DE102007000289A1

DE102007000289A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung und dabei verwendetes Differenzialdruckregulierventil

Info

Publication number: DE102007000289A1
Application number: DE200710000289
Authority: DE
Inventors: Jun Kariya Kondoh
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2027-05-25
Also published as: JP2007321715A; JP4535027B2; DE102007000289B4

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung führt Kraftstoff zu einem Niederdruckraum (112, 114) in einem Injektor (10) zu, der einen Antriebsübertragungsabschnitt aufnimmt, um Luft in einer Fluidkammer (1135) des Antriebsübertragungsabschnitts auszustoßen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen Fülldurchgang (29) zum Leiten des Hochdruckkraftstoffs stromabwärts einer Hochdruckpumpe (22) zu einem Abschnitt eines Rückführdurchgangs (26), der stromaufwärts eines Gegendruckventils (27) gelegen ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat ein Differenzialdruckregulierventil (60) zum Öffnen und Schließen des Fülldurchgangs (29). Das Differenzialdruckregulierventil (60) schließt den Fülldurchgang (29), wenn ein Druck an der Seite der Hochdruckpumpe (22) höher als ein Druck an der Seite des Rückführdurchgangs (26) um zumindest einen vorbestimmten Differenzialdruck wird. Somit wird eine Berohrungsanordnung vereinfacht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und ein bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendetes Differenzialdruckregulierventil.
Stand der Technik
Eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen Injektor, der Hochdruckkraftstoff zu einer Brennkraftmaschine einspritzt. Der Injektor ist mit einer Düse ausgestattet, die ein Einspritzloch mit einer Nadel öffnet und schließt. Die Nadel wird in eine Ventilschließrichtung durch einen Kraftstoffdruck in einer Steuerkammer vorgespannt. Ein Steuerventil steuert den Druck in der Steuerkammer, um die Öffnungs- und Schließbetätigung der Düse zu steuern.
Eine Ausdehnungs-/Kontraktionsverschiebung eines Piezostapels wird auf das Steuerventil durch einen Hydraulikantriebsübertragungsabschnitt übertragen. Somit wird das Steuerventil angetrieben. Eine Fluidkammer des Antriebsübertragungsabschnitts ist mit Kraftstoff als Hydraulikdruck aufgefüllt. Der Druck in der Druckkammer erhöht sich, wenn sich der Piezostapel ausdehnt. Ein Kolben verschiebt sich als Reaktion auf den Druck und treibt das Steuerventil an. Der Piezostapel und der Antriebsübertragungsabschnitt sind in einem Niederdruckraum in dem Injektor angeordnet. Bei einer derartigen Kraftstoffeinspritzvorrichtung tritt Luft in einen Niederdruckraum in dem Injektor ein, wenn dem Fahrzeug das Benzin ausgeht. Ferner tritt die Luft in die Fluidkammer des Antriebsübertragungsabschnitts ein. Demgemäß kann der Antriebsübertragungsabschnitt nicht normal arbeiten, wenn ein Neustart des Verbrennungsmotors ausgeführt wird, nachdem dem Fahrzeug das Benzin ausgegangen ist. Als Folge kann der Verbrennungsmotor nicht gestartet werden.
JP-A-2005-507053 beschreibt eine solche Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die einen Teil des Niederdruckkraftstoffs zuführt (im Einzelnen einen Kraftstoff bei einem Druck, der niedriger als der Einspritzdruck ist), der von einer Niederdruckpumpe druckgefördert wird, zu dem Niederdruckraum in dem Injektor, der den Hydraulikantriebsübertragungsabschnitt aufnimmt. Somit wird die Luft in der Fluidkammer des Antriebsübertragungsabschnitts mit dem von der Niederdruckpumpe druckgeförderten Kraftstoff ausgestoßen. Daher kann der Verbrennungsmotor gestartet werden, auch nachdem dem Fahrzeug das Benzin ausgegangen ist.
Die Niederdruckpumpe ist entfernt von dem Injektor bei einer allgemeinen Brennkraftmaschine angeordnet. Daher ist bei der in JP-A-2005-507053 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung die Anordnung einer Berohrung zum Leiten des Kraftstoffs von der Niederdruckpumpe zu dem Niederdruckraum des Injektors kompliziert. Im Allgemeinen steigt der Druck des von der Niederdruckpumpe druckgeförderten Kraftstoffs auf maximal 1 MPa oder darüber an. Daher ist es notwendig, die Berohrung aus Metall oder Kunstharz mit einer hohen Festigkeit zu verwenden. Da eine derartige Berohrung eine hohe Steifigkeit hat, ist die Anordnung der Berohrung schwierig. Bei der in JP-A-2005-507053 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird der Kraftstoff kontinuierlich von der Niederdruckpumpe zu einem Rückführdurchgang auch während einer normalen Betriebsdauer zugeführt. Daher muss die Niederdruckseite des Injektors einen druckfesten Aufbau haben, der dem Druck (beispielsweise 1 MPa oder darüber) des von der Niederdruckpumpe druckgeförderten Kraftstoffs widerstehen kann.
Technische Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung einer Berohrung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu vereinfachen, die Kraftstoff zu einem Niederdruckraum zuführt, der einen Antriebsübertragungsabschnitt aufnimmt, um Luft in einer Fluidkammer des Antriebsübertragungsabschnitts auszustoßen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine erforderliche Druckdichtigkeitsfähigkeit an einer Niederdruckseite eines Injektors einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verringern, die Kraftstoff zu einem Niederdruckraum zuführt, der einen Antriebsübertragungsabschnitt aufnimmt, um Luft in einer Fluidkammer des Antriebsübertragungsabschnitts auszustoßen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf aufgebaut, dass der von einer Niederdruckpumpe druckgeförderte Kraftstoff mit einer Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt wird und zu einem Sammler druckgefördert wird. Der Hochdruckkraftstoff, der in dem Sammler gespeichert wird, wird aus einem Injektor eingespritzt. Zwei Kolben, die eine Fluidkammer dazwischen ausbilden, sind in einem Niederdruckraum in dem Injektor angeordnet. Ein Gegendruckventil ist in einem Rückführdurchgang angeordnet, der den Kraftstoff in dem Niederdruckraum zu einem Kraftstofftank zurückführt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist mit einem Fülldurchgang ausgebildet, der den Hochdruckkraftstoff stromabwärts der Hochdruckpumpe zu einem Abschnitt des Rückführdurchgangs leitet, der stromaufwärts des Gegendruckventils liegt.
Somit stößt der zu dem Niederdruckraum durch den Fülldurchgang zugeführte Kraftstoff Luft in der Fluidkammer aus. Demgemäß kann ein Verbrennungsmotor auch dann gestartet werden, wenn dem Fahrzeug einmal das Benzin ausgeht. Der Fülldurchgang verbindet die stromabwertige Seite der Hochdruckpumpe mit dem Abschnitt des Rückführdurchgangs, der stromaufwärts des Gegendruckventils gelegen ist. Eine Rohrlänge des Fülldurchgangs kann kürzer als die Länge der Berohrung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung sein, die in JP-A-2005-507053 beschrieben ist, um den Kraftstoff von der Niederdruckpumpe zu dem Niederdruckraum in dem Injektor zu leiten. Daher kann eine Anordnung der Berohrung vereinfacht werden.
In diesem Fall kann ein Differenzialdruckregulierventil zum Öffnen und Schließen des Fülldurchgangs vorgesehen werden. Das Differenzialdruckregulierventil kann den Fülldurchgang schließen, wenn der Druck an der Seite der Hochdruckpumpe höher als der Druck an der Seite des Rückführdurchgangs um zumindest einen vorbestimmten Differenzialdruck wird. somit kann verhindert werden, dass die Niederdruckseite des Injektors auf einen hohen Druck gebracht wird. Demgemäß kann die erforderliche Druckdichtigkeitsfähigkeit der Niederdruckseite des Injektors verringert werden.
Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele werden ebenso wie 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.
Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
1 ist ein Systemdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die einen Injektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist eine Schnittansicht, die ein Sicherheitsventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt des Sicherheitsventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die ein Differenzialdruckregulierventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Drucksteuerprozess zeigt, der durch eine ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird;
7 ist ein Zeitdiagramm, das den Drucksteuerprozess zeigt, der durch die ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird;
8 ist ein Systemdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt eines Sicherheitsventils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ist eine Schnittansicht, die ein Differenzialdruckregulierventil gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die ein Druckverringerungsventil einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist ein Systemdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
13 ist ein Systemdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 1 dargestellt ist, saugt eine Niederdruckpumpe 20 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 21 an und fördert den Kraftstoff unter Druck zu einer Hochdruckpumpe 22. Die Hochdruckpumpe 22 beaufschlagt den unter Druck von der Niederdruckpumpe 20 beförderten Kraftstoff mit Druck und fördert den Kraftstoffunterdruck zu einem im Wesentlichen zylindrischen Sammler 23. Der Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 22 unter Druck gefördert wird, wird in dem Sammler 23 gesammelt. Der Sammler 23 ist mit mehreren Injektoren 10 verbunden, die jeweils an Zylindern einer Brennkraftmaschine (eines nicht gezeigten Dieselverbrennungsmotors) vorgesehen sind. Der Hochdruckkraftstoff, der in dem Sammler 23 gesammelt wird, wird aus jedem Injektor 10 in den entsprechenden Zylinder eingespritzt. Ein Drucksensor 24 zum Messen eines Drucks des Kraftstoffs in dem Sammler 23 ist an einem Ende des Sammlers 23 vorgesehen.
Eine elektronische Steuereinheit 25 (ECU) ist hauptsächlich aus einem allgemein bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen aufgebaut. Die ECU 25 führt verschiedenartige Prozesse aus, die in dem Mikrocomputer gespeichert sind. Informationen, wie z.B. eine Verbrennungsmotordrehzahl, ein Niederdruckbetrag eines Beschleunigerpedals (nicht gezeigt) und ein Ausgangssignal des Drucksensors 24 werden in die ECU 25 eingegeben. Die ECU 25 steuert eine Ventilöffnungszeitabstimmung und eine Ventilöffnungsdauer des Injektors 10 auf der Grundlage der Informationen. Die ECU 25 steuert den Druck des Kraftstoffs in dem Sammler 23 auf einen vorbestimmten Druck, der gemäß einer Last oder der Verbrennungsmotordrehzahl berechnet wird, durch Steuern der Menge des Kraftstoffs, der durch die Hochdruckpumpe 22 unter Druck gefördert wird, auf der Grundlage der Informationen.
Ein Rückführdurchgang 26 zum Rückführen von Leckagekraftstoff der Injektoren 10 zu dem Kraftstofftank 21 ist mit den Injektoren 10 verbunden. Ein Gegendruckventil 27 zum Steuern des Drucks eines Niederdruckraums in dem Injektor 10 auf oder unter einen ersten vorbestimmten Druck ist in dem Rückführdurchgang 26 angeordnet. Das Gegendruckventil 27 steuert den Druck an der Seite des Niederdruckraums in dem Injektor 10 auf im Wesentlichen 1 MPa, wohingegen der Druck des Hochdruckkraftstoffs, der in dem Sammler 23 gespeichert wird, zumindest 20 MPa beträgt.
Ein Rückführdurchgang 28 zum Zurückführen von Leckagekraftstoff von der Hochdruckpumpe 22 zum Kraftstofftank 21 ist mit einem Abschnitt des Rückführdurchgangs 26 verbunden, der stromabwärts des Gegendruckventils 27 gelegen ist. Ein Fluiddurchgang 29 verbindet den Sammler 23 mit einem Abschnitt des Rückführdurchgangs 26, der stromaufwärts des Gegendruckventils 27 gelegen ist. Ein Sicherheitsventil 50 zum Öffnen und Schließen des Fülldurchgangs 29 ist in dem Fülldurchgang 29 vorgesehen.
Als nächstes wird der Injektor 10 erklärt. 10 ist eine Schnittansicht, die einen Aufbau des Injektors 10 von 1 zeigt. Wie in 2 gezeigt ist, hat ein Injektorkörper 101 einen Kraftstoffeinlass 102, in den der Hochdruckkraftstoff von dem Sammler 23 einführt wird, und einen Kraftstoffauslass 103, aus dem der Kraftstoff in dem Injektor 10 aus dem Kraftstofftank 21 strömt.
Eine Düse 104 ist an einem axialen Ende des Injektorkörpers 101 zum Einspritzen des Kraftstoffs während einer Ventilöffnungsdauer vorgesehen. Die Düse 104 hat eine Nadel 1041, die gleitfähig durch den Injektorkörper 101 gehalten wird, eine Düsenfeder 1042, die die Nadel 1041 in eine Ventilschließrichtung vorspannt, und einen Düsenzylinder 1043, in dem ein Kolbenabschnitt 1041a der Nadel 1041 eingesetzt ist.
Ein Einspritzloch 106 ist an dem axialen Ende des Injektorkörpers 101 ausgebildet, so dass das Einspritzloch 106 mit dem Kraftstoffeinlass 102 durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang 105 in Verbindung steht. Der Hochdruckkraftstoff wird aus dem Einspritzloch 106 in den Zylinder des Verbrennungsmotors ausgestoßen. Ein abgeschrägter Ventilsitz 107 ist stromaufwärts des Einspritzlochs 106 ausgebildet. Das Einspritzloch 106 wird geöffnet oder geschlossen, wenn ein Sitzabschnitt 1041b, der an der Nadel 1041 ausgebildet ist, sich von dem Ventilsitz 107 trennt oder diesen berührt.
Der Kolbenabschnitt 1041a wird in den Düsenzylinder 1043 gleitfähig und fluiddicht eingesetzt. Der Kolbenabschnittt 1041a und der Düsenzylinder 1043 definieren eine Steuerkammer 108, dessen Kraftstoffdruck zwischen einem Hochdruck und einem Niederdruck umgeschaltet wird. Die Nadel 1041 wird in die Ventilschließrichtung durch den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 108 vorgespannt und wird in eine Ventilöffnungsrichtung durch den Hochdruckkraftstoff vorgespannt, der in Richtung auf das Einspritzloch 106 durch den Hochdruckkraftstoffdurchgang 105 von dem Kraftstoffeinlass 102 geleitet wird.
Eine Ventilkammer 110, die ein Steuerventil 109 aufnimmt, das den Druck in der Steuerkammer 108 steuert, ist an einem mittleren Abschnitt des Injektorkörpers 101 mit Bezug auf die axiale Richtung ausgebildet. Die Ventilkammer 110 steht unveränderlich mit der Steuerkammer 108 durch einen Verbindungsdurchgang 111 in Verbindung. Die Ventilkammer 110 ist mit einem Hochdruckverbindungsdurchgang 105a verbunden, der von dem Hochdruckkraftstoffdurchgang 105 abzweigt. Die Ventilkammer 110 ist mit dem Kraftstoffauslass 103 durch einen Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 verbunden.
Das Steuerventil 109 hat ein Steuerventilelement 1091 und eine Steuerventilfeder 1092. Das Steuerventilelement 1091 stellt eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Hochdruckverbindungsdurchgang 105a und eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 her und unterbricht diese. Die Steuerventilfeder 1092 spannt das Steuerventilelement 1091 in eine Richtung zum Bereitstellen der Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Hochdruckverbindungsdurchgang 105a und zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 vor.
Eine Stellgliedkammer 114, die ein Stellglied 113 aufnimmt, das das Steuerventil 109 antreibt, ist in dem anderen axialen Ende des Injektorkörpers 101 ausgebildet. Die Stellgliedkammer 114 ist mit dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 durch einen Niederdruckverbindungsdurchgang 112a verbunden. Das Stellglied 113 hat einen Piezostapel 1131 und einen Antriebsübertragungsabschnitt. Der Piezostapel 1131 besteht aus mehreren Schichten von Piezo-elektrischen Elementen. Der Piezostapel 1131 dehnt sich aus und zieht sich zusammen durch Laden und Entladen mit einer elektrischen Ladung. Der Antriebsübertragungsabschnitt überträgt die Ausdehnungs-/Kontraktionsverschiebung des Piezostapels 1131 auf das Steuerventilelement 1091 des Steuerventils 109. Der Antriebsübertragungsabschnitt ist wie folgt aufgebaut. Ein erster Kolben 1133 und ein zweiter Kolben 1134 sind nämlich gleitfähig und fluiddicht in einen Stellgliedzylinder 1132 eingesetzt. Eine Fluidkammer 1135, die mit dem Kraftstoff gefüllt ist, ist zwischen dem ersten Kolben 1133 und dem zweiten Kolben 1134 ausgebildet. Der erste Kolben 1133 wird durch eine erste Kolbenfeder 1136 in Richtung auf den Piezostapel 1131 vorgespannt und wird direkt durch den Piezostapel 1131 angetrieben. Der Druck in der Fluidkammer 1135 wird durch den ersten Kolben 1133 erhöht, wenn der Piezostapel 1131 sich ausdehnt.
Der zweite Kolben 1134 wird durch eine zweite Kolbenfeder 1137 in Richtung auf das Steuerventilelement 1091 des Steuerventils 109 vorgespannt. Der zweite Kolben 1134 nimmt den Druck in der Fluidkammer 1135 auf und arbeitet, um das Steuerventilelement 1091 anzutreiben. Wenn der Piezostapel 1131 sich ausdehnt, nimmt der zweite Kolben 1134 den erhöhten Druck in der Fluidkammer 1135 auf und arbeitet. Somit treibt der Kolben 1134 das Steuerventilelement 1091 auf die Position zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Hochdruckverbindungsdurchgang 105a und zum Bereitstellen der Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 an. Wenn der Piezostapel 1131 sich zusammenzieht, insbesondere wenn der Druck in der Fluidkammer 1135 niedrig ist, wird der zweite Kolben 1134 in Richtung auf den ersten Kolben 1133 durch die Steuerventilfeder 1092 des Steuerventils 109 gegen die zweite Kolbenfeder 1137 zurückgeschoben.
Als nächstes wird das Sicherheitsventil 50 erklärt. 3 ist eine Schnittansicht, die das Sicherheitsventil 50 von 1 zeigt und 4 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt des Sicherheitsventils 50 von 3 zeigt. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, hat das Sicherheitsventil 50 einen zylindrischen Ventilkörper 510. Eine Federkammer 511 ist in dem Ventilkörper 510 ausgebildet, so dass die Federkammer 511 sich in eine axiale Richtung des Ventilkörpers 510 erstreckt.
Ein Ventilsitz 520 ist an einem Ende des Ventilkörpers 510 durch einen Einstemmprozess (insbesondere einen Verformungsprozess zur Verformung eines Endes des Ventilkörpers 510 zum Fixieren des Ventilsitzes 520) zum Blockieren eines Endes der Federkammer 511 fixiert. Das andere Ende der Federkammer 511 ist mit dem Rückführdurchgang 26 durch den Fülldurchgang 29 verbunden. Wie in 4 gezeigt ist, ist der Ventilsitz 520 mit einem ersten Ausstoßloch 521, das mit dem Sammler 23 durch den Fülldurchgang 29 verbunden ist, einem Führungsloch 522, das gleitfähig ein Sicherheitsventilelement 530 stützt und mit der Federkammer 511 in Verbindung steht, und einer Sicherheitsventilsitzwand 523 ausgebildet. Das Sicherheitsventilelement 530 berührt die Sicherheitsventilsitzwand 523 und trennt sich von dieser.
Das Sicherheitsventilelement 530 hat einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Ventilabschnitt 531 und einen zweiten Ventilabschnitt 532 in der Gestalt eines mit einem Flansch versehenen Zylinders mit einem Boden, wie in 4 gezeigt ist. Der erste Ventilabschnitt 531 ist gleitfähig durch das Führungsloch 522 gehalten und berührt die Sicherheitsventilsitzwand 523 und trennt sich von dieser. Das Sicherheitsventilelement 530 wird in eine Ventilschließrichtung durch eine Sicherheitsventilfeder 540 vorgespannt, die in der Federkammer 511 vorgesehen ist.
Eine Ausstoßvertiefung 533 ist an der äußeren Umfangswand des ersten Ventilabschnitts 531 zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen der Federkammer 511 und dem ersten Ausstoßloch 521 während einer Ventilöffnungsdauer ausgebildet. In einem Zustand, in dem der erste Ventilabschnitt 531 von der Sicherheitsventilsitzwand 523 getrennt ist (insbesondere in einem Ventilöffnungszustand), wird der Kraftstoff in dem Sammler 23 zu dem Rückführdurchgang 26 durch einen ersten Durchgang abgelassen, der aus dem Fülldurchgang 29, dem ersten Ausstoßloch 521, der Ausstoßvertiefung 533 und der Federkammer 511 besteht. In einem Zustand, in dem der erste Ventilabschnitt 531 die Sicherheitsventilsitzwand 523 berührt (insbesondere in einem Ventilschließzustand), ist der erste Durchgang blockiert. Wenn nämlich der Druck in dem Sammler 23 einen zweiten vorbestimmten Druck übersteigt, wird das Sicherheitsventil 50 durch den Druck geöffnet, um den Kraftstoff in dem Sammler 23 zum Rückführdurchgang 26 abzulassen. Somit verhindert das Sicherheitsventil 50, dass der Druck in dem Sammler 23 ein abnormal hoher Druck wird.
Ein zweiter Durchgang zum Leiten des Kraftstoffs in dem Sammler 23 zu dem Rückführdurchgang 26 ist in dem Sicherheitsventil 50 parallel zu dem ersten Durchgang ausgebildet. Ein Differenzialdruckregulierventil ist integral in dem Sicherheitsventil 50 zum Schließen des zweiten Durchgangs eingebaut, wenn der Kraftstoffdruck in dem Sammler 23 höher als der Druck an der Seite des Rückführdurchgangs 26 um zumindest einen vorbestimmten Differenzialdruck ΔP wird.
Als nächstes wird der zweite Durchgang und das Differenzialdruckregulierventil erklärt. Wie in 4 gezeigt ist, steht eine Differenzialdruckregulierventilkammer 550, die durch den ersten Ventilabschnitt 531 und den zweiten Ventilabschnitt 532 definiert wird, mit dem ersten Ausstoßloch 521 durch ein Verbindungsloch 551 in Verbindung, das in dem ersten Ventilabschnitt 531 ausgebildet ist, und steht mit der Federkammer 511 durch ein zweites Ausstoßloch 552 in Verbindung, das in dem zweiten Ventilabschnitt 532 ausgebildet ist. Eine Differenzialdruckregulierventilsitzwand 551 ist an dem zweiten Ventilabschnitt 532 ausgebildet. Ein Differenzialdruckregulierventilelement 553 berührt die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 554 und trennt sich von dieser.
Das Differenzialdruckregulierventilelement 553 in der Form eines mit einem Flansch versehenen kreisförmigen Stabs ist in der Differenzialdruckregulierventilkammer 550 vorgesehen. Das Differenzialdruckregulierventilelement 553 berührt die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 554 und trennt sich von dieser, um einer Verbindung zwischen der Federkammer 511 und dem zweiten Ausstoßloch 552 zu unterbrechen oder bereitzustellen. Ein Differenzialdruckregulierventildurchlass 555 ist in dem Differenzialdruckregulierventilelement 553 zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen dem Verbindungsloch 551 und der Federkammer 511 ausgebildet. Eine Differenzialdruckregulierventilfeder 556, die das Differenzialdruckregulierventilelement 553 in eine Ventilöffnungsrichtung vorspannt, ist in der Differenzialdruckregulierventilkammer 550 vorgesehen. Das Loch 551, das zweite Ausstoßloch 552 und der Differenzialdruckregulierventildurchlass 555 definieren den zweiten Durchgang. Das Differenzialdruckregulierventilelement 553 stellt einen wesentlichen Teil des Differenzialdruckregulierventils zur Verfügung.
Als nächstes wird ein Betrieb der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung erklärt. Wenn der Piezostapel 1131 in einem normalen Zustand erregt wird, in dem keine Luft in die Fluidkammer 1135 des Stellglieds 113 eingetreten ist, dehnt sich der Piezostapel 1131 aus, um den ersten Kolben 1133 anzutreiben, und erhöht der erste Kolben 1133 den Druck der Fluidkammer 1135. Der erhöhte Druck der Fluidkammer 1135 treibt den zweiten Kolben 1134 in Richtung auf das Steuerventilelement 1091 des Steuerventils 109 an. Der zweite Kolben 1134 treibt das Steuerventilelement 1191 an. Demgemäß wird die Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Hochdruckverbindungsdurchgang 105a unterbrochen und wird die Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 hergestellt. Demgemäß wird die Steuerkammer 108 mit dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 durch den Verbindungsdurchgang 111 und die Ventilkammer 110 verbunden.
Somit verringert sich der Druck der Steuerkammer 108 und verringert sich die Kraft, die die Nadel 1041 in die Ventilschließrichtung vorspannt. Demgemäß bewegt sich die Nadel 1041 in die Ventilöffnungsrichtung und trennt sich der Sitzabschnitt 1041b von dem Ventilsitz 107, um das Einspritzloch 106 zu öffnen. Somit wird der Kraftstoff aus dem Einspritzloch 106 in den Zylinder des Verbrennungsmotors eingespritzt.
Wenn dann der Piezostapel 1031 entregt wird, zieht sich der Piezostapel 1131 zusammen und wird der erste Kolben 1133 in Richtung auf den Piezostapel 1131 durch die erste Kolbenfeder 1136 zurückgestellt. Die Steuerventilfeder 1192 stellt das Steuerventilelement 1091 und den zweiten Kolben 1134 in Richtung auf den ersten Kolben 1133 zurück. Somit wird die Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Hochdruckverbindungsdurchgang 105a hergestellt und wird die Verbindung zwischen der Ventilkammer 110 und dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 112 unterbrochen. Demgemäß wird der Hochdruckkraftstoff von dem Sammler 23 in die Steuerkammer 108 durch den Hochdruckkraftstoffdurchgang 105, den Hochdruckverbindungsdurchgang 105a, die Ventilkammer 110 und den Verbindungsdurchgang 11 eingeführt.
Somit steigt der Druck der Steuerkammer 108 an und vergrößert sich eine Vorspannkraft, die die Nadel 1041 in die Ventilschließrichtung vorspannt. Demgemäß bewegt sich die Nadel 1041 in die Ventilschließrichtung und wird der Sitzabschnitt 1041b an dem Ventilsitz 107 gesetzt, um das Einspritzloch 106 zu schließen. Somit wird die Kraftstoffeinspritzung beendet.
Als nächstes wird ein Betrieb eines Starts in einem Zustand erklärt, in dem die Luft in die Fluidkammer 1135 eingetreten ist, als ein Neustart des Verbrennungsmotors, nachdem dem Fahrzeug das Benzin ausgegangen ist. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Betriebszustand des Differenzialdruckregulierventils bei dem Sicherheitsventil 50 von 3 zeigt.
Wenn ein Zündschalter auf eine Startereinschaltposition zum Starten des Verbrennungsmotors betätigt wird, arbeiten die Niederdruckpumpe 20 und die Hochdruckpumpe 22, um den Kraftstoff unter Druck zu dem Sammler 23 zu fördern. Der Kraftstoff in dem Sammler 23 wird zu der Stellgliedkammer 114 und der Seite des Niederdruckkraftstoffdurchgangs 112 durch den Fülldurchgang 29, den zweiten Durchgang bei dem Sicherheitsventil 50 (das Verbindungsloch 551, der Differenzialdruckregulierventildurchlass 555 und das zweite Ausstoßloch 552) und dergleichen zugeführt. Somit steigt der Druck der Stellgliedkammer 114 oder des Niederdruckkraftstoffdurchgangs 112 an.
Nachdem die Niederdruckpumpe 20 und die Hochdruckpumpe 22 die Betriebe aufnehmen, ist das Differenzialdruckregulierventilelement 553 getrennt von der Differenzialdruckregulierventilsitzwand 554, wenn die Differenz zwischen dem Druck des Sammlers 23 und dem Druck der Stellgliedkammer 114 geringer als ein vorbestimmter Differenzialdruck ΔP ist, wie in 5(a) gezeigt ist. Der Kraftstoff in dem Sammler 23 wird zu der Stellgliedkammer 114 durch den Fülldurchgang 29, den zweiten Durchgang und dergleichen zugeführt. Somit steigt der Druck der Stellgliedkammer 114 an und wird der Druck durch das Gegendruckventil 27 auf einen vorbestimmten Druck gesteuert. Da die Luft in der Fluidkammer 1135 durch den zu der Stellgliedkammer 114 zugeführten Kraftstoff ausgestoßen wird, wird ermöglicht, dass der Injektor 10 normal arbeitet. Demgemäß kann der Verbrennungsmotor gestartet werden, auch nachdem dem Fahrzeug das Benzin ausgeht.
Wenn der Druck des Sammlers 23 höher als der Druck der Stellgliedkammer 14 um zumindest den vorbestimmten Differenzialdruck ΔP wird, berührt das Differenzialdruckregulierventilelement 553 die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 554, wie in 5(b) gezeigt ist. Somit wird der zweite Durchgang geschlossen und wird die Kraftstoffzufuhr zu der Stellgliedkammer 114 angehalten.
Der Druck des Sammlers 23 muss so gesteuert werden, dass die Differenz zwischen dem Druck des Sammlers 23 und dem Druck der Stellgliedkammer 114 geringer als der vorbestimmte Differenzialdruck ΔP gehalten wird, bis die Luft in der Fluidkammer 1135 ausgestoßen ist und der Verbrennungsmotor gestartet ist. Als nächstes wird ein Verfahren zum Steuern des Drucks des Sammlers 23 erklärt, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Drucksteuerprozess des Sammlers 23 zeigt, der durch die ECU 25 durchgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird. 7 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären des Drucksteuerprozesses des Sammlers 23 zu dem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird.
Der in 6 gezeigte Prozess wird gestartet, wenn der Zündschalter auf die Startereinschaltposition betätigt wird, um den Verbrennungsmotor zu starten, und wird die ECU 25 mit Energie beaufschlagt. Als erstes werden die Verbrennungsmotordrehzahl Ne und der Druck Pc des Sammlers 23 (ein Sammlerdruck), der durch den Drucksensor 24 gemessen wird, bei Schritt S101 eingelesen. Dann bestimmt Schritt S102, ob der Start des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist. Beispielsweise wird bestimmt, dass der Start des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl Ne gleich wie oder höher als eine vorbestimmte Drehzahl Nf wird. Die vorbestimmte Drehzahl Nf ist auf eine Drehzahl (beispielsweise U/min) eingestellt, die höher als eine Anlassdrehzahl ist und niedriger als eine Leerlaufdrehzahl ist.
Während des Starts des Verbrennungsmotors, insbesondere während einer vorbestimmten Zeitdauer bevor der Start des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist (Schritt S102: NEIN), läuft der Prozess zu Schritt S103, um die Druckfördermenge der Hochdruckpumpe 22 so zu steuern, dass der Sammlerdruck Pc, der bei Schritt S101 eingelesen wird, in einem vorbestimmten Druckbereich (P1 < Pc < P2) bleibt, wie in 7 gezeigt ist. Der höhere eingestellte Druck P2 ist niedriger als die Summe eines ersten vorbestimmten Drucks Pb entsprechend dem Ventilöffnungsdruck des Gegendruckventils 27 und des vorbestimmten Differenzialdrucks ΔP (P2 < Pb + ΔP).
Das Differenzialdruckregulierventilelement 553 ist von der Differenzialdruckregulierventilsitzwand 554 getrennt, während der Prozess von Schritt S101 bis Schritt S103 wiederholt wird. Somit wird der Kraftstoff des Sammlers 23 zu der Stellgliedkammer 114 durch den Fülldurchgang 29, den zweiten Durchgang und dergleichen zugeführt. Daher stößt der Kraftstoff die Luft in der Fluidkammer 1135 aus, was ermöglicht, dass der Injektor 10 normal arbeitet.
Wenn dann der normale Betrieb des Injektors 10 ermöglicht wird und der Start des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist (Schritt S102: JA), läuft der Prozess zu Schritt S104, um den Sammlerdruck Pc auf ein normales Druckniveau (beispielsweise im Wesentlichen 40 MPa) auf der Grundlage eines in dem ROM der ECU 25 gespeicherten Kennfelds zu steuern. Beispielsweise wird ein Steuersollwert des Sammlerdrucks Pc aus dem Kennfeld auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl Ne oder der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet und wird die Druckfördermenge der Hochdruckpumpe 22 so gesteuert, dass der Sammlerdruck Pc mit dem Steuersollwert übereinstimmt.
Somit ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Fall, dass der Verbrennungsmotor in dem Zustand gestartet wird, in dem Luft in die Fluidkammer 1135 eingetreten ist, das Differenzialdruckregulierventilelement 553 von der Differenzialdruckregulierventilsitzwand 554 getrennt und wird der Kraftstoff des Sammlers 23 zu der Stellgliedkammer 114 durch den Fülldurchgang 29, den zweiten Durchgang und dergleichen zugeführt, um die Luft in der Fluidkammer 1135 auszustoßen. Demgemäß wird ermöglicht, dass der Injektor 10 normal arbeitet, und kann der Verbrennungsmotor gestartet werden.
Der Fülldurchgang 29 verbindet den Abschnitt, der stromabwärts der Hochdruckpumpe 22 liegt (genauer gesagt dem Sammler 23 mit dem Abschnitt des Rückführdurchgangs 26, der stromaufwärts des Gegendruckventils 27 liegt. Die Rohrlänge des Fülldurchgangs 29 kann kürzer als die Länge der Berohrung bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgeführt werden, die in JP-A-2005-507053 beschrieben ist, um den Kraftstoff von der Niederdruckpumpe zu dem Niederdruckraum in dem Injektor zu leiten. Demgemäß kann die Anordnung der Berohrung vereinfacht werden.
Da das Differenzialdruckregulierventil integral in dem Sicherheitsventil 50 eingebaut ist, kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ohne Ändern (oder Hinzufügen) der Anordnung des Rückführdurchgangs 26 ausgeführt werden, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung das Sicherheitsventil 50 hat. Da das Differenzialdruckregulierventil verhindert, dass der Druck in dem Niederdruckraum des Injektors 10 ein Hochdruck wird, kann die angeforderte Druckdichtigkeitsfähigkeit der Niederdruckseite des Injektors 10 verringert werden.
Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. 8 ist ein Systemdiagramm, das die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt eines Sicherheitsventils 50 von 8 zeigt, und 10 ist eine Schnittansicht, die einen Betrieb eines Differenzialregulierventils 60 von 8 zeigt. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Differenzialdruckregulierventil integral in dem Sicherheitsventil 50 eingebaut. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind das Sicherheitsventil 50 und das Differenzialdruckregulierventil 60 getrennte Körper, wie in 8 gezeigt ist. Das Sicherheitsventil 50 ist in einem Ausstoßdurchgang 30 vorgesehen, der den Sammler 23 mit einem Abschnitt des Rückführdurchgangs 26 verbindet, der stromabwärts des Gegendruckventils 27 gelegen ist. Das Differenzialdruckregulierventil 60 ist in dem Fülldurchgang 29 vorgesehen, der den Sammler 23 mit einem Abschnitt des Rückführdurchgangs 26 verbindet, der stromaufwärts des Gegendruckventils 27 gelegen ist.
Wie in 9 gezeigt ist, hat das Sicherheitsventil 50 ein Sicherheitsventil 530 mit einem Aufbau, der von demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist. Das Sicherheitsventilelement 530 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat nämlich nicht das Differenzialdruckregulierelement 553 (in 4 gezeigt) und die Differenzialdruckregulierventilfeder 556 (in 4 gezeigt). Somit wird das Sicherheitsventilelement 530 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Form eines mit einem Flansch versehenen kreisförmigen Stabs ausgebildet, der den Ventilabschnitt 531 (in 4 gezeigt) und den zweiten Ventilabschnitt 532 (in 4 gezeigt) integriert.
Wenn der Druck in dem Sammler 23 den zweiten vorbestimmten Druck übersteigt, wird das Sicherheitsventil 50 in einen Zustand versetzt (Ventilöffnungszustand), in dem das Sicherheitsventilelement 530 von der Sicherheitsventilsitzwand 523 getrennt ist. Somit wird der Kraftstoff in dem Sammler 23 zu dem Rückführdurchgang 26 durch den Ausstoßdurchgang 30, das erste Ausstoßloch 521, die Ausstoßvertiefung 533 und die Federkammer 511 abgelassen. Somit wird verhindert, dass der Druck in dem Sammler 23 ein abnormal hoher Druck wird.
Wie in 10 gezeigt ist, hat das Differenzialdruckregulierventil 16 einen zylindrischen Differenzialdruckregulierventilkörper 610. Der Differenzialregulierventilkörper 610 ist mit einer Differenzialdruckregulierventilfederkammer 611, die sich in eine axiale Richtung des Differenzialdruckregulierventilkörpers 610 erstreckt, einem Differenzialdruckregulierventilkörperdurchgangsloch 612, das mit dem Rückführdurchgang 26 durch den Fülldurchgang 29 verbunden ist und in Verbindung mit der Differenzialdruckregulierfederkammer 611 steht, und einer Differenzialdruckreguliersitzwand 613 ausgebildet. Das Differenzialdruckregulierventil 620 berührt die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 613 und trennt sich von dieser.
Eine Differenzialdruckregulierventilabdeckung 630 ist an einem Ende des Differenzialdruckregulierventilkörpers 610 fixiert, um ein Ende der Differenzialdruckregulierventilfederkammer 611 zu blockieren. Die Differenzialdruckregulierventilabdeckung 630 ist mit einem Abdeckungsdurchgangsloch 631 ausgebildet, das mit dem Sammler 23 durch den Fülldurchgang 29 verbunden ist und das mit der Differenzialdruckregulierventilfederkammer 611 in Verbindung steht.
Das Differenzialdruckregulierventilelement 620 ist in der Gestalt eines gestuften kreisförmigen Stabs ausgebildet und ist gleitfähig in der Differenzialdruckregulierventilkammer 611 vorgesehen. Das Differenzialdruckregulierventilelement 620 ist mit einer Differenzialdruckregulierventilaußenumfangsvertiefung 621, einem Differenzialdruckregulierventildurchlass 622 und einen Differenzialdruckregulierventilmittelloch 623 ausgebildet, um eine Verbindung zwischen der Differenzialdruckfederkammer 611 und dem Abdeckungsdurchgangsloch 631 bereit zu stellen. Das Differenzialdruckregulierventilelement 620 hat einen kleindurchmessrigen kreisförmigen Stababschnitt 624. Ein Spitzenende des kleindurchmessrigen kreisförmigen Stababschnitts 624 berührt die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 613 und trennt sich von dieser, um die Verbindung zwischen der Differenzialdruckregulierventilkammer 611 und dem Differenzialdruckregulierventilkörperdurchgangsloch 612 zu unterbrechen oder herzustellen. Eine Differenzialdruckregulierventilfeder 640 zum Vorspannen des Differenzialdruckregulierventilelements 620 in eine Ventilöffnungsrichtung ist in der Differenzialdruckregulierventilfederkammer 611 vorgesehen.
Als nächstes wird ein Betrieb des Starts in dem Zustand erklärt, in dem die Luft in die Fluidkammer 1135 eingetreten ist (in 2 gezeigt) beispielsweise als Neustart des Verbrennungsmotors, nachdem dem Fahrzeug das Benzin ausgegangen ist. Der Sammlerdruck ist niedrig, bevor der Verbrennungsmotor angelassen wird. Daher wird, wie in 10(a) gezeigt ist, das Differenzialdruckregulierventilelement 620 durch die Differenzialdruckregulierventilfeder 640 vorgespannt und steht in Kontakt mit der Differenzialdruckregulierventilabdeckung 630.
Wenn der Zündschalter auf die Startereinschaltposition betätigt wird, um den Verbrennungsmotor zu starten, arbeiten die Niederdruckpumpe 20 und die Hochdruckpumpe 22, um den Kraftstoffunterdruck zu dem Sammler 23 zu fördern. Demgemäß steigt der Sammlerdruck an. Wenn die Differenz zwischen dem Sammlerdruck und dem Druck der Stellgliedkammer 114 (in 2 gezeigt) geringer als der vorbestimmte Differenzialdruck ΔP ist, bewegt sich das Differenzialdruckregulierventilelement 620 in Richtung auf die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 613 gegen die Differenzialdruckregulierventilfeder 640, wie in 10(b) gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das Spitzenende des kleindurchmessrigen kreisförmigen Säulenabschnitts 624 von der Differenzialdruckregulierventilsitzwand 613 getrennt. Daher wird der Kraftstoff in dem Sammler 23 zu der Stellgliedkammer 114 durch den Fülldurchgang 29, das Abdeckungsdurchgangsloch 631, das Differenzialdruckregulierventilmittelloch 623, den Differenzialdruckregulierventildurchlass 622, die Differenzialdruckregulierventilaußenumfangsvertiefung 621, die Differenzialdruckregulierventilfederkammer 611 und das Differenzialdruckregulierventilkörperdurchgangsloch 612 zugeführt. Somit steigt der Druck der Stellgliedkammer 114 an und wird der Druck auf den vorbestimmten Druck durch das Gegendruckventil 27 gesteuert. Da die Luft in der Fluidkammer 1135 durch den zu der Stellgliedkammer 114 zugeführten Kraftstoff ausgestoßen wird, wird ermöglicht, dass der Injektor 10 normal arbeitet. Somit kann der Verbrennungsmotor gestartet werden, auch nachdem dem Fahrzeug das Benzin ausgeht.
Wenn der Sammlerdruck höher als der Druck der Stellgliedkammer 114 um zumindest den vorbestimmten Differenzialdruck ΔP wird, berührt das Spitzenende des kleindurchmessrigen kreisförmigen Säulenabschnitts 624 die Differenzialdruckregulierventilsitzwand 613, um einen Ventilschließzustand zu erzielen, wie in 10(c) gezeigt ist. Somit wird die Kraftstoffzufuhr zu der Stellgliedkammer 114 angehalten.
Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit dem Sicherheitsventil 50 angewendet, um zu verhindern, dass der Druck in dem Sammler 23 ein abnormaler Hochdruck wird. Die vorliegende Erfindung kann ebenso auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem elektromagnetischen Druckverringerungsventil anstelle des Sicherheitsventils 50 angewendet weden.
11 ist eine Schnittansicht, die das elektromagnetische Druckverringerungsventil 70 zeigt. Das Druckverringerungsventil 70 hat den gleichen Aufbau wie das in JP-A-2001-182638 beschriebene Ventil. Das Druckverringerungsventil 70 verringert rasch den Sammlerdruck auf einen Sollwert während einer Verzögerung und dergleichen, um ein Verbrennungsgeräusch aufgrund einer Verzögerung der Verringerung des Einspritzdrucks zu unterbinden. Wenn eine Spule 710 erregt wird, werden ein Anker 720 und ein Ventilelement 730 angezogen, so dass das Druckverringerungsventil 70 in einen Ventilöffnungszustand versetzt wird. Somit stößt das Druckverringerungsventil 70 den Hochdruckkraftstoff in dem Sammler 23 zu dem Rückführdurchgang 26 durch den Ausstoßdurchgang 30 aus.
Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Verbindungsloch 551 (in 4 gezeigt) oder das Abdeckungsdurchgangsloch 631 (in 10 gezeigt) als einlassseitige Öffnung des Differenzialdruckregulierventils mit dem Sammler 23 verbunden. Alternativ kann, wie in 12 gezeigt ist, das Abdeckungsdurchgangsloch 631 des Differenzialdruckregulierventils 60 zwischen der Hochdruckpumpe 22 und dem Sammler 23 verbunden werden.
Ebenso wird in diesem Fall, wenn der Verbrennungsmotor in dem Zustand gestartet wird, in dem die Luft in die Fluidkammer 1135 eingetreten ist (in 2 gezeigt), der Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 22 ausgestoßen wird, zu der Stellgliedkammer 114 (in 2 gezeigt) werden und stößt der Kraftstoff die Luft in der Fluidkammer 1135 aus. Somit wird ermöglicht, dass der Injektor 10 (in 2 gezeigt) normal arbeitet, und kann der Verbrennungsmotor gestartet werden.
Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Verbindungsloch 551 (in 4 gezeigt) oder das Abdeckungsdurchgangsloch 631 (in 10 gezeigt) als einlassseitige Öffnung des Differenzialdruckregulierventils mit dem Sammler 23 verbunden. Alternativ kann, wie in 13 gezeigt ist, das Abdeckungsdurchgangsloch 631 des Differenzialdruckregulierventils 60 zwischen der Niederdruckpumpe 22 verbunden sein.
Somit kann das Differenzialdruckregulierventil verhindern, dass der Druck in dem Niederdruckraum des Injektors 10 auf einen hohen Druck ansteigt. Demgemäß kann die erforderliche Druckdichtigkeit an der Niederdruckseite des Injektors 10 verringert werden.
In den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen ist das Ende des Fülldurchgangs 29 mit dem Sammler 23 verbunden. Der Fülldurchgang 29 braucht nur den Hochdruckkraft stromabwärts der Hochdruckpumpe 22 zu dem Abschnitt des Rückführdurchgangs 26 zu leiten, der stromaufwärts des Gegendruckventils 27 gelegen ist. Daher kann das Ende des Fülldurchgangs 29 zwischen der Hochdruckpumpe 22 und dem Sammler 23 verbunden werden.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern sie kann auf viele andere Wege ohne Abweichen von dem Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Somit führt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff zu einem Niederdruckraum 112, 114 in einem Injektor 10 zu, der einen Antriebsübertragungsabschnitt aufnimmt, um Luft in einer Fluidkammer 1135 des Antriebsübertragungsabschnitts auszustoßen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen Fülldurchgang 29 zum Leiten des Hochdruckkraftstoffs stromabwärts einer Hochdruckpumpe 22 zu einem Abschnitt eines Rückführdurchgangs 26, der stromaufwärts eines Gegendruckventils 27 gelegen ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat ein Differenzialdruckregulierventil 60 zum Öffnen und Schließen des Fülldurchgangs 29. Das Differenzialdruckregulierventil 60 schließt den Fülldurchgang 29, wenn ein Druck an der Seite der Hochdruckpumpe 22 höher als ein Druck an der Seite des Rückführdurchgangs 26 um zumindest einen vorbestimmten Differenzialdruck wird. Somit wird eine Berohrungsanordnung vereinfacht.

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung, gekennzeichnet durch: eine Niederdruckpumpe (20), die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (21) ansaugt und den Kraftstoff unter Druck fördert; eine Hochdruckpumpe (22), die den Kraftstoff, der durch die Niederdruckpumpe (20) unter Druck gefördert wird, mit Druck beaufschlagt und unter Druck fördert; einen Sammler (23), der den Hochdruckkraftstoff sammelt, der durch die Hochdruckpumpe (22) unter Druck gefördert wird; einen Injektor (10), der den Hochdruckkraftstoff, der in dem Sammler (23) gesammelt wird, zu einer Brennkraftmaschine einspritzt, wobei der Injektor (10) eine Düse (104), die eine Nadel (1041) hat, die gemäß einer Änderung eines Drucks in einer Steuerkammer (108) arbeitet, um ein Einspritzloch (106) zu öffnen oder zu schließen, ein Steuerventil (109), das die Steuerkammer (108) wahlweise mit einem Niederdruckraum (112, 114) oder einem Hochdruckraum (105) in dem Injektor (10) verbindet, einen zweiten Kolben (1134), der in dem Niederdruckraum (112, 114) vorgesehen ist, um das Steuerventil (109) anzutreiben, einen ersten Kolben (1133), der in dem Niederdruckraum (112, 114) vorgesehen ist, um den zweiten Kolben (1134) durch den Kraftstoff in der Fluidkammer (1135) anzutreiben, die zwischen dem ersten Kolben (1133) und dem zweiten Kolben (1134) ausgebildet ist, und eine Antriebsvorrichtung (1131) zum Antreiben des ersten Kolbens (1133) aufweist; einen Rückführdurchgang (26), der den Kraftstoff in dem Niederdruckraum (112, 144) des Injektors (10) zu dem Kraftstofftank (21) zurückführt; ein Gegendruckventil (27), das in dem Rückführdurchgang (26) vorgesehen ist, um den Druck in dem Niederdruckraum (112, 144) auf einen ersten vorbestimmten Druck oder darunter zu steuern; und einen Fülldurchgang (29), der den Hochdruckkraftstoff stromabwärts der Hochdruckpumpe (22) zu einem Abschnitt des Rückführdurchgangs (26) leitet, der stromaufwärts des Gegendruckventils (27) liegt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Fülldurchgang (29) ein Differenzialdruckregulierventil (60, 553) hat, das den Fülldurchgang (29) schließt, wenn ein Druck an der Seite der Hochdruckpumpe (22) höher als ein Druck an der Seite des Rückführdurchgangs (26) um zumindest einen vorbestimmten Differenzialdruck wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner mit: einem Sicherheitsventil (50), das den Fülldurchgang (29) öffnet, wenn der Druck an der Seite der Hochdruckpumpe (22) gleich wie oder höher als ein zweiter vorbestimmter Druck wird, wobei das Differenzialdruckregulierventil (553) in dem Sicherheitsventil (50) eingebaut ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Sicherheitsventil (50) an dem Sammler (23) montiert ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner mit: einer Steuervorrichtung, die eine Menge des Hochdruckkraftstoffs steuert, der unter Druck von der Hochdruckpumpe (22) gefördert wird, um den Druck des Hochdruckkraftstoffs in dem Sammler (23) zu steuern; einer Startbestimmungsvorrichtung (S102), die bestimmt, ob ein Start des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist; und einer Startdrucksteuervorrichtung (S103), die den Druck des Hochdruckkraftstoffs in dem Sammler (23) zum Beibehalten eines Ventilöffnungszustands des Differenzialdruckregulierventils (60, 553) steuert, bis die Startbestimmungsvorrichtung (S102) bestimmt, dass der Start des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist.
Differenzialdruckregulierventil einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Pumpe (20, 22), die von einem Kraftstofftank (21) angesaugten Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und den Kraftstoff unter Druck fördert, einen Injektor (10), der den durch die Pumpe (20, 22) unter Druck geförderten Hochdruckkraftstoff zu einer Brennkraftmaschine einspritzt, und einen Rückführdurchgang (26) hat, der überschüssigen Kraftstoff in dem Injektor (10) zu dem Kraftstofftank (21) zurückführt, gekennzeichnet durch: eine einlassseitige Öffnung (551, 631), zu der der von der Kraftstoffpumpe (20, 22) unter Druck beförderte Kraftstoff zugeführt wird; eine auslassseitige Öffnung (552, 612) zum Ausstoßen des von der einlassseitigen Öffnung (551, 631) zugeführten Kraftstoffs zu dem Rückführdurchgang (26); und ein Ventilelement (553, 620), das in einem Durchgang (550, 611) vorgesehen ist, der die einlassseitige Öffnung (551, 631) mit der auslassseitigen Öffnung (552, 612) verbindet, wobei das Ventilelement (553, 620) den Durchgang (550, 611) blockiert, wenn eine Druck an der einlassseitigen Öffnung (551, 631) höher als ein Druck an der auslassseitigen Öffnung (552, 612) um zumindest einen vorbestimmten Druck wird.
Differenzialdruckregulierventil gemäß Anspruch 6, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Sicherheitsventil (50) hat, das den Druck des durch die Pumpe (20, 22) unter Druck geförderten Kraftstoffs zu dem Kraftstofftank (21) ablässt, wenn der Druck gleich wie oder höher als ein zweiter vorbestimmter Druck wird, und wobei das Differenzialdruckregulierventil in dem Sicherheitsventil (50) eingebaut ist.
Differenzialdruckregulierventil gemäß Anspruch 7, wobei das Sicherheitsventil (50) an einem Sammler (23) angebracht ist, der zwischen der Pumpe (20, 22) und dem Injektor (10) vorgesehen ist, um den von der Pumpe (20, 22) unter Druck geförderten Hochdruckkraftstoff zeitweilig zu sammeln.
Differenzialdruckregulierventil gemäß Anspruch 6, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Sammler (23) zwischen der Pumpe (20, 22) und dem Injektor (10) zum zeitweiligen Sammeln des von der Pumpe (20, 22) unter Druck geförderten Kraftstoffs hat, und wobei der einlassseitigen Öffnung (551, 631) des Differenzialdruckregulierventils der in dem Sammler (23) gesammelte Hochdruckkraftstoff zugeführt wird.