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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 14. Juni 2012 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0063722 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuführvorrichtung eines Motors mit Benzindirekteinspritzung (GDI), und insbesondere eine Kraftstoffzuführvorrichtung eines Motors mit Benzindirekteinspritzung (GDI) mit reduzierter Druckschwankung, die es ermöglicht, die bei einer Hochdruckkraftstoffpumpe auftretende Druckschwankung mit Hilfe einer Niederdruckkraftstoffpumpe einer Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors der mit einem variablen Kraftstoffdruck arbeitet, zu reduzieren.
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Bei einem Motor mit Benzindirekteinspritzung (GDI) beaufschlagt, wenn eine in einem Kraftstoffbehälter installierte Niederdruckkraftstoffpumpe einer an einem Motor installierten Hochdruckkraftstoffpumpe Kraftstoff zuführt, die Hochdruckkraftstoffpumpe den Kraftstoff mit Druck, und der druckbeaufschlagte Kraftstoff wird von einer Einspritzdüse eines Zylinders eingespritzt.
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Mit Bezug auf 1 wird ein Beispiel einer herkömmlichen Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors beschrieben. Die herkömmliche Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors weist eine Niederdruckkraftstoffpumpe 21, die an der einen Seite eines Kraftstoffbehälters 10 installiert ist und mit einem festgelegten Kraftstoffdruck arbeitet, und eine Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auf, die an einem Motor montiert ist und der Einspritzdüse einen Hochdruckkraftstoff zuführt. An einer Kraftstoffzuführleitung 40, welche die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 verbindet, ist ein Regler 41 installiert, welcher derart konfiguriert ist, dass Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 10 zurückgeführt wird. Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zugeführte Kraftstoff mit Ausnahme des über die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 der Einspritzdüse zugeführten Kraftstoffs über den Regler 41 in den Kraftstoffbehälter 10 zurückgeführt.
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Außerdem ist an der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 ein Rückschlagventil 21a angeordnet, um zu verhindern, dass der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 der Kraftstoffzuführleitung 40 zugeführte Kraftstoff in einer umgekehrten Richtung strömt. An der einen Seite des Kraftstoffbehälters 10 ist eine Saugstrahlpumpe 12 angeordnet. Der Kraftstoff, der sich an der anderen Seite des Kraftstoffbehälters 10 befindet, um als Teil des von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 abgeführten Kraftstoffs übertragen zu werden, bildet einen Unterdruck, während er durch eine Öffnung hindurchtritt. An der anderen Seite des Kraftstoffbehälters 10 ist ein Nebensaugfilter 11 angeordnet, um Verunreinigungen zu filtern, die in dem Kraftstoff enthalten sind, welcher der Saugstrahlpumpe 12 zugeführt wird.
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Der Regler 41 ist stromabwärts von dem Niederdruckkraftstoffbehälter 21 installiert und ist derart konfiguriert, dass er Kraftstoff mit einem festgelegten Kraftstoffdruck abführt und öffnet, wenn eine Druckschwankung einen voreingestellten Abführkraftstoffdruck der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 überschreitet.
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Wenn die Druckschwankung, die in der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftritt, entlang der Kraftstoffzuführleitung 40 an die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 übertragen wird, öffnet der Regler 41 und ermöglicht, dass der Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 10 zurückgeführt wird, wodurch die Druckschwankung beseitigt wird.
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Wie in 2 gezeigt, ist ein in letzter Zeit bekannt gewordenes System derart konfiguriert, dass eine Niederdruckkraftstoffpumpe 21 in Abhängigkeit von dem Kraftstoffdruck, der auf der Basis des Betriebszustands eines Motors von einer elektronischen Steuereinrichtung (ECU) 51 variabel bestimmt wird, Kraftstoff mit einem variablen Kraftstoffdruck abführen kann.
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Ein Überdruckventil 42 ist in der Kraftstoffzuführleitung 40 installiert, welche die in dem Kraftstoffbehälter 10 installierte Niederdruckkraftstoffpumpe 21 mit der an dem Motor 30 installierten Hochdruckkraftstoffpumpe 31 verbindet, und ein Drucksensor 43 ist zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und dem Überdruckventil 42 installiert. Der von dem Drucksensor 43 gemessene Kraftstoffdruck wird an die ECU 51 abgegeben, und die ECU 51 ist derart konfiguriert, dass sie einen Zielkraftstoffdruck einstellt und die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 mittels einer Kraftstoffpumpensteuereinrichtung 52 steuert. Das Überdruckventil 42 öffnet und ermöglicht, dass Kraftstoff nur dann vorbeiströmt, wenn unter den abnormalen Umständen, dass eine Druckschwankung in der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftritt oder ein Filter blockiert ist, das Druckniveau der Kraftstoffzuführleitung 40 über einem vorbestimmten Druck liegt.
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Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist, da das Überdruckventil 42 geschlossen bleibt, wenn die in der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftretende Druckschwankung unter dem Arbeitsdruck des Überdruckventils 42 liegt, eine Beseitigung der Druckschwankung unmöglich.
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Da die Druckschwankung nicht beseitigt wird, könnte der Drucksensor 43, der zwischen dem Überdruckventil 42 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 in der Kraftstoffzuführleitung 40 angeordnet ist, die Berechnung ungenauer Werte fortführen. Mit anderen Worten berechnet oder misst der Drucksensor 43, wenn eine Schwankung infolge des Druckes in der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftritt, als Druckwert der Kraftstoffzuführleitung 40 die doppelten Werte des Kraftstoffdruckes der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragenen Druckschwankung, so dass die ungenau gemessenen Druckwerte an die ECU 51 übertragen werden. Die ECU 51 überträgt den Zielkraftstoffdruck, der von den ungenauen Werten an die Kraftstoffpumpensteuereinrichtung 52 bestimmt wird, und die Kraftstoffpumpensteuereinrichtung 52 steuert den Betrieb der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 derart, dass ein fehlerhaft bestimmter Zielkraftstoffdruck erzielt wird.
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Da die Druckschwankung der Kraftstoffzuführleitung 40 mittels des Drucksensors 43 kontinuierlich gemessen wird, bleibt der Kraftstoffdruck variabel, so dass es eine große Differenz zwischen dem Zielkraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck gibt. Wenn die Schwankung des tatsächlichen Kraftstoffdruckes ansteigt, wird die Kraftstoffdruckregelung der Kraftstoffpumpensteuereinrichtung 52 fehlerhaft.
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Außerdem werden, wenn die Druckschwankung in der Kraftstoffzuführleitung 40 ansteigt, Schwankungsgeräusche erzeugt, und die Regelung des Kraftstoffdruckes ist schlecht, so dass Motorbetriebsprobleme, wie ein fehlerhafter Motorstart, ein Motorstopp und ein ungleichmäßiger Motorbetrieb, auftreten.
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Mit der Erfindung wird eine Kraftstoffzuführvorrichtung eines Motors mit Benzindirekteinspritzung (GDI) mit reduzierter Druckschwankung geschaffen, die ein Schwankungsentlastungsventil zwischen einem Drucksensor und der Seite eines Motors aufweist, so dass der Drucksensor von einer Druckschwankung in der Kraftstoffzuführvorrichtung des GDI-Motors nicht beeinflusst wird, wenn die Druckschwankung an der Seite des Motors auftritt.
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Gemäß der Erfindung weist eine Kraftstoffzuführvorrichtung eines Motors mit Benzindirekteinspritzung (GDI) mit reduzierter Druckschwankung eine Niederdruckkraftstoffpumpe, die an der einen Seite eines Kraftstoffbehälters installiert ist, eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die an dem Motor installiert ist und über eine Kraftstoffzuführleitung mit der Niederdruckkraftstoffpumpe verbunden ist, einen Drucksensor, welcher derart konfiguriert ist, dass er einen Kraftstoffdruck der Kraftstoffzuführleitung zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe und der Hochdruckkraftstoffpumpe misst und an eine elektronische Steuereinrichtung ECU abgibt, und ein Schwankungsentlastungsventil auf, das zwischen dem Drucksensor und der Hochdruckkraftstoffpumpe installiert ist. Das Schwankungsentlastungsventil weist ein Rückschlagventilteil, das derart konfiguriert ist, dass es ein Strömen des Kraftstoffs in einer normalen Richtung von der Niederdruckkraftstoffpumpe zu der Hochdruckkraftstoffpumpe, jedoch nicht in einer umgekehrten Richtung von der Hochdruckkraftstoffpumpe zu der Niederdruckkraftstoffpumpe ermöglicht, und ein Öffnungsteil auf, das im Wesentlichen parallel zu dem Rückschlagventilteil installiert ist und derart konfiguriert ist, dass es ein Strömen des Kraftstoffs in beiden Richtungen ermöglicht, wobei eine Menge des durch das Öffnungsteil hindurchströmenden Kraftstoffs kleiner als eine Menge des durch das Rückschlagventilteil hindurchströmenden Kraftstoffs in der normalen Richtung ist.
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Das Schwankungsentlastungsventil kann stromabwärts von einem vorderen Ende des Drucksensors positioniert sein. Das Schwankungsentlastungsventil kann derart konfiguriert sein, dass es eine von der Hochdruckkraftstoffpumpe übertragene Druckschwankung abbaut, da das Rückschlagventilteil teilweise offen ist, wenn die Schwankung von der Hochdruckkraftstoffpumpe auftritt, während die Niederdruckkraftstoffpumpe betrieben wird, oder eine von der Hochdruckkraftstoffpumpe übertragene Druckschwankung unterbricht, da das Rückschlagventilteil vollständig geschlossen ist. Außerdem kann das Schwankungsentlastungsventil derart konfiguriert sein, dass es die Strömung des Kraftstoffs in beiden Richtungen blockiert, wenn der Motor gestoppt wird.
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Das Schwankungsentlastungsventil kann derart konfiguriert sein, dass es ein Öffnen des Rückschlagventilteils auf ein maximales Niveau ermöglicht, wenn keine Druckschwankung in der Hochdruckkraftstoffpumpe auftritt, während die Niederdruckkraftstoffpumpe und die Hochdruckkraftstoffpumpe betrieben werden, so dass der Kraftstoff von der Niederdruckkraftstoffpumpe über das Rückschlagventilteil und das Öffnungsteil an die Hochdruckkraftstoffpumpe übertragen wird.
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Außerdem kann das Schwankungsentlastungsventil derart konfiguriert sein, dass es ermöglicht, dass der in der Kraftstoffzuführleitung druckbeaufschlagte Kraftstoff nur durch das Öffnungsteil in einer Richtung von der Hochdruckkraftstoffpumpe zu der Niederdruckkraftstoffpumpe hindurchtritt und über ein Überdruckventil an dem Kraftstoffbehälter vorbeiströmt, wobei das Überdruckventil derart konfiguriert ist, dass es öffnet, wenn der Druck der Kraftstoffzuführleitung zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe und dem Drucksensor höher als ein vorbestimmter Öffnungsdruck des Überdruckventils ist, wodurch der Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zurückkehren kann, so dass der Druck der Kraftstoffzuführleitung verringert wird. Der Öffnungsdruck des Überdruckventils kann höher als ein Abführdruckbereich der Niederdruckkraftstoffpumpe festgelegt sein.
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Die Kraftstoffzuführvorrichtung kann ferner ein Rückschlagventil aufweisen. Das Rückschlagventil kann in dem Auslass der Niederdruckkraftstoffpumpe installiert sein, wobei der Öffnungsdruck des Überdruckventils höher als ein Öffnungsdruck des Rückschlagventils, der ein Öffnen des Rückschlagventils ermöglicht, festgelegt sein kann, und der Öffnungsdruck des Rückschlagventils höher als der Öffnungsdruck des Schwankungsentlastungsventils, der ein Öffnen des Rückschlagventilteils des Schwankungsentlastungsventils ermöglicht, festgelegt sein kann.
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Die Kraftstoffzuführvorrichtung kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zwischen der ECU und der Niederdruckkraftstoffpumpe installiert sein, wobei die ECU derart konfiguriert sein kann, dass sie einen von dem Drucksensor gemessenen momentanen Kraftstoffdruck mit einem von der ECU gemessenen Zielkraftstoffdruck der Kraftstoffzuführleitung vergleicht und den Zielkraftstoffdruck an die Steuereinrichtung abgibt, so dass die Steuereinrichtung einen Druck des Kraftstoffs steuert, der von der Niederdruckkraftstoffpumpe abgeführt wird.
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Bei der Kraftstoffzuführvorrichtung gemäß der Erfindung wird die in einer Hochdruckkraftstoffpumpe an der Seite eines Motors auftretende Druckschwankung mit Hilfe eines Schwankungsentlastungsventils reduziert oder im Verlauf des Betriebs des Motors verhindert, so dass die infolge der Druckschwankung auftretenden Schwankungsgeräusche reduziert werden können.
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Die Regelung kann verbessert werden, und der von dem Drucksensor gemessene tatsächliche Kraftstoffdruck liegt nahe an dem Zielkraftstoffdruck in der ECU, so dass die Funktion einer variablen Drucksteuerung verbessert werden kann und Motorbetriebsprobleme, wie ein fehlerhafter Motorstart, ein Motorstopp und ein ungleichmäßiger Motorbetrieb, verhindert werden können, wodurch der Betrieb eines Motors verbessert wird.
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Gemäß der Erfindung kann, da ein Hochdruckkraftstoff in einer Hochdruckkraftstoffpumpe gerade nach dem Stoppen des Motors langsam in einer umgekehrten Richtung durch ein Schwankungsentlastungsventil hindurchtritt und über ein Überdruckventil zum Beseitigen des Restdruckes einer Kraftstoffzuführleitung in einen Kraftstoffbehälter zurückkehrt, ein Bruch der Kraftstoffzuführleitung durch den Restdruck verhindert werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors;
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2 ein Blockdiagramm einer anderen herkömmlichen Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors;
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3 ein Blockdiagramm einer Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors mit reduzierter Druckschwankung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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4 ein Blockdiagramm eines Schwankungsentlastungsventils, das bei einer Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
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5 bis 7 Blockdiagramme des Schwankungsentlastungsventils aus 4 in verschiedenen Betriebszuständen.
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Mit Bezug auf 3 weist eine Kraftstoffzuführvorrichtung eines Motors mit Benzindirekteinspritzung (GDI) mit reduzierter Druckschwankung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Schwankungsentlastungsventil 60 auf, das zwischen einer Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und einer Hochdruckkraftstoffpumpe 31 angeordnet ist. Die Kraftstoffzuführvorrichtung ist derart konfiguriert, dass sie einem GDI-Motor Kraftstoff zuführt.
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Die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 ist an der einen Seite eines Kraftstoffbehälters 10 installiert und derart konfiguriert, dass sie den in dem Kraftstoffbehälter 10 gespeicherten Kraftstoff an die Außenseite des Kraftstoffbehälters 10 abführt. Die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 wird mittels einer Steuereinrichtung 52 gesteuert. Die Steuereinrichtung 52 steuert die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 derart, dass der Kraftstoff in Abhängigkeit von dem Zielkraftstoffdruck, der von einer elektronischen Steuereinrichtung (ECU) 51 bestimmt und übertragen wird, mit einem variablen Kraftstoffdruck abgeführt wird. An einem Auslass der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 ist ein Rückschlagventil 21a installiert, um zu verhindern, dass Kraftstoff in einer umgekehrten Richtung strömt. Ein Teil des Kraftstoffs, der während des Betriebs der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 abgeführt wird, wird an eine Saugstrahlpumpe 12 übertragen, die an der einen Seite des Kraftstoffbehälters 10 installiert ist, und der Kraftstoff an der anderen Seite des Kraftstoffbehälters 10 tritt mittels eines Unterdruckes in dem Inneren der Saugstrahlpumpe 12 durch einen Nebensaugfilter 11 hindurch und wird an die eine Seite des Kraftstoffbehälters 10 übertragen.
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Die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 ist an der einen Seite des Motors 30 installiert und derart konfiguriert, dass der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 übertragene Kraftstoff druckbeaufschlagt wird und der Einspritzdüse zugeführt wird.
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Die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 sind über eine Kraftstoffzuführleitung 40 miteinander verbunden, und in der Kraftstoffzuführleitung 40 ist ein Überdruckventil 42 installiert, das normalerweise geschlossen bleibt, jedoch bei einem Anstieg des Druckes der Kraftstoffzuführleitung 40 über einen vorbestimmten Wert infolge einer abnormalen Situation, wie eines Steuerungsproblems oder eines blockierten Filters, öffnet und ein Vorbeiströmen des Kraftstoffs an dem Kraftstoffbehälter 10 ermöglicht. Das Überdruckventil 42 ist zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 installiert und derart konfiguriert, dass der Öffnungsdruck des Überdruckventils 42 den Abführdruckbereich der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 überschreitet. Wenn der Steuerkraftstoffdruck der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 in dem Bereich von 2,5~6 bar liegt, kann der Öffnungsdruck des Überdruckventils 42 über 7 bar festgelegt sein.
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Zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und dem Überdruckventil 42 ist ein Drucksensor 43 angeordnet, welcher derart konfiguriert ist, dass er den Druck der Kraftstoffzuführleitung 40 zum Zwecke einer Steuerung der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 misst. Der Drucksensor 43 ist derart konfiguriert, dass er den Druck der Kraftstoffzuführleitung 40 an die ECU 51 abgibt.
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Die ECU 51 ist derart konfiguriert, dass sie einen Zieldruck des von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 abgeführten Kraftstoffs mit Hilfe des mittels des Drucksensors 43 gemessenen Druckes der Kraftstoffzuführleitung 40 bestimmt und den bestimmten Zieldruck des Kraftstoffs an die Steuereinrichtung 52 überträgt.
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Die Steuereinrichtung 52 steuert die Spannung, die Drehzahl und/oder andere Parameter der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 derart, dass der Kraftstoff mit dem von der ECU 51 bestimmten Zielkraftstoffdruck abgeführt wird.
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Bei der Kraftstoffzuführvorrichtung des GDI-Motors tritt, wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 arbeitet, während sichergestellt ist, dass der Kraftstoff im Vergleich zu der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 mit einem Hochdruck, z. B. 20~150 bar abgeführt werden kann, eine Druckschwankung auf, wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 betrieben wird. Wenn die Druckschwankung an den Drucksensor 43 übertragen wird, treten die zuvor beschriebenen Probleme auf.
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Ein bestimmtes Mittel ist zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 angeordnet, um eine Schwankung des Druckes zu verhindern, so dass sichergestellt ist, dass die Übertragung einer infolge des Betriebs der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftretenden Druckschwankung verhindert werden kann.
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Als ein Mittel zur Verhinderung der Druckschwankung ist ein Schwankungsentlastungsventil 60 vorgesehen, das stromabwärts von dem Drucksensor 43, z. B. zwischen dem Drucksensor 43 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 oder in dem Abschnitt nach dem Drucksensor 43 aus der Richtung, in welcher der Kraftstoff normalerweise strömt, und nahe dem Drucksensor 43 installiert ist, so dass verhindert werden kann, dass die in der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftretende Druckschwankung an den Drucksensor 43 übertragen wird.
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Mit Bezug auf 4 wird der Aufbau eines Schwankungsentlastungsventils 60 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Schwankungsentlastungsventil 60 weist ein Rückschlagventilteil 61, das derart konfiguriert ist, dass es ein Vorbeiströmen des Kraftstoffs von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 und kein Vorbeiströmen in der entgegengesetzten Richtung ermöglicht, und ein Öffnungsteil 62 auf, das im Wesentlichen parallel zu dem Rückschlagventilteil 61 installiert ist.
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Da das Rückschlagventilteil 61 ermöglicht, dass der Kraftstoff von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 und nicht in der umgekehrten Richtung (von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 zu der Niederdruckkraftstoffpumpe 21) hindurchtritt, kann der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 in dem Normalbetriebsmodus genügend Kraftstoff von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zugeführt werden.
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Das Öffnungsteil 62 ist derart konfiguriert, dass es ein Strömen des Kraftstoffs in beiden Richtungen ermöglicht, jedoch ist im Vergleich zu der Strömungsmenge des Kraftstoffs, der in der normalen Richtung (von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 31) des Rückschlagventilteils 61 strömt, die Menge des durch das Öffnungsteil 62 hindurchtretenden Kraftstoffs geringer.
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Da das Rückschlagventilteil 61 und das Öffnungsteil 62 im Wesentlichen parallel zueinander installiert sind, kann mit Hilfe des Rückschlagventilteils 61 und des Öffnungsteils 62 in dem Normalbetriebsmodus genügend Kraftstoff von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragen werden, und wenn eine Druckschwankung auftritt, kann nur eine geringe Menge des Kraftstoffs von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 und der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 lediglich über das Öffnungsteil 62 strömen.
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Das Schwankungsentlastungsventil 60 reduziert oder verhindert die Druckschwankung, die von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 über das Schwankungsentlastungsventil 60 an die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 übertragen wird, und der Druck in der Kraftstoffzuführleitung 40 zwischen dem Schwankungsentlastungsventil 60 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 kann mittels des Öffnungsteils 62 abgebaut werden.
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Gemäß der Erfindung ist in der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 das Rückschlagventil 21a angeordnet, um zu verhindern, dass der abgeführte Kraftstoff in einer umgekehrten Richtung strömt, an der einen Seite des Schwankungsentlastungsventils 60 ist das Rückschlagventilteil 61 angeordnet, und das Überdruckventil 42 ist vorgesehen, um zu ermöglichen, dass der Kraftstoff von der Kraftstoffzuführleitung 40 an dem Kraftstoffbehälter 10 vorbeiströmt. Daher wird der Öffnungsdruck des Überdruckventils 42, der dazu beiträgt, das Überdruckventil 42 zu öffnen, hoch genug festgelegt, dass er den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 21a, der dazu beiträgt, das Rückschlagventil 21a zu öffnen, überschreitet, und der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 21a wird hoch genug festgelegt, dass er den Öffnungsdruck des Schwankungsentlastungsventils 60, der dazu beiträgt, das Rückschlagventilteil 61 des Schwankungsentlastungsventils 60 zu öffnen, überschreitet. Mit anderen Worten ist der Öffnungsdruck des Überdruckventils 42 der höchste, und das Rückschlagventil 21a und das Schwankungsentlastungsventil 60 folgen in der Reihenfolge. Da der Öffnungsdruck des Überdruckventils 42 über dem Öffnungsdruck des Rückschlagventils 21a liegt, kehrt, wenn der Druck des Inneren der Kraftstoffzuführleitung 40 ansteigt, der Kraftstoff über das Überdruckventil 42 in den Kraftstoffbehälter 10 zurück. Da der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 21a höher als der Öffnungsdruck des Schwankungsentlastungsventils 60 festgelegt ist, wird der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 abgeführte Kraftstoff über das Schwankungsentlastungsventil 60 an die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragen.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die 4 bis 7 der Betrieb eines Schwankungsentlastungsventils einer Kraftstoffzuführvorrichtung eines GDI-Motors mit reduzierter Druckschwankung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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4 zeigt das Schwankungsentlastungsventil 60 vor dem Start des Motors 30. Da die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 nicht in Betrieb sind, gibt es keine Strömung des Kraftstoffs über das Rückschlagventilteil 61 und das Öffnungsteil 62, so dass kein Kraftstoff über das Schwankungsentlastungsventil 60 strömt.
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Die 5 und 6 zeigen das Schwankungsentlastungsventil 60 in einem Zustand, in dem die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 arbeiten, um den Motor 30 anzutreiben, wobei 5 das Schwankungsentlastungsventil 60 in einem Zustand zeigt, in dem keine Schwankung auftritt, und 6 das Schwankungsentlastungsventil 60 in einem Zustand zeigt, in dem eine Schwankung auftritt.
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Wenn keine Druckschwankung auftritt, wird, wie in 5 gezeigt, der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 abgeführte Kraftstoff über das Rückschlagventilteil 61 und das Öffnungsteil 62 an die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragen und dann von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 druckbeaufschlagt und der Einspritzpumpe zugeführt. Wenn keine Druckschwankung an der Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftritt, öffnet das Rückschlagventilteil 62 maximal und ermöglicht ein Vorbeiströmen des Kraftstoffs.
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Wenn eine Druckschwankung auftritt, werden, wie in 6 gezeigt, der Druck, der dazu beiträgt, den Kraftstoff von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 zu führen, und die Druckschwankung, die von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragen wird, auf das Schwankungsentlastungsventil 60 in den entgegengesetzten Richtungen ausgeübt. Hier wird, da die Druckschwankung, die von der Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftritt, in der Richtung des Rückschlagventilteils 61 ausgeübt wird, der Öffnungsgrad des Rückschlagventilteils 61 verringert, und die Menge des über das Öffnungsteil 62 übertragenen Kraftstoffs verringert sich, so dass verhindert wird, dass die Druckschwankung an den Drucksensor 43 übertragen wird. Wenn der Abführdruck der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 höher als die von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragene Druckschwankung ist, wird der Kraftstoff bei einem aufgrund des von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragenen Druckes geringen Öffnungsgrad des Rückschlagventilteils 61 von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 geführt, und der Öffnungsgrad des Rückschlagventilteils 61 wird durch die Druckdifferenz zwischen der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 bestimmt.
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Infolge der Druckschwankung wird, wenn der auf die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 ausgeübte Druck höher als der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 an die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 abgeführte Druck ist, das Rückschlagventilteil 61 geschlossen, und eine geringe Menge Kraftstoff wird von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 an die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 übertragen, da er durch das Öffnungsteil 62 hindurchtritt, so dass der Druck abgebaut wird. Demzufolge baut das Schwankungsentlastungsventil 60 die an der Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auftretende Druckschwankung ab.
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Wie in 7 gezeigt, wird gerade nach dem Stoppen des Motors 30 die Abführung des Kraftstoffs von der Niederdruckkraftstoffpumpe 21 an die Hochdruckkraftstoffpumpe 31 gestoppt, so dass der Restdruck des Kraftstoffs der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 auf die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 ausgeübt wird. Gerade nach dem Stoppen des Motors 30 wird ein Hochdruckkraftstoff an die Niederdruckkraftstoffpumpe 21 für eine Druckentlastung der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 übertragen. Da das Rückschlagventilteil 61 geschlossen ist, tritt der Kraftstoff an der Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 langsam durch das Öffnungsteil 62 des Schwankungsentlastungsventils 60 in der umgekehrten Richtung (von der Hochdruckkraftstoffpumpe 31 zu der Niederdruckkraftstoffpumpe 21) hindurch und bewegt sich zu der Seite des Überdruckventils 42, so dass der Druck abgebaut wird, da das Überdruckventil 42 geöffnet ist. Wie oben beschrieben, kann, da der Druck gerade nach dem Stoppen des Motors 30 abgebaut werden, verhindert werden, dass die Kraftstoffzuführleitung 40 durch den druckbeaufschlagten Kraftstoff gebrochen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0063722 [0001]
