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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung
und ein Drucksteuerventil (einen Druckregler), der in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung verwendet
wird.
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Eine
Kraftstoffzufuhrvorrichtung wird beispielsweise in der
JP Nr. 2002-235622 A gelehrt.
Wie in
8 gezeigt, enthält diese Kraftstoffzufuhrvorrichtung
eine Kraftstoffpumpe
1, Kraftstoffzufuhrdurchlässe
LF1 und LF2, einen Staudruck erzeugenden Durchlass LC mit einem
Magnetventil S, und ein Drucksteuerventil
2 (einen Druckregler).
Die Kraftstoffpumpe
1 ist dazu angeordnet und aufgebaut, Kraftstoff,
der in einem Kraftstofftank enthalten ist, einem Kraftstoffeinspritzventil
3 (einem
Kraftstoffinjektor) zuzuführen, die in der Lage ist, den
Kraftstoff in einen Motor
4 (einen Verbrennungsmotor) einzuspritzen.
Der Kraftstoffzufuhrdurchlass LF1 stellt eine Verbindung zwischen
der Kraftstoffpumpe
1 und dem Kraftstoffeinspritzventil
3 her.
Der Kraftstoffzufuhrdurchlass LF2 zweigt so von dem Kraftstoffzufuhrdurchlass
LF1 ab, dass er mit dem Drucksteuerventil
2 in Verbindung
steht. Der Staudruck erzeugende Durchlass LC zweigt so vom Kraftstoffzufuhrdurchlass
LF1 ab, dass er mit dem Kraftstofftank in Verbindung steht. Das
Drucksteuerventil
2 ist so angeordnet und aufgebaut, dass
es einen Druck des Kraftstoffs steuert, der dem Kraftstoffeinspritzventil
3 zugeführt
wird (d. h., einen Druck des Kraftstoffs in den Kraftstoffzufuhrdurchlässen
LF1 und LF2). Dieser Druck wird als „ein Kraftstoffdruck"
bezeichnet.
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Das
Drucksteuerventil 2 enthält eine Staudruckkammer 2r,
eine Drucksteuerkammer 2c, eine Membrane 2B3,
die zwischen den Kammern 2r und 2c angeordnet
ist, und einen Ventilbereich 2B, der an der Membrane 2B3 angebracht
ist. Die Staudruckkammer 2r steht mit dem Staudruck erzeugenden Durchlass
LC in Verbindung, damit ein (Kraftstoff) Staudruck P1 daran angelegt
wird, der zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Tankinnendruck liegt,
wenn das Magnetventil S geöffnet ist. Die Drucksteuerkammer 2c steht
mit dem Kraftstoffzufuhrdurchlass LF2 in Verbindung, so dass der
Kraftstoffdruck daran angelegt wird. Weiter ist der Ventilbereich 2B geeignet, einen
Druck des Kraftstoffs in der Steuerkammer 2c auf zwei Steuerdrucke
(hoher und niedriger Steuerdruck) zu steuern, abhängig
davon, ob der Staudruck P1 an die Staudruckkammer 2r angelegt
wird.
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Wenn
das Magnetventil S geöffnet ist, wird der Staudruck P1
(ein hoher Druck) an die Staudruckkammer 2r angelegt. Als
ein Ergebnis kann der Druck des Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 2c aufgrund
des hohen Drucks in der Staudruckkammer 2r auf den hohen
Steuerdruck gesteuert werden. So kann der Kraftstoffdruck (der Druck
in den Kraftstoffzufuhrdurchlässen LF1 und LF2, die mit
der Drucksteuerkammer 2c in Verbindung stehen) auf den
hohen Steuerdruck gesteuert werden. Umgekehrt wird, wenn das Magnetventil
S geschlossen ist, ein begrenzter oder niedriger Druck an die Staudruckkammer 2r angelegt,
da der Staudruck P1 nicht an die Staudruckkammer 2r angelegt
wird. Als ein Ergebnis kann der Druck in der Drucksteuerkammer 2c aufgrund
des niedrigen Drucks in der Staudruckkammer 2r auf den
niedrigen Steuerdruck gesteuert werden. Somit kann der Kraftstoffdruck
auf den niedrigen Steuerdruck gesteuert werden.
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Allerdings
kann, entsprechend dem Drucksteuerventil 2, wenn der Staudruck
P1, der an die Staudruckkammer 2r angelegt ist, geändert
wird oder fluktuiert, der Druck in der Drucksteuerkammer 2c abhängig
vom angelegten Staudruck P1 proportional verändert werden,
da der Staudruck P1 direkt an die Membrane 2B3 angelegt
ist. Somit kann, wenn der Staudruck P1, der an die Staudruckkammer 2r angelegt
ist, übermäßig erhöht wird,
der Druck in der Drucksteuerkammer 2c übermäßig
erhöht werden, über den hohen Steuerdruck hinaus.
Das bedeutet, dass der Druck in der Drucksteuerkammer 2c nicht genau
auf den hohen Steuerdruck gesteuert werden kann. Als ein Ergebnis
kann der Kraftstoffdruck nicht genau gesteuert werden. Dies kann
zu einer schlechten Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks führen.
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Beispielsweise
kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung eine Kraftstoffpumpe, die dazu
in der Lage ist, einen in einem Kraftstofftank enthaltenen Kraftstoff,
einem Verbrennungsmotor zuzuführen, ein Steuerventil, das
dazu in der Lage ist, einen Druck eines unter Druck stehenden Kraftstoffs,
der von der Kraftstoffpumpe gepumpt wird, zu steuern, und eine Ventilvorrichtung
enthalten. Das Drucksteuerventil enthält ein Gehäuse
mit einem inneren Hohlraum, eine erste bewegliche Trennwand, eine
zweite bewegliche Trennwand, eine Ventileinheit und ein elastisches
Bauteil. Die erste und zweite bewegliche Trennwand trennen den Gehäusehohlraum
in eine Drucksteuerkammer mit einer Einlassöffnung für
unter Druck stehenden Kraftstoff, durch die der unter Druck stehende
Kraftstoff in die Drucksteuerkammer eingeleitet wird, und eine Entlastungsöffnung
für den überschüssigen Kraftstoff, durch
die ein Teil des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer
ausströmt, eine Staudruckkammer mit einer Staudruckkraftstoffeinlassöffnung,
durch die der unter Druck stehende Kraftstoff als ein Staudruckkraftstoff
in die Staudruckkammer eingeleitet wird, und eine offene Kammer,
die zwischen der Drucksteuerkammer und der Staudruckkammer positioniert
ist und mit der äußeren Umgebung des Gehäuses
in Verbindung steht. Die Ventileinheit ist an der ersten beweglichen
Trennwand angebracht, und dazu in der Lage, die Entlastungsöffnung
für den überschüssigen Kraftstoff zu
schließen und zu öffnen. Das elastische Bauteil
ist zwischen der ersten und zweiten beweglichen Trennwand angeordnet,
so dass es die Ventileinheit normalerweise in einer Ventilschließrichtung
vorspannt. Die zweite bewegliche Trennwand ist dazu angeordnet und
aufgebaut, sich in eine Einzieh- oder eine Vorrückstellung
zu bewegen, abhängig davon, ob der Staudruckkraftstoff
in die Staudruckkammer eingeleitet wird, und dabei das elastische
Bauteil auf zwei verschiedene Einstelllasten einzustellen. Die Ventilvorrichtung
ist dazu angeordnet und aufgebaut, den Staudruckkraftstoff steuerbar in
die Staudruckkammer einzuleiten.
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Bei
der so aufgebauten Kraftstoffzufuhrvorrichtung kann das elastische
Bauteil auf die zwei verschiedenen Einstelllasten (z. B. eine niedrige
Einstelllast und eine hohe Einstelllast) eingestellt werden, abhängig
davon, ob der Staudruckkraftstoff in die Staudruckkammer eingeleitet
wird. Somit kann das Drucksteuerventil zuverlässig auf
die zwei verschiedenen Steuerdrucke (d. h., einen niedrigen Steuerdruck
und einen hohen Steuerdruck) eingestellt werden, die den beiden
verschieden eingestellten Einstelllasten des elastischen Bauteils
entsprechen. Als ein Ergebnis kann, selbst wenn der Staudruck, der
an die Staudruckkammer angelegt ist, verändert wird oder
fluktuiert, ein Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der
Drucksteuerkammer effektiv daran gehindert werden, proportional
zu der Veränderung oder Fluktuation des Staudrucks, der an
die Staudruckkammer angelegt ist, verändert zu werden oder
zu fluktuieren. Somit kann der Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs
in der Drucksteuerkammer genau gesteuert werden. Das bedeutet, dass
ein Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der dem Motor zugeführt
wird, effektiv stabilisiert werden kann.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
leicht ersichtlich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung, zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen und den Patentansprüchen.
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1 ist
eine Querschnittansicht eines Drucksteuerventils, das in einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung
nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, in der das Drucksteuerventil so gesteuert wird,
dass der Kraftstoff einem Verbrennungsmotor mit einem niedrigen Steuerdruck
zugeführt werden kann;
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2 ist
eine Querschnittansicht des Drucksteuerventils, in der das Drucksteuerventil
so gesteuert wird, dass der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor mit
einem hohen Steuerdruck zugeführt werden kann;
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3 ist
eine schematische Darstellung der Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit
dem Drucksteuerventil, bei der das Drucksteuerventil so gesteuert
wird, dass der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor mit dem niedrigen
Steuerdruck zugeführt werden kann;
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4 ist
eine schematische Darstellung der Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit
dem Drucksteuerventil, bei der das Drucksteuerventil so gesteuert
wird, dass der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor mit dem hohen Steuerdruck
zugeführt werden kann;
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5 ist
eine schematische Darstellung einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung
nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
bei der ein Drucksteuerventil so gesteuert wird, dass einem Verbrennungsmotor
Kraftstoff mit einem niedrigen Steuerdruck zugeführt werden
kann;
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6 ist
eine schematische Darstellung der Kraftstoffzufuhrvorrichtung, bei
der das Drucksteuerventil so gesteuert wird, dass der Kraftstoff
dem Verbrennungsmotor mit einem hohen Steuerdruck zugeführt
werden kann;
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7 ist
eine Ansicht ähnlich der von 1, die eine
modifizierte Form des Drucksteuerventils zeigt, das in der Kraftstoffzufuhrvorrichtung
nach der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwendet wird; und
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8 ist
eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Kraftstoffzufuhrvorrichtung
mit einem Drucksteuerventil.
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Als
nächstes werden die repräsentativen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter
Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf
eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeugmotor gerichtet
(z. B. eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung zum Zuführen von
Kraftstoff zu einem Fahrzeugmotor).
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Wie
in 3 und 4 gezeigt ist, kann die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50 bevorzugt
in einem Kraftstofftank 52 eines Fahrzeugs (nicht gezeigt)
angeordnet sein, in dem (flüssiger) Kraftstoff enthalten ist.
Die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50 kann bevorzugt ein Drucksteuerventil 10 (einen
Druckregler), eine Kraftstoffpumpe 54, einen Kraftstofffilter 56 und
eine Ventilvorrichtung 58 enthalten.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, kann das Drucksteuerventil 10 bevorzugt
aus einem Gehäuse 12, einer Membrane 14 (einer
ersten beweglichen Trennwand), einer Ventileinheit 16,
einem Kolben 18 (einer zweiten beweglichen Trennwand) und
einer Ventilfeder 20 (einem elastischen Bauteil) zusammengesetzt
sein. Das Gehäuse 12 kann bevorzugt einen kreisförmigen
scheibenförmigen Bodenwandbereich 12a, einen zylindrischen
unteren Seitenwandbereich 12b, der in dem Bodenwandbereich 12a integriert
sein kann, einen sich quer erstreckenden geflanschten Bereich 12c,
der integral in einem oberen Umfang des unteren Wandbereichs 12b ausgebildet
sein kann, einen zylindrischen oberen Seitenwandbereich 12d,
der integral mit dem geflanschten Bereich 12c ausgebildet
sein kann, und einen kreisförmigen scheibenförmigen
oberen Wandbereich 12e, der integral mit dem oberen Seitenwandbereich 12d ausgebildet
sein kann, enthalten. Weiter ist der obere Seitenwandbereich 12d koaxial
mit dem unteren Seitenwandbereich 12b ausgerichtet und
hat einen Durchmesser, der größer ist als ein
Durchmesser des unteren Seitenwandbereichs 12b. Eine untere
Einlassöffnung 23 (eine Einlassöffnung
für unter Druck stehenden Kraftstoff (Fluid)) ist in einem
unteren Bereich des unteren Seitenwandbereichs 12b ausgebildet.
Eine obere Einlassöffnung 25 (eine Einlassöffnung
für den Staudruckkraftstoff (Fluid)) ist in dem oberen
Wandbereich 12e so ausgebildet, dass sie koaxial mit dem
oberen Seitenwandbereich 12d ausgerichtet ist. Weiter ist
eine Atmosphärenverbindungsbohrung 27 in einem
oberen Bereich des unteren Seitenwandbereichs 12b ausgebildet,
so dass sie eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite
des Gehäuses 12 herstellt (die jeweils als „Ventilinnenseite"
und „Ventilaußenseite" bezeichnet werden). Eine
Entlüftungs- bzw. Entlastungsöffnung 29 (eine
Entlastungsöffnung für überschüssigen Kraftstoff
(Fluid)) ist im Bodenwandbereich 12a so ausgebildet, dass
sie koaxial mit dem unteren Seitenwandbereich 12b ausgerichtet
ist.
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Die
Membrane 14 ist im unteren Seitenwandbereich 12b des
Gehäuses 12 angeordnet. Die Membrane 14 kann
bevorzugt an einem vertikal zentralen Bereich des unteren Seitenwandbereichs 12b angeordnet
sein, so dass sie sich quer erstreckt. Ein Außenumfang
der so positionierten Membrane 14 ist mit einer Innenumfangsfläche
des unteren Seitenwandbereichs 12b so verbunden, dass ein
Hohlraum des unteren Seitenwandbereichs 12b in einen oberen und
unteren Hohlraumbereich unterteilt werden kann. Die Membrane 14 kann
bevorzugt aus elastischen Werkstoffen wie Gummi gebildet sein, so
dass sie elastisch verformt oder vertikal (in einer Dickenrichtung)
gebogen werden kann. Weiter werden in dieser Ausführungsform
eine Verformung nach unten und eine Verformung nach oben der Membrane 14 jeweils
als „Vorrückbewegung" und „Einziehbewegung"
der Membrane 14 bezeichnet.
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Die
Ventileinheit 16 ist derart angeordnet und aufgebaut, dass
sie abhängig von der Verformung der Membrane 14 nach
unten und nach oben, ein oberes Ende der Entlastungsöffnung 29 schließt
und öffnet. Insbesondere kann die Ventileinheit 16 bevorzugt
ein Haltebauteil 16a, einen Federsitzbereich 16b,
eine Kugel 16c und eine Ventilplatte 16d (einen Ventilkörper)
enthalten. Das Haltebauteil 16a ist an einem im Wesentlichen
zentralen Bereich der Membrane 14 positioniert und ist
daran angebracht. Der Federsitzbereich 16b kann integral
in einem oberen Endbereich des Haltebauteils 16a ausgebildet
sein. Die Kugel 16c ist zentral drehbar im Haltebauteil 16a gelagert,
so dass sie teilweise nach unten hervorsteht. Die Ventilplatte 16d ist
vertikal beweglich zwischen der Kugel 16c und dem oberen
Ende der Entlastungsöffnung 29 positioniert.
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Der
Kolben 18 kann bevorzugt vertikal bewegbar im oberen Seitenwandbereich 12d des
Gehäuses 12 angeordnet sein. Auch kann der Kolben 18 in
einem Stück gebildet sein und ist so angeordnet und aufgebaut,
dass er einen Hohlraum des oberen Seitenwandbereichs 12d variabel
in einen oberen und unteren Hohlraumbereich unterteilt. Insbesondere
kann der Kolben 18 bevorzugt aus einem zylindrischen Haltewandbereich 18a,
der eng bzw. dicht im oberen Seitenwandbereich 12d aufgenommen
ist, und einem sich quer erstreckenden kreisförmigen scheibenförmigen
Bereich 18b zusammengesetzt sein, der mit einem unteren
Endbereich des Haltewandbereichs 18a verbunden ist. Somit
ist der Kolben 18 in der Lage, entlang einer Innenumfangsfläche
des oberen Seitenwandbereichs 12d zu gleiten. Weiter hat
der kreisförmige scheibenförmige Bereich 18b des
Kolbens 18 einen vertieften Bereich 18c, der aufwärts
eingedrückt ist. Der vertiefte Bereich 18c kann
bevorzugt in einem im Wesentlichen zentralen Be reich des kreisförmigen
scheibenförmigen Bereichs 18b ausgebildet sein,
so dass er vertikal mit dem Federsitzbereich 16b der Ventileinheit 16 ausgerichtet
ist. Man sollte beachten, dass der Kolben 18 (der kreisförmige
scheibenförmige Bereich 18b und der zylindrische
Haltewandbereich 18a), wie am besten in 1 und 2 gezeigt,
bevorzugt einen Durchmesser haben kann, der größer
ist als der Durchmesser der Membrane 14. In anderen Worten kann
der Kolben 18 bevorzugt eine effektive Druckaufnahmefläche
haben, die größer ist als die Membrane 14.
Weiter werden in dieser Ausführungsform die Abwärtsbewegung
und die Aufwärtsbewegung des Kolbens 18 jeweils
als „Vorrückbewegung" und „Einziehbewegung"
des Kolbens 18 bezeichnet.
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Die
Membrane 14 und der Kolben 18 können bevorzugt
einen inneren Hohlraum des Gehäuses 12 in eine
untere Kammer, eine obere Kammer und eine Zwischenkammer unterteilen.
Die untere Kammer kann eine Drucksteuerkammer 32 bilden,
die mit der unteren Einlassöffnung 23 und der
Entlastungsöffnung 29 in Verbindung steht. Die
obere Kammer kann eine Staudruckkammer 34 bilden, die mit
der oberen Einlassöffnung 25 in Verbindung steht.
Weiter kann die Zwischenkammer eine offene Kammer 36 bilden,
die zwischen der Drucksteuerkammer 32 und der Staudruckkammer 34 positioniert
ist und mit der Ventilaußenseite (der Außenseite
des Gehäuses 12) über das Atmosphärenverbindungsloch 27 in
Verbindung steht.
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Die
Ventilfeder 20 kann bevorzugt aus einer Schraubenfeder
gebildet sein. Die Ventilfeder 20, die so ausgebildet ist,
ist zwischen dem Federsitzbereich 16b der Ventileinheit 16 und
dem vertieften Bereich 18c des Kolbens 18 angeordnet.
Die so angeordnete Ventilfeder 20 spannt den Kolben 18 normalerweise so
nach oben vor, dass der Kolben 18 normalerweise in eine
oberste Stellung (d. h. Einziehstellung) bewegt wird und dort gehalten
wird. Auch spannt die Ventilfeder 20 den Federsitzbereich 16b der
Ventileinheit 16 normalerweise nach unten vor (d. h. in
einer Ventilschließrichtung).
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Ein
ringförmiges plattenförmiges oberes Anschlagbauteil 38 (eine
erste Anschlagvorrichtung) ist an einer Innenfläche des
oberen Wandbereichs 12e des Gehäuses 12 angebracht.
Wie in 1 gezeigt ist, ist das obere Anschlagbauteil 38 so
angeordnet und gebildet, dass es eine obere Endfläche des
Haltewandbereichs 18a des Kolbens 18 berührt,
wenn sich der Kolben 18 in die oberste Stellung (die Einziehstellung)
bewegt, und dadurch den Kolben 18 an der obersten Stellung
stoppt. In dieser Ausführungsform können der Haltewandbereich 18a des Kolbens 18 und
das obere Anschlagbauteil 38 „eine erste Anschlagvorrichtung
oder eine Einziehstellungsanschlagvorrichtung" bilden.
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Ein
ringförmiges plattenförmiges unteres Anschlagbauteil 40 (eine
zweite Anschlagvorrichtung) ist an einer Innenfläche des
geflanschten Bereichs 12c des Gehäuses 12 angebracht.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das untere Anschlagbauteil 40 so
angeordnet und gebildet, dass es eine untere Endfläche des
Haltewandbereichs 18a des Kolbens 18 berührt, wenn
sich der Kolben 18 in eine unterste Stellung (eine Vorrückstellung)
bewegt, und dadurch den Kolben 18 in der untersten Stellung
stoppt. In dieser Ausführungsform können der Haltewandbereich 18a des Kolbens 18 und
das untere Anschlagbauteil 40 „eine zweite Anschlagvorrichtung
oder eine Vorrückstellungsanschlagvorrichtung" bilden.
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Als
nächstes kann die Kraftstoffpumpe 54 bevorzugt
als eine Flügelradkraftstoffpumpe ausgebildet sein, die
mit einem Motor integriert ist. Wie in 3 und 4 gezeigt
ist, ist die Kraftstoffpumpe 54 mit dem Verbrennungsmotor
(nicht gezeigt) über einen Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 verbunden,
der mit einer Abgabeöffnung (nicht gezeigt) der Kraftstoffpumpe 54 verbunden
ist. Die Kraftstoffpumpe 54 ist dazu aufgebaut, den Kraftstoff
im Kraftstofftank 52 auf die Drehung eines Flügelrads
(nicht gezeigt) der Kraftstoffpumpe 54 hin über
den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 zum Verbrennungsmotor
zu pumpen.
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Insbesondere
ist die Kraftstoffpumpe 54 über den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 mit
einer Zuleitung (nicht gezeigt) verbunden, die Injektoren oder Kraftstoffeinspritzventile
(nicht gezeigt) hat. Somit kann unter Druck stehender Kraftstoff
(gepumpter Kraftstoff), der von der Kraftstoffpumpe 54 gepumpt
wird, über den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 in
die Zuleitung eingespeist werden und dann über die Injektoren
in Brennkammern (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors eingespritzt
werden. Weiter kann der unter Druck stehende Kraftstoff auch als „ein
unter Druck stehendes Fluid" bezeichnet werden.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt, ist der Kraftstofffilter 56 in
dem Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 angeordnet. Somit kann
der unter Druck stehende Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 54 gepumpt wird,
gefiltert werden, bevor er dem Verbrennungsmotor (den Injektoren)
zugeführt wird.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt, zweigt ein Zufuhrdurchlass 62 für
den unter Druck stehenden Kraftstoff von dem Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 ab. Der
Zufuhrdurchlass 62 für den unter Druck stehenden
Kraftstoff ist mit der unteren Einlassöffnung 23 des
Gehäuses 12 verbunden, so dass ein Teil des unter
Druck stehenden Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 strömt,
in die Drucksteuerkammer 32 des Gehäuses 12 eingeleitet
werden kann. Als ein Ergebnis kann ein Druck des unter Druck stehenden
Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe 54 gepumpt wird
(d. h. ein Kraftstoffdruck) an die Drucksteuerkammer 32 angelegt
werden.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt ist, zweigt ein Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 (ein
Staudruckkraftstoffzufuhrdurchlass) von dem Zufuhrdurchlass 62 für
den unter Druck stehenden Kraftstoff ab. Der Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 ist
mit der Ventilvorrichtung 58 verbunden. Die Ventilvorrichtung 58 ist über
einen Staudruckzufuhrdurchlass 68 mit der oberen Einlassöffnung 25 des
Gehäuses 12 verbunden.
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Die
Ventilvorrichtung 58 kann bevorzugt aus einem Dreiwege-Magnetventil
gebildet sein. Die Ventilvorrichtung 58 ist elektrisch
mit einer elektronischen Steuereinheit 64 verbunden, so
dass sie in Antwort auf EIN- und AUS-Signale von der Steuereinheit 64 ein-
und ausgeschaltet werden kann. Insbesondere wenn die Ventilvorrichtung 58 von
der Steuereinheit 64 ausgeschaltet wird, kann die Fluidverbindung
zwischen dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 und dem
Staudruckzufuhrdurchlass 68 unterbrochen oder geschlossen
werden. Gleichzeitig kann eine Fluidverbindung zwischen dem Staudruckzufuhrdurchlass 68 und
der Ventilaußenseite (Innenseite des Kraftstofftanks 52)
hergestellt werden. Umgekehrt kann, wenn die Ventilvorrichtung 58 von
der Steuereinheit 64 eingeschaltet wird, die Fluidverbindung
zwischen dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 und dem
Staudruckzufuhrdurchlass 68 hergestellt werden. Gleichzeitig
kann die Fluidverbindung zwischen dem Staudruckzufuhrdurchlass 68 und
der Ventilaußenseite unterbrochen werden. Wie erkenntlich,
wird, wenn die Fluidverbindung zwischen dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 und
dem Staudruckzufuhrdurchlass 68 vorhanden ist, der unter Druck
stehende Kraftstoff in dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 als
ein Steuerkraftstoff oder Staudruckkraftstoff in die Staudruckkammer 34 eingeleitet.
Folglich kann ein Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs im
Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 (welcher Druck dem Kraftstoffdruck
entspricht) als ein Steuerkraftstoffdruck oder Staudruck BP (4) an
die Staudruckkammer 34 angelegt werden. Weiter kann der
unter Druck stehende Kraftstoff (der Staudruckkraftstoff), der über
den Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 und den Staudruckzufuhrdurchlass 68 in
die Staudruckkammer 34 eingeleitet wird, als „ein Staudruckfluid"
bezeichnet werden.
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Die
elektronische Steuereinheit 64 kann im Wesentlichen aus
mikrocomputergestützten Vorrichtungen gebildet sein. Ein
Eingang der elektronischen Steuereinheit 64 kann bevorzugt
mit einem Detektor verbunden sein, der dazu in der Lage ist, zu
erkennen, ob ein Zündschalter (Startschalter) des Verbrennungsmotors
eingeschaltet ist. Umgekehrt kann ein Ausgang der elektronischen
Steuereinheit 64 bevorzugt mit den Injektoren (den Kraftstoffeinspritzventilen)
des Verbrennungsmotors verbunden sein. Die Steuereinheit 64 ist
dazu ausgebildet, die Ventilvorrichtung 58 basierend auf
einem Zustand des Verbrennungsmotors ein- und auszuschalten. Beispielsweise
ist die Steuereinheit 64 dazu ausgebildet, die Ventilvorrichtung 58 für
eine bestimmte Zeitspanne nachdem der Verbrennungsmotor gestartet
ist (d. h., nachdem der Zündschalter eingeschaltet ist)
einzuschalten und danach die Ventilvorrichtung 58 auszuschalten.
Weiter kann die Steuereinheit 64 bevorzugt als „eine
Steuervorrichtung" bezeichnet werden.
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Der
Betrieb des Drucksteuerventils 10 wird ausführlich
beschrieben.
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Es
ist bevorzugt, dass der unter Druck stehende Kraftstoff normalerweise über
den Zufuhrdurchlass 62 für den unter Druck stehenden
Kraftstoff in die Drucksteuerkammer 32 eingeleitet wird.
Somit wird der Kraftstoffdruck normal (aufwärts) an die Membrane 14 angelegt.
In diesem Zustand kann, wenn der unter Druck stehende Kraftstoff
(der Staudruckkraftstoff) in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
wird, der Steuerkraftstoffdruck oder Staudruck BP an die Staudruckkammer 34 angelegt
werden. Wenn der Staudruck BP angelegt wird, kann auf den Kolben 18 eine
vergrößerte nach unten vorspannende (drückende)
Kraft aufgebracht werden, die größer ist als eine
normale (anfängliche) Federkraft der Ventilfeder 20,
da der Kolben 18 den vergrößerten Durchmesser hat.
Als ein Ergebnis kann der Kolben 18, wie in 2 gezeigt
ist, zur untersten Stellung (der Vorrückstellung) bewegt
werden, während er die Ventilfeder 20 staucht,
so dass die normale Federkraft der Ventilfeder 20 graduell
erhöht oder vergrößert werden kann. Es
ist bevorzugt, dass in der untersten Stellung des Kolbens 18 der
Haltewandbereich 18a des Kolbens 18 das untere
Anschlagbauteil 40 berührt.
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Wenn
der Kolben 18 in die Vorrückstellung bewegt wird,
wird die Ventilfeder 20 vollständig gestaucht,
so dass eine Höhe (Länge) 20L der Ventilfeder 20 reduziert
oder verkürzt werden kann (2). Als
ein Ergebnis kann die Ventilfeder 20 eine erhöhte Federkraft
haben, die (nach) unten über die Ventileinheit 16 an
die Membrane 14 aufgebracht werden kann. Somit kann die
Ventilfeder 20 auf eine erste oder hohe Einstelllast (eine
hohe Steuerlast) eingestellt werden, die der erhöhten Federkraft
entspricht. Als ein Ergebnis kann das Drucksteuerventil 10 auf einen
ersten oder hohen Steuerdruck eingestellt werden, der der hohen
Einstelllast der Ventilfeder 20 entspricht.
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In
diesem Zustand kann, wenn der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs,
der in die Drucksteuerkammer 32 eingeführt wird,
niedriger ist als die erhöhte Federkraft der Ventilfeder 20,
die Membrane 14 durch die Federkraft bevorzugt vorgerückt
(oder nach unten verformt) werden, so dass die Ventilplatte 16d der
Ventileinheit 16 das obere Ende der Entlastungsöffnung 29 berühren
kann, wie es durch gestrichelte Linien in 2 gezeigt
ist (d. h., die Ventileinheit 16 kann geschlossen werden).
Als ein Ergebnis kann der unter Druck stehende Kraftstoff in der Drucksteuerkammer 32 bevorzugt
daran gehindert werden, über die Entlastungsöffnung 29 aus
der Drucksteuerkammer 32 zu strömen, so dass der Druck
des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 effektiv
erhöht werden kann, bis der Druck gleich der erhöhten
Federkraft der Ventilfeder 20 wird. Umgekehrt kann, wenn
der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs, der in die Drucksteuerkammer 32 eingeleitet
wird, höher ist als die erhöhte Federkraft der
Ventilfeder 20, die Membrane 14 durch den Druck
des unter Druck stehenden Kraftstoffs bevorzugt zurückgezogen
(oder nach oben verformt) werden, so dass die Ventilplatte 16d der
Ventileinheit 16 weg von dem oberen Ende der Entlastungsöffnung 29 mit
Zwischenraum angeordnet werden kann, wie es durch die durchgezogenen Linien
in 2 gezeigt ist. Als ein Ergebnis kann ein Teil
(ein überschüssiges Fluid) des unter Druck stehenden
Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 bevorzugt über
die Entlastungsöffnung 29 als ein Rücklaufkraftstoff
aus der Drucksteuerkammer 32 strömen, so dass
der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 effektiv
gesenkt werden kann, bis der Druck gleich der erhöhten Federkraft
der Ventilfeder 20 wird. Weiter kann, wenn der Druck des
unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 auf
ein Druckniveau reduziert wird, das niedriger ist als die erhöhte
Federkraft der Ventilfeder 20, als ein Ergebnis des Hinausströmens
des unter Druck stehenden Kraftstoffs, die Membrane 14 bevorzugt
wieder durch die erhöhte Federkraft vorgerückt
werden, so dass die Ventileinheit 16 geschlossen werden
kann. Somit kann der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs
in der Drucksteuerkammer 32 effektiv auf den hohen Steuerdruck
gesteuert werden.
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Umgekehrt
kann, wenn der unter Druck stehende Kraftstoff (der Staudruckkraftstoff)
nicht in die Staudruckkammer 34 eingeleitet wird (d. h.,
wenn der Staudruck BP nicht an die Staudruckkammer 34 angelegt
wird), eine beschränkte nach unten vorspannende Kraft,
die niedriger ist als die normale Federkraft der Ventilfeder 20,
an den Kolben 18 angelegt werden. Somit kann, wie es in 1 gezeigt
ist, der Kolben 18 durch die normale Federkraft der Ventilfeder 20 in
die oberste Stellung (die Einziehstellung) bewegt werden. Es ist
bevorzugt, dass, in der obersten Stellung des Kolbens 18,
der Haltewandbereich 18a des Kolbens 18 das obere
Anschlagbauteil 38 berührt.
-
Wenn
der Kolben 18 in die Einziehstellung bewegt wird, wird
die Ventilfeder 20 so gedehnt, dass die Höhe (Länge) 20L der
Ventilfeder 20 erhöht oder verlängert
werden kann (1). Als ein Ergebnis kann die
Ventilfeder 20 eine reduzierte Federkraft (die normale
Federkraft) haben, die (nach unten) über die Ventileinheit 16 an
die Membrane 14 angelegt werden kann. Somit kann die Ventilfeder 20 auf eine
zweite oder niedrige Einstelllast (eine niedrige Steuerlast) eingestellt
werden, die der reduzierten Federkraft entspricht. Als ein Ergebnis
kann das Drucksteuerventil 10 auf einen zweiten oder niedrigen
Steuerdruck (einen stabilen Steuerdruck) eingestellt werden, der
der niedrigen Einstelllast der Ventilfeder 20 entspricht.
-
In
diesem Zustand kann, wenn der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs,
der in die Drucksteuerkammer 32 eingeleitet wird, niedriger
ist als die reduzierte Federkraft der Ventilfeder 20, die
Membrane 14 durch die reduzierte Federkraft bevorzugt vorgerückt
(oder nach unten verformt) werden, so dass die Ventilplatte 16d der
Ventileinheit 16 das obere Ende der Entlastungsöffnung 29 berühren
kann, wie es durch gestrichelte Linien in 1 gezeigt
ist (d. h., die Ventileinheit 16 kann geschlossen werden).
Als ein Ergebnis kann der unter Druck stehende Kraftstoff in der
Drucksteuerkammer 32 bevorzugt daran gehindert werden, über
die Entlastungsöffnung 29 aus der Drucksteuerkammer 32 zu
strömen, so dass der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs
in der Drucksteuerkammer 32 effektiv erhöht werden kann,
bis der Druck gleich der reduzierten Federkraft der Ventilfeder 20 wird.
Umgekehrt kann, wenn der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs,
der in die Drucksteuerkammer 32 eingeleitet wird, höher
ist als die reduzierte Federkraft der Ventilfeder 20, die Membrane 14 durch
den Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs bevorzugt zurückgezogen
(oder nach oben verformt) werden, so dass die Ventilplatte 16d der
Ventileinheit 16 einen Abstand von dem oberen Ende der
Entlastungsöffnung 29 haben kann, wie es durch
die durchgezogenen Linien in 1 gezeigt ist.
Als ein Ergebnis kann ein Teil (ein überschüssiges Fluid)
des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 bevorzugt
als ein Rücklaufkraftstoff über die Entlastungsöffnung 29 aus
der Drucksteuerkammer 32 strömen, so dass der
Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 effektiv
gesenkt werden kann, bis der Druck gleich der reduzierten Federkraft
der Ventilfeder 20 wird. Weiter kann, wenn der Druck des
unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 auf
ein Druckniveau, das niedriger ist als die reduzierte Federkraft
der Ventilfeder 20, als ein Ergebnis des Hinausströmens
des unter Druck stehenden Kraftstoffs, gesenkt wird, die Membrane 14 bevorzugt
durch die reduzierte Federkraft wieder vorgerückt werden,
so dass die Ventileinheit 16 geschlossen werden kann. Somit
kann der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 effektiv
auf den niedrigen Steuerdruck gesteuert werden.
-
Entsprechend
dem Drucksteuerventil 10 kann der Kolben 18, abhängig
davon ob der Staudruckkraftstoff in die Staudruckkammer 34 eingeleitet wird,
in die Einziehstellung (1) oder die Vorrückstellung
(2) bewegt werden, so dass die Ventilfeder 20 auf
zwei verschiedene Einstelllasten (d. h., die niedrige Einstelllast
und die hohe Einstelllast) eingestellt werden kann. Als ein Ergebnis
kann das Drucksteuerventil 10 zuverlässig auf
zwei verschiedene Steuerdrucke (d. h., den niedrigen Steuerdruck
und den hohen Steuerdruck) eingestellt werden, die der hohen und
der niedrigen Einstelllast der Ventilfeder 20 entsprechen.
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Insbesondere
kann, wenn der Staudruckkraftstoff in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
wird, der Kolben 18 in die Vorrückstellung (2)
bewegt werden. Der so bewegte Kolben 18 kann zuverlässig in
der Vorrückstellung gehalten werden, da auf den Kolben 18 bevorzugt
die vergrößerte nach unten vorspannende Kraft
angelegt werden kann. Somit kann die erhöhte Federkraft
der Ventilfeder 20 zuverlässig beibehalten werden.
Als ein Ergebnis kann die hohe Einstelllast der Ventilfeder 20 zuverlässig
beibehalten werden. Somit kann der hohe Steuerdruck des Drucksteuerventils 10 zuverlässig
beibehalten werden, da solch ein hoher Steuerdruck direkt durch
die hohe Einstelllast (die erhöhte Federkraft) der Ventilfeder 20 bestimmt
werden kann.
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Weiter
kann, wenn der Staudruckkraftstoff nicht in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
wird, der Kolben 18 in die Einziehstellung bewegt werden (1).
Der so bewegte Kolben 18 kann durch die normale Federkraft
der Ventilfeder 20 zuverlässig in der Einziehstellung
gehal ten werden. Somit kann der niedrige Steuerdruck des Drucksteuerventils 10 zuverlässig
beibehalten werden, da solch ein niedriger Steuerdruck direkt durch
die niedrige Einstelllast (die normale Federkraft) der Ventilfeder 20 bestimmt
werden kann.
-
Somit
kann der hohe Steuerdruck des Drucksteuerventils 10 nicht
verändert werden oder fluktuieren, selbst wenn der Staudruck
BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt wird, geändert
wird oder fluktuiert. Als ein Ergebnis kann der Druck des unter Druck
stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 effektiv
daran gehindert werden, proportional zu der Veränderung
oder Fluktuation des Staudrucks BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt
ist, geändert zu werden oder zu fluktuieren. Das bedeutet, dass
der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs in der Drucksteuerkammer 32 genau
gesteuert werden kann. Beispielsweise kann, selbst wenn der Staudruck
BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt ist, übermäßig
erhöht wird, der Druck in der Drucksteuerkammer 32 effektiv
daran gehindert werden, übermäßig, über
den hohen Steuerdruck hinaus, anzusteigen. Somit kann der Druck
in der Drucksteuerkammer 32 genau auf den hohen Steuerdruck gesteuert
werden. Als ein Ergebnis kann der Kraftstoffdruck genau gesteuert
werden. Das kann zu einer ausgezeichneten Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks
führen.
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Als
nächstes wird der Betrieb der so gebildeten Kraftstoffzufuhrvorrichtung
ausführlich beschrieben.
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Wenn
der Verbrennungsmotor gestartet wird (wenn der Zündschalter
eingeschaltet wird), wird die Ventilvorrichtung 58 in Antwort
auf das EIN-Signal von der Steuereinheit 64 eingeschaltet
oder geöffnet, so dass der Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 über den
Staudruckzufuhrdurchlass 68 mit der Staudruckkammer 34 des
Drucksteuerventils 10 in Verbindung steht (4).
Als ein Ergebnis kann der unter Druck stehende Kraftstoff (der Staudruckkraftstoff)
im Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
werden, so dass der Staudruck BP an die Staudruckkammer 34 angelegt
werden kann. Beim Anlegen des Staudrucks BP kann der Kolben 18,
wie es am besten in 2 gezeigt ist, in die unterste
Stellung (die Vorrückstellung) bewegt werden, während
er die Ventilfeder 20 staucht. Als ein Ergebnis kann, wie
bereits beschrieben, das Drucksteuerventil 10 bevorzugt
auf den hohen Steuerdruck eingestellt werden. Weiter wird, wie oben
beschrieben, der unter Druck stehende Kraftstoff in dem Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 normalerweise über
den Zufuhrdurchlass 62 für den unter Druck stehenden
Kraftstoff in die Drucksteuerkammer 32 des Steuerventils 10 einge leitet.
Somit kann, wie oben beschrieben, der Druck des unter Druck stehenden
Kraftstoffs, der in die Drucksteuerkammer 32 eingeleitet
wird, bevorzugt auf den hohen Steuerdruck gesteuert sein. Als ein
Ergebnis kann der Kraftstoffdruck (d. h., der Druck des unter Druck
stehenden Kraftstoffs, der dem Verbrennungsmotor zugeführt
wird, indem er durch den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 gepumpt wird),
bevorzugt auf den hohen Steuerdruck gesteuert werden. Weiter kann
in dieser Ausführungsform der hohe Steuerdruck bevorzugt
etwa 600 kPa entsprechen. Wie man erkennen wird, kann die Steuereinheit 64 bevorzugt
so eingestellt sein, dass sie das EIN-Signal für eine bestimmte
Zeitspanne nachdem der Motor gestartet wird kontinuierlich überträgt,
so dass die Ventilvorrichtung 58 für die bestimmte
Zeitspanne weiter angeschaltet bleiben kann.
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Wie
man erkennen wird, kann der Kraftstoff, wenn der Kraftstoffdruck
auf den hohen Steuerdruck (z. B. etwa 600 kPa) eingestellt wird,
durch die Injektoren in feine Partikel zerstäubt werden.
Dies kann zu einer verbesserten Startfähigkeit des Verbrennungsmotors
und einer reduzierten Emissionsleistung führen.
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Nachdem
die vorbestimmte Zeitspanne nach dem Starten des Motors verstrichen
ist, wird die Ventilvorrichtung 58 in Antwort auf das AUS-Signal
von der Steuereinheit 64 hin ausgeschaltet oder geschlossen,
um die Fluidverbindung zwischen dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 und
dem Staudruckzufuhrdurchlass 68 zu stoppen, und die Fluidverbindung
zwischen dem Staudruckzufuhrdurchlass 68 und der Ventilaußenseite
zu bilden (3). Als ein Ergebnis kann der
unter Druck stehende Kraftstoff (der Staudruckkraftstoff) in dem
Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 daran gehindert werden,
in die Staudruckkammer 34 eingeleitet zu werden, so dass der
Staudruck BP von der Staudruckkammer 34 abgegeben werden
kann. Beim Entlasten des Staudrucks BP kann der Kolben 18,
wie es am besten in 1 gezeigt ist, in die oberste
Stellung (die Einziehstellung) bewegt werden. Als ein Ergebnis kann,
wie bereits beschrieben, das Drucksteuerventil 10 bevorzugt
auf den niedrigen Steuerdruck eingestellt werden. Somit kann, wie
oben beschrieben, der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs,
der über den Zufuhrdurchlass 62 für den
unter Druck stehenden Kraftstoff in die Drucksteuerkammer 32 des
Steuerventils 10 eingeleitet wird, bevorzugt auf den niedrigen
Steuerdruck (den ständigen Steuerdruck) gesteuert werden.
Als ein Ergebnis kann der Kraftstoffdruck (d. h. der Druck des unter
Druck stehenden Kraftstoffs, der dem Motor zugeführt wird,
in dem er durch den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 gepumpt wird)
bevorzugt auf den niedrigen Steuerdruck ge steuert werden. Weiter
kann in dieser Ausführungsform der niedrige Steuerdruck
bevorzugt in etwa 400 kPa entsprechen.
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Somit
kann entsprechend der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50, selbst
wenn der Staudruck BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt
ist, verändert wird oder fluktuiert, der Kraftstoffdruck
(d. h., der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs der dem Motor
zugeführt wird, indem er durch den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 gepumpt
wird), effektiv daran gehindert werden, verändert zu werden
oder zu fluktuieren, proportional zur Veränderung oder
Fluktuation des Staudrucks BP. Beispielsweise kann der Kraftstoffdruck,
selbst wenn der Staudruck BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt
wird, übermäßig erhöht wird,
zuverlässig daran gehindert werden, übermäßig, über
den hohen Steuerdruck hinaus, anzusteigen. Somit kann der Kraftstoffdruck
genau auf den hohen Steuerdruck gesteuert werden. Dies kann zu einer
ausgezeichneten Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks führen.
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Weiter
ist es entsprechend der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50 nicht
notwendig, zusätzlich ein Entlastungsventil vorzusehen
um einen Teil des Staudrucks BP zu steuern oder abzugeben, wenn
der Staudruck BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt
ist, übermäßig erhöht wird.
Als ein Ergebnis erzeugt die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50 keine
Druckverluste, die von dem Entlastungsventil verursacht werden.
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Weiter
kann nach der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50, wenn das
Drucksteuerventil 10 auf den niedrigen Steuerdruck eingestellt
ist, der Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 bevorzugt geschlossen
sein (d. h., der Zufuhrdurchlass 62 für den unter
Druck stehenden Kraftstoff kann bevorzugt daran gehindert werden,
mit der Ventilaußenseite (der Innenseite des Kraftstofftanks 52)
in Verbindung zu stehen). Somit kann der druckgesteuerte unter Druck
stehende Kraftstoff effektiv in den Motor eingeleitet werden, ohne
dass Druckverluste erzeugt werden.
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Weiter
kann entsprechend der Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50, da
die Ventilvorrichtung 58 aus dem Dreiwege-Magnetventil
gebildet ist, der Staudruckzufuhrdurchlass 68 (die Staudruckkammer 34) leicht
zwischen einem Zustand, in dem er mit dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 in
Verbindung steht, und einem Zustand, in der er mit der Ventilaußenseite
(Innenseite des Kraftstofftanks 52) in Verbindung steht,
geschaltet werden.
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Verschiedene
Veränderungen und Modifikationen können an der
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 50 vorgenommen werden. Beispielsweise
kann in den Ausführungsformen, obwohl der Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 von
dem Zufuhrdurchlass 62 für den unter Druck stehenden
Kraftstoff abzweigt, der Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 direkt
mit der Auslassöffnung der Kraftstoffpumpe 54 oder
einer zusätzlichen Auslassöffnung (nicht gezeigt),
die neben der Auslassöffnung angeordnet ist, verbunden
sein. Auch kann der Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 direkt
mit einer Dampfstrahldüse oder einer Entlastungsöffnung
(nicht gezeigt), die in der Kraftstoffpumpe 54 ausgebildet
ist, oder mit einer zusätzlichen Entlastungsöffnung
(nicht gezeigt), die neben der Dampfstrahldüsenöffnung
angeordnet ist, verbunden sein.
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Weiter
ist in den Ausführungsformen die Steuereinheit 64 dazu
gebildet, die Ventilvorrichtung 58 zu öffnen und
zu schließen. Demnach kann die Steuereinheit 64 dazu
gebildet sein, einen Durchfluss des unter Druck stehenden Kraftstoffs,
der durch die Ventilvorrichtung 58 strömt, geeignet
zu steuern.
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Zweite Ausführungsform
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Eine
zweite detaillierte repräsentative Ausführungsform
wird nun unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
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Da
sich die zweite Ausführungsform auf die erste Ausführungsform
bezieht, werden nur die Ausbildungen und Bauteile, die sich von
der ersten Ausführungsform unterscheiden im Detail erklärt.
Bauteile, die in der ersten und zweiten Ausführungsform gleich
sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine
ausführliche Beschreibung solcher Bauteile kann weggelassen
werden.
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In
einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung 150 dieser Ausführungsform
wird, wie in 5 und 6 gezeigt
ist, die Ventilvorrichtung 58 in der ersten Ausführungsform
durch eine Ventilvorrichtung 70 ersetzt, die aus einem
Magnet-Absperrventil gebildet ist. Weiter ist in dieser Ausführungsform
der Steuerkraftstoffzufuhrdurchgang 66 direkt mit der oberen
Einlassöffnung 25 des Gehäuses 12 verbunden.
Auch zweigt ein Entlastungsdurchlass 72 so von dem Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 ab,
dass er mit der Ventilaußenseite (der Innenseite des Kraftstofftanks 52)
in Verbindung steht. Wie ersichtlich ist, zweigt der Entlastungsdurchlass 72 von
einem verzweigten Bereich 72a ab, der der oberen Einlassöffnung 25 entspricht. Die
Ventilvorrichtung 70 ist im Entlastungsdurchlass 72 angeordnet
und ist elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 64 verbunden.
Weiter ist ein Quetschbereich 74 im Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 ausgebildet.
Der Quetschbereich 74 kann bevorzugt stromaufwärts
des verzweigten Bereichs 72a positioniert sein. Bevorzugt
ist der Quetschbereich 74 so angeordnet und aufgebaut,
dass er einen Durchfluss des unter Druck stehenden Kraftstoffs so beschränkt,
dass eine gewünschte Menge an unter Druck stehenden Kraftstoff
in die Staudruckkammer 34 eingeleitet werden kann.
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Ähnlich
der Ventilvorrichtung 58 wird die Ventilvorrichtung 70 in
Antwort auf das EIN- und AUS-Signal von der Steuereinheit 64 ein-
und ausgeschaltet. Wenn die Ventilvorrichtung 70 eingeschaltet wird,
wird der Entlastungsdurchlass 72 geschlossen, so dass der
unter Druck stehende Kraftstoff (der Staudruckkraftstoff) in dem
Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 in die Staudruckkammer 34 eingeleitet werden
kann. Somit kann der Staudruck BP an die Staudruckkammer 34 angelegt
werden (6). Als ein Ergebnis kann, ähnlich
der ersten Ausführungsform, das Drucksteuerventil 10 bevorzugt
auf den hohen Steuerdruck eingestellt werden. Umgekehrt ist, wenn
die Ventilvorrichtung 70 ausgeschaltet ist, der Entlastungsdurchlass 72 zur
Ventilaußenseite geöffnet, so dass der unter Druck
stehende Kraftstoff im Steuerkraftstoffzufuhrdurchlass 66 im
Wesentlichen daran gehindert werden kann, in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
zu werden (5). Als ein Ergebnis kann das
Drucksteuerventil 10 bevorzugt auf den niedrigen Steuerdruck
eingestellt werden. Somit kann, wenn die Ventilvorrichtung 70 ein-
und ausgeschaltet wird, der Staudruck BP, der an die Staudruckkammer 34 angelegt
ist, steuerbar verändert werden, so dass das Drucksteuerventil 10 auf
den niedrigen Steuerdruck und den hohen Steuerdruck eingestellt
werden kann. Somit kann der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs
in der Drucksteuerkammer 32 auf den hohen und den niedrigen
Steuerdruck gesteuert werden. Als ein Ergebnis kann, ähnlich
der ersten Ausführungsform, der Kraftstoffdruck (d. h.,
der Druck des unter Druck stehenden Kraftstoffs, der dem Motor zugeführt
wird, indem er durch den Kraftstoffzufuhrdurchlass 60 gepumpt
wird) auf den hohen und den niedrigen Steuerdruck eingestellt werden.
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Modifizierte Form der ersten und zweiten
Ausführungsform
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Das
Drucksteuerventil 10 (1 und 2), das
in den Kraftstoffzufuhrvorrichtungen 50 und 150 entsprechend
der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, kann geeignet modifiziert werden. Eine
modifizierte Form des Drucksteuerventils 10 wird nun unter
Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Da
sich die modifizierte Form auf das Drucksteuerventil 10 bezieht,
werden nur die Ausbildungen und Bauteile, die sich vom Drucksteuerventil 10 unterscheiden,
ausführlich erklärt. Bauteile, die in der ersten
und zweiten Ausführungsform gleich sind, werden mit den
gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine ausführliche
Beschreibung solcher Bauteile kann weggelassen werden.
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Wie
in 7 gezeigt, kann ein modifiziertes Drucksteuerventil 110 bevorzugt
ein Gehäuse 112 und einen Kolben 76 (die
zweite bewegliche Trennwand) anstelle des Gehäuses 12 und
des Kolbens 18 des Drucksteuerventils 10 enthalten.
Im Gegensatz zum Gehäuse 12 enthält das
Gehäuse 112 zusätzlich einen zylindrischen
Führungswandbereich 80, der integral in einer
unteren (inneren) Fläche des oberen Wandbereichs 12e ausgebildet
ist. Der Führungswandbereich 80 erstreckt sich
nach unten zu einer oberen Fläche des geflanschten Bereichs 12c.
Der Führungswandbereich 80 kann bevorzugt konzentrisch
mit dem oberen Seitenwandbereich 12d positioniert sein
und im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie der untere
Seitenwandbereich 12b haben. Weiter kann der Führungswandbereich 80 bevorzugt
eine Länge (Höhe) haben, die im Wesentlichen gleich
der Hälfte des oberen Seitenwandbereichs 12d ist,
so dass eine ringförmige Öffnung zwischen einer
unteren Endfläche des Führungswandbereichs 80 und
der oberen Fläche des geflanschten Bereichs 12c ausgebildet
werden kann.
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Im
Gegensatz zum Kolben 18 kann der Kolben 76 bevorzugt
aus einem Kolbenkörper 77 und einer ringförmigen
Membrane 78 bestehen. Der Kolbenkörper 77 kann
bevorzugt aus einem mit einem Deckel versehenem zylindrischen Hauptkörper 77a (der
dem vertieften Bereich 18c entspricht), und einem ringförmigen
geflanschten Bereich 77b gebildet sein, der sich von einem
unteren Endbereich des Hauptkörpers 77a quer nach
außen erstreckt. Die Membrane 78 ist so positioniert,
dass sie den geflanschten Bereich 77b umgibt, und ist entlang
von dessen Innenumfang hermetisch damit verbunden. Die Membrane 14 kann
bevorzugt aus elastischen Werkstoffen wie Gummi gebildet sein, so
dass sie elastisch verformt oder vertikal (in einer Dickenrichtung)
gebogen werden kann. Der Kolben 76 kann bevorzugt vertikal
beweglich in dem oberen Seitenwandbereich 12d des Gehäuses 112 angeordnet sein.
Insbesondere ist der Hauptkörper 77a eng in dem
Führungswandbereich 80 aufgenommen, während
der geflanschte Bereich 77b in der ringförmigen Öffnung
positioniert ist, die zwischen der unteren Endfläche des
Führungswandbereichs 80 und der oberen Fläche
des geflanschten Bereichs 12c ausgebil det ist. Weiter ist
ein Außenumfang der Membrane 78 hermetisch mit
einem vertikal zentralen Bereich des oberen Seitenwandbereichs 12d des
Gehäuses 112 verbunden.
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Weiter
sind eine Mehrzahl an Durchgangslöchern 80a in
einem oberen Endbereich des Führungswandbereichs 80 ausgebildet,
so dass sie eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite
des Führungswandbereichs 80 herstellen. Somit
kann, ähnlich dem Drucksteuerventil 10, die Staudruckkammer 34 bevorzugt
durch den Kolben 76 (d. h. den Kolbenkörper 77 und
die Membrane 78) im Gehäuse 112 definiert
sein. Wie man erkennen wird, kann der Kolben 76, ähnlich
dem Drucksteuerventil 10, bevorzugt eine effektive Druckaufnahmefläche haben,
die größer als die Membrane 14 ist.
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Außerdem
ist beim Drucksteuerventil 110, anstatt des oberen Anschlagbauteils 38 des
Drucksteuerventils 10, ein ringförmiges plattenförmiges oberes
Anschlagbauteil 82 an der unteren Endfläche des
Führungswandbereichs 80 angebracht. Ähnlich ist,
anstatt des unteren Anschlagbauteils 40 des Drucksteuerventils 10,
ein ringförmiges plattenförmiges unteres Anschlagbauteil 84 an
der oberen Fläche des geflanschten Bereichs 12c angebracht.
Das untere Anschlagbauteil 84 kann bevorzugt so positioniert
sein, dass es vertikal mit dem oberen Anschlagbauteil 82 ausgerichtet
ist.
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Entsprechend
dem Drucksteuerventil 110 kann, wenn der unter Druck stehende
Kraftstoff (der Staudruckkraftstoff) in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
wird, der unter Druck stehende Kraftstoff sowohl an den Kolbenkörper 77 als
auch an die Membrane 78 angelegt werden, so dass der Kolbenkörper 77 nach
unten gedrückt wird, während sich die Membrane 78 nach
unten verformt (gedrückt wird). Zu diesem Zeitpunkt kann
eine vergrößerte nach unten gerichtete Vorspannkraft,
die größer ist als die normale Federkraft der
Ventilfeder 20, an den Kolbenkörper 77 angelegt
werden, da die Druckkraft, die an den Kolbenkörper 77 angelegt
ist, aufgrund der Verformung der Membrane 78 nach unten,
erhöht werden kann. Als ein Ergebnis kann der Kolbenkörper 77 in Richtung
einer untersten Stellung (einer Vorrückstellung) bewegt
werden, während die Ventilfeder 20 gestaucht wird.
Es ist bevorzugt, dass in der untersten Stellung des Kolbenkörpers 77,
wie durch gestrichelte Linien in 7 gezeigt
ist, der geflanschte Bereich 77b des Kolbenkörpers 77 das
untere Anschlagbauteil 84 berührt.
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Im
Gegensatz dazu kann, wenn der unter Druck stehende Kraftstoff (der
Staudruckkraftstoff) nicht in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
wird, der unter Druck stehende Kraftstoff nicht an den Kolbenkörper 77 und
die Membrane 78 angelegt werden, so dass der Kolbenkörper 77 in
eine oberste Stellung (eine Einziehstellung) bewegt werden kann.
Es ist bevorzugt, dass, wie durch durchgezogene Linien in 7 gezeigt,
der geflanschte Bereich 77b des Kolbenkörpers 77 in
der obersten Stellung das obere Anschlagbauteil 82 berührt.
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Entsprechend
dem Drucksteuerventil 110 kann, ähnlich dem Drucksteuerventil 10,
der Kolben 76 (der Kolbenkörper 77) in
die Einziehstellung oder die Vorrückstellung bewegt werden,
abhängig davon, ob der Staudruckkraftstoff in die Staudruckkammer 34 eingeleitet
wird. Somit kann das Drucksteuerventil 110 auf zwei verschiedene
Steuerdrucke (d. h., den niedrigen Steuerdruck und den hohen Steuerdruck) eingestellt
werden. Somit kann das Drucksteuerventil 110 die im Wesentlichen
gleiche Funktion wie das Drucksteuerventil 10 haben.
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Zusätzlich
kann der Kolben 76 des Drucksteuerventils 110 eine
erhöhte Dichtfunktion aufweisen. Somit kann der Staudruckkraftstoff
effektiv daran gehindert werden, von der Staudruckkammer 34 zur
offenen Kammer 36 hin auszuströmen.
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Selbstverständlich
können verschiedene Änderungen und Modifikationen
an den Ausführungsformen durchgeführt werden.
Beispielsweise werden in den Ausführungsformen die Drucksteuerventile 10 und 110 in
den Kraftstoffzufuhrvorrichtungen 50 und 150 verwendet,
die dazu ausgebildet sind, den Kraftstoff dem Verbrennungsmotor
zuzuführen. Allerdings können die Drucksteuerventile 10 und 110 in
beliebigen Vorrichtungen verwendet werden, die dazu ausgebildet
sind, verschiedene Fluide (Flüssigkeiten und Gase) zuzuführen.
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Weiter
kann die Ventilfeder 20 als eine Tellerfeder ausgebildet
sein. Auch kann die Ventilfeder 20 durch verschiedene elastische
Bauteile, wie ein Gummibauteil, ersetzt werden.
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Weiter
kann die Membrane 14 (die erste bewegliche Trennwand) durch
einen Kolben ersetzt werden, der den gleichen Aufbau hat wie die
Kolben 18 und 76 der ersten beweglichen Trennwand.
Ebenso können die Kolben 18 und 76 (die
zweite bewegliche Trennwand) durch eine Membrane ersetzt werden,
die den gleichen Aufbau wie die Membrane 14 hat.
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Weiter
können das obere Anschlagbauteil 38 und/oder das
untere Anschlagbauteil 40 an dem Kolben 18 angebracht
sein. Ebenso können das obere Anschlagbauteil 82 und/oder
das untere Anschlagbauteil 84 an dem Kolbenkörper 77 des
Kolbens 76 angebracht sein. Außer dem können
das obere Anschlagbauteil 38 und 82 und/oder das
untere Anschlagbauteil 40 und 84 integral in den
Gehäusen 12 und 112 ausgebildet sein.
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Repräsentative
Beispiele der vorliegenden Erfindung wurden unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Diese ausführliche
Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere
Einzelheiten zum Umsetzen der bevorzugten Aspekte der vorliegenden
Erfindung zu lehren, und ist nicht dazu gedacht, den Umfang der
Erfindung zu beschränken. Nur die Ansprüche definieren
den Umfang der Erfindung. Somit sind Kombinationen von Merkmalen
und Schritten, die in der vorangehenden ausführlichen Beschreibung
offenbart sind, nicht unbedingt notwendig, um die Erfindung im weitesten
Sinne umzusetzen, sondern werden lediglich gelehrt, detaillierte
repräsentative Beispiele der Erfindung genau zu beschreiben.
Außerdem können die verschiedenen Merkmale, die
in dieser Beschreibung gelehrt werden, in unterschiedlicher Art
und Weise kombiniert werden, die nicht eigens aufgeführt
sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2002-235622
A [0002]