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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Pulsationsreduktionsvorrichtung,
die eine Druckpulsation reduziert, die aufgrund des Betriebs einer
Kraftstoffpumpe in einer Kraftstoffleitung entsteht und durch dieselbe
geleitet wird.
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Ein
bekanntes Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem beinhaltet z. B.
einen Akkumulator (eine Common-Rail), der Kraftstoffeinspritzventilen,
die an Zylindern eines Fahrzeug-Dieselmotors installiert sind, einen
mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff zuführt. Das
Kraftstoffeinspritzsystem beinhaltet außerdem eine Niederdruckpumpe
und eine Hochdruckpumpe. Die Niederdruckpumpe pumpt den Kraftstoff
aus einem Kraftstofftank heraus. Durch die Hochdruckpumpe wird der
von der Niederdruckpumpe bereitgestellte Kraftstoff unter Druck
gesetzt und an die Common-Rail abgeführt. Normalerweise
ist in der Kraftstoffleitung, die zwischen dem Kraftstofftank und
der Niederdruckpumpe eine Verbindung herstellt, ein Filter angeordnet,
um in dem Kraftstoff enthaltene Verunreinigungen zu filtern.
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In
jüngster Zeit haben Verbraucher häufig von einer
Verschlechterung der Kraftstoffqualität berichtet (wobei
z. B. insbesondere die im Kraftstoff enthaltene Menge an Verunreinigungen
zugenommen habe), die zu einer Verstopfung des Filters führen würde.
Wenn der Filter verstopft, wird der Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen
Seite des Filters erheblich reduziert (was zu einem Anstieg des
Unterdrucks führt). Wenn der Unterdruck angestiegen ist, kann
es möglicherweise zur Bildung von Luftblasen im Kraftstoff
kommen. Wenn die Luftblasen zusammen mit dem Kraftstoff durch die
Hochdruckpumpe mit Druck beaufschlagt werden, kann sich dadurch aufgrund
eines Anstiegs der Kraftstofftemperatur möglicherweise
die Qualität des Kraftstoffs verschlechtern. Um diesen
Nachteil zu vermeiden, ist es wünschenswert, den Filter
auszutauschen, nachdem es zu dessen Verstopfung gekommen ist. Aufgrund der
Verschlechterung der Kraftstoffqualität verkürzt sich
dadurch ungünstigerweise die Lebensdauer des Filters, so
dass der Filter ungünstigerweise häufiger ausgetauscht
werden muss.
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Denkbar
wäre aber, die Porengröße des Filters
(die auch als Mesh-Größe bzw. Maschenweite bezeichnet
wird) so zu vergrößern, dass ein Verstopfen des
Filters verhindert wird. Die Vergrößerung der Porengröße
des Filters hat aber den Nachteil, dass auch die Filtrationseffizienz
des Filters reduziert wird.
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Angesichts
der vorstehenden Nachteile ist ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
entwickelt worden, das einen Vorfilter und einen Hauptfilter beinhaltet.
Der Vorfilter ist in einer Kraftstoffleitung angeordnet, die zwischen
dem Kraftstofftank und der Niederdruckpumpe eine Verbindung herstellt.
Dabei weist der Vorfilter eine große Porengröße
auf. Der Hauptfilter ist in einer Kraftstoffleitung angeordnet, die
zwischen einem Kraftstoffauslass der Niederdruckpumpe und einem
Kraftstoffeinlass der Hochdruckpumpe eine Verbindung herstellt.
Der Hauptfilter weist eine Porengröße auf, die
kleiner ist als die des Vorfilters. Diese Art von Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
befindet sich bereits in praktischer Anwendung. Dabei wird insbesondere
der Kraftstoff, aus dem die Verunreinigungen durch den Vorfilter entfernt
worden sind, durch die Niederdruckpumpe dem Hauptfilter zugeführt.
Dann wird der Kraftstoff, aus dem die Verunreinigungen zusätzlich
noch durch den Hauptfilter entfernt werden, der Hochdruckpumpe zugeführt.
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Die
Druckpulsation des Kraftstoffs (die auch als Druckschwankung, Druckinstabilität
oder Druckstoß bezeichnet wird) entsteht in der Kraftstoffpumpe aufgrund
des Betriebs der Niederdruckpumpe. Im Fall eines Kraftstoffeinspritzsystems,
das in einer Baumaschine (z. B. einem Bagger) installiert ist, wird der
Kraftstofftank möglicherweise in einer Umgebung betankt,
in der Verunreinigungen (wie z. B. Staub) in große Menge
vorhanden sind und in der Luft als Staub herumgewirbelt werden,
wobei die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass diese Verunreinigungen zusammen
mit dem Kraftstoff dem Kraftstofftank zugeführt werden.
Auch im Fall des vorstehend erläuterten Kraftstoffeinspritzsystems,
das den Vorfilter mit der großen Porengröße
aufweist, kann es daher möglicherweise zu einer Verstopfung
des Vorfilters kommen. Wie vorstehend erläutert, können
in einem solchen Fall aufgrund des Anstiegs des Unterdrucks auf
der stromabwärtigen Seite des Vorfilters Luftblasen im
Kraftstoff entstehen. Wenn die Luftblasen zusammen mit dem Kraftstoff
in die Niederdruckpumpe gesogen und dort komprimiert werden, kann
es möglicherweise zu einem abnormen Anstieg der Druckpulsation
kommen. Wird der Bagger abgesehen davon in einer Gebirgsregion (in
Höhenlagen) betrieben, können sich die Luftblasen
aufgrund des niedrigen atmosphärischen Drucks leicht mit
dem Kraftstoff vermischen. Die abnorm erhöhte Druckpulsation kann
somit möglicherweise durch den Einschluss der Luftblasen
in den Kraftstoff verursacht werden. Wenn außerdem aufgrund
einer verminderten Luftdichtigkeit der Kraftstoffleitung auf der
Seite stromauf der Niederdruckpumpe die Wahrscheinlichkeit besteht, dass
es zum Einschluss von Luftblasen im Kraftstoff kommt, kann es möglicherweise
zu einer weiteren abnormen Verstärkung bzw. einem weiteren
abnormen Anstieg der Druckpulsation kommen. Wird bei einer abnormen
Verstärkung der Druckpulsation diese zum Hauptfilter geleitet,
kann dadurch möglicherweise eine Beschädigung
des Hauptfilters erfolgen.
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Um
den vorstehend erörterten Nachteil zu vermeiden, ist vorgeschlagen
worden, in der die Niederdruckpumpe und den Hauptfilter miteinander
verbindenden Kraftstoffleitung eine Dämpfungseinrichtung
anordnen und/oder zum Ausbilden der Kraftstoffleitung eine Gummileitung
zu verwenden. Die
japanische
Patentoffenlegungsschrift H06-101793A lehrt eine aktive
Pulsationsreduktionsvorrichtung, die sich mit dem vorstehend erwähnten
Nachteil befasst und ein piezoelektrisches Element verwendet, das basierend
auf einem Messsignal eines Drucksensors angesteuert bzw. angetrieben
wird, das eine Druckpulsation in einer Fluidleitung anzeigt, so
dass ein Kolben angetrieben wird, der in einem mit dem Inneren des
Fluidleitung in Verbindung stehenden Gehäuse angeordnet
ist, um dadurch der Druckpulsation mittels Druck entgegenzuwirken.
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Durch
solche Gegenmaßnahmen, wie z. B. die Bereitstellung der
Dämpfungseinrichtung und die Verwendung einer Gummileitung,
kann jedoch nur ein kleinerer Teil der abnorm erhöhten
bzw. verstärkten Druckpulsation reduziert werden. Dementsprechend
kann es möglicherweise zu einer Verschlechterung der Betriebssicherheit
des Hauptfilters kommen. Im Fall der
japanischen Patentoffenlegungsschrift
H06-101793A kann die aufwändige bzw. komplizierte
Struktur der aktiven Pulsationsreduktionsvorrichtung möglicherweise
einen unvorteilhaften Kostenanstieg mit sich bringen.
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Somit
besteht die grundsätzliche Notwendigkeit, diese zur Reduktion
der abnormen Druckpulsation angewandte Technik zu verbessern.
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Der
soeben erläuterte Nachteil ist nicht nur auf das System
beschränkt, das den Hauptfilter aufweist. Genauer gesagt
kann nämlich im Fall des Kraftstoffzuführsystems
des Verbrennungsmotors, das die Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff
aus dem Kraftstofftank herauspumpt, und die vorbestimmte Kraftstoffaufnahmearbeitsvorrichtung
beinhaltet, der der Kraftstoff aus der Kraftstoffpumpe über
die Kraftstoffleitung zugeführt wird, die Funktion der
vorbestimmten passiv wirkenden Kraftstoffaufnahmevorrichtung beschädigt
werden, wenn aufgrund des Betriebs der Kraftstoffpumpe die Druckpulsation
entsteht und durch die Kraftstoffleitung geleitet wird.
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Mit
diesen Nachteilen befasst sich die vorliegende Erfindung. Somit
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pulsationsreduktionsvorrichtung
zu schaffen, die eine Druckpulsation des Kraftstoffs, die aufgrund
des Betriebs einer Kraftstoffpumpe in einer Kraftstoffleitung entsteht
und durch diese geleitet wird, angemessen reduziert.
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Zur
Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird eine
Pulsationsreduktionsvorrichtung für ein Kraftstoffzuführsystem
eines Verbrennungsmotors geschaffen, das eine Kraftstoffpumpe, die den
Kraftstoff aus einem Kraftstofftank herauspumpt, und eine Arbeitsvorrichtung
beinhaltet, die den gepumpten Kraftstoff aus der Kraftstoffpumpe
durch eine Kraftstoffleitung aufnimmt. Die Pulsationsreduktionsvorrichtung
ist in der Lage, eine in der Kraftstoffleitung aufgrund des Betriebs
der Kraftstoffpumpe entstehende und durch diese geleitete Druckpulsation
des Kraftstoffs reduzieren. Die Pulsationsreduktionsvorrichtung
beinhaltet eine Leitungsquerschnittsflächen-Reduktionseinrichtung
zum Reduzieren einer Leitungsquerschnittsfläche der Kraftstoffleitung, wenn
ein Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung einen Wert größer
oder gleich einem vorbestimmten Druck erreicht. Die Leitungsquerschnittsflächen-Reduktionseinrichtung
ist in der Kraftstoffleitung angeordnet. Wie bereits vorstehend
erörtert wurde, kann hier die Leitungsquerschnittsfläche
der Kraftstoffleitung durch die Leitungsquerschnittsflächen-Reduktionseinrichtung
reduziert werden, und es ist zu beachten, dass die Reduktion der
Leitungsquerschnittsfläche der Kraftstoffleitung durch
die Leitungsquerschnittsflächen-Reduktionseinrichtung eine
Reduktion der Leitungsquerschnittsfläche auf einen Wert
von null oder größer null umfassen kann. Das heißt,
solange die Leitungsquerschnittsfläche der Kraftstoffleitung
kleiner als die Leitungsquerschnittsfläche während
der Normalbetriebszeit (d. h. der Zeit währenderen er Kraftstoffdruck
geringer als der vorbestimmte Druck ist) gehalten wird, gilt die
Leitungsquerschnittsfläche als reduziert. Wenn die Leitungsquerschnittsfläche
der Fluidleitung auf null reduziert wird, ist die Kraftstoffleitung
vollständig verschlossen, d. h. blockiert, so dass das
Hindurchleiten der Druckpulsation zur Arbeitsvorrichtung, wie z.
B. dem Filter, eingeschränkt wird. Dieser vollständige
Verschluss der Kraftstoffleitung kann intermittierend bzw. vorübergehend
vorgenommen werden, z. B. nur während Druckpulsationsspitzen
(zum Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzendrucks bzw. Höchstdrucks
der Druckpulsation, der größer oder gleich dem
vorbestimmten Druck ist).
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Die
Erfindung wird zusammen mit ihren weiteren Aspekten, Merkmalen und
Vorteilen unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung, die angehängten
Ansprüche und die beigefügte Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
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1 ein
schematisches Diagramm, das eine Gesamtstruktur eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Diagramm, das ein Zeitablaufdiagramm zeigt, das eine abnorme Druckpulsation,
die auf einer Seite stromauf eines Hauptfilters auftritt und mit
der sich die erste Ausführungsform befasst, exemplarisch
darstellt;
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3A eine
schematische Querschnittsansicht, die einen Betriebszustand einer
Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform während einer Normalbetriebszeit
(Normalzeit) darstellt;
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3B eine
schematische Querschnittsansicht, die einen weiteren Betriebszustand
der Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform während der Entstehungszeit
einer abnormen Druckpulsation (abnormen Zeit) zeigt;
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4A eine
schematische Querschnittsansicht, die einen Betriebszustand einer
Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während
einer Normalbetriebszeit darstellt;
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4B eine
schematische Querschnittsansicht, die einen weiteren Betriebszustand
der Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform während einer Entstehungszeit
der abnormen Druckpulsation darstellt;
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4C eine
schematische Querschnittsansicht, die einen weiteren Betriebszustand
der Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß der
zweiten Ausführungsform während der Entstehungszeit
der abnormen Druckpulsation darstellt; und
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5 eine
schematische Querschnittsansicht, die einen Betriebszustand einer
Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während
der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation darstellt.
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(Erste Ausführungsform)
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 3B erfolg
eine Beschreibung einer Pulsationsreduktionsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der
vorliegenden Ausführungsform ist die Pulsationsreduktionsvorrichtung
in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eines Dieselmotors
(der in der vorliegenden Erfindung als Verbrennungsmotor dient),
der in eine Baumaschine, insbesondere einen Bagger (der als das
Fahrzeug dient) eingebaut ist.
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1 zeigt
eine Struktur des Systems gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
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In
dem System wird Kraftstoff, der aus einem Kraftstofftank 12 gesogen
bzw. abgezogen wird, durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 unter
Druck gesetzt bzw. mit Druck beaufschlagt und zu einer Common-Rail
abgeführt. In diesem Zusammenhang handelt es sich bei der
Common-Rail 14 um einen Druckspeicher, in dem der von einer
Hochdruck-Kraftstoffpumpe 16 unter hohem Druck aufgenommene
Kraftstoff gesammelt wird und der gesammelte Kraftstoff den für
die Zylinder des Dieselmotors vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventilen 18 zugeführt
wird. Bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 handelt es sich
um eine durch den Verbrennungsmotor angetriebene Pumpe, die durch
eine Drehkraft einer Kurbelwelle 20 des Dieselmotors angetrieben wird.
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 beinhaltet eine Speisepumpe 22,
ein Regulierventil (Druckregulierventil) 24, ein Einlassdosierventil 26 und
die Hochdruckpumpe 16.
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Die
Speisepumpe 22 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 saugt
bzw. zieht den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 durch
einen Vorfilter 28, der in dem Kraftstoff enthaltene Verunreinigungen
(Fremdkörper, wie z. B. Schmutz, Staub, Sand) herausfiltert. Bei
der Speisepumpe 22 handelt es sich um eine Trochoidenpumpe,
die durch eine Drehkraft einer Antriebswelle 29 angetrieben
wird und als eine Niederdruckpumpe dient. Die Antriebswelle 29 wird
durch die Drehkraft angetrieben, die von der Kurbelwelle 20 des
Dieselmotors übertragen wird. An dieser Stelle ist anzumerken,
dass zwischen dem Vorfilter 28 und der Speisepumpe 22 eine
Elektropumpe angeordnet sein kann, die einen Anstieg des Druckverlustes
des Kraftstoffs, der durch den Vorfilter 28 bewirkt werden würde,
einschränken soll.
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Das
Regulierventil 24 ist an einem Kraftstoffauslass der Speisepumpe 22 angeordnet.
Bei dem Regulierventil 24 handelt es sich um ein Ventil,
das einen Ausströmdruck der Speisepumpe 22 auf
einen vorbestimmten Druck oder einen darunter liegenden Druck einstellt
bzw. anpasst, indem ein Öffnungsgrad desselben mit einem
Kolben und einer Feder eingestellt bzw. angepasst wird, wenn der
Ausströmdruck der Speisepumpe 22 den vorbestimmten
Druck überschreitet.
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Außerhalb
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 ist eine Kraftstoffleitung 30 angeordnet
und mit der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 verbunden. Die
Speisepumpe 22 führt den Kraftstoff durch das
Regulierventil 24 an die Kraftstoffleitung 30 ab.
In der Kraftstoffleitung 30 sind eine Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 und
ein Hauptfilter 34 (Kraftstofffilter, der als eine vorbestimmte
Kraftstoffaufnahmearbeitsvorrichtungdient) angeordnet.
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Durch
den Hauptfilter 34 werden die in dem von der Speisepumpe 22 abgepumpten
Kraftstoff enthaltenden Verunreinigungen entfernt. Der Hauptfilter 34 dient
dazu, den Druckverlust des Kraftstoffs am Vorfilter 28 zu
minimieren. Insbesondere wenn z. B. der Kraftstofftank 12 in
einer Umgebung wiederbetankt wird, in der Verunreinigungen (z. B.
Staub) in großen Mengen vorhanden sind und in der Luft
in Form von Staubwolken herumwirbeln, ist es sehr wahrscheinlich,
dass die Verunreinigungen zusammen mit dem Kraftstoff in den Kraftstofftank 12 gelangen.
Wenn eine Porengröße des Vorfilters 28 (die auch
als Mesh-Größe bzw. Maschenweite bezeichnet wird)
reduziert bzw. verringert wird, um so die Filtrationseffizienz im
Hinblick auf die Verunreinigungen zu verbessern, so dass die Verunreinigungen
ausschließlich mit dem Vorfilter 28 herausgefiltert
werden, ist eine Verstopfung des Vorfilters 28 sehr wahrscheinlich.
In einem solchen Fall kommt es ungünstigerweise zu einem
Anstieg des Druckverlusts, so dass aufgrund der Verstopfung des
Vorfilters 28 ein erhöhter Unterdruck (bzw. Vakuum)
entsteht, und dadurch die Tendenz besteht, dass sich im Kraftstoff Luftblasen
bilden. Angesichts des soeben erläuterten Nachteils wird
die Größe von filterbaren Verunreinigungspartikeln,
die gefiltert werden können, d. h. mit dem Vorfilter 28 erfasst
werden können, bei einer entsprechend angemessenen Größe
(z. B. 10 μm) angesetzt, die keine Beeinträchtigung
der Betriebssicherheit der Speisepumpe 22 durch ein Verstopfen
mit in dem Kraftstoff enthaltenen Verunreinigungen verursachen kann.
Auf diese Weise kann der Anstieg des Unterdrucks eingeschränkt
bzw. minimiert werden. Darüber hinaus wird die Größe
der filterbaren Verunreinigungspartikel, die gefiltert werden können,
d. h. mit dem Hauptfilter 34 erfasst werden können,
bei einer Größe (z. B. 2 μm) angesetzt,
die geringer als die des Vorfilters 28 ist. Auf diese Weise
kann eine Verbesserung der Filtrationseffizienz erreicht werden. Dadurch
können Verunreinigungen im Kraftstoff effektiv entfernt
werden, während der Druckverlust am Vorfilter 28 minimiert
werden kann.
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Der
Kraftstoff, der durch den Hauptfilter 34 gelangt ist, wird
dem Einlassdosierventil 26 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 durch
die Kraftstoffleitung 30 zugeführt. Bei dem Einlassdosierventil 26 handelt
es sich um ein elektronisch gesteuertes Ventil, das die Menge des
in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 16 eingesogenen bzw. gezogenen
Kraftstoffs dosiert. Die Hochdruckpumpe 16 ist eine Plungerkolben-Pumpe,
die durch die Drehkraft der Antriebswelle 29 angetrieben
wird. Die Hochdruckpumpe 16 setzt den durch das Einlassdosierventil 26 dosierten Kraftstoff
unter Druck und führt dann den unter Druck stehenden Kraftstoff
nach außerhalb (insbesondere zur Common-Rail 14)
ab.
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Für
den Hauptfilter 34 ist ein Überdruckventil 36 vorgesehen.
Um eine Beschädigung am Hauptfilter 34 zu vermeiden,
die durch einen abnorm hohen Druck des Kraftstoffs im Hauptfilter 34 verursacht werden
würde, wenn der Kraftstoffdruck größer
oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, führt das Überdruckventil 36 den
Kraftstoff nach außerhalb des Hauptfilters 34 ab.
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Der
Kraftstoff, der aus dem Überdruckventil 36 abgeführt
wird, der Leckagekraftstoff, der aus den Kraftstoffeinspritzventilen 18 abgeführt
wird, und der überschüssige Kraftstoff der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 werden
durch eine Kraftstoffrückführleitung 38 und
eine Kraftstoffkühleinrichtung 40 wieder zum Kraftstofftank 12 rückgeführt.
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In
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 kann durch die Speisepumpe 22 strukturbedingt
eine Druckpulsation des Kraftstoffs herbeigeführt werden. Zur
Entstehung der Druckpulsation des Kraftstoffs kommt es insbesondere,
wenn in der Speisepumpe 22 ein Innenrotor und ein Außenrotor
angetrieben werden, um den Kraftstoff abzuziehen und abzuführen.
Die Druckpulsation kann einen abnorm hohen Wert erreichen, so dass
eine abnorme Druckpulsation verursacht wird, wenn die (manchmal
auch als Luft bezeichneten) Luftblasen mit dem durch die Speisepumpe 22 eingesogenen
Kraftstoff vermengt werden. Insbesondere wenn die Luftblasen zusammen
mit dem Kraftstoff in die Speisepumpe 22 eingesogen werden,
ist mit den nachstehend geschilderten Vorkommnissen zu rechnen.
Genauer gesagt wird die Menge des in die Speisepumpe 22 eingesogenen Kraftstoffs
unbeständig, d. h. unterliegt Schwankungen, und die eingesogenen
Luftblasen werden in der Speisepumpe 22 komprimiert. Diese
Ereignisse bedingen die Entstehung der abnormen Druckpulsation. 2 zeigt
eine Wellenform der Druckpulsation des Kraftstoffs, die auf der
Seite stromauf des Hauptfilters 34 gemessen und durch die
Kraftstoffleitung 30 geleitet wird. Wie in 2 gezeigt
ist, ist das Verhalten des Kraftstoffdrucks (die Amplitude der Kraftstoffdruckschwankung)
in dem Fall, wo sich die abnorme Druckpulsation ereignet (Entstehungszeit
der abnormen Druckpulsation, d. h. abnorme Zeit), wesentlich stärker
als das Verhalten des Kraftstoffdrucks in dem Fall, wo sich keine
abnorme Druckpulsation ereignet (Normalbetriebszeit, d. h. normale
Zeit).
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Zu
den Faktoren, die den Einschluss von Luftblasen in den Kraftstoff
bewirken, können die nachstehend angeführten Faktoren
zählen. Einer dieser Faktoren ist die Verstopfung des Vorfilters 28. Insbesondere
wenn der Vorfilter 28 verstopft, erreicht der Druckverlust
des Kraftstoffs dann, wenn der Kraftstoff durch den Vorfilter 28 gelangt,
einen hohen Wert, und dadurch kommt es zu einer Vermengung der Luftblasen
mit dem in die Speisepumpe 22 eingesogenen Kraftstoff.
Ein weiterer Faktor bezieht sich auf die Einsatzumgebung des Baggers.
Insbesondere in dem Fall, wo der Bagger in einer Gebirgsregion (in
Höhenlagen) betrieben wird, können sich die Luftblasen
aufgrund des niedrigen atmosphärischen Drucks leicht mit
dem Kraftstoff vermengen. Ein weiterer Faktor ist die Luftdichtigkeit
der Kraftstoffleitung auf der Seite stromauf der Speisepumpe 22.
Insbesondere wenn die Luftdichtigkeit der Kraftstoffleitung auf
der Seite stromauf der Speisepumpe 22 reduziert bzw. vermindert
ist, kann die Luft sich ohne Weiteres mit dem Kraftstoff vermengen.
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Wenn
die abnorme Druckpulsation, die bei Betrieb der Speisepumpe 22 erzeugt
wird, zum Regulierventil 24 geleitet wird, wird die Bewegung
des Kolbens im Regulierventil 24 instabil (was zu einem Schlingern
bzw. Pendeln des Kolbens führt). Diese Instabilität
der Bewegung des Kolbens im Regulierventil 24 kann die
Entstehung der abnormen Druckpulsation möglicherweise begünstigen.
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Die
abnorme Druckpulsation wird im Strömungsweg des Kraftstoffs
von der stromauf befindlichen Seite zur stromabwärtigen
Seite geleitet. Dementsprechend besteht die Möglichkeit,
dass die abnorme Druckpulsation zum Hauptfilter 34 geleitet. Wenn
der auf den Hauptfilter 34 einwirkende Kraftstoffdruck
aufgrund der abnormen Druckpulsation eine zulässige Druckobergrenze
(Plimit in 2) überschreitet, kann
dies möglicherweise eine Beschädigung des Hauptfilters 34 (z.
B. Reißen des Filterpapiers, Ablösen der Filterpatrone)
zur Folge haben. Ist der Hauptfilter 34 beschädigt,
kann zusammen mit dem Kraftstoff Schmutz aus dem beschädigten
Filter 34 in das Einlassdosierventil 26 und/oder die
Hochdruckpumpe 16 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 16 gelangen.
Der aus dem beschädigten Filter 34 zugeführte
Schmutz kann sich möglicherweise in dem Dosierventil 26 und/oder
der Hochdruckpumpe 16 verfangen, so dass ein Defekt bzw.
eine Funktionsstörung des Dosierventils 26 und/oder
der Hochdruckpumpe 16 verursacht werden, wodurch die Betriebssicherheit
des gesamten Kraftstoffeinspritzsystems vermindert wird.
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Im
Hinblick auf den vorstehend erwähnten Punkt wird die vorstehend
erörterte Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 gemäß der
vorliegenden in 1 gezeigten Ausführungsform
in der Kraftstoffleitung 30 auf der Seite stromauf des
Hauptfilters 34 angeordnet, so dass das Durchleiten der
abnormen Druckpulsation zum Hauptfilter 34 eingeschränkt wird.
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3A und 3B sind
Querschnittansichten, die den Aufbau bzw. die Struktur der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 der
vorliegenden Ausführungsform darstellen. Insbesondere handelt
es sich bei 3A um eine Querschnittansicht,
die die Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 während
der Normalbetriebszeit zeigt, und bei 3B um
eine Querschnittansicht, die die Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 während
der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation zeigt.
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Zunächst
erfolgt jedoch eine Beschreibung der Struktur der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 unter
Bezugnahme auf 3A. Wie in 3A gezeigt
ist, beinhaltet die Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 eine
Kraftstoffleitung 44 auf der stromauf befindlichen Seite,
eine auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventilkammer 46 und
eine Kraftstoffleitung 48, die zusammenwirken bzw. zusammenarbeiten
können, um als ein Teil der Kraftstoffleitung zwischen
der Speisepumpe 22 und dem Hauptfilter 34 zu dienen.
Ein stromauf befindlicher Endabschnitt der stromauf befindlichen
Kraftstoffleitung 44 ist mit einem stromauf befindlichen
Abschnitt der Kraftstoffleitung 30 verbunden, der sich
stromauf der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 befindet,
wo die Speisepumpe 22 angeordnet ist. Ein stromauf befindlicher Endteil
der Ventilkammer 46 ist mit einem stromabwärtigen
Endabschnitt der Seite stromauf der Kraftstoffleitung 44 verbunden.
Ein stromauf befindlicher Endabschnitt der auf der stromabwärtigen
Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 ist mit einem stromabwärtigen
Endteil der Ventilkammer 46 verbunden. Ein stromabwärtiger
Endteil der auf der stromabwärtigen Seite befindlichen
Kraftstoffleitung 48 ist mit einem stromabwärtigen
Abschnitt der Kraftstoffleitung 30 verbunden, der auf der
stromabwärtigen Seite der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 angeordnet
ist, wo sich der Hauptfilter 34 befindet.
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Die
stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 und die Ventilkammer 46 sind über
eine Rückführleitung 50 (die auch als
eine Verbindungsleitung bezeichnet wird) ebenfalls mit einander
verbunden. Die Ventilkammer 46 ist mit einem auf der Seite
der Ventilkammer 46 befindlichen Endteil 50a (einer
Verbindung bzw. einem Anschluss) der Rückführleitung 50 verbunden.
Die stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 ist mit einem
auf der Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 angeordneten
Endteil 50b (Verbindung) der Rückführleitung 50 verbunden.
In der Rückführleitung 50 ist ein Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 angeordnet.
Der Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 beinhaltet
ein Schieberventil (ein Ventilelement) 52 und eine Feder (ein
federndes bzw. elastisches Elements oder Teil) 54. Das
Schieberventil 52 ist zu einer allgemeine zylindrischen
Rohrform ausgebildet und ist entlang einer Wand der Rückführleitung 50 gleitbar.
Die Feder 54 ist in einer Gleitrichtung des Schieberventils 52 elastisch
bzw. federnd verschiebbar und kann auf das Schieberventil 52 eine
Federkraft ausüben, so dass es in der Rückführleitung 50 zur
Seite der Ventilkammer 46 hin verschoben wird. Ein Endabschnitt der
Feder 54 ist mit dem Schieberventil 52 verbunden,
und der andere Endabschnitt der Feder 54 ist an der Wand
der Rückführleitung 50 befestigt. Durch das
Schieberventil 52 hindurch sind Blenden bzw. Drosselöffnungen
(Ventillöcher) ausgebildet, durch die mit der Rückführleitung 50 eine
Verbin dung ermöglicht bzw. freigegeben wird. Die Öffnungen 56 ermöglichen
eine hinreichende Drosselung, so dass deren strömungsbegrenzende
Funktion realisiert werden kann, die einen Druckabfall an den Öffnungen 56 verursacht.
In anderen Worten ist eine Gesamtquerschnittsfläche der Öffnungen 56 kleiner
als eine Querschnittsfläche eines benachbarten Teils der Rückführleitung 50,
der sich auf der Seite stromauf oder der stromabwärtigen
Seite der Öffnungen 56 befindet.
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In
der Ventilkammer 46 sind ein Kolben 58 und eine
Ventilkammerfeder (ein elastisches bzw. federndes Element oder Teil) 60 aufgenommen.
Der Kolben 58 ist zu einer allgemein zylindrischen Rohrform
ausgebildet und entlang einer Wand der Ventilkammer 46 gleitbar.
Die Ventilkammerfeder 60 ist in einer Gleitrichtung des
Kolbens 58 elastisch verschiebbar und kann auf den Kolben 58 eine
Federkraft ausüben, um denselben in Richtung der Seite stromauf
der Kraftstoffleitung 44 zu verschieben. Der Kolben 58 und
die Ventilkammerfeder 60 dienen als eine Leitungsquerschnittsflächen-Reduktionseinrichtung.
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In
dem Kolben 58 sind eine Hauptleitung 62 und eine
Teilleitung 64 ausgebildet. Bei der Hauptleitung 62 handelt
es sich um eine Leitung, die, abhängig von der Betriebsposition
des Kolbens 58 in der Ventilkammer 46, eine Fluidverbindung
zwischen der Ventilkammer 46 (insbesondere dem Teil der
Ventilkammer 46, der sich auf der Seite der stromauf befindlichen
Kraftstoffleitung 44 befindet) und der auf der stromabwärtigen
Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 freigibt oder blockiert.
Die Teilleitung 64 ist eine Leitung, die, abhängig
von der Betriebsposition des Kolbens 58 in der Ventilkammer 46,
eine Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer 46 (insbesondere
dem Teil der Ventilkammer 46, der sich auf der Seite der
stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 befindet) und
dem auf der Seite der Ventilkammer 46 befindlichen Endteil 50a der
Rückführleitung 50 freigibt oder blockiert.
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Anschließend
erfolgt eine Beschreibung des Betriebs der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform.
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Während
der Normalbetriebszeit, die in 3A gezeigt
ist, befindet sich der Kolben 58 in einer Position (einer
Normalzeitposition), bei der die Ventilkammer 46 und die
auf der stromabwärtigen Seite befindliche Kraftstoffleitung 48 über
die Hauptleitung 62 miteinander in Verbindung gelangen.
Diese Position wird durch die Federkraft der Ventilkammerfeder 60,
die sich einer Kraft widersetzt, die auf den Kolben 58 durch
den Druck des von der Seite der Ventilkammer 46 zugeführten
Kraftstoffs (von der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44)
ausgeübt wird, erreicht, um eine Verschiebung des Kolbens 58 von
der Normalzeitposition in eine Position zu beschränken,
bei der die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer 46 und
der auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffpumpe 48 blockiert
wird. Auf diese Weise kann der Kraftstoff, der durch die Speisepumpe 22 gepumpt
wird, dem Hauptfilter 34 durch die stromauf befindliche
Kraftstoffleitung 44, die Hauptleitung 62 und
die auf der stromabwärtigen Seite befindliche Kraftstoffleitung 48 zugeführt
werden.
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Im
Gegensatz dazu wird der Kolben 58, wie in 3B gezeigt
ist, während der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation
in eine Position (eine abnorme Zeitposition) versetzt, bei der der
auf der Seite der Ventilkammer 46 befindliche Endteil 50a der
Rückführleitung 50 und die Ventilkammer 46 über die
Teilleitung 64 mit einander in Verbindung gelangen. Diese
Position wird durch einen Anstieg des Kraftstoffdrucks der stromauf
befindlichen Kraftstoffleitung 44 erreicht, wodurch ein
Anstieg der auf den Kolben 58 ausgeübten Kraft,
die über die Federkraft der Ventilkammerfeder 60 hinausgeht,
in Richtung dieser Position (der abnormen Zeitposition) bewirkt wird,
bei der der auf der Seite der Ventilkammer 46 befindliche
Endteil 50a der Rückführleitung 50 und die
Ventilkammer 46 miteinander über die Teilleitung 64 miteinander
in Verbindung gelangen. Auf diese Weise wird die Fluidverbindung
zwischen der Ventilkammer 46 und der auf der stromabwärtigen
Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 blockiert. Das
heißt, dass die Leitungsquerschnittsfläche der
Fluidleitung zwischen der Speisepumpe 22 und dem Hauptfilter 34 aufgrund
dessen, dass der abnorm hohe Druck des Kraftstoffs, der größer
oder gleich dem vorbestimmten Druck ist, auf den Kolben 58 auf
der Seite der Speisepumpe 22 desselben einwirkt, vorübergehend
oder unmittelbar auf null reduziert wird. Dadurch kann das Leiten
der abnormen Druckpulsation von der Seite der Speisepumpe 22 auf
die Seite des Hauptfilters 34 effektiv verhindert werden.
-
Da
dabei die Fluidverbindung zwischen der Rückführleitung 50 und
der Teilleitung 64 freigegeben wird, wird die abnorme Druckpulsation über
die Teilleitung 64 zur Rückführleitung 50 geführt.
Die abnorme Druckpulsation, die in die Rückführleitung 50 geleitet
wird, arbeitet bzw. wirkt gegen das Schieberventil 52,
so dass das Schieberventil 52 unter Überwindung
der Federkraft der Feder 54 verschoben wird. Auf diese
Weise wird das Schieberventil 52 durch eine resultierende
Kraft, die durch die Federkraft der Feder 54 und die Kraft
der abnormen Druckpulsation erzeugt wird, in Schwingung versetzt.
Diese Schwingung des Schieberventils 52 wirkt aufgrund
einer Viskosität, die auf das Schieberventil 52 durch
den umgebenden Kraftstoff ausgeübt wird, und einer Reibungskraft,
die auf das Schieberventil 52 von einer Wand der Rückführleitung 50 ausgeübt wird,
als eine dämpfende Schwingung. Auf diese Weise wird die
dämpfende Wirkung durch den Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 ausgeübt, der
die Druckpulsation reduziert. Die abnorme Druckpulsation wird darüber
hinaus noch weiter reduziert, indem die abnorme Druckpulsation durch
die in dem Schieberventil 52 ausgebildeten Öffnungen 56 (Drosselungswirkung)
geleitet wird. Der durch die Öffnungen 56 geleitete
Kraftstoff wird über die Rückführleitung 50 in
die stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 rückgeführt.
-
Wie
vorstehend erläutert, erzeugt der Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 die
Druckpulsations-Reduktionswirkung, und die Rückführleitung 50 ermöglicht
die Rückführung des Kraftstoffs in die stromauf
befindliche Kraftstoffleitung 44. Dementsprechend kann
der Kraftstoffdruck auf der Seite stromauf des Kolbens 58,
wo die auf der Seite stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 angeordnet
ist, rasch reduziert werden, und dadurch ist eine rasche Rückkehr
in den Normalzustand, der in 3A gezeigt
ist, möglich.
-
Es
ist wünschenswert, eine Strömungsquerschnittsfläche
der auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 am
Anschluss bzw. an der Verbindung zwischen der Ventilkammer 46 und der
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 größer
einzustellen als eine Strömungsquerschnittsfläche
der Hauptleitung 62. Diese Einstellung ist deswegen erstrebenswert,
weil verhindert werden kann, dass ein Bereich der Strömungsleitung
in der Hauptleitung 62 durch eine Wandoberfläche
der Ventilkammer 46 bei einer kleinen Bewegung des Kolbens 58 verschlossen
wird, die durch die Druckpulsation des Kraftstoffs während
der Normalbetriebszeit bewirkt wird.
-
Außerdem
ist es wünschenswert, wenn die Kennwerte der Ventilkammerfeder 60 (z.
B die Federkraft der Ventilkammerfeder 60, die auf den
Kolben 58 ausgeübt wird, die Federkonstante der
Ventilkammerfeder 60) auf angemessene Werte eingestellt sind,
die eine rasche Unterbrechung der fluidischen Verbindung zwischen
der Ventilkammer 46 und der auf der stromabwärtigen
Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 bei Einwirkung
der abnormen Druckpulsation auf den Kolben 58 ermöglichen.
-
Darüber
hinaus ist es wünschenswert, wenn die Kennwerte der Feder 54 (z.
B. die Federkraft der Feder 54, die auf das Schieberventil 52 ausgeübt wird,
die Federkonstante der Feder 54) basierend auf einer Zeitspanne
T der Druckpulsation des Kraftstoffs, die in 2 gezeigt
ist, eingestellt werden. Insbesondere ist es erstrebenswert, wenn
dabei eine natürliche Zeitspanne der dämpfenden
Schwingung des Schieberventils 52 und die Zeitspanne T
zusammenfallen, und das Schieberventil 52 in einer entsprechenden
Phase, die sich zum Reduzieren der abnormen Druckpulsation eignet,
in Schwingung versetzt wird. Auf diese Weise kann die dämpfende
Wirkung auf angemessene Weise erreicht werden. Hier kann aber die
Zeitspanne T der Kraftstoff-Druckpulsation abhängig von
der Drehzahl des Dieselmotors variieren. Daher ist es wünschenswert,
wenn die Kennwerte der Feder 54 basierend auf der Zeitspanne
bzw. Zeitdauer der Druckpulsation des Kraftstoffs bei der Drehzahl
des Dieselmotors eingestellt (angepasst) werden, bei der die abnorme
Druckpulsation wahrscheinlich ausgelöst wird, insbesondere
bei einer derart hohen Drehzahl des Dieselmotors, durch die der
Anstieg des Unterdrucks aufgrund des Anstiegs der Kraftstoffeinlassmenge
an der Speisepumpe 22 wahrscheinlich ausgelöst
wird.
-
Die Öffnungen 56,
die in dem Schieberventil 52 ausgebildet sind, beinflussen
außerdem das Strömungsverhalten des Kraftstoffs
in der Rückführleitung 50 und die verstehend
erwähnte strömungsbegrenzende Wirkung sowie die
dämpfende Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55. Daher
werden die Querschnittsfläche einer jeweiligen Öffnung 56 und
die Anzahl der Öffnung(en) 56 basierend auf der
Strömungsrate des Kraftstoffs in der Rückführleitung 50 sowie
der (den) Anforderung(en) zum Reduzieren der abnormen Druckpulsation
durch Verwendung der dämpfenden Wirkung und der strömungsbegrenzenden
Wirkung, die vorstehend erörtert wurden, eingestellt.
-
Die
vorliegende Ausführungsform bietet folgende Vorteile.
- (1) Während der Entstehungszeit der
abnormen Druckpulsation wird der Kolben 58 aufgrund des Anstiegs
des Kraftstoffdrucks in der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 verschoben,
so dass die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer 46 und
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 blockiert
wird. Auf diese Weise kann die abnorme Druckpulsation, die durch
die Kraftstoffleitung 30 von der Seite der Speisepumpe 22 auf
die Seite des Hauptfilters 34 geleitet wird, angemessen
eingeschränkt werden, und dadurch kann die Beschädigung
des Hauptfilters 34 und die Verminderung der Betriebssicherheit
des Kraftstoffeinspritzsystems, die durch eine Beschädigung
des Hauptfilters 34 bewirkt wird, entsprechend verhindert
werden.
- (2) Die Fluidverbindung zwischen dem auf der Seite der Ventilkammer 46 befindlichen
Endteil 50a der Rückführleitung 50 und
der Ventilkammer 46 durch die Teilleitung 64 wird
durch Blockieren der fluidischen Verbindung zwischen der Ventilkammer 46 und
der auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 ermöglicht,
so dass die abnorme Druckpulsation in die Rückführleitung 50 geführt
wird und diese abnorme Druckpulsation durch die dämpfende
Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 und die
strömungsbegrenzende Wirkung der Öffnungen 56 reduziert
wird. Ferner wird der Kraftstoff, der durch die Öffnungen 56 gelangt
ist, durch die Rückführleitung 50 an
die stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 rückgeführt.
Auf diese Weise kann der Kraftstoffdruck auf der Seite stromauf des
Kolbens 58, wo die stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 angeordnet
ist, rasch reduziert werden, und dadurch kann der Kolben 58 unmittelbar in
die Position verschoben werden, an der die Fluidverbindung zwischen
der Ventilkammer 46 und der auf der stromabwärtigen Seite
befindlichen Kraftstoffleitung 48 ermöglicht bzw.
freigegeben wird. Daher kann die Reduktion bzw. Verringerung der
dem Hauptfilter 34 zugeführten Kraftstoffmenge
entsprechend eingeschränkt bzw. verhindert werden.
- (3) Der Vorfilter 28 ist zwischen dem Kraftstofftank 12 und
der Speisepumpe 22 angeordnet. In diesem Fall besteht die
Tendenz, dass sich aufgrund der Verstopfung des Vorfilters 28 im
Kraftstoff Luftblasen bilden, so dass es zur Entstehung der abnormen
Druckpulsation kommt. Somit ist die Pulsationsreduktionsvorrichtung
von besonderem Wert.
- (4) Das Regulierventil 24 ist in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 vorgesehen.
Wenn die abnorme Druckpulsation, die aufgrund des Betriebs der Speisepumpe 22 erzeugt
wird, zum Regulierventil 24 geleitet wird, wird dadurch
wahrscheinlich die Entstehung der abnormen Druckpulsation begünstigt.
In der vorliegenden Ausführungsform, wo das Regulierventil 24 in
der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 angeordnet ist, erweist sich
daher die Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 als besonders
wertvoll.
-
(Zweite Ausführungsform)
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Eine
Beschreibung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erfolgt im Hinblick auf 4A bis 4C vorwiegend
in Bezug auf die Merkmale, die sich von der ersten Ausführungsform
unterscheiden.
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4A bis 4C sind
Querschnittansichten, die die Struktur der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform zeigen. Insbesondere handelt
es sich bei 4A um eine Querschnittansicht,
die die Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 während
der Normalbetriebszeit zeigt, und 4B und 4C sind
Querschnittansichten, die die Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 während
der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation zeigen. In 4A bis 4C sind
die Komponenten, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform,
die in 1, 3A und 3B gezeigt
ist, ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Zunächst
erfolgt unter Bezugnahme auf 4A eine
Beschreibung der Struktur der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32.
Wie in 4A gezeigt ist, beinhaltet die
Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 eine Hauptkraftstoffleitung 70,
die zwischen der Seite der Speisepumpe 22 und der Seite
des Hauptfilters 34 eine Verbindung bildet und als ein
Teil der Kraftstoffleitung zwischen der Speisepumpe 22 und
dem Hauptfilter 34 dient.
-
Die
Hauptkraftstoffleitung 70 beinhaltet zwei Abzweigbereiche,
die von der Hauptkraftstoffleitung 70 abzweigen. Insbesondere
beinhaltet die Hauptkraftstoffleitung 70 einen auf der
stromabwärtigen Seite befindlichen Abzweigbereich (Anschluss) 72 und
einen stromauf befindlichen Abzweigbereich (Anschluss) 74.
Der auf der stromabwärtigen Seite befindliche Abzweigbereich 72 befindet
sich an dem auf der Seite des Hauptfilters 34 angeordneten
Teil der Hauptkraftstoffleitung 70, und der stromauf befindliche
Abzweigbereich 74 befindet sich an dem auf der Seite der
Speisepumpe 22 befindlichen Teil der Hauptkraftstoffleitung 70.
Der stromauf befindliche Abzweigbereich 74 ist mit dem
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Abzweigbereich 72 über
eine Verbindungsleitung 76 verbunden, die von der Hauptkraftstoffleitung 70 abzweigt.
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Ein
Hauptventil 78 ist auf der Seite des Hauptfilters 34 des
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Abzweigbereichs 72 in
der Hauptkraftstoffleitung 70 angeordnet. Das Hauptventil 78 blockiert die
Fluidverbindung zwischen dem auf der stromabwärtigen Seite
befindlichen Abzweigbereich 72 und dem Hauptfilter 34 in
der Hauptkraftstoffleitung 70, wenn der Kraftstoffdruck
auf der Seite stromauf des Hauptventils 78, wo der auf
der stromabwärtigen Seite befindliche Abzweigbereich 72 in
der Hauptkraftstoffleitung 70 angeordnet ist, größer
oder gleich einem vorbestimmten Druck wird. Insbesondere wenn der
Kraftstoffdruck, der auf ein Ventilelement 78a des Hauptventils 78 auf
der stromauf befindlichen Seite desselben ausgeübt wird,
während er sich einer Federkraft einer Feder 78b widersetzt,
die das Ventilelement 78a in Richtung der Speisepumpe 22 drängt, größer
oder gleich dem vorbestimmten Druck wird, gelangt das Ventilelement 78a auf
dem Ventilsitz 78c zum Aufliegen, so dass die Strömung
des Kraftstoffs durch eine Leitung, die radial einwärts
des Ventilsitzes 78c angeordnet ist, gesperrt bzw. blockiert
wird. Das Hauptventil 78 dient hier als eine Leitungsquerschnittsflächen-Reduktionseinrichtung.
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Ein
stromauf befindliches Ventil 80, bei dem es sich um ein
Rückschlagventil handelt, ist an einem Abschnitt der Verbindungsleitung 76 angebracht,
der benachbart zu dem auf der Seite stromauf befindlichen Abzweigbereich 74 ist.
Das stromauf befindliche Ventil 80 bewegt den Kraftstoff
von dem stromauf befindlichen Abzweigbereich 74 der Hauptkraftstoffleitung 70 zu
der Verbindungsleitung 76, wenn eine Druckdifferenz zwischen
dem Kraftstoffdruck auf der Seite stromauf des stromauf befindlichen
Ventils 80 und dem Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen Seite
des stromauf befindlichen Ventils 80 größer oder
gleich einem vorbestimmten Druck wird (einem Ventilöffnungsdruck
des stromauf befindlichen Ventils 80). Insbesondere wenn
der Kraftstoffdruck, der auf ein Ventilelement 80a des
stromauf befindlichen Ventils 80 auf der Seite der Hauptleitung 70 desselben,
sich einer das Ventilelement 80a in Richtung der Hauptleitung 70 drängenden
Federkraft einer Feder 80 widersetzend, ausgeübt
wird, größer oder gleich einem vorbestimmten Druck
wird, wird das Ventilelement 80a aus einem Ventilsitz 80c gehoben,
so dass die Strömung des Kraftstoffs durch eine Leitung,
die radial einwärts des Ventilsitzes 80c angeordnet
ist, freigegeben bzw. ermöglicht wird. Ein auf der stromabwärtigen
Seite befindliches Ventil 82, bei dem es sich um Rückschlagventil
handelt, ist an einem Abschnitt der Verbindungsleitung 76 angeordnet,
die benachbart zu dem auf der stromabwärtigen Seite befindlichen
Abzweigbereich 72 angeordnet ist. Das auf der stromabwärtigen
Seite befindliche Ventil 82 leitet den Kraftstoff von dem
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Abzweigbereich 72 der
Hauptkraftstoffleitung 70 zur Verbindungsleitung 76,
wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoffdruck auf der Seite
stromauf des auf der stromabwärtigen Seite befindlichen
Ventils 82 und dem Kraftstoffdruck auf der stromabwärtigen
Seite des auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventils 82 größer
oder gleich einem vorbestimmten Druck wird (einem Ventilöffnungsdruck
des auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventils 82).
Insbesondere wenn der Kraftstoffdruck, der auf das Ventilelement 82a des
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventils 82 auf
der Seite der Hauptleitung 70 desselben, sich einer Federkraft
einer Feder 82b, die das Ventilelement 82a in
Richtung der Hauptleitung 70 drängt, widersetzend,
ausgeübt wird, größer oder gleich einem
vorbestimmten Druck wird, wird das Ventilelement 82a aus einem
Ventilsitz 82c gehoben, so dass die Strömung des
Kraftstoffs durch eine radial einwärts des Ventilsitzes 82c angeordnete
Leitung ermöglicht bzw. freigegeben wird.
-
Der
Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55, der dem Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55,
der in 3A und 3B gezeigt
ist, ähnlich ist, ist in der Verbindungsleitung 76 angeordnet.
In der Verbindungsleitung 76 ist eine Druckveränderungskammer 84 ausgebildet.
Bei der Druckveränderungskammer 84 handelt es
sich um einen Raum, der zwischen dem Schieberventil 52 und
dem stromauf befindlichen Ventil 80 in der Verbindungsleitung 76 definiert
ist.
-
Als
nächstes erfolgt die Beschreibung des Betriebs der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 der vorliegenden
Ausführungsform.
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Während
der Normalbetriebszeit, die in 4A gezeigt
ist, wird das Hauptventil 78 geöffnet, so dass
die Fluidverbindung zwischen der Seite stromauf (der Seite der Speisepumpe 22)
des Hauptventils 78 und der stromabwärtigen Seite
(der Seite des Hauptfilters 34) des Hauptventils 78 freigegeben wird.
Dies kann deshalb geschehen, weil der vorstehend beschriebene vorbestimmte
Druck, bei oder über dem das Hauptventil 78 geschlossen
wird, um die Fluidverbindung zwischen der Speisepumpe 22 und
dem Hauptfilter 34 zu blockieren, höher eingestellt
ist als der Druck (Normaldruck) des Kraftstoffs, der dem Hauptventil 78 von
der Seite der Speisepumpe 22 während der Normalbetriebszeit
zugeführt wird. Während dieser Zeit (Normalzeit)
werden das Ventil 82 auf der stromabwärtigen Seite
und das Ventil 80 auf der Seite stromauf nicht geöffnet.
Dies ist deshalb möglich, weil der Ventilöffnungsdruck
des auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventil 82 so
eingestellt ist, dass er größer oder gleich dem
vorbestimmten Druck ist, bei oder über dem das Hauptventil 78 geschlossen
wird, und der Ventilöffnungsdruck des stromauf befindlichen
Ventils 80 größer eingestellt ist als
der Ventilöffnungsdruck des auf der stromabwärtigen
Seite befindlichen Ventils 82. Auf diese Weise kann der
Kraftstoff, der durch die Speisepumpe 22 gepumpt wird,
dem Hauptfilter 34 während der Normalbetriebszeit
durch die Hauptkraftstoffleitung 70 zugeführt
werden.
-
Wie
in 4B gezeigt ist, wird im Gegensatz dazu während
der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation (abnormen Zeit)
das Hauptventil 78 geschlossen, so dass die Fluidverbindung
zwischen der Seite der Speisepumpe 22 des Hauptventils 78 und
der Seite des Hauptfilters 34 des Hauptventils 78 blockiert
ist. Auf diese Weise kann das Durchleiten der abnormen Druckpulsation
von der Seite der Speisepumpe 22 auf die Seite des Hauptfilters 34 angemessen
beschränkt bzw. verhindert werden.
-
Wenn
das auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 82 geöffnet
wird, wird die Fluidverbindung zwischen der Verbindungsleitung 76 und
der Hauptkraftstoffleitung 70 freigegeben. Auf diese Weise
wird die abnorme Druckpulsation in die Verbindungsleitung 76 über
das auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 82 geleitet.
Die abnorme Druckpulsation, die in die Verbindungsleitung 76 geleitet
wird, wird durch die dämpfende Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 und die
strömungsbegrenzende Wirkung der Öffnungen 56 reduziert.
Dabei wird das Schieberventil 52 zum Reduzieren des Volumens
der Druckveränderungskammer 84 in eine volumenreduzierende
Richtung verschoben, und dadurch wird in der Feder 54 die elastische
Energie bzw. Federkraft gesammelt. Wenn die abnorme Druckpulsation
durch das auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 82 in
die Verbindungsleitung 76 geleitet wird, nimmt der Kraftstoffdruck
des Abschnitts der Hauptkraftstoffleitung 70, der benachbart
zu dem auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventil 82 angeordnet
ist, ab. Somit wird das auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 82 geschlossen.
Dadurch wird ermöglicht, das Durchleiten der abnormen Druckpulsation
von der Verbindungsleitung 76 zurück zur Hauptkraftstoffleitung 70 einzuschränken.
Währenddessen wird das stromauf befindliche Ventil 80 noch
nicht geöffnet. Dies wird dadurch ermöglicht,
dass der Ventilöffnungsdruck des stromauf befindlichen
Ventils 80 höher eingestellt wird als der Ventilöffnungsdruck
des auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventils 82.
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Wie
in 4C gezeigt ist, wird danach das Schieberventil 52 zum
Vergrößern des Volumens der Druckveränderungskammer 84 aufgrund
des Kraftstoffdrucks der Druckveränderungskammer 84,
der durch die Verschiebung des Schieberventils 52 in der vo lumenreduzierenden
Richtung erhöht wird, und aufgrund der gesammelten elastischen
Energie der Feder 54 in eine volumenvergrößernde
Richtung verschoben. Wenn der Kraftstoffdruck der Druckveränderungskammer 84 reduziert
ist, wird das stromauf befindliche Ventil 80 geöffnet.
Daher wird der Kraftstoff von der Hauptkraftstoffleitung 70 in
die Verbindungsleitung 76 durch das stromauf befindliche
Ventil 80 (Saugwirkung) gesogen. Weil dabei das auf der stromabwärtigen
Seite befindliche Ventil 82 geschlossen ist, kann das Hindurchleiten
der abnormen Druckpulsation von der Verbindungsleitung 76 zurück
zur Kraftstoffleitung 70 eingeschränkt bzw. verhindert
werden.
-
Aufgrund
der druckpulsationsreduzierenden Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55,
der strömungsbegrenzenden Wirkung der Öffnungen 56 und
der vorstehend beschriebenen Saugwirkung kann die anschließend
durchgeleitete abnorme Druckpulsation aktiv reduziert werden. Somit
kann der Kraftstoffdruck auf der stromauf befindlichen Seite (der
Seite des stromauf befindlichen Abzweigbereichs 74) des
Hauptventils 78 rasch verringert werden, und dadurch kann
schnell wieder in die in 4A gezeigte
Normalposition zurückgekehrt werden.
-
Es
ist wünschenswert, die Kennwerte des Hauptventils 78 (z.
B. der vorbestimmte Druck, bei oder über dem das Hauptventil 78 geschlossen
wird, um die Fluidverbindung zwischen der Seite der Speisepumpe 22 des
Hauptventils 78 und der Seite des Hauptfilters 34 des
Hauptventils 78 zu sperren, die Federkonstante der Feder 78b)
auf angemessene Werte einzustellen, die eine rasche Unterbrechung der
fluidischen Verbindung zwischen der Seite der Speisepumpe 22 des
Hauptventils 78 und der Seite des Hauptfilters 34 des
Hauptventils 78 ermöglichen.
-
Überdies
ist es wünschenswert, wenn die Kennwerte der Feder 54 basierend
auf der Zeitspanne T der Druckpulsation des Kraftstoffs eingestellt werden,
die in 2 gezeigt ist. Insbesondere ist es dabei wünschenswert,
wenn die natürliche Zeitspanne der dämpfenden
Schwingung des Schieberventils 52 mit der Zeitspanne T
zusammenfällt bzw. übereinstimmt, und das Schieberventil 52 in
der entsprechenden Phase, die zum Implementieren der vorstehenden
Saugwirkung beim Anstieg des Kraftstoffdrucks an dem Bereich der
Hauptkraftstoffleitung 70, die sich benachbart zu dem stromauf befindlichen Ventil 80 befindet,
angemessen ist, aufgrund des Hindurchleitens der abnormen Druckpulsation
bei der Schließung des Hauptventils 78 zu oszillieren
beginnt bzw. in Schwingung versetzt wird. Dementsprechend ist ein
zweckmäßiges Erreichen der vorstehend angeführten
Saugwirkung möglich.
-
Darüber
hinaus kann eine fein ausgebildete Kraftstoffleitung (die dem Zweck
der Verminderung der Luftdichtigkeit des auf der stromabwärtigen
Seite befindlichen Ventils 82 dient) vorgesehen sein, um eine
ständige Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 76 und
der Hauptkraftstoffleitung 70 herzustellen. Diese dient
dazu, einen übermäßigen Anstieg des Kraftstoffdrucks
in der Verbindungsleitung 76 beim Durchleiten der abnormen
Druckpulsation in die Verbindungsleitung 76 durch das auf
der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 82 und/oder
das auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 80 zu
verhindern.
-
Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird dementsprechend während
der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation, wenn der Kraftstoffdruck
in der Hauptkraftstoffleitung 70 erhöht wird,
das Hauptventil 78 geschlossen, um die von der Seite der Speisepumpe 22 auf
die Seite des Hauptfilters 34 durchgeleitete abnorme Druckpulsation
einzuschränken. Ferner wird durch das Verschließen
des auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Ventils 82 nach dem
Durchleiten der abnormen Druckpulsation in die Verbindungsleitung 76,
durch die dämpfende Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 und
die strömungsbegrenzende Wirkung der Öffnungen 56 die
rasche Reduktion des Kraftstoffdrucks auf der Seite stromauf des
Hauptventils 78 ermöglicht. Dadurch kann das Hauptventil 78 umgehend geöffnet
werden. Somit kann die Reduktion der dem Hauptfilter 34 zugeführten
Kraftstoffmenge entsprechend eingeschränkt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Unter
Bezugnahme auf 5 erfolgt vorwiegend in Bezug
auf die Merkmale, die sich von der ersten Ausführungsform
unterscheiden, eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine Querschnittansicht, die die Struktur der Pulsationsreduktionsvorrichtung 32 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform zeigt. In 5 sind
die Komponenten, die denen gemäß der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform ähnlich sind, mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Wie
in 5 gezeigt ist, ist im Kolben 58 eine
fein ausgebildete Leitung 86 ausgebildet, um eine Verbindung
zwischen der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 und
der auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 herzustellen. Somit
wird während der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation
die Reduktion der dem Hauptfilter 34 zugeführten
Kraftstoffmenge zweckmäßig eingeschränkt,
während das Durchleiten der abnormen Druckpulsation von
der Seite der Speisepumpe 22 auf die Seite des Hauptfilters 34 verhindert
bzw. eingeschränkt wird.
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Solange
im vorliegenden Fall die Strömungsdurchlass-Querschnittsfläche
der fein ausgebildeten Leitung 86 kleiner als die Strömungsdurchlass-Querschnittsfläche
der Hauptleitung 62 ist, kann die Strömungsdurchlass-Querschnittsfläche
der fein ausgebildeten Leitung 86 basierend auf der (den)
Anforderung(en) zum Reduzieren der abnormen Druckpulsation, die
von der Seite der Speisepumpe 22 zur Seite des Hauptfilters 34 durchgeleitet
wird, und der (den) Anforderung(en) in Bezug auf die dem Hauptfilter 34 bei
der Entstehungszeit der anomalen Druckpulsation zugeführten
Kraftstoffmenge eingestellt werden.
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Wie
bereits vorstehend erwähnt wurde, kann gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die Reduktion der dem Hauptfilter 34 zugeführten
Kraftstoffmenge angemessener eingeschränkt werden, während
die abnorme Druckpulsation, die von der Seite der Speisepumpe 22 zur
Seite des Hauptfilters 34 geleitet wird, ebenfalls eingeschränkt
wird.
-
Die
vorstehenden Ausführungsformen können wie folgt
modifiziert werden.
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In
der ersten Ausführungsform wird der Kraftstoff, der der
Rückführleitung 50 zugeführt
wird, durch die in dem Schieberventil 52 ausgebildeten Öffnungen 56 geleitet,
so dass der Kraftstoff von der Rückführleitung 50 an
die stromauf befindliche Kraftstoffleitung 44 rückgeführt
wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion
beschränkt. Zum Beispiel kann zwischen dem Schieberventil 52 und
der Wand der Rückführleitung 40 ein radial
ausgebildeter Zwischenraum ausgebildet sein, ohne im Schieberventil 52 Öffnungen 56 auszubilden.
Eine Ausdehnung des radialen Zwischenraums in die Strömungsrichtung
des Kraftstoffs (in der von oben nach unten verlaufenden Richtung
in 5) in der Rückführleitung 50 entspricht
einer Ausdehnung des Schieberventils 52 in der Strömungsrichtung
des Kraftstoffs in der Rückführleitung 50,
um dadurch eine beständige Verbindung zur Rückführleitung 50 derselben
herzustellen. Durch diesen Zwischenraum kann der Kraftstoff geleitet
werden, um den zur Rückführleitung 50 geleiteten
Kraftstoff zurück zu der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 zurückzuführen.
Abgesehen davon können alternativ beide Öffnungen 56 der
Schieberventils 52 und der radiale Zwischenraum zwischen
dem Schieberventil 52 und der Wand der Rückführleitung 50 vorgesehen
sein.
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In
der ersten Ausführungsform muss nicht unbedingt nur die
eine Rückführleitung 50, die zwischen
der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 und der
Ventilkammer 46 eine Verbindung herstellt, bereitgestellt
werden. Sondern es können auch mehrere Rückführleitungen
vorgesehen werden, die eine Verbindung zwischen der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 und
der Ventilkammer 46 herzustellen. In so einem Fall kann
der Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 in einer jeden
der Rückführleitungen vorgesehen sein.
-
Gemäß der
ersten Ausführungsform ist der einzelne Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 in
der Rückführleitung 50 angeordnet. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt.
Neben dem Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 kann
z. B. ein weiterer Druckpulsations-Reduktionsmechanismus (ein zweiter Druckpulsations-Reduktionsmechanismus)
auf der Seite stromauf (der Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44)
des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 in der Rückführleitung 50 vorgesehen
werden. Ähnlich dem Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 kann
der zweite Druckpulsations-Reduktionsmechanismus ein Schieberventil (ein
Ventilelement) und eine Feder (ein elastisches Element oder Teil)
beinhalten. Das Schieberventil kann zu einem allgemein zylindrischen
rohrförmigen Körper ausgebildet sein, der in der
entsprechenden der Rückführleitungen gleitend
angeordnet ist. Die Feder kann in einer Gleitrichtung des Schieberventils in
der entsprechenden der Rückführleitungen federnd
verschiebbar sein. Abgesehen davon, dass die abnorme Druckpulsation,
die von der Seite der Speisepumpe 22 zur Seite des Hauptfilters 34 durch
die Kraftstoffleitung 30 geleitet wird, in die Rückführleitung
geleitet, indem sie durch die Teilleitung 64 geleitet wird,
die in dem Kolben 58 ausgebildet ist, kann die abnorme
Druckpulsation von dem auf der Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 befindlichen
Endteil 50b der Rückführleitung 50 in
die Rtickführleitung 50 geleitet werden. Daher
kann der Kraftstoffdruck, der auf der Seite stromauf des Kolbens 58 (der
Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44) erzeugt
wird, durch Reduzieren der abnormen Druckpulsation, die von der
Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 zur
Rückführleitung 50 geleitet wird, durch
Verwendung des zweiten Druckpulsations-Reduktionsmechanismus rascher
reduziert werden.
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In
der ersten Ausführungsform ist die Rückführleitung 50 (Verbindungsleitung)
als die Leitung vorgesehen, die zwischen der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 und
der Ventilkammer 46 eine Verbindung herstellt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt.
Das Endteil 50b der Rückführleitung 50 auf
der Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 kann
geschlossen werden, so dass das Ende der Rückführleitung 50 auf
der Seite der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 nicht
mit der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 verbunden
ist. Auch in diesem Fall wird das Endteil 50a der Rückführleitung 50 auf
der Seite der Ventilkammer 46 während der Entstehungszeit
der abnormen Druckpulsation über die Teilleitung 64 mit
der Ventilkammer 46 verbunden, um die dämpfende
Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 und
die strömungsbegrenzende Wirkung der Öffnungen 56 in
der Rückführleitung 50 zu implementieren
und dadurch die Druckpulsation zu reduzieren.
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In
der ersten Ausführungsform wird die Druckpulsation durch
die dämpfende Wirkung des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 reduziert,
der das Schieberventil 52 und die Feder 54 beinhaltet.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion
beschränkt. Der Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 kann
z. B. nur die Öffnung(en) beinhalten, mit deren Hilfe die
abnorme Druckpulsation durch Verwendung der strömungsbegrenzenden
Wirkung der Öffnung(en) reduziert werden soll. Die Querschnittsfläche
der Rückführleitung 50 kann z. B. so
reduziert werden, dass sie die Öffnung ausbildet. Auch
in einem solchen Fall kann eine Reduktion der abnormen Druckpulsation
erreicht werden.
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In
der zweiten Ausführungsform ist das auf der stromabwärtigen
Seite befindliche Ventil 82 an dem Abschnitt der Verbindungsleitung 76 vorgesehen,
der benachbart zu dem auf der stromabwärtigen Seite befindlichen
Abzweigbereich 72 angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt. Auf
das auf der stromabwärtigen Seite befindliche Ventil 82 kann
z. B. verzichtet werden. Auch in diesem Fall ist eine Reduktion
der abnormen Druckpulsation möglich.
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In
der dritten Ausführungsform ist in dem Kolben 58 eine
fein ausgebildete Leitung 86 ausgebildet, die zwischen
der stromauf befindlichen Kraftstoffleitung 44 und der
auf der stromabwärtigen Seite befindlichen Kraftstoffleitung 48 während
der Entstehungszeit der abnormen Druckpulsation eine Verbindung
herstellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Konstruktion beschränkt. Zwischen dem Kolben 58 und
der Wand des Ventilelements 46 kann z. B. ein radial ausgebildeter
Zwischenraum vorgesehen sein, der die Funktion der fein ausgebildeten
Leitung 86 aufweist.
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Die
Pulsationsreduktionsvorrichtung wird in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
des Dieselmotors, der in die Baumaschine (den Bagger) eingebaut
ist, gemäß den vorstehenden Ausführungsformen
implementiert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Anwendung beschränkt. Die Pulsationsreduktionsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. in
einem Kraftstoffeinspritzsystem eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors
(z. B. eine Pkws) realisiert werden.
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Das
elastische Element des Druckpulsations-Reduktionsmechanismus 55 (das
als seine Pulsationsreduktionseinrichtung dient) ist nicht auf die Feder 54 beschränkt
und kann alternativ auch als ein Federbalg ausgeführt werden.
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Der
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist nicht auf den Verbrennungsmotor mit Eigenzündung, wie
z. B. den Dieselmotor, beschränkt. Der Verbrennungsmotor
gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. ein
Verbrennungsmotor mit Fremdzündung sein, wie z. B. ein Benzinmotor
mit Direkteinspritzung. Im Fall des Kraftstoffeinspritzsystems des
Benzinmotors mit Direkteinspritzung wird der Kraftstoff im Kraftstofftank durch
eine elektrisch betriebene Niederdruckpumpe eingesogen und dann
einer motorbetriebenen Hochdruckpumpe durch eine Kraftstoffleitung
zugeführt. Der Kraftstoff, der durch die Hochdruckpumpe
mit hohem Druck beaufschlagt wird, wird so angepasst, dass er mittels
eines elektronisch gesteuerten Ventils einen vorbestimmten Druck
aufweist und dann den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführt
wird. In diesem Zusammenhang ist es möglich, einen Zustand
in Erwägung zu ziehen, wo die restliche Kraftstoffmenge im
Kraftstofftank übermäßig reduziert ist
und der Kraftstoff zusammen mit der Luft durch die Niederdruckpumpe
eingesogen bzw. abgezogen wird. Wenn in diesem Zustand die Druckpulsation,
die aufgrund des Betriebs der Niederdruckpumpe entsteht, über
die Kraftstoffleitung an die Hochdruckpumpe übertragen
wird, so dass eine Verschlechterung der Einstellfunktion zum Einstellen
des Drucks des Kraftstoffs, der den Kraftstoffeinspritzventilen
zugeführt wird, bewirkt wird, kann die vorliegende Erfindung
effektiv zur Anwendung gelangen.
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Weitere
Vorteile und Modifizierungen werden Fachleuten ohne Weiteres offenbar.
Die Erfindung ist daher im weiterführenden Sinne auf die
spezifischen Einzelheiten, die die Erfindung darstellende Vorrichtung
und veranschaulichende Beispiele beschränkt, die hierin
gezeigt und beschrieben sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 06-101793
A [0007, 0008]