eine C-förmige Gestalt und ist im Eingriff mit der Innenwand des Zylinders 22 an der Seite, zu der sich die Stufe 17 des Tauchkolbens 14 nach unten in 14 bewegt. Jeder der Anschläge 194, 196 und 198 ist an der Seite des Mitnehmers 12 mit Bezug auf den untersten Abschnitt der Stufe 17 des Tauchkolbens 14 angeordnet.
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Bei den Strukturen des zwölften Erläuterungsbeispiels und der ersten, zweiten und dritten Abwandlungen des zwölften Erläuterungsbeispiels ist jeder der Anschläge 192, 194, 196 und 198 an der Seite des Mitnehmers 12 mit Bezug auf den untersten Abschnitt der Stufe 17 des Tauchkolbens 14 angeordnet. Somit kann, wenn die Hochdruckpumpe an ein anderes Bauteil, wie z.B. einen Verbrennungsmotor angebracht und davon abgenommen wird, begrenzt werden, dass der Tauchkolben 14 von der Hochdruckpumpe abgenommen wird, so dass der Arbeitsaufwand zum Zusammenbau der Hochdruckpumpe vereinfacht werden kann.
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In den vorstehend genannten Ausführungs- und Erläuterungsbeispielen ist die Kraftstoffkammer von der Kompressionskammer 304 über das Gleitteil zwischen dem Gleitabschnitt 15 des Tauchkolbens 14 und dem Zylinder 22 unterteilt. Die Einlasskammer 302 steht in Verbindung mit der Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang 310. Ferner ist der kleindurchmessrige Abschnitt 16 zu dem Gleitabschnitt 15 an der Seite vorgesehen, zu der sich der Gleitabschnitt 15 nach unten bewegt, so dass die Stufe 17 zwischen dem Gleitabschnitt 15 und den kleindurchmessrigen Abschnitt 16 ausgebildet ist.
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Daher verringert sich, wenn der Tauchkolben 14 sich nach unten bewegt, das Volumen der Kraftstoffkammer, die an der unteren Seite der Stufe 17 angeordnet ist. Wenn nämlich der Tauchkolben 14 sich nach unten bewegt, verringert sich das Volumen des Raums an der Seite, zu der der Tauchkolben 14 sich nach unten bewegt. Daher wird Kraftstoff in der Kraftstoffkammer zu dem Verbindungsdurchgang 310 geschoben und wird die Einlasskammer 302 eingeführt. Der Grad der Verringerung des Volumens der Kraftstoffkammer und des Raums, zu dem sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt, entspricht der Geschwindigkeit des Tauchkolbens, der sich nach unten bewegt. Demgemäß kann auch dann, wenn die Drehzahl der Hochdruckpumpe sich erhöht und die Geschwindigkeit der Bewegung des Tauchkolbens 14 sich erhöht, Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer 302 eingeführt werden, wenn sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt. Somit kann bei diesem Aufbau begrenzt werden, dass der Druck des Kraftstoffs in der Einlasskammer 302 sich in dem Einlasstakt verringert.
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Wenn ferner sich der Tauchkolben 14 nach oben bewegt und die Endfläche des Gleitabschnitts 15 des Tauchkolbens 14 sich zu der Seite der Kompressionskammer 304 bewegt, verringert sich das Volumen der Kompressionskammer 304. Dadurch wird der Kraftstoff, der von der Kompressionskammer 304 in die Einlasskammer 302 zurückkehrt, in den Verbindungsdurchgang 310 geschoben und der Kraftstoffkammer zugeführt wird. Bei diesem Aufbau kann beschränkt werden, dass der Druck in der Einlasskammer 302 sich unter einer Bedingung erhöht, in dem der Tauchkolben 14 sich nach oben bewegt. Somit kann eine Pulsation in der Einlasskammer 302 auch dann verringert werden, wenn die Pulsation in der Einlasskammer 302 verursacht wird, wenn sich der Tauchkolben 14 nach oben und nach unten bewegt.
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Bei den vorstehend genannten Strukturen wird beschränkt, dass der Druck in der Einlasskammer 302 sich verringert, und wird beschränkt, dass der Druck in der Einlasskammer 302 eine Pulsation verursacht, so dass beschränkt werden kann, dass eine Menge Kraftstoff, die aus der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 strömt, in dem Einlasstakt unzureichend ist. Daher kann eine ausreichende Menge Kraftstoff in die Druckbeaufschlagungskammer 304 zugeführt werden. Die Pulsation des Drucks in der Einlasskammer 302 kann verringert werden, so dass beschränkt werden kann, dass der Druck in der Einlasskammer 302 erhöht wird. Daher können Bauteile, die an der Seite des Kraftstoffeinlasses vorgesehen sind, wie z.B. der Niederdruckdämpfer 50 und das Kraftstoffrohr, vor einer Beschädigung aufgrund des hohen Drucks geschützt werden. Zusätzlich wird die Pulsation des Drucks in der Einlasskammer 302 verringert, so dass eine Schwingung in dem Kraftstoffrohr verringert werden kann. Somit kann beschränkt werden, dass ein Stützelement des Kraftstoffrohrs sich lockert oder beschädigt wird.
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(Weitere Abwandlung)
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen und Erläuterungsbeispielen kann dann, wenn sich der Tauchkolben 14 nach oben bewegt, Kraftstoff in der Einlasskammer 302 in die Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang 310 zugeführt werden. Wenn sich der Tauchkolben 14 nach unten bewegt, kann Kraftstoff in der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer 302 durch den Verbindungsdurchgang 310 zugeführt werden.
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Alternativ kann dieser Aufbau zu einem Aufbau abgewandelt werden, bei dem Kraftstoff von der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer durch den Verbindungsdurchgang eingeführt wird, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt, und Kraftstoff nicht von der Einlasskammer in die Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang zugeführt wird, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt.
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Der Tauchkolben kann eine gerade Form ohne die Stufe auf halbem Weg in Längsrichtung haben. Bei diesem Aufbau kann der Durchmesser des Tauchkolbens im Wesentlichen konstant in Längsrichtung des Tauchkolbens sein. Bei diesem Aufbau kann Kraftstoff von der Einlasskammer in die Kraftstoffkammer durch den Verbindungsdurchgang durchgeführt werden, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt, und kann Kraftstoff nicht von der Kraftstoffkammer in die Einlasskammer durch den Verbindungsdurchgang eingeführt werden, wenn sich der Tauchkolben nach unten bewegt.
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Die Kraftstoffkammer kann weggelassen werden.
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Wie in 19 gezeigt ist, kann in einer ersten Abwandlung des ersten Erläuterungsbeispiels ein Ausstoßdurchgang 500, der von dem Einlassdurchgang 300 unterschiedlich ist, so ausgebildet werden, dass er mit der Einlasskammer 302 in Verbindung steht. Bei diesem Aufbau kann Kraftstoff aus der Einlasskammer nach außen von der Hochdruckpumpe ausgestoßen werden, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt.
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Wie in 20 gezeigt ist, kann in einer zweiten Abwandlung des ersten Erläuterungsbeispiels ein Ausstoßdurchgang 510, der von dem Einlassdurchgang 300 unterschiedlich ist, so ausgebildet werden, dass er mit der Einlasskammer 302 in Verbindung steht. In diesem Aufbau kann Kraftstoff von der Einlasskammer zu der Kraftstoffkammer durch diesen Ausstoßdurchgang ausgestoßen werden, wenn sich der Tauchkolben nach oben bewegt.
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Bei diesen Strukturen in den ersten und zweiten Abwandlungen des ersten Erläuterungsbeispiels wird beschränkt, dass der Druck in der Einlasskammer 302 eine Pulsation verursacht, so dass beschränkt werden kann, dass eine Menge Kraftstoff, die von der Einlasskammer 302 eine Pulsation verursacht, so dass beschränkt werden kann, dass eine Menge Kraftstoff, die von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 strömt, in dem Einlasstakt unzureichend wird. Zusätzlich wird eine Pulsation des Drucks in der Einlasskammer 302 verringert, so dass eine Schwingung in dem Kraftstoffrohr verringert werden kann. Somit kann beschränkt werden, dass ein Stützelement des Kraftstoffrohrs sich lockert oder beschädigt wird. Fluid, das unter Verwendung der Hochdruckpumpe gepumpt wird, ist nicht auf Kraftstoff beschränkt. Die Hochdruckpumpe kann verschiedene Arten von Fluid, wie z.B. Gas, ein Zweiphasenfluid aus Dampf und Flüssigkeit und eine Flüssigkeit pumpen.
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Die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele und Erläuterungsbeispiele können geeignet kombiniert werden. Beispielsweise kann die ringförmige Platte 72, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel in 3 gezeigt ist, auf die Strukturen in dem vierten bis zwölften Erläuterungsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel angewendet werden. Der Filter 82 in dem zweiten Erläuterungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, kann auf die Strukturen in dem vierten bis zwölften Erläuterungsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel angewendet werden. Die Kraftstoffkammer 308 in dem vierten Ausführungsbeispiel, das in 5 gezeigt ist, kann auf die Strukturen in dem fünften bis zwölften Erläuterungsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel angewendet werden. Das Steuerventil 102, der Einlassdurchgang 314 und das Einlassventil 110 in dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel kann auf die Strukturen in dem fünften bis zwölften Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Das Steuerventil 122, die Struktur des Ventilelements 126 und der Feder 128 in dem in 7 gezeigten fünften Erläuterungsbeispiel können auf die Strukturen in dem sechsten bis zwölften Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Die Struktur des Steuerventils 132 mit der Anordnung des Ventilelements 126 und der Feder 128 in dem in 8 gezeigten sechsten Erläuterungsbeispiel kann auf die Strukturen in dem siebten bis zwölften Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Jede der Strukturen der Steuerventile 142, 152 und 162 einschließlich der Ventilelemente darin und die Anordnung der in 9 bis 11 gezeigten Bauteile können auf die Strukturen in dem elften und zwölften Erläuterungsbeispiel angewendet werden. Die vorstehend genanten Kombinationen sind Beispiele. Die vorstehenden Strukturen, Bauteile und Anordnungen können verschiedenartig miteinander kombiniert werden, so dass verschiedenartige Merkmale und Wirkungen weitergehend erzeugt werden können.
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In den vorstehend genannten Erläuterungsbeispielen und dem Ausführungsbeispiel hat die Kompressionskammer 304 ein Kommpressionsvolumen. Die Kraftstoffkammer 308 hat ein Fluidvolumen. Die Summe des Kompressionsvolumens und des Fluidvolumens ist im Wesentlichen konstant. Alternativ hat die Einlasskammer 302 ein Einlassvolumen. Diese Summe des Kompressionsvolumens, des Fluidvolumens und des Einlassvolumens ist im Wesentlichen konstant.
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Insbesondere in dem Einlasstakt, wenn sich der Tauchkolben 14 in dem Zylinder 22 entlang der Saugrichtung bewegt, vergrößert sich das Kompressionsvolumen der Kompressionskammer 304, während das Fluidvolumen der Fluidkammer 308 sich verringert. Zusätzlich verringert sich in dem Kompressionstakt, wenn der Tauchkolben 14 sich in dem Zylinder 22 entlang der Druckbeaufschlagungsrichtung bewegt, das Kompressionsvolumen der Kompressionskammer 304, während das Fluidvolumen der Fluidkammer 308 sich vergrößert. Somit ist die Summe des Kompressionsvolumens und des Fluidvolumens im Wesentlichen konstant zumindest in dem Einlasstakt und dem Kompressionstakt. Ferner ist das Volumen der Einlasskammer 302 im Wesentlichen konstant ungeachtet des Einlasstakts und des Kompressionstakts. Daher ist die Summe des Kompressionsvolumens, des Fluidvolumens und des Einlassvolumens im Wesentlichen konstant. Auch wenn die Struktur der Kompressionskammer 304, der Kraftstoffkammer 308 und der Einlasskammer 302 angewandelt wird, kann eine ähnliche Wirkung erzeugt werden, wenn die Summe der Volumen der Kammern im Wesentlichen konstant ist.
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Somit saugt die Hochdruckpumpe 10 Fluid vom Fluideinlass 300 in die Kompressionskammer 304 durch die Einlasskammer 302. Die Hochdruckpumpe hat die Fluidkammer 308, die in Verbindung mit dem Fluideinlass 300 über die Einlasskammer 302 steht. Die Hochdruckpumpe weist den Tauchkolben 14 und den Zylinder 22 auf. Der Tauchkolben 14 saugt Fluid von der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304, wenn der Tauchkolben 14 sich in die Saugrichtung bewegt. Der Tauchkolben 14 kann Fluid in der Kompressionskammer 304 mit Druck beaufschlagen, wenn sich der Tauchkolben 14 in die Druckbeaufschlagungsrichtung bewegt. Der Zylinder 22 stützt den Tauchkolben 14 darin bewegbar. Wenn der Tauchkolben 14 sich in die Saugrichtung bewegt, wird das Fluid in der Einlasskammer 302 in die Kompressionskammer 304 gesaugt, so dass das Fluid von der Fluidkammer 308 in die Einlasskammer 302 strömt.
