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Die
Erfindung betrifft ein Kraftstofffördergerät für
eine Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft ferner ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem,
das das Kraftstofffördergerät aufweist.
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Als
Stand der Technik offenbart die
US
2006 0169251 (
JP-A-2006-207499 )
ein Kraftstofffördergerät, das an einem Speicherkraftstoffeinspritzsystem einer
Dieselmaschine vorgesehen ist. Das Kraftstofffördergerät
hat eine Förderpumpe und eine Hochdruckpumpe. Die Förderpumpe
führt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe.
Die Hochdruckpumpe fördert einen Hochdruckkraftstoff unter
Druck zu einem Common Rail, das zum Speichern des Hochdruckkraftstoffs
in dem Speicherkraftstoffeinspritzsystem vorgesehen ist.
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Das
Kraftstofffördergerät in der
US 2006 0169251 hat ferner einen
Kraftstofffilter und ein Überdruckventil. Der Kraftstofffilter
ist stromabwärts der Förderpumpe zum Filtern des
Kraftstoffs vorgesehen. Das Überdruckventil lässt
Kraftstoff, der einen Druck auf den Kraftstofffilter aufbringt,
in Richtung Kraftstofftank ab, wenn der Druck gleich wie oder größer
als ein vorbestimmter Druck wird.
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Bei
diesem Aufbau kann verhindert werden, dass der Kraftstofffilter
verstopft, indem der Druck von der Förderpumpe auf den
Kraftstofffilter aufgebracht wird, wodurch dem Common Rail ausreichend Kraftstoff
zugeführt wird, selbst wenn die Viskosität des
Kraftstoffs bei beispielsweise einer Niedrigtemperaturbedingung
zunimmt. Außerdem verhindert das Überdruckventil,
dass auf den Kraftstofffilter ein übermäßiger
Druck aufgebracht wird.
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Bei
dem in der
US 2006 0169251 offenbarten Kraftstofffördergerät
fördert die Förderpumpe den Kraftstoff unter Druck
und der Kraftstoff kehrt in den Kraftstofftank zurück,
wenn sich das Überdruckventil öffnet. Bei diesem
Aufbau muss die Einlassströmung der Förderpumpe
zumindest erhöht werden, wenn sich das Überdruckventil öffnet,
um der Hochdruckpumpe geeignet Kraftstoff zuzuführen.
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Wenn
jedoch die Einlassströmung der Förderpumpe erhöht
wird, wird der zwischen der Kraftstoffpumpe und der Förderpumpe
bewirkte Druckverlust groß und infolgedessen nimmt die
Sauglast der Förderpumpe zu. Eine derartige Zunahme der
Sauglast kann eine unnormale Abnutzung bei den Komponenten der Förderpumpe
bewirken und kann die Lebensdauer der Förderpumpe verkürzen.
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Es
ist vorstellbar, den Durchmesser des Einlassrohrs zwischen dem Kraftstofftank
und der Förderpumpe zu vergrößern, um
den Druckverlust zu verringern. Jedoch vergrößert
die Vergrößerung des Durchmessers des Einlassrohrs
das Kraftstofffördergerät.
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Hinsichtlich
der vorangehenden und anderen Problemen ist es eine Aufgabe der
Erfindung, ein Kraftstofffördergerät zu erzeugen,
das dazu im Stande ist, den Druckverlust in einer Förderpumpe
zu reduzieren, ohne übermäßig vergrößert
zu werden.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftstofffördergerät
zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs zu einem Common
Rail eines Speicherkraftstoffeinspritzsystems vorgesehen, wobei
das Speicherkraftstoffeinspritzsystem eine Einspritzeinrichtung
zum Einspritzen eines Hochdruckkraftstoffs, der in dem Common Rail
gespeichert ist, in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine aufweist,
wobei das Kraftstofffördergerät eine Hochdruckpumpe
zum unter Druck setzen des Kraftstoffs und zum Fördern
des Kraftstoffs unter Druck zu dem Common Rail aufweist. Das Kraftstofffördergerät
hat ferner eine Förderpumpe zum Pumpen des Kraftstoffs
von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe. Das Kraftstofffördergerät
hat ferner einen Kraftstofffilter, der stromabwärts der
Förderpumpe zum Filtern eines Kraftstoffs vorgesehen ist,
der aus der Förderpumpe gepumpt wird. Das Kraftstofffördergerät
hat ferner einen Rückführkanal zum Rückführen
des Kraftstoffs von einer stromabwärtigen Seite der Förderpumpe
zu einer stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe.
Das Kraftstofffördergerät hat ferner eine Rückführströmungssteuerungseinheit
zum Steuern der Strömung eines Kraftstoffs, der durch den
Rückführkanal rückgeführt wird.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem zum
Einspritzen eines Hochdruckkraftstoffs in eine Brennkammer einer
Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei das Speicherkraftstoffeinspritzsystem
ein Common Rail zum Speichern des Hochdruckkraftstoffs aufweist.
Das Speicherkraftstoffeinspritzsystem hat ferner eine Einspritzeinrichtung
zum Einspritzen eines Hochdruckkraftstoffs von dem Common Rail in
die Brennkammer. Das Speicherkraftstoffeinspritzsystem hat ferner
ein Kraftstofffördergerät zum Zuführen
eines Hochdruckkraftstoffs zu dem Common Rail. Das Kraftstofffördergerät
hat eine Hochdruckpumpe zum unter Druck setzten des Kraftstoffs und
zum Fördern des Kraftstoffs unter Druck zu dem Common Rail.
Das Kraftstofffördergerät hat ferner eine Förderpumpe
zum Pumpen des Kraftstoffs von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe.
Das Kraftstofffördergerät hat ferner einen Kraftstofffilter, der
stromabwärts der Förderpumpe zum Filtern des Kraftstoffs
vorgesehen ist, der aus der Förderpumpe gepumpt wird. Das
Kraftstofffördergerät hat ferner einen Rückführkanal
zum Rückführen des Kraftstoffs von der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe zur stromaufwärtigen Seite
der Förderpumpe. Das Kraftstofffördergerät
hat ferner eine Rückführströmungssteuerungseinheit
zum Steuern der Strömung des Kraftstoffs, der durch den
Rückführkanal rückgeführt wird.
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Die
vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wurde, offensichtlich
werden. In den Zeichnungen:
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1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
zeigt;
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6 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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7 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel
zeigt; und
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8 ist
eine schematische Ansicht, die ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem achten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Das
erste Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Ein
Speicherkraftstoffeinspritzsystem ist beispielsweise bei einer Vierzylinder-Dieselmaschine angebracht.
Das Speicherkraftstoffeinspritzsystem hat ein Common Rail 1 zum
Speichern eines Hochdruckkraftstoffs, Einspritzeinrichtungen 2 zum
Einspritzen des Hochdruckkraftstoffs von dem Common Rail 1 jeweils
in die Brennkammern der Dieselmaschine und ein Kraftstofffördergerät
zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs in das Common Rail 1.
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Das
Common Rail 1 dient als eine Speichereinheit zum Speichern
des Hochdruckkraftstoffs, der von dem Kraftstofffördergerät 3 zugeführt
wird, und zum Halten des Hochdruckkraftstoffs bei einem Soll-Rail-Druck.
Eine nicht dargestellte Steuerungseinheit (ECU) bestimmt den Soll-Rail-Druck
in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand, wie beispielsweise
einer Drosselposition eines Beschleunigers und einer Drehzahl der
Dieselmaschine.
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Das
Common Rail 1 ist mit einem Druckbegrenzer 1a versehen,
der sich öffnet, um Kraftstoff von dem Common Rail 1 auszulassen,
wenn der Druck des Kraftstoffs in dem Common Rail 1 größer als
ein vorbestimmter oberer Grenzwert wird. Der aus dem Druckbegrenzer 1a strömende
Kraftstoff kehrt in einen Kraftstofftank 4 des Kraftstofffördergeräts 3 durch
ein Kraftstoffrohr 1b zurück.
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Jede
Einspritzeinrichtung 2 dient als Kraftstoffeinspritzeinheit
zum Einspritzen eines Hochdruckkraftstoffs in jede Brennkammer der Dieselmaschine.
Der Einspritzeinrichtung 2 wird Hochdruckkraftstoff von
dem Common Rail 1 durch ein Hochdruckrohr 2a zugeführt.
Von dem Common Rail 1 zugeführter Hochdruckkraftstoff
wird teilweise nicht eingespritzt und wird als Überschusskraftstoff
durch ein Kraftstoffrohr 2b in den Kraftstofftank 4 rückgeführt. Die
ECU ist mit der Einspritzeinrichtung 2 verbunden, um den
Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge des Kraftstoffs durch Übermitteln
eines Steuersignals zu steuern.
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Das
Kraftstofffördergerät 3 hat den Kraftstofftank 4 zum
Speichern des Kraftstoffs, eine Förderpumpe 5 zum
Pumpen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank 4, eine Hochdruckpumpe 6 zum
Beaufschlagen des Kraftstoffs, der von der Förderpumpe 5 zugeführt
wird, mit Druck, um den Kraftstoff unter Druck zu dem Common Rail 1 zu
fördern, und ein Einlasssteuerventil 7 zum Steuern
der Strömung des Kraftstoffs, der von der Förderpumpe 5 zu
der Hochdruckpumpe 6 zugeführt wird.
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Die
Förderpumpe 5 pumpt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 4 durch
ein Einlassrohr 4a zu der Hochdruckpumpe 6. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Förderpumpe 5 eine
Trochoidpumpe, die eine Innenzahnradpumpe ist. Die Förderpumpe 5 ist
mit einer Nockenwelle 61 der Hochdruckpumpe 6 verbunden,
wobei eine Antriebskraft über die Nockenwelle 61 übertragen
wird.
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Das
Einlassrohr 4a ist mit einem Vorfilter 8 zum Entfernen
von Fremdstoffen aus dem Kraftstoff versehen, der von dem Kraftstofftank 4 angesaugt wird,
und mit einer Ansaugepumpe 9 zum Ablassen eines Gases aus
dem Einlassrohr 4a bei beispielsweise einer Montagearbeit
des Fahrzeugs. Des Weiteren ist ein Siebfilter 10 in der
Nähe einer Einlassöffnung der Förderpumpe 5 an
dem Einlassrohr 4a zum Entfernen von Fremdstoffen, die
in dem Kraftstoff durch das Einlassrohr 4a enthalten sind,
stromabwärts des Vorfilters 8 vorgesehen. Der
Vorfilter 8 und/oder der Siebfilter 10 können
ein Filter aus Metall sein, wie beispielsweise ein Metallnetz.
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Ein
Bypasskanal 4b ist mit einem Durchgang zwischen der stromabwärtigen
Seite des Vorfilters 8 und der stromaufwärtigen
Seite des Siebfilters 10 in dem Einlassrohr 4a verbunden.
Die Ansaugepumpe 9 ist dazu im Stande, Kraftstoff zu der
stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 und
auch durch den Bypasskanal 4b zu pumpen. Der Bypasskanal 4b ist mit
einem Rückschlagventil 11 versehen, um zu beschränken,
dass Kraftstoff rückwärts strömt.
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Ein
Kraftstofffilter 12 ist stromabwärts der Förderpumpe 5 zum
Filtern des Kraftstoffs vorgesehen, der aus der Förderpumpe 5 ausgelassen
wird. Ein Überdruckventil 13 ist ferner stromabwärts
der Förderpumpe 5 zum Ablassen des Kraftstoffs
vorgesehen, wenn der Druck des Kraftstoffs, der an dem Kraftstofffilter 12 angelegt
wird, gleich wie oder größer als der vorbestimmte
Druck wird. Das Überdruckventil 13 öffnet
sich, und führt dabei teilweise Kraftstoff von der Förderpumpe 5 durch
ein Kraftstoffrohr 13a in den Kraftstofftank 4 zurück.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Druck,
bei dem sich das Überdruckventil 13 öffnet,
gleich wie oder weniger als der zulässige Druck des Kraftstofffilters 12 und
ist größer als der Auslassdruck der Förderpumpe 5 bei
einem Leerlaufbetrieb der Dieselmaschine. Bei diesem Aufbau ist das Überdruckventil 13 dazu
im Stande, den Kraftstofffilter 12 vor einem übermäßigen
Kraftstoffdruck zu beschützen, der von der Förderpumpe 5 aufgebracht
wird.
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Außerdem
kann auf den Kraftstofffilter der Druck des Kraftstoffs aufgebracht
werden, der von der Förderpumpe 5 ausgelassen
wird. Deshalb kann der Kraftstofffilter 12 eine Filtermaschenweite
haben, die kleiner als diejenige des Vorfilters 8 und des
Siebfilters 10 ist, so dass der Kraftstofffilter 12 eine
höhere Filterleistung als diejenige des Vorfilters 8 und
des Siebfilters 10 haben kann. Somit ist der Kraftstofffilter 12 dazu
im Stande, Fremdfeststoffe, Feuchtigkeit und dergleichen zu entfernen,
die nicht durch Verwenden des Vorfilters 8 und des Siebfilters 10 entfernt
werden können.
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Des
Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Rückführkanal 14 mit
einem Kanal zwischen der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 und der
stromaufwärtigen Seite des Kraftstofffilters 12 verbunden,
um Kraftstoff zur stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 rückzuführen.
Der Rückführkanal 14 ist mit einem Rückführventil 15 versehen,
das als Rückführströmungssteuerungseinheit
zum Steuern einer Strömung des Kraftstoffs dient, der durch
den Rückführkanal 14 zur stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
wird.
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Das
Rückführventil 15 hat einen Ventilkörper zum
Steuern einer Öffnung in dem Kraftstoffkanal, eine Federeinheit
zum Vorspannen des Ventilkörpers, damit dieser den Kraftstoffkanal
schließt, und dergleichen. Das Rückführventil 15 ist
ein Drucksteuerungsventil, das einen mechanischen Aufbau aufweist,
der dazu im Stande ist, den Druck des Kraftstoffs stromabwärts
der Förderpumpe auf den vorbestimmten Druck zu steuern.
Das Rückführventil 15 dient als Rückführströmungssteuerungseinheit.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel öffnet das Rückführventil 15 bei
dem vorbestimmten Druck, der etwas geringer als der vorbestimmte
Druck ist, bei dem sich das Überdruckventil 13 öffnet.
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Bei
diesem Aufbau öffnet sich das Rückführventil 15 vor
dem Überdruckventil 13, wodurch Kraftstoff von
der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 zur
stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
wird. Des Weiteren öffnet sich das Überdruckventil 13,
wenn der Druck des Kraftstoffs auf der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 selbst bei einem Zustand
zunimmt, bei dem sich das Rückführventil 15 öffnet.
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Das
Einlasssteuerungsventil 7 ist durch einen Kraftstoffkanal 12a auf
der stromabwärtigen Seite des Kraftstofffilters 12 verbunden.
Des Weiteren ist der Kraftstoffkanal 12a mit einem Durchlass 16 versehen.
Das Einlasssteuerungsventil 7 ist ein elektromagnetisches
Ventil mit einem Linearelektromagneten, der dazu im Stande ist,
eine Öffnung von diesem basierend auf einem Steuerungssignal
zu beeinflussen, das von der ECU übertragen wird. Die ECU übermittelt
das Steuerungssignal in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand
der Dieselmaschine.
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Der
Durchlass 16 dient als eine Drosseleinheit, die dazu im
Stande ist, den Kraftstoffkanal 12a zu drosseln, der sich
von dem Kraftstofffilter 12 zu dem Einlasssteuerungsventil 7 erstreckt,
wodurch die Strömung des Kraftstoffs durch den Kraftstofffilter 12 beschränkt
wird. Ein Kanal zwischen der stromabwärtigen Seite des
Durchlasses 16 und der stromaufwärtigen Seite
des Einlasssteuerungsventils 7 in dem Kraftstoffkanal 12a ist
mit einem Kanal zwischen der stromabwärtigen Seite des
Siebfilters 10 und der stromaufwärtigen Seite
der Förderpumpe 5 durch einen Kraftstoffkanal 12b verbunden.
Der Kraftstoffkanal 12b ist mit einem Regelventil 17 versehen.
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Das
Regelventil 17 hat einen mechanischen Aufbau, der ähnlich
zu demjenigen des Rückführventils 15 ist,
und ist dazu im Stande, den Druck des Kraftstoffs auf der stromabwärtigen
Seite des Durchlasses 16 auf einen Druck zu steuern, der
gleich wie oder weniger als der konstante Druck ist. Der Kraftstoffkanal 12b ist
mit einem Kraftstoffkanal 12c verbunden, durch den Kraftstoff
von der stromaufwärtigen Seite des Regelventils 17 zu
einer Nockenkammer 64 der Hochdruckpumpe 6 strömt.
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Die
Hochdruckpumpe 6 ist mit der stromabwärtigen Seite
des Einlasssteuerungsventils 7 durch einen Kraftstoffkanal 7a verbunden.
Der Kraftstoffkanal 7a ist ferner mit einem Kraftstoffkanal 7b verbunden,
durch den Kraftstoff zu der stromaufwärtigen Seite des
Siebfilters 10 durch eine Öffnung 18 rückkehrt.
Wenn sich bei diesem Aufbau beispielsweise das Einlasssteuerungsventil 7 schließt,
ist überschüssiger Kraftstoff dazu im Stande,
von der stromabwärtigen Seite des Einlasssteuerungsventils 7 zu der
stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 zurückzukehren.
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Wie
es durch den durch die Strichpunktlinie in 1 umgebenen
Bereich gezeigt ist, hat die Hochdruckpumpe 6 die Nockenwelle 61,
die drehbar ist, wenn sie durch die Dieselmaschine angetrieben wird,
Kolben 62, die durch die Zylinder axial beweglich sind,
indem zu ihnen eine Antriebskraft von der Nockenwelle 61 übertragen
wird, und dergleichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat
die Hochdruckpumpe 6 zwei Kolben 62, die bezüglich
der radialen Richtung der Nockenwelle 61 zueinander gegenüberliegend sind.
Die Kolben 62 bewegen sich abwechselnd, um Kraftstoff anzusaugen
und diesen mit Druck zu fördern.
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Die
Nockenwelle 61 ist mit einem Nocken 63 verbunden,
der dazu im Stande ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle 61 in
eine axiale Bewegung umzuwandeln und die axiale Bewegung zu dem
Kolben 62 zu übertragen. Der Nocken 63 ist
in der Nockenkammer 64 eines Pumpengehäuses untergebracht.
Bei diesem Aufbau strömt Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 12c in
die Nockenkammer 64 und der Kraftstoff dient bei der Übertragung
der Antriebskraft von dem Nocken 63 zu jedem Kolben 62 als Schmieröl.
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Der
Kraftstoffkanal 12c ist mit einem Durchlass 19 versehen.
Der Durchlass 19 reguliert Kraftstoff als Schmieröl,
das in die Nockenkammer 64 strömt. Überschüssiger
Kraftstoff, der von der Nockenkammer 64 überströmt,
kehrt durch einen Kraftstoffkanal 6a zu dem Kraftstofftank 4 zurück.
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Der
Zylinder darin definiert eine Kompressionskammer 65, deren
Volumen sich entsprechend der Axialbewegung des Kolbens 62 variabel ändert. Die
Kompressionskammer 65 ist mit einem Einlasskanal 65a,
durch den Kraftstoff von dem Kraftstoffkanal 7a zu der
Kompressionskammer 65 tritt, und einem Auslasskanal 65b verbunden,
durch den Kraftstoff von der Kompressionskammer 65 zu dem
Common Rail 1 tritt.
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Der
Einlasskanal 65a ist mit einem Einlassventil 66 versehen,
das sich öffnet, wenn Kraftstoff in die Kompressionskammer 65 strömt.
Der Auslassdurchlass 65b ist mit einem Auslassventil 67 versehen,
das sich öffnet, wenn Kraftstoff aus der Kompressionskammer 65 ausströmt.
Der Auslassdurchlass 65b ist mit dem Common Rail 1 durch
einen Kraftstoffkanal 1c verbunden.
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Als
Nächstes wird ein Betrieb des Kraftstofffördergeräts
beschrieben. Zuerst dreht sich die Nockenwelle 61 der Hochdruckpumpe 6 in
Verbindung mit der Betätigung der Dieselmaschine in dem
Fahrzeug. Die Nockenwelle 61 ist mit der Förderpumpe 5 so
verbunden, dass die Nockenwelle 61 eine Antriebskraft zu
der Förderpumpe 5 überträgt.
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Der
Förderpumpe 5 wird die Antriebskraft übertragen,
wodurch ein Kraftstoff von dem Kraftstofftank 4 durch das
Einlassrohr 4a gepumpt wird. Bei diesem Betrieb tritt der
Kraftstoff durch den Vorfilter 8 und den Siebfilter 10,
um dabei gefiltert zu werden. Der von der Förderpumpe 5 unter
Druck geförderte Kraftstoff wird ferner durch den Kraftstofffilter 12 gefiltert
und der Kraftstoff strömt nach einem Durchlaufen des Kraftstoffkanals 12a in
das Einlasssteuerungsventil 7.
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Die
ECU steuert die Öffnung des Einlasssteuerungsventils 7 durch Übertragen
des Steuersignals, so dass der Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 7a in
die Hochdruckpumpe 6 mit einer Menge strömt, die
ausreichend für den Betrieb der Dieselmaschine des Fahrzeugs
ist.
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Der
Nocken 63 dreht sich zusammen mit der Nockenwelle 61,
wodurch der Kolben 62 in der Hochdruckpumpe 6 axial
betätigt wird. Der Kolben 62 bewegt sich in Richtung
Nockenwelle 61 in dem Zylinder, indem er axial betätigt
wird, so dass das Volumen der Kompressionskammer 65 zunimmt
und der Druck in dieser abnimmt. Bei diesem Vorgang öffnet sich
das Einlassventil 66, um Kraftstoff von der stromabwärtigen
Seite des Einlasssteuerungsventils 7 in die Kompressionskammer 65 zu
saugen, nachdem er in Abfolge durch den Kraftstoffkanal 7a und den
Einlasskanal 65a getreten ist.
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Alternativ
bewegt sich der Kolben 62 in dem Zylinder weg von der Nockenwelle 61,
so dass das Volumen der Kompressionskammer 65 abnimmt,
wodurch der in die Kompressionskammer 65 gesaugte Kraftstoff
unter Druck gefördert wird. Wenn der Druck des komprimierten
Kraftstoffs größer als der vorbestimmte Druck
wird, öffnet sich das Auslassventil 67, so dass
der Kraftstoff nach einem Durchlaufen des Auslasskanals 65b und
des Kraftstoffkanals 1c in dieser Reihenfolge von der Kompressionskammer 65 unter
Druck in das Common Rail 1 gefördert wird.
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Somit
speichert das Common Rail 1 den Hochdruckkraftstoff. Der
in dem Common Rail 1 gespeicherte Hochdruckkraftstoff wird
durch die Einspritzeinrichtung 2, die in Übereinstimmung
mit dem von der ECU übertragenen Steuerungssignal beeinflusst
wird, in die Brennkammer der Dieselmaschine eingespritzt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstofffilter 12 stromabwärts
der Förderpumpe 5 vorgesehen, so dass auf den
Kraftstofffilter 12 der Auslassdruck der Förderpumpe 5 aufgebracht
wird. Deshalb kann verhindert werden, dass der Kraftstofffilter 12 verstopft,
selbst wenn die Viskosität des Kraftstoffs bei beispielsweise
einem Niedrigtemperaturzustand zunimmt. Infolgedessen kann die Hochdruckpumpe 6 ausreichend
mit Kraftstoff versorgt werden, so dass verhindert werden kann,
dass die Dieselmaschine einen Fehler bewirkt, wie beispielsweise
ein Abwürgen der Maschine aufgrund einer unzureichenden
Kraftstoffzufuhr.
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Außerdem
ist der Durchlass 16 zwischen dem Kraftstofffilter 12 und
dem Einlasssteuerungsventil 7 vorgesehen, wodurch ein durch
den Filter 12 tretender Kraftstoff beschränkt
wird. Infolgedessen kann selbst bei einem Aufbau, bei dem der Kraftstofffilter 12 stromabwärts
der Förderpumpe 5 angeordnet ist, eingeschränkt
werden, dass der Kraftstofffilter vergrößert wird.
Somit kann ein Einbauraum für den Kraftstofffilter 12 verkleinert
werden.
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Des
Weiteren hat bei diesem Ausführungsbeispiel das Kraftstofffördergerät
den Rückführkanal 14 und das Rückführventil 15.
Bei diesem Aufbau öffnet sich das Rückführventil,
wenn der Druck des Kraftstoffs in dem Kanal zwischen der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 und der stromaufwärtigen
Seite des Kraftstofffilters 12 gleich wie oder größer
als der vorbestimmte Druck wird. Daher kann Kraftstoff geeignet
von der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 zu
der stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
werden. Bei diesem Aufbau kann der Druckverlust reduziert werden,
der beim Saugen des Kraftstoffs in die Förderpumpe 5 hervorgerufen
wird. Außerdem muss der Durchmesser des Einlassrohrs 4a nicht
vergrößert werden, so dass eingeschränkt
werden kann, dass das Kraftstofffördergerät übermäßig
vergrößert wird.
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Des
Weiteren ist der vorbestimmte Druck, bei dem sich das Rückkehrventil 15 öffnet,
etwas geringer als der vorbestimmte Druck, bei dem sich das Überdruckventil 13 öffnet.
Bei diesem Aufbau kann der Kraftstoff auf der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 stetig zu der stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe rückgeführt werden,
bevor sich das Überdruckventil 13 öffnet.
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Des
Weiteren verbindet der Rückführkanal 14 die
stromaufwärtige Seite der Förderpumpe 5 direkt
mit der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 und
das Rückführventil 15 ist an dem Rückführkanal 14 vorgesehen.
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Bei
diesem Aufbau kann ferner eingeschränkt werden, dass das
Kraftstofffördergerät vergrößert
wird.
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Infolgedessen
kann der Druckverlust reduziert werden, der beim Saugen des Kraftstoffs
in die Förderpumpe 5 hervorgerufen wird, so dass
die Lebensdauer der Förderpumpe 5 erhöht
werden kann, während beschränkt wird, dass das
Kraftstofffördergerät 3 vergrößert
wird.
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Des
Weiteren kann bei dem vorstehenden Aufbau die Menge an Kraftstoff,
der zu dem Kraftstofftank 4 zurückkehrt, durch
Rückführen des Kraftstoffs zu der stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 reduziert werden, so dass
die Erzeugung eines Kraftstoffdampfes in dem Kraftstofftank 4 reduziert werden
kann. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 2 gezeigt
ist, ist ein Durchlass 20 vorgesehen, um als Rückführströmungssteuerungseinheit
zu dienen.
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Der
Durchlass 20 ist eine unveränderliche Drossel
zum Reduzieren eines Drucks des Kraftstoffs auf der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe 5. Ein Kapillarrohr kann
als die unveränderliche Drossel verwendet werden, um als
die Rückführströmungssteuerungseinheit
zu dienen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchlass 20,
das heißt, die Rückführströmungssteuerungseinheit,
an dem Rückführkanal 14 vorgesehen, so
dass die Menge des Kraftstoffs, der durch den Rückführkanal 14 rückgeführt
wird, entsprechend einer Erhöhung des Druckunterschieds
zwischen der stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 und der
stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 erhöht
werden kann.
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Bei
diesem Aufbau, wenn sich der Druck des Kraftstoffs auf der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 auf den vorbestimmten
Druck erhöht, bei dem sich das Überdruckventil 13 öffnet,
kann die Menge des Kraftstoffs erhöht werden, die durch
den Rückführkanal 14 rückgeführt
wird. Der andere Aufbau des Kraftstofffördergeräts,
mit Ausnahme von dem Merkmal des Ausführungsbeispiels,
ist im Wesentlichen gleich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel kann, ähnlich wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel, beim Betrieb des Kraftstofffördergeräts 3 Kraftstoff
auf der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 geeignet zur
stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
werden. Infolgedessen kann ein Druckverlust reduziert werden, der
beim Ansaugen des Kraftstoffs in die Förderpumpe 5 hervorgerufen
wird, so dass die Lebensdauer der Förderpumpe 5 erhöht
werden kann, während beschränkt wird, dass das
Kraftstofffördergerät 3 vergrößert
wird.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 3 gezeigt
ist, ist ein Ablassventil 21 an dem Kraftstofffördergerät
des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen, um ein Gas
abzulassen, das sich in dem Kraftstoffförderkanal gesammelt
hat.
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Das
Ablassventil 21 hat einen ähnlichen Aufbau wie
denjenigen des Überdruckventils 13. Das Ablassventil 21 liegt
an einer Stelle stromabwärts der Förderpumpe 5,
bei sich ein Gas wahrscheinlich ansammelt. Insbesondere liegt das
Ablassventil 21 bei beispielsweise einem vertikal oberen
Abschnitt eines Gehäuses, das den Kraftstofffilter 12 aufnimmt.
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Des
Weiteren öffnet sich das Ablassventil 21 bei einem
vorbestimmten Druck, der gleich wie oder weniger als der zulässige
Druck des Kraftstofffilters 12 ist, und kleiner als der
vorbestimmte Druck ist, bei dem sich das Ablassventil 13 öffnet.
Wenn der Druck des auf der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 befindlichen
Kraftstoffs zunimmt, so dass sich das Ablassventil öffnet,
kehrt das Gas, das sich in dem Kraftstoffkanal sammelt, zusammen
mit dem Kraftstoff, der von der Förderpumpe 5 durch
das Kraftstoffrohr 13a ausgelassen wird, in den Kraftstofftank 4 zurück.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist das Kraftstofffördergerät
zusätzlich zum Erzeugen von Wirkungen, die ähnlich
denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, dazu im
Stande, ein Gas abzulassen, das sich in dem Kraftstoffkanal sammelt, indem
ein Auslassdruck der Förderpumpe 5 verwendet wird.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 4 gezeigt
ist, ist das Ablassventil 21, das äquivalent zu
demjenigen des dritten Ausführungsbeispiels ist, bei dem
Kraftstofffördergerät des zweiten Ausführungsbeispiels
vorgesehen.
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Das
Kraftstofffördergerät bei diesem Ausführungsbeispiel
ist zusätzlich zum Erzeugen von Wirkungen, die ähnlich
denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, dazu im Stande,
ein Gas abzulassen, das sich in dem Kraftstoffkanal sammelt, indem
ein Auslassdruck der Förderpumpe 5 verwendet wird.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 5 gezeigt
ist, werden das Ablassventil 13 und das Kraftstoffrohr 13a aus
dem Kraftstofffördergerät des ersten Ausführungsbeispiels
weggelassen. Der andere Aufbau des Kraftstofffördergeräts,
mit Ausnahme des Merkmals dieses Ausführungsbeispiels, ist
im Wesentlichen gleich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie es in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben
ist, ist der vorbestimmte Druck, bei dem sich das Rückführventil 15 öffnet,
kleiner als der vorbestimmte Druck, bei dem sich das Ablassventil 13 öffnet.
Deshalb öffnet sich das Rückführventil 15 bevor
sich das Ablassventil 13 öffnet, so dass ein Kraftstoff,
der auf der stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 5 ist,
zur stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
werden kann.
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Bei
diesem Aufbau ist das Ablassventil 13 dazu im Stande, den
Kraftstofffilter 12 davor zu schützen, dass ein übermäßiger
Kraftstoffdruck von der Förderpumpe 5 aufgebracht
wird, indem der Kraftstoffkanal bei dem Rückführventil 15 ausreichend
sichergestellt wird, selbst wenn das Ablassventil 13 weggelassen
wird.
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Infolgedessen
kann die Lebensdauer der Förderpumpe 5 erhöht
werden, während ferner beschränkt wird, dass das
Kraftstofffördergerät 3 vergrößert
wird, indem das Ablassventil 13 und das Kraftstoffrohr 13a weggelassen
werden. Außerdem kann der Druckverlust reduziert werden, der
beim Einsaugen des Kraftstoffs in die Förderpumpe 5 hervorgerufen
wird.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 6 gezeigt
ist, sind das Ablassventil 13 und das Kraftstoffrohr 13a von
dem Kraftstofffördergerät des zweiten Ausführungsbeispiels
weggelassen. Der andere Aufbau des Kraftstofffördergeräts,
mit Ausnahme des Merkmals dieses Ausführungsbeispiels,
ist im Wesentlichen gleich demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel, wenn das Kraftstofffördergerät 3 betätigt
wird, ist das Ablassventil 13 dazu im Stande, den Kraftstofffilter 12 vor übermäßigem
Kraftstoffdruck zu schützen, der von der Förderpumpe 5 aufgebracht
wird, indem der Kraftstoff von der stromabwärtigen Seite
der Förderpumpe 5 ausreichend zur stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
wird, selbst wenn das Ablassventil 13 weggelassen wird.
Somit ist das Kraftstofffördergerät dazu im Stande, ähnliche
Effekte wie diejenigen des fünften Ausführungsbeispiels zu
erzeugen.
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(Siebtes und achtes Ausführungsbeispiel)
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Bei
dem siebten Ausführungsbeispiel, wie es in 7 gezeigt
ist, wird das Ablassventil 13 von dem Kraftstofffördergerät
des dritten Ausführungsbeispiels weggelassen. Bei dem achten
Ausführungsbeispiel, wie es in 8 gezeigt
ist, wird das Ablassventil 13 von dem Kraftstofffördergerät
des vierten Ausführungsbeispiels weggelassen. Die Aufbauweisen
von jedem Kraftstofffördergerät, mit Ausnahme des
Merkmals dieser Ausführungsbeispiele, sind im Wesentlichen
gleich denjenigen von dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel.
Jedes Kraftstofffördergerät dieser Ausführungsbeispiele
ist auch dazu im Stande, ähnliche Effekte wie diejenigen
des fünften Ausführungsbeispiels zu erzeugen,
und ist des Weiteren dazu im Stande, ein sich in dem Kraftstoffkanal ansammelndes
Gas abzulassen.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Bei
den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Förderpumpe 5 eine
Trochoidpumpe. Jedoch ist die Förderpumpe nicht auf eine
Trochoidpumpe beschränkt. Beispielsweise kann die Förderpumpe 5 eine
andere Pumpe, wie beispielsweise eine Rollkolbenpumpe oder eine
Flügelpumpe sein.
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Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die Antriebskraft
der Förderpumpe 5 von der Maschine über
die Nockenwelle 61 übertragen. Alternativ kann
die Antriebskraft der Förderpumpe 5 durch eine
andere Antriebsquelle übertragen werden.
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Die
Förderpumpe 5 und die Hochdruckpumpe 6 können
einstückig in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sein.
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Bei
den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Hochdruckpumpe 6 eine
Einzelhochdruckpumpe, die zwei Kolben 62 aufweist, die über
die Nockenwelle 61 einander radial gegenüberliegend
sind. Alternativ kann die Hochdruckpumpe 6 eine Tandemhochdruckpumpe,
die vier Kolben 62 aufweist, die hinsichtlich der Drehrichtung
der Nockenwelle 61 um diese angeordnet sind.
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Bei
den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist der Rückführkanal 14 direkt
mit dem Kanal zwischen der stromabwärtigen Seite (Auslass)
der Förderpumpe 5 und der stromaufwärtigen
Seite (Einlass) der Förderpumpe 5 verbunden. Jedoch
ist die Verbindung der Förderpumpe 5 nicht auf
den vorstehenden Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann
der Kraftstoff von der stromabwärtigen Seite des Kraftstofffilters 12 zur
stromaufwärtigen Seite der Förderpumpe 5 rückgeführt
werden.
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Sowohl
das Rückführventil 15 als auch die unveränderliche
Drossel 20 können an dem Kraftstofffördergerät
vorgesehen sein. Beispielsweise können das Rückführventil 15 und
die unveränderliche Drossel 20 parallel verbunden
sein, um eine Rückführströmungssteuerungseinheit
aufzubauen.
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Eine
variable Drossel, die in sich einen variablen Durchtrittsbereich
aufweist, kann anstelle der unveränderlichen Drossel 20 vorgesehen
sein, um als Rückführströmungssteuerungseinheit
zu dienen.
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Eine
Rückführströmungssteuerungseinheit kann
an einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal 14 und
dem Kraftstoffrohr stromabwärts der Förderpumpe 5 beispielsweise
vorgesehen sein.
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Das Überdruckventil 13 kann
auch als das Ablassventil 21 dienen.
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Bei
jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele wird das Kraftstofffördergerät
bei dem Speicherkraftstoffeinspritzsystem mit dem Einlasssteuerungsventil 7 zum
Steuern der Strömung des Kraftstoffs angewandt, der durch
Verwenden der Hochdruckpumpe komprimiert werden soll, d. h., bei
einem Einlasssteuerungsspeicherkraftstoffeinspritzsystem. Alternativ
kann das Kraftstofffördergerät bei einem Speicherkraftstoffeinspritzsystem
angewandt werden, das dazu im Stande ist, die Strömung
eines unter Druck geförderten Kraftstoffs zu dem Common Rail
zu steuern, indem es die Ventilschließzeit eines Auslassventils
einer Hochdruckpumpe mit variablem Durchfluss zu steuern, d. h.,
bei einem Vorhubsteuerungsspeicherkraftstoffeinspritzsystem.
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Die
vorstehenden Aufbauweisen der Ausführungsbeispiele können
geeignet kombiniert werden.
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Verschiedene
Abwandlungen und Änderungen können bei den vorstehenden
Ausführungsbeispielen weitestgehend gemacht werden, ohne
von dem Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den
beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Ein
Kraftstofffördergerät ist zum Zuführen
eines Hochdruckkraftstoffs in ein Common Rail (1) eines
Speicherkraftstoffeinspritzsystems vorgesehen. Das Speicherkraftstoffeinspritzsystem
hat eine Einspritzeinrichtung (2) zum Einspritzen eines
Hochdruckkraftstoffs, der in dem Common Rail (1) gespeichert
ist, in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine. Das Kraftstofffördergerät
hat eine Hochdruckpumpe (6) zum Fördern des Kraftstoffs
zu dem Common Rail (1) unter Druck, und eine Förderpumpe
(5) zum Pumpen des Kraftstoffs von einem Kraftstofftank (4)
zu der Hochdruckpumpe (6). Ein Kraftstofffilter (12)
ist stromabwärts der Förderpumpe (5)
zum Filtern des Kraftstoffs vorgesehen, der aus der Förderpumpe
(5) gepumpt wird. Ein Rückführkanal (14)
ist zum Rückführen des Kraftstoffs von der stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe (5) zu der stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe (5) vorgesehen. Eine Rückführströmungssteuerungseinheit
(15, 20) ist zum Steuern des Kraftstoffs vorgesehen,
der durch den Rückführkanal (14) rückgeführt
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 20060169251 [0002, 0003, 0005]
- - JP 2006-207499 A [0002]