DE102015116677A1

DE102015116677A1 - Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102015116677A1
Application number: DE102015116677.1A
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Watanabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2016-05-12
Also published as: JP6354530B2; JP2016094835A

Abstract

Eine Zuführpumpe weist ein Elektromagnetventil (100) auf. Ein Anschlagelement (9) des Elektromagnetventils weist einen ausgesparten Abschnitt (62) in einer ringförmigen oder einer kreisförmigen Form an einer unteren Oberfläche (56) des Anschlagelements (9) auf. Der ausgesparte Abschnitt (62) dient als ein Strömungsblockierabschnitt, der eine Strömung eines Kraftstoffs in eine Kraftstoff-Druckbeaufschlagungskammer (6) in einer radial äußeren Richtung zu einem Grenzabschnitt (a) blockiert, wenn ein Plunger-Kolben (3) in einer Kraftstoff-Druckbeaufschlagungsrichtung bewegt wird. Der Grenzabschnitt (a) ist zwischen einer ersten Dichtungsoberfläche (51) eines Zylinderkörpers (4) und einer zweiten Dichtungsoberfläche (57) des Anschlagelements (9) ausgebildet.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Hochdruckpumpe, gemäß der ein Kraftstoff, der in eine Kraftstoff-Druckkammer eingesogen wird, durch eine Hin- und Herbewegung eines Plunger-Kolbens mit Druck beaufschlagt wird, so dass ein unter hohem Druck stehender Kraftstoff herausgepumpt wird.
Im Stand der Technik ist eine Hochdruckpumpe als eine Zuführpumpe zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs in eine Brennkraftmaschine bekannt, in der ein Kraftstoff in eine Kraftstoff-Druckkammer von einem Saugraum durch ein elektromagnetisches Ventil eingesogen wird, und wo dieser eingesogene Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und herausgepumpt wird. Die Zuführpumpe dieser Art ist z. B. in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2006-170169 oder in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. H03-219178 offenbart.
Im Allgemeinen wird eine Plunger-Pumpe bzw. Kolbenpumpe auf die Zuführpumpe dieser Art angewendet. Ein Beispiel für eine Struktur der Plunger-Pumpe bzw. Kolbenpumpe ist in 10 bis 14 gezeigt, die an die vorliegende Anmeldung angehängt ist.
In 10 bis 14 besteht eine Zuführpumpe aus einem Plunger-Kolben 101, einem Zylinderkörper 102 und einem Elektromagnetventil 110. Ein Befestigungsabschnitt 103 für ein zylindrisches Ventil besteht aus dem Zylinderkörper 102, so dass das Elektromagnetventil 110 mit dem Zylinderkörper 102 fest verschraubt ist.
Ein scheibenförmiges Anschlagelement 107 ist zwischen einem Zylinder 104, der in dem Zylinderkörper 102 ausgebildet ist, und einem Ventilkörper 105 des Elektromagnetventils 110 angeordnet, so dass ein axialer Bewegungsbereich eines Ventilelements 106 des Elektromagnetventils 110 begrenzt ist. Das Anschlagelement 107 schließt ein offenes Ende des Zylinders 104, so dass eine Kraftstoff-Druckkammer 108 zwischen dem Anschlagelement 107 und dem Plunger-Kolben 101 entsteht. In dem Anschlagelement 107 sind mehrere Kommunikationslöcher 115 und ein mittiges Durchgangsloch 119 derart ausgebildet, dass sich jedes der Kommunikationslöcher 115 und das mittige Durchgangsloch 119 in einer Dickenrichtung (einer axialen Richtung) des Anschlagelements 107 erstrecken.
Wie in 13 gezeigt ist, ist zwischen dem Zylinderkörper 102 und dem Anschlagelement 107 eine schräge Rundnut 113 ausgebildet, wobei die schräge Rundnut 113 eine Querschnittsform (eine Keilform) aufweist, deren Nutbreite in einer radial äußeren Richtung allmählich abnimmt. Die schräge Rundnut 113 ist an einer radial inneren Position eines Grenzabschnitts ”a” ausgebildet, der zwischen einer ersten Dichtungsoberfläche 111 des Zylinderkörpers 102 und einer zweiten Dichtungsoberfläche 112 des Anschlagelements 107 ausgebildet ist.
In die Zuführpumpe kann ein Luftblasen enthaltender Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckkammer 108 von einem Saugraum (nicht gezeigt) durch eine Kraftstoffzuführleitung (die eine rundumlaufende Kraftstoffleitung 118 beinhaltet) eintreten, wenn der Plunger-Kolben 101 sich in einer Richtung (in einer Abwärtsrichtung) bewegt, um den Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckkammer 108 einzusaugen.
Wenn der Plunger-Kolben 101 in eine Richtung zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs (in einer Aufwärtsrichtung) bewegt wird, strömt der Kraftstoff (der die Luftblasen enthält und in die Kraftstoff-Druckkammer 108 gelangt ist) in einer radial äußeren Richtung entlang einer unteren Oberfläche 114 des Anschlagelements 107 in die Kraftstoff-Druckkammer 108. Der in die radial auswärtige Richtung strömende Kraftstoff erreicht ein offenes Ende der schrägen Rundnut 113 und strömt in die schräge Rundnut 113 entlang einer Oberfläche der schrägen Rundnut 113 (d. h. der unteren Oberfläche 114 des Anschlagelements 107), die auf der gleichen Ebene wie die zweite Dichtungsoberfläche 112 ausgebildet ist. Der in die schräge Rundnut 113 gelangte Kraftstoff erreicht den Abschnitt ”a”, der an einer Rückseite der schrägen Rundnut 113 ausgebildet ist, d. h. einen Abschnitt, der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 111 und 112 ausgebildet ist, wie in 13 gezeigt ist. Somit sammeln sich die in dem Kraftstoff enthaltenen Luftblasen auf dem Grenzabschnitt ”a” (auf der Rückseite der schrägen Rundnut 113) an.
Wenn die Luftblasen zusammenfallen, kann an dem Grenzabschnitts ”a” (an der ersten und/oder zweiten Dichtungsoberfläche 111 und/oder 112) eine Kavitationserosion bzw. Kavitationsabnutzung entstehen. Schreitet die Erosion voran, kann der Kraftstoff aus der Kraftstoff-Druckkammer 108 in den Saugraum zurückströmen (austreten), selbst wenn das Elektromagnetventil 110 geschlossen ist.
Dementsprechend kann die Zuführpumpe den Kraftstoff nicht effektiv mit Druck beaufschlagen und den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff den Zylindern der Maschine ausreichend zuführen. Schließlich kann es eventuell zu einem Absterben des Motors kommen.
Der vorstehende Stand der Technik ( JP Nr. H03-219178 ) offenbart eine Kraftstoffeinspritzpumpe, gemäß der ein Anschlagelement sich nicht in direktem Kontakt mit einer Befestigungsoberfläche (die der ersten Dichtungsoberfläche 111 in 13 entspricht) eines Zylinderkörpers befindet, sondern ein Dichtungselement zwischen dem Anschlagelement und dem Zylinderkörper angeordnet ist.
Eine untere Oberfläche des Anschlagelements ist auf der gleichen Ebene wie die Dichtungsoberfläche des Anschlagelements ausgebildet. In anderen Worten schließt sich die untere Oberfläche des Anschlagelements ohne einen Abstufungsabschnitt durchgehend an die Dichtungsoberfläche an.
In der vorstehenden Struktur strömt zudem der Kraftstoff in einer radial äußeren Richtung zu einem Grenzabschnitt entlang der unteren Oberfläche des Anschlagelements. Dementsprechend kann sogar in der Hochdruckpumpe, in der das Dichtungselement zwischen dem Anschlagelement und dem Zylinderkörper angeordnet ist, eine Kavitationserosion an dem Grenzabschnitt entstehen.
Die vorliegende Offenbarung ist angesichts der vorstehend geschilderten Problematik entwickelt worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Hochdruckpumpe zu schaffen, bei der keine Gravitationserosion an einem Grenzabschnitt zwischen einer ersten Dichtungsoberfläche eines Zylinderkörpers und einer zweiten Dichtungsoberfläche eines Zylinderabdeckelements (das einem Anschlagelement entspricht) entstehen kann.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Offenbarung ist ein Strömungsblockierabschnitt (62, 62A, 62C, 71) an einer unteren Oberfläche eines Zylinderabdeckelements (8, 9, 9A, 9B) ausgebildet. Der Strömungsblockierabschnitt (62, 62A, 62C, 71) blockiert eine Strömung eines Kraftstoffs in einer Kraftstoff-Druckkammer (6) in einer radial äußeren Richtung zu einem Grenzabschnitt (a), wenn ein Plunger-Kolben (3) in eine Kraftstoffdruckbeaufschlagungsrichtung bewegt wird. Der Grenzabschnitt (a) ist zwischen einer ersten Dichtungsoberfläche (51) eines Zylinderkörpers (4) und einer zweiten Dichtungsoberfläche (57, 57C) des Zylinderabdeckelements (8, 9, 9A, 9B) ausgebildet.
Gemäß dem vorstehenden Merkmal sammeln sich so kaum Luftblasen auf dem Grenzabschnitt (a) an, selbst wenn der die Luftblasen enthaltende Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckkammer (6) durch eine Bewegung des Plunger-Kolbens (3) in einer Kraftstoffsaugrichtung eingeführt wird, da die Strömung des Kraftstoffs in der radial äußeren Richtung zu dem Grenzabschnitt (a) blockiert ist.
Gemäß dem vorstehenden Merkmal kann verhindert werden, dass der Kraftstoff aus der Kraftstoff-Druckkammer in eine Kraftstoffzuführleitung zurückgeschoben wird (austritt), wenn ein Elektromagnetventil geschlossen ist, da die Entstehung einer Kavitationserosion an dem Grenzabschnitt verringert werden kann. Somit kann der Kraftstoff durch die Bewegung des Plunger-Kolbens in der Kraftstoffdruckbeaufschlagungsrichtung effektiv mit Druck beaufschlagt werden.
Somit kann einer Brennkraftmaschine ein Hochdruck-Kraftstoff in ausreichender Menge zugeführt werden. Es ist somit möglich, ein mögliches Absterben eines Motors zu verhindern.
Das Zylinderabdeckelement (8, 9, 9B, 9B) weist die untere Oberfläche (56) auf, die ein axial offenes Ende des Zylinders (5) abschließt, so dass die Kraftstoff-Druckkammer (6) zusammen mit dem Plunger-Kolben (3) ausgebildet wird. Der Strömungsblockierabschnitt, z. B. ein ausgesparter Abschnitt (62, 62A, 62C) oder ein konvexer Abschnitt (71), ist an der unteren Oberfläche ausgebildet. In anderen Worten entspricht der Strömungsblockierabschnitt einer Struktur (einem ausgesparten Abschnitt oder einem konvexen Abschnitt), gemäß dem eine axiale Oberfläche des Zylinderabdeckelements nicht auf der gleichen Ebene wie der des Grenzabschnitts (a) ausgebildet ist, der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche (51, 57, 57C) ausgebildet ist.
Die vorstehenden und weiteren Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt/Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittansicht, die eine Zuführpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2A eine schematische Querschnittansicht, die einen Abschnitt der Zuführpumpe zeigt, der ein Anschlagelement und einschlägige Teile eines Elektromagnetventils beinhaltet;
2B eine schematische Draufsicht, die das Anschlagelement von 2A zeigt, aus Sicht von einer Unterseite desselben;
3A eine vergrößerte Querschnittansicht, die entlang einer Linie IIIA-IIIA in
3B erstellt worden ist, die eine Kraftstoffströmung in einer Kraftstoff-Druckkammer zeigt;
3B eine schematische Draufsicht, aus Sicht von einer Unterseite in 3A, die ebenfalls die Kraftstoffströmung in der Kraftstoff-Druckkammer zeigt;
4A eine schematische Querschnittansicht, die einen Abschnitt der Zuführpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, der ein Anschlagelement und einschlägige Teile eines Elektromagnetventils beinhaltet;
4B eine schematische Draufsicht, die das Anschlagelement von 4A zeigt, aus Sicht von einer Unterseite in 4A;
5A eine vergrößerte Querschnittansicht der zweiten Ausführungsform, die entlang einer Linie VA-VA in 5B erstellt worden ist, die eine Kraftstoffströmung in einer Kraftstoff-Druckkammer zeigt;
5B eine schematische Draufsicht, aus Sicht von einer Unterseite in 5A, die ebenfalls die Kraftstoffströmung in der Kraftstoff-Druckkammer zeigt;
6A eine schematische Querschnittansicht, die einen Abschnitt der Zuführpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, der ein Anschlagelement und einschlägige Teile eines Elektromagnetventils beinhaltet;
6B eine schematische Draufsicht, die das Anschlagelement von 6A zeigt, aus Sicht von einer Unterseite in 6A;
7A eine vergrößerte Querschnittansicht der dritten Ausführungsform, die entlang einer Linie VIIA-VIIA in 7B erstellt worden ist, die eine Kraftstoffströmung in einer Kraftstoff-Druckkammer zeigt;
7B eine schematische Draufsicht, aus Sicht von einer Unterseite in 7A, die ebenfalls die Kraftstoffströmung in der Kraftstoff-Druckkammer zeigt;
8 eine schematische Querschnittansicht, die eine Zuführpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
9 eine vergrößerte schematische Querschnittansicht, die eine Struktur eines Ventilkörpers eines Saugventils und dessen einschlägige Teile zeigt;
10 eine schematische Querschnittansicht, die einen Teil einer Zuführpumpe gemäß einem Stand der Technik zeigt;
11A eine schematische Querschnittansicht, die einen Abschnitt der Zuführpumpe des Stands der Technik zeigt, der entlang einer Linie XIA-XIA in 11B erstellt worden ist, der ein Anschlagelement und zugehörige Teile eines Elektromagnetventils beinhaltet;
11B eine schematische Draufsicht, die das Anschlagelement von 11A zeigt, aus Sicht von einer Unterseite in 11A;
12 eine schematische Querschnittansicht, die einen Abschnitt der Zuführpumpe gemäß des Stands der Technik zeigt, der entlang einer Linie XII-XII in 11B erstellt worden ist;
13 eine vergrößerte Querschnittansicht des Stands der Technik, die entlang einer Linie XIII-XIII in 14 erstellt worden ist, die eine Kraftstoffströmung einer Kraftstoff-Druckkammer zeigt; und
14 eine schematische Draufsicht, aus Sicht von einer Unterseite in 13, die ebenfalls die Kraftstoffströmung der Kraftstoff-Druckkammer zeigt.
Die vorliegende Offenbarung wird nachstehend mit Hilfe mehrerer Ausführungsformen und/oder Modifikationen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Identische Bezugszeichen bezeichnen identische oder ähnliche Strukturen und/oder Abschnitte, so dass auf eine wiederholte Erklärung derselben verzichtet werden kann.
(Erste Ausführungsform)
Eine Zuführpumpe, auf die eine Hochdruckpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet wird, ist in 1 bis 3 gezeigt.
Eine Zuführvorrichtung für flüssigen Kraftstoff (d. h. die Hochdruckpumpe) gemäß der ersten Ausführungsform gehört zu den Komponenten für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, das als ein Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, z. B. einen Diesel-Motor (der nachstehend als die Maschine bezeichnet wird), bekannt ist. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem besteht aus einem Kraftstofffilter, einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe (die nachstehend als eine Speisepumpe bezeichnet wird), der Hochdruckpumpe (der Zuführpumpe), einer Common-Rail, mehreren Kraftstoffinjektoren usw.
Die Zuführpumpe weist eine Nockenwelle 1, die synchron mit einer Drehung einer Kurbelwelle der Maschine (nicht gezeigt) gedreht wird, und ein Pumpengehäuses 2 zum drehenden Lagern der Nockenwelle 1 auf. Darüber hinaus weist die Zuführpumpe einen Plunger-Kolben 3 auf, der hin- und her bewegt werden kann, und einen Zylinderkörper 4 zum beweglichen Aufnehmen des Plunger-Kolbens 3.
Zudem weist die Zuführpumpe ein Elektromagnetventil 100 auf, das an einem von axialen Enden (an einer Oberseite in 1) eines Zylinders 5, der in dem Zylinderkörper 4 ausgebildet ist, angeordnet ist. Das Elektromagnetventil 100 weist ein Schieberventil 7 zum Öffnen und Schließen eine Kraftstoffzuführleitung (die nachstehend erläutert wird) auf, die an einer Seite stromauf einer Kraftstoff-Druckkammer 6 angeordnet ist.
Das Elektromagnetventil 100 weist einen Ventilkörper 8 zum beweglichen Aufnehmen des Schieberventils 7 in einer sich hin- und herbewegenden Weise und ein Anschlagelement 9 (ein Zylinderabdeckelement) zum Einschränken eines axialen Bewegungsbereich des Schieberventil 7 auf. Das Elektromagnetventil 100 ist mit einem Ventilbefestigungsabschnitt 10 des Zylinderkörpers 4 fest verbunden.
Das Pumpengehäuse 2 definiert einem Saugraum 11 in Form eines Ringes zwischen einer inneren Umfangsoberfläche des Pumpengehäuses 2 und einer äußeren Umfangsoberfläche des Zylinderkörpers 4, so dass der Kraftstoff von den Saugraum 11 der Kraftstoff-Druckkammer 6 durch die Kraftstoffzuführleitung zugeführt wird. Der Kraftstoff wird dem Saugraum 11 von der Speisepumpe (nicht gezeigt) über eine Einlassöffnung (nicht gezeigt) der Zuführpumpe zugeführt.
Die Zuführpumpe ist eine Plunger-Pumpe, die den Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckkammer 6 aus den Saugraum 11 durch die Kraftstoffzuführleitung saugt und den Kraftstoff durch eine Hin- und Herbewegung des Plunger-Kolbens 3 in dem Zylinder 5 des Zylinderkörpers 4 mit Druck beaufschlagt, so dass der mit Druck beaufschlagt Kraftstoff herausgepumpt wird.
Ein zylindrischer Verbindungsabschnitt ist in dem Pumpengehäuse 2 ausgebildet, so dass ein Überströmventil 12 durch eine Schraubverbindung an dem Verbindungsabschnitt des Pumpengehäuses 2 befestigt ist.
Der Plunger-Kolben 3 ist in dem Zylinder 5 beweglich aufgenommen, so dass der Plunger-Kolben 3 in dem Zylinder 5 hin- und herbewegt wird. Der Plunger-Kolben 3 bildet die Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit einer unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 (einer Oberfläche des Anschlagelements 9 auf einer Seite zu dem Plunger-Kolben 3) aus, so dass der Kraftstoff mit Druck beaufschlagt wird, wenn der Plunger Kolben 3 in einer Kraftstoffdruckbeaufschlagungsrichtung (in einer axialen Aufwärtsrichtung in 1) bewegt wird.
Der Ventilbefestigungsabschnitt 10 mit einer zylindrischen Form ist in dem Zylinderkörper 4 so ausgebildet, dass das Elektromagnetventil 100 durch die Schraubverbindung fest an dem Ventilbefestigungsabschnitt 10 befestigt ist. Ein Innengewinde ist in einem zylindrischen Loch (einem ausgesparten Aufnahmeabschnitt) des Ventilbefestigungsabschnitts 10 ausgebildet, wobei das zylindrische Loch in der axialen Aufwärtsrichtung offen ist.
Ein zylindrischer Verbindungsabschnitt ist in dem Zylinderkörper 4 so ausgebildet, dass eine Leitungsverbindung 13 durch die Schraubverbindung an dem zylindrischen Verbindungsabschnitt befestigt ist. Ein Innengewinde ist in dem zylindrischen Verbindungsabschnitt (einem ausgesparten Aufnahmeabschnitt) des Zylinderkörpers 4 ausgebildet, wobei der zylindrische Verbindungsabschnitt in einer äußeren Richtung offen ist. Ein Abführventil ist in dem zylindrischen Verbindungsabschnitt (dem ausgesparten Aufnahmeabschnitt) an dessen Rückseite (auf einer Seite zu der Kraftstoff-Druckkammer 6) aufgenommen. Das Abführventil weist ein Ventilelement 14 zum Öffnen oder Schließen einer Kraftstoffabführleitung (die nachstehend erläutert wird) auf, die an einer stromabwärtigen Seite der Kraftstoff-Druckkammer 6 ausgebildet ist.
Das Volumen der Kraftstoff-Druckkammer 6 wird durch die Hin- und Herbewegung des Plunger-Kolbens 3 ausgedehnt und/oder zusammengezogen. Der durch das Zusammenziehen der Kraftstoff-Druckkammer 6 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird von der Kraftstoff-Druckkammer 6 der Common-Rail (nicht gezeigt) durch das Abführventil (das das Ventilelement 14 aufweist) zugeführt.
Die Nockenwelle 1 wird durch das Pumpengehäuse 2 drehbar gelagert. Ein Nocken 15 mit mehreren Nockenvorsprüngen ist in der Nockenwelle 1 integral ausgebildet.
Das Überströmventil 12, das an dem Pumpengehäuse 2 befestigt ist, öffnet sich, wenn ein Kraftstoffdruck in den Saugraum 11 einen vorbestimmten Druck übersteigt. Ein Stößel 16 ist im Inneren des Pumpengehäuses 2 beweglich angeordnet, wobei der Stößel 16 in einer axialen Richtung des Plunger-Kolbens 3 (in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung in 1) beweglich ist. Ein Abschnitt auf der Oberseite des Stößels 16 ist mit einem Ende auf der Unterseite des Plunger-Kolbens 3 gekoppelt. Weiterhin ist eine Nockenrolle 17 an einem unteren Abschnitt des Stößels 16 angeordnet.
Wenn der Nocken 15 abhängig von einer Drehung der Nockenwelle 1 gedreht wird, wird der Stößel 16 über die Nockenwelle 17 auf- oder abwärtsbewegt. Eine Hin- und Herbewegung des Stößels 16 wird auf den Plunger-Kolben 3 übertragen, so dass der Plunger-Kolben 3 in dem Zylinder 5 in der axialen Richtung hin- und herbewegt wird.
Der Zylinderkörper 4 ist durch die Schraubverbindung an dem Pumpengehäuse 2 befestigt. Der Zylinder 5 mit einer zylindrische Form ist in dem Zylinderkörper 4 so ausgebildet, dass der Plunger-Kolben 3 entlang einer inneren Gleitoberfläche des Zylinders 5 hin- und herbewegt wird. Die Kraftstoff-Druckkammer 6 ist an einem der axialen Enden des Zylinders 5 (an einer Oberseite des Zylinder 5 in dessen axialer Richtung) ausgebildet.
Ein unterer Federsitz ist mit einem äußeren Umfang eines unteren Endes des Plunger-Kolbens 3 verbunden. Ein oberer Federsitz ist an einem Zwischenabschnitt des Pumpengehäuses 2 oder einem äußeren Umfang eines unteren Endes des Zylinderkörpers 4 angeordnet, wobei der obere Federsitz dem unteren Federsitz in der axialen Richtung gegenüberliegt.
Eine Plunger-Kolben-Feder 19 ist zwischen den unteren und den oberen Federsitzen so angeordnet, dass der Stößel 16 und die Nockenwelle 17 in einer Richtung zu einer äußeren Umfangsoberfläche (einem Nockenprofil) des Nockens 15 (d. h. in einer axialen Abwärtsrichtung) vorgespannt sind.
Die Kraftstoffzuführleitung besteht aus einer Kraftstoffeinlassöffnung 21, die mit dem Saugraum 11 kommuniziert, einer rundumlaufenden Kraftstoffleitung 22, die mit der Kraftstoffeinlassöffnung 21 kommuniziert, mehreren Kraftstoffzuführöffnungen 23, die in dem Ventilkörper 8 ausgebildet sind und die mit der rundumlaufenden Kraftstoffleitung 22 kommunizieren, einem Kraftstoffweg 24 (einem Zwischenraum 24), der mit den Kraftstoffzuführöffnungen 23 kommuniziert, einer Ventilelement-Aufnahmekammer 25 (einer Ventilaufnahmekammer 25), die mit den Kraftstoffweg 24 (dem Zwischenraum 24) kommuniziert, usw.
Die Kraftstoffabführleitung besteht aus einer Kraftstoffabführöffnung 31, die mit der Kraftstoff-Druckkammer 6 kommuniziert, mehreren Kraftstoffströmungsöffnungen 23 bis 35 (einer ersten bis vierten Kraftstoffströmungsöffnung 32 bis 35), die in dem Abführventil und/oder der Leitungsverbindung 13 ausgebildet sind, und die mit der Kraftstoffabführöffnung 31 kommunizieren, einer Kraftstoffauslassöffnung 36, die zu einer Außenseite der Zuführpumpe offen ist, usw.
Das Abführventil, das eine Rückschlagventilstruktur (mit dem Ventilelement 14) aufweist, und die Leitungsverbindung 13 sind an dem Zylinderkörper 4 befestigt.
Das Abführventil ist an einer Position zwischen einer Unterseite (der Rückseite) des ausgesparten Aufnahmeabschnitts des Zylinderkörpers 4 und der Leitungsverbindung 13 angeordnet. Das Abführventil besteht aus dem Ventilelement 14 zum Öffnen oder Schließen der ersten Kraftstoffströmungsöffnung 32, einem Ventilkörper 37 zum beweglichen Aufnehmen des Ventilelements 14, so dass das Ventilelement 14 in dem Ventilkörper 37 hin- und herbewegt wird, einer Schraubenfeder 38 zum Vorspannen des Ventilelements 14 zu einer Ventilsitzoberfläche des Ventilkörpers 37, usw. Die erste Kraftstoffströmungsöffnung 32, die im Inneren des Ventilkörpers 37 ausgebildet ist, kommuniziert mit der Kraftstoff-Druckkammer 6 über die Kraftstoffabführöffnung 31.
Die Leitungsverbindung 13 ist mit einer weiteren Leitungsverbindung (nicht gezeigt) der Common-Rail über eine Kraftstoffzuführleitung (nicht gezeigt) verbunden. Die Schraubenfeder 38 und ein Federsitzelement 39 sind in der Leitungsverbindung 13 aufgenommen. Darüber hinaus sind die zweite Kraftstoffströmungsöffnung 33, die mit der ersten Kraftstoffströmungsöffnung 32 kommuniziert, die vierte Kraftstoffströmungsöffnung 35, die mit der zweiten Kraftstoffströmungsöffnung 33 über die dritte Kraftstoffströmungsöffnung 34 kommuniziert, und die Kraftstoffauslassöffnung 36, die mit der vierten Kraftstoffströmungsöffnung 35 kommuniziert, jeweils in der Leitungsverbindung 13 ausgebildet.
Die dritte Kraftstoffströmungsöffnung 34, die die zweite Kraftstoffströmungsöffnung 33 mit der vierten Kraftstoffströmungsöffnung 35 in Kommunikation versetzt bzw. in Verbindung brigt, ist in dem Federsitzelement 39 ausgebildet.
Der Hochdruckkraftstoff, der durch die Ausdehnung und das Zusammenziehen der Kraftstoff-Druckkammer 6 abhängig von der Hin- und Herbewegung des Plunger-Kolbens 3 mit Druck beaufschlagt wird, wird aus der Kraftstoffauslassöffnung 36 herausgepumpt und der Common-Rail über die Kraftstoffzuführleitung (nicht gezeigt) zugeführt.
Nachstehend wird die genaue Struktur des Zylinderkörpers 4 eingehender beschrieben.
Das Elektromagnetventil 100 besteht aus einem normal-geöffneten elektromagnetischen Strömungssteuerungsventil zum Steuern einer Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffauslassöffnung 36 der Zuführpumpe der Common-Rail zugeführt werden soll. Das Elektromagnetventil 100 weist das Schieberventil 7, das in seiner axialen Richtung hin- und herbewegt werden kann, und den Ventilkörper 8 zum beweglichen Aufnehmen des Schieberventils 7 auf.
Das Schieberventil 7 ist ein Ventilelement des Elektromagnetventils 100 und öffnet oder schließt die Kraftstoffzuführleitung, die aus der Kraftstoffeinlassöffnung 21, der rundumlaufenden Kraftstoffleitung 22, den Kraftstoffzufuhröffnungen 23, dem Kraftstoffweg 24 (dem Zwischenraum 24) und der Ventilaufnahmekammer 25 besteht.
Ein Ventilsitz 41 mit einer sich verjüngenden Form (d. h. eine Sitzoberfläche 41 von einer chronischen Oberfläche) ist an einer unteren Oberfläche des Ventilkörpers 8 zum Einschränken eines Ventilhubs des Schieberventils 7 das Elektromagnetventils 100 (insbesondere einer geschlossenen Ventilposition des Schieberventils 7) ausgebildet. Ein Ventilkopfabschnitt 42 (ein Abschnitt mit einem großen Durchmesser) des Schieberventils 7 wird mit dem Ventilsitz 41 betriebswirksam in Kontakt gebracht.
Die Kraftstoffzufuhröffnungen 23, der Kraftstoffweg 24 (der Zwischenraum 24) und die Ventilaufnahmekammer 25 sind in dem Ventilkörper 8 ausgebildet. Darüber hinaus ist ein sich axial erstreckendes Durchgangsloch 43 (das nachstehend als das Ventillagerungsloch 43 bezeichnet wird) in dem Ventilkörper 8 ausgebildet, so dass es das Schieberventil 7 in einer Hin- und Herbewegungsrichtung (d. h. einer axialen Richtung des Ventilkörpers 8) beweglich lagern kann.
Die Kraftstoffzuführöffnungen 23 sind in dem Ventilkörper 8 an radial äußeren Positionen des Ventillagerungslochs 43 ausgebildet, und zwar so, dass jede der Kraftstoffzufuhröffnungen 23 sich in einer radial äußeren Richtung von dem Ventillagerungsloch 43 erstreckt. Somit schneiden sich die Kraftstoffzufuhröffnungen 23 an dem Ventillagerungsloch 43 kreuzförmig bzw. diese kreuzen sich. Jede der Kraftstoffzufuhröffnungen 23 kommuniziert mit der rundumlaufenden Kraftstoffleitung 22, die den Ventilkörper 8 und das Anschlagelement 9 umgibt.
Der Kraftstoffweg 24 (der Zwischenraum 24) ist ein Teil der Kraftstoffzuführleitung, wobei der Zwischenraum 24 zwischen dem Ventilsitz 41 und dem Ventilkopfabschnitt 42 des Schieberventils 7 ausgebildet wird, wenn das Elektromagnetventil sich in einem geöffneten Ventilzustand befindet.
Ein Durchmesser der Ventilaufnahmekammer 25 ist größer als der des Ventillagerungslochs 43. Die Ventilaufnahmekammer 25 nimmt den Ventilkopfabschnitt 42 des Schieberventils 7 beweglich auf, so dass der Ventilkopfabschnitt 42 in der axialen Richtung in der Ventilaufnahmekammer 25 hin- und herbewegt wird.
Das Elektromagnetventil 100 steuert eine Schließzeitspanne des Schieberventils 7, so dass eine Kraftstoffmenge, die von dem Saugraum 11 in die Kraftstoff-Druckkammer 6 durch die Kraftstoffzuführleitung (21–25) und mehrere Kommunikationslöcher 45 eingeführt wird und dann aus der Kraftstoff-Druckkammer 6 herausgepumpt wird, gesteuert wird. Somit handelt es sich bei dem Elektromagnetventil 100 um ein elektromagnetisches Abfallmengen-Steuerventil (das als ein PCV bekannt ist), dass die Abführmenge des aus der Kraftstoffauslassöffnung 36 der Zuführpumpe herausgepumpten Kraftstoffs steuert.
Der Ventilhub des Elektromagnetventils 100 (insbesondere eine geöffnete Ventilposition des Schieberventils 7) wird durch eine Ventilanschlagoberfläche 44, die an einer oberen Oberfläche des Anschlagelements 9 ausgebildet ist, begrenzt. Ein mittiges Durchgangsloch 46 sowie die mehreren Kommunikationslöcher 45 sind in dem Anschlagelement 9 ausgebildet. Nachstehend wird eine genaue Struktur des Anschlagelements 9 beschrieben.
Das Elektromagnetventil 100 weist ein elektromagnetisches Stellglied (eine Magnetspule: nicht gezeigt) zum Ansteuern des Schieberventils 7 in einer Ventilschließrichtung (in der axialen aufwärtigen Richtung) auf.
Die Magnetspule sowie ein oberer Abschnitt des Ventilkörpers 8 ist in einem zylindrischen Gehäuse 47 aufgenommen, das mit einer Oberseite des Ventilkörpers 8 verbunden ist. Die Magnetspule weist einen Verbinder (nicht gezeigt) auf, der mit außerhalb befindlichen Komponenten und/oder Vorrichtungen verbunden ist, die eine Maschinensteuereinheit (die nachstehend als ECU bezeichnet wird) beinhalten, so dass eine elektrische Leistungszuführung zu der Magnetspule durch einen Pumpenansteuerungsstrom gesteuert wird, der von der ECU ausgegeben wird.
Die Magnetspule besteht aus einer Spule, die auf eine Spulentrommel gewickelt ist, einem inneren feststehenden Kern, der im Inneren der Spule angeordnet ist, einem äußeren feststehenden Kern, der außerhalb der Spule angeordnet ist, einem Anker, der innerhalb des inneren feststehenden Kerns so beweglich angeordnet ist, dass der Anker im Inneren des inneren feststehenden Kerns hin- und herbewegt wird, usw.
Die Spule erzeugt eine magnetische Anziehungskraft, wenn die elektrische Leistung der Spule zugeführt wird, so dass der Anker in das Innere des inneren feststehenden Kerns gezogen wird.
Eine Feder (nicht gezeigt) ist in dem zylindrischen Gehäuse 47 zum Vorspannen des Schieberventils 7 in einer Ventilöffnungsrichtung (in der axial abwärtigen Richtung) angeordnet. Ein Außengewindeabschnitt (nicht gezeigt) ist an einem äußeren Umfang des zylindrischen Gehäuses 47 ausgebildet, so dass der Außengewindeabschnitt mit einem Innengewindeabschnitt verschraubt wird, der an einem inneren Umfang des Ventilbefestigungsabschnitts 10 des Zylinderkörpers 4 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist ein Werkzeugeingriffabschnitt (nicht gezeigt) an dem äußeren Umfang des zylindrischen Gehäuses 47 ausgebildet, so dass ein Werkzeug (nicht gezeigt) mit dem Werkzeugeingriffabschnitt des zylindrischen Gehäuses 47 Eingriff nimmt, wenn das Elektromagnetventil an dem Ventilbefestigungsabschnitt 10 des Zylinderkörpers 4 befestigt wird.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 werden die genauen Strukturen für den Zylinderkörper 4, den Zylinder 5 und das Anschlagelement 9 näher erläutert.
In dem Zylinderkörper 4, der den Zylinder 5 einer zylindrischen Form und eine erste Dichtungsoberfläche 51 von einer Ringform aufweist, ist der Plunger-Kolben 3 derart beweglich gelagert, dass der Plunger-Kolben 3 in dem Zylinder 5 in der axialen Richtung desselben hin- und herbewegt wird. Der Zylinderkörper 4 weist den Ventilbefestigungsabschnitt 10 von der zylindrischen Form zum Aufnehmen des Elektromagnetventils 100 auf. Der Innengewindeabschnitt ist an dem inneren Umfang des Ventilbefestigungsabschnitts 10 ausgebildet, mit dem der Außengewindeabschnitt des Elektromagnetventils 100 verschraubt wird.
Darüber hinaus ist eine schräge Oberfläche von einer Ringform an einem offenen Ende des Zylinders 5 (an einer schrägen Rundnut 61, die nachstehend erläutert wird) ausgebildet. Eine schräge Oberfläche entsteht, indem das offene Ende des Zylinders 5 (ein oberes Ende des Zylinders 5) abgeschrägt wird.
Die beiden axialen Enden des Zylinders 5 werden geöffnet und der Plunger-Kolben 3 in den Zylinder 5 eingefügt. Eines der axialen Enden (das obere Ende) des Zylinders 5 wird an einem mittleren Abschnitt einer Unterseite des ausgesparten Aufnahmeabschnitts des Ventilbefestigungsabschnitts 10 geöffnet. Der ausgesparte Aufnahmeabschnitt des Ventilbefestigungsabschnitts 10 wird in der axial aufwärtigen Richtung geöffnet. Das offene Ende des ausgesparten Aufnahmeabschnitts, das mit dem Zylinder 5 koaxial ausgebildet ist, wird durch den Ventilkörper 8 und das zylindrische Gehäuse 47 des Elektromagnetventils 100 fluiddicht verschlossen.
Die erste Dichtungsoberfläche 51 ist eine ebene Oberfläche, die sich in einer radial äußeren Richtung von dem oberen Ende des Zylinders 5 erstreckt. Eine axiale Endoberfläche eines äußeren ringförmigen Umfangsabschnitts 52 (der nachstehend als Flanschabschnitt 52 bezeichnet wird) des Anschlagelements 9, d. h. eine untere Oberfläche des Flanschabschnitts 52 befindet sich in engem Kontakt mit der ersten Dichtungsoberfläche 51.
Das Anschlagelement 9 weist einen Zylinderabdeckabschnitt 53 an einer Innenseite des Flanschabschnitts 52 auf. Der Zylinderabdeckabschnitt 53 verschließt das obere Ende des Zylinders 5, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 zwischen dem Zylinderabdeckabschnitt 53 und dem Plunger-Kolben 3 ausgebildet wird.
Die mehreren Kommunikationslöcher 45 bzw. Verbindungslöcher 45 und das mittige Durchgangsloch 46 sind in der Zylinderabdeckabschnitt 53 des Anschlagelements 9 ausgebildet. Die mehreren Kommunikationslöcher 45 (z. B. acht Kommunikationslöcher 45) sind in dem Zylinderabdeckabschnitt 53 in gleichmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung des Anschlagelements 9 auf dem gleichen Kreis ausgebildet. Jedes der Kommunikationslöcher 45 stellt eine Kommunikation zwischen der Ventilaufnahmekammer 25 und der Kraftstoff-Druckkammer 6 her. Jedes der Kommunikationslöcher 45 erstreckt sich in einer Dickenrichtung des Zylinderabdeckabschnitts 53 von einer oberen Oberfläche 55 zu der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9. Jedes der Kommunikationslöcher 45 ist zu der Ventilaufnahmekammer 25 an der oberen Oberfläche 55 des Anschlagelements 9 offen.
Das mittige Durchgangsloch 46 erstreckt sich zudem in der Dickenrichtung des Anschlagelements 9 in der Mitte des Zylinderabdeckabschnitts 53. Das mittige Durchgangsloch 46 ist für den Zweck vorgesehen, dass eine Situation verhindert werden kann, in der der Ventilkopfabschnitt 42 des Schieberventils 7 an der Ventilanschlagoberfläche 44 des Anschlagelements 9 feststeckt. Ein oberes Ende des mittigen Durchgangslochs 46 ist an der Ventilanschlagoberfläche 44 des Anschlagelements 9 offen. Ein unteres Ende des mittigen Durchgangslochs 46 ist an der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 offen.
Der Flanschabschnitt 52 von der ringförmigen Form ist an dem äußeren Umfangsabschnitt des Anschlagelements 9 ausgebildet, der den Zylinderabdeckabschnitt 53 umgibt. Eine zweite Dichtungsoberfläche 57 von einer ringförmigen Form ist an einer unteren Oberfläche des Flanschabschnitts 52 (d. h. einem Teil der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9) ausgebildet, so dass die zweite Dichtungsoberfläche 57 mit der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 in engem Kontakt ist, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 fluiddicht abgedichtet ist. Die zweite Dichtungsoberfläche 57 ist eine ebene Oberfläche, die sich in der radial äußeren Richtung auf einer Ebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Plunger-Kolbens 3 (der axialen Richtung des Plunger-Kolbens 3) erstreckt. Gemäß der vorstehenden Struktur wird ein Austreten des Kraftstoffs von der Kraftstoff-Druckkammer 6 zurück in die rundumlaufende Kraftstoffleitung 22 durch einen Spalt zwischen dem Zylinderkörper 4 und dem Anschlagelement 9 verhindert, wenn das Elektromagnetventil 100 geschlossen ist.
Eine vierte Dichtungsoberfläche 59 von einer ringförmigen Form ist an einer oberen Oberfläche des Flanschabschnitts 52 (d. h. einem Teil der oberen Oberfläche 55 des Anschlagelements 9) ausgebildet, so dass die vierte Dichtungsoberfläche 59 mit einer dritten Dichtungsoberfläche 58 des Ventilkörpers 8 in engem Kontakt ist, so dass die Ventilaufnahmekammer 25 fluiddicht abgedichtet ist. Die vierte Dichtungsoberfläche 59 ist eine ebene Oberfläche, die sich in der radial äußeren Richtung auf der Ebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Plunger-Kolbens 3 erstreckt. Gemäß der vorstehenden Struktur wird ein Austreten des Kraftstoffs von der Ventilaufnahmekammer 25 zurück in die rundumlaufende Kraftstoffleitung 22 durch einen Spalt zwischen dem Ventilkörper 8 und dem Anschlagelement 9 verhindert, wenn das Elektromagnetventil 100 geschlossen ist.
Eine innere Umfangsoberfläche des Zylinders 5 sowie die erste Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 werden durch Schneidarbeit ausgebildet, so dass die Gleiteigenschaften des Plunger-Kolbens 3 in Bezug auf den Zylinder 5 verbessert werden und die Abdichtungseigenschaften der ersten Dichtungsoberfläche 51 in Bezug auf die zweite Dichtungsoberfläche 57 verbessert werden.
An einem inneren Umfangskantenabschnitt zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 5 und der ersten Dichtungsoberfläche 51 bleibt ein Gratabschnitt zurück, wobei die innere Umfangsoberfläche des Zylinders 5 und die erste Dichtungsoberfläche 51 miteinander in einem rechten Winkel an dem inneren Umfangskantenabschnitt verbunden sind.
Wenn ein Grat in einen Raum zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 51 und der zweiten Dichtungsoberfläche 57 gelangen kann, kann sich eine Hochdruck-Dichtungsleistung zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 verschlechtern.
In der Zuführpumpe kann der Grat, der an dem inneren Umfangskantenabschnitt des Zylinders 5 entstehen kann, im Allgemeinen durch den Abschrägungsvorgang entfernt werden.
Wie in 3A gezeigt ist, ist die schräge Rundnut 61 an einer radial inneren Position eines Grenzabschnitts ”a” ausgebildet, der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 ausgebildet ist.
Die schräge Rundnut 61 ist zu der Kraftstoff-Druckkammer 6 an der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 5 offen. Die schräge Rundnut 61 ist im Querschnitt keilförmig, wobei ihre Nutbreite in der radial äußeren Richtung von ihrem offenen Ende her allmählich abnimmt.
Der Flanschabschnitt 52 des Anschlagelements 9 weist die untere Oberfläche der Ringform auf, die die zweite Dichtungsoberfläche 57 ausbildet. Ein Teil der unteren Oberfläche des Flanschabschnitts 52, das heißt ein Teil der zweiten Dichtungsoberfläche 57 dient als eine Nutbildungsoberfläche einer Ringform, so dass die schräge Rundnut 61 von einer Ringform zwischen der schrägen Oberfläche des Zylinders 5 und der Nutbildungsoberfläche des Anschlagelements 9 ausgebildet wird.
Die schräge Oberfläche des Zylinders 5 ist eine Oberfläche eines abgeschrägten Abschnitts, der durch Entfernen (Abschrägen) des inneren Umfangskantenabschnitts gebildet wird, an dem die innere Umfangsoberfläche des Zylinders 5 und die erste Dichtungsoberfläche 51 in einem rechten Winkel zueinander verbunden sind. Der abgeschrägte Abschnitt wird durch eine konische Oberfläche ausgebildet, die in Bezug auf die erste Dichtungsoberfläche 51 und die innere Umfangsoberfläche des Zylinders 5 geneigt ist.
Eine Ringnut 62 ist an der unteren Oberfläche 56 des Zylinderabdeckabschnitts 53 des Anschlagelements 9 ausgebildet, wobei die Ringnut 62 in der axial aufwärtigen Richtung des Anschlagelements 9 ausgespart ist (das heißt, in der Kraftstoff-Druckbeaufschlagungsrichtung des Plunger-Kolbens 3).
Ein kreisförmige konvexer Abschnitt 63 ist an der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 durch die Ringnut 62 ausgebildet, so dass ein äußere Umfang des kreisförmigen konvexen Abschnitts 63 durch die Ringnut 62 in seiner Umfangsrichtung umgeben ist.
Die Ringnut 62 wird auch als ein Strömungsblockierabschnitt bezeichnet. Eine Kraftstoffströmung in der Kraftstoff-Druckkammer 6, genauer gesagt die Kraftstoffströmung in der radial äußeren Richtung in Richtung auf den Grenzabschnitt ”a” (der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 an einer radial äußeren Position der Ringnut 62 ausgebildet ist), wird durch die Ringnut 62 blockiert.
Die Ringnut 62 weist eine Nutbreite auf, die größer ist als ein Durchmesser eines offenen Endes eines jeden Kommunikationslochs 45. Die Ringnut 62 weist eine untere Oberfläche 64 auf, die an einer axial inneren Position des Anschlagelements 9 ausgebildet ist. In anderen Worten ist die untere Oberfläche 64 in der axial aufwärtigen Richtung von der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 und der zweiten Dichtungsoberfläche 57 des Flanschabschnitts 52 ausgespart (d. h. die untere Oberfläche 64 ist an einer Position ausgebildet, die von der unteren Oberfläche 56 in der axial aufwärtigen Richtung beabstandet ist). Jedes der Kommunikationslöcher 45 ist an der unteren Oberfläche 64 geöffnet.
Die untere Oberfläche 64 bildet ein ringförmiges Teil der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 aus, das das obere offenes Ende des Zylinders 5 verschließt, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit dem Plunger-Kolben 3 ausgebildet wird.
Eine radial äußere kreisförmige Wandung 65 (2B oder 3B) ist an einer äußeren Umfangseite der Ringnut 62 ausgebildet, in anderen Worten erstreckt sich die radial äußere kreisförmige Wandung 65 sich in der Umfangsrichtung der Ringnut 62, so dass die Kraftstoffströmung in der radial äußeren Richtung zu der äußeren Umfangseite der Ringnut 62 blockiert wird. Genauer gesagt wird die Kraftstoffströmung zu einer Rückseite der schrägen Ringnut 61 durch die Ringnut 62 blockiert. Die radial äußere kreisförmige Wandung 65, die die an der äußeren Umfangseite der Ringnut 62 ausgebildet ist, weist einen Durchmesser auf, der nahezu gleich dem des Zylinders 5 ist.
Eine radial innere kreisförmige Wandung 66 (2B oder 3B) ist an der inneren Umfangseite der Ringnut 62 ausgebildet, so dass sich die radial innere kreisförmige Wandung 66 in der Umfangsrichtung der Ringnut 62 erstreckt. Die untere Oberfläche 64 ist zwischen der radial äußeren kreisförmigen Wandung 65 und der radial inneren kreisförmigen Wandung 66 ausgebildet.
Der kreisförmige konvexe Abschnitt 63 ist an einer radial inneren Position der radial äußeren kreisförmigen Wandung 65 ausgebildet und steht von der unteren Oberfläche 64 in der axialen Abwärtsrichtung des Anschlagelements 9 (in einer Kraftstoffsaugrichtung des Plunger-Kolben 3) hervor. Das untere Ende des mittigen Durchgangslochs 46 öffnet sich an der unteren Oberfläche 56 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 63.
Die untere Oberfläche 64, die radial äußere kreisförmige Wandung 65 und die radial innere kreisförmige Wandung 66 bilden zudem einen Strömungsleitabschnitt, so dass der Kraftstoff in der Umfangsrichtung der Ringnut 62 zu den jeweiligen Kommunikationslöchern 45 strömt.
Dementsprechend dient die Ringnut 62 (die aus der unteren Oberfläche 64, der radial äußeren kreisförmigen Wandung 65 und der radial inneren kreisförmigen Wandung 66 besteht) nicht nur als der Strömungsblockierabschnitt, sondern auch als der Strömungsleitabschnitt.
(Arbeitsweise der ersten Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 wird eine Arbeitsweise der Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
Wenn die Nockenwelle 1 durch die Kurbelwelle der Maschine gedreht wird, bewegt sich der Plunger-Kolben 3 in dem Zylinder 5 des Zylinderkörpers 4 hin- und her.
Der Kraftstoff von der Speisepumpe (nicht gezeigt) wird dem Saugraum 11 von der Kraftstoffzufuhröffnung (nicht gezeigt) der Zuführpumpe zugeführt.
Wenn das Elektromagnetventil 100 sich in der offenen Ventilposition befindet und der Plunger-Kolben 3 in der Kraftstoffsaugrichtung nach unten bewegt wird, wird der Kraftstoff in die Kraftstoffeinlassöffnung 21 aus dem Saugraum 11 gesogen.
Der in die Kraftstoffeinlassöffnung 21 gesogene Kraftstoff wird dann in die Kraftstoff-Druckkammer 6 durch die rundumlaufende Kraftstoffleitung 22, die Kraftstoffzuführöffnungen 23, den Kraftstoffweg 24 (den Zwischenraum 24), die Ventilaufnahmekammer 25 und die mehreren Kommunikationslöcher 45 zugeführt.
Wenn der Plunger-Kolben 3 seinen unteren Totpunkt erreicht hat und die Bewegungsrichtung des Plunger-Kolbens 3 in die Kraftstoff-Druckkammer (die axial aufwärtige Richtung) umgekehrt wird, wird das Elektromagnetventil 100 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt geschlossen, so dass der Kraftstoff in der Kraftstoff-Druckkammer 6 durch die Aufwärtsbewegung des Plunger-Kolbens 3 mit Druck beaufschlagt wird.
Wenn der Plunger-Kolben 3 in der axial aufwärtigen Richtung (in der Kraftstoff-Druckbeaufschlagungsrichtung) weiter bewegt wird und der Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoff-Druckkammer 6 einen Ventilöffnungsdruck des Kraftstoffabführventils (des Ventilelements 14 usw.) übersteigt, wird das Kraftstoffabführventil geöffnet, so dass der Hochdruckkraftstoff aus der Kraftstoff-Druckkammer 6 zu der Common-Rail durch die Kraftstoffabführleitung (31 bis 35) und die Kraftstoffauslassöffnung 36 herausgepumpt wird.
Der Hochdruckkraftstoff, der sich in der Common-Rail angesammelt hat, wird in die jeweiligen Zylinder der Maschine aus mehreren Kraftstoffinjektoren eingespritzt, von denen ein jeder zu einem jeweiligen Zeitpunkt geöffnet wird.
In einem ersten Teil eines Kraftstoffabführhubs der Zuführpumpe, in dem der Kraftstoff aus der Kraftstoff-Druckkammer 6 abgeführt wird, beginnt der Plunger-Kolben 3 seine Aufwärtsbewegung, und der Kraftstoff wird von der Kraftstoff-Druckkammer 6 zurück in den Saugraum 11 durch die Kraftstoffzuführleitung (21 bis 25) gedrückt, bis das Elektromagnetventil 100 geschlossen wird. In anderen Worten wird der Kraftstoff, während einer Zeitspanne, in der das Elektromagnetventil 100 bei der Aufwärtsbewegung des Plunger-Kolbens 3 geöffnet wird, zurück in den Saugraum 11 gedrückt und nicht der Common-Rail zugeführt. Der vorstehende erste Teil des Kraftstoffabführhubs wird zudem als ein Vor-Hub der Zuführpumpe bezeichnet.
Die Kraftstoffströmung zurück in den Saugraum 11 wird beendet, wenn das Elektromagnetventil 100 geschlossen ist. Eine in der Kraftstoff-Druckkammer 6 verbleibende Kraftstoffmenge definiert die Menge des Hochdruckkraftstoffs, der aus der Zuführpumpe herausgepumpt werden soll.
Ein Zeitpunkt, zu dem das Elektromagnetventil 100 geschlossen wird, entspricht einem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffzufuhr zu der Common-Rail gestartet wird (nachstehend wird der Zeitpunkt auch als ein Kraftstoffzuführungs-Startzeitpunkt bezeichnet). Wenn der Kraftstoffzuführungs-Startzeitpunkt auf eine Vorverlegungsseite wechselt, in anderen Worten, wenn die Kraftstoffzuführung zu der Common-Rail an einer Position des Plunger-Kolbens 3 beginnt, die dem unteren Totpunkt näher ist, verlängert sich eine Zeitspanne für die Kraftstoffzuführung zu der Common-Rail. Wenn daher der Kraftstoffzuführungs-Startzeitpunkt vorverlegt wird, vergrößert sich die Menge des Hochdruckkraftstoffs, der heraus gepumpt werden soll. Wenn der Ventilschließzeitpunkt des Elektromagnetventils 100 sich an der Plunger-Kolben-Position des unteren Totpunkts befindet, wird die Kraftstoffmenge, die aus der Zuführpumpe herausgepumpt werden soll, maximiert.
Eine Zeitspanne von einem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt des Plunger-Kolbens 3 entspricht einer Kraftstoffsaugzeitspanne (einer Pumpsaugzeitspanne), während der der Kraftstoff aus dem Saugraum 11 in die Kraftstoff-Druckkammer 6 durch die Kraftstoffzuführleitung (21 bis 25) und die mehreren Kommunikationslöcher 45 gesogen wird.
Eine Zeitspanne von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt des Plunger-Kolbens 3 entspricht einer Kraftstoffzuführzeitspanne (einer Pumpen-Zuführzeitspanne), während der der Hochdruckkraftstoff von der Kraftstoff-Druckkammer 6 der Common-Rail durch die Kraftstoffabführleitung (31 bis 36) zugeführt wird. Natürlich variiert die tatsächliche Kraftstoffzuführzeitspanne (die Pumpenzuführzeitspanne) abhängig von dem Zeitpunkt, zu dem das Elektromagnetventil 100 geschlossen wird.
(Typische Merkmale der ersten Ausführungsform)
Gemäß der Zuführpumpe gemäß der ersten Ausführungsform ist das Anschlagelement 9 zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 und der dritten Dichtungsoberfläche 58 des Ventilkörpers 8 angeordnet. In anderen Worten wird das Anschlagelement 9 zwischen dem Zylinderkörper 4 und dem Ventilkörper 8 durch eine axiale Schraubverbindungskraft festgehalten, die entsteht, wenn das Elektromagnetventil 100 mit dem Ventilbefestigungsabschnitt 10 des Zylinderkörpers 4 verschraubt wird.
Gemäß der vorstehenden Struktur wird die Hochdruck-Abdichtungsfunktion nicht nur an der Stelle bzw. dem Raum zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 und der zweiten Dichtungsoberfläche 57 des Anschlagelements 9 erhalten, sondern auch an der Stelle bzw. dem Raum zwischen der dritten Dichtungsoberfläche 58 des Ventilkörpers 8 und der vierten Dichtungsoberfläche 59 des Anschlagelements 9.
Die Ventilanschlagoberfläche 54 des Anschlagelements 9 weist eine Funktion zum Definieren eines vollen Hubs des Schieberventils 7 des Elektromagnetventils 100 (d. h. einer Ventilöffnungsposition des Schieberventils 7) auf.
Jedes der Kommunikationslöcher 45 des Anschlagelements 9 weist eine Funktion als eine Kraftstoffleitung zum Zuführen des Kraftstoffs von dem Saugraum 11 in die Kraftstoff-Druckkammer 6 während des Kraftstoffsaughubs der Zuführpumpe auf.
Darüber hinaus weist jedes der Kommunikationslöcher 45 des Anschlagelements 9 eine Funktion als eine Kraftstoffleitung zum Zurückdrängen eines Teils des Kraftstoffs von der Kraftstoff-Druckkammer 6 in den Saugraum 11 durch die Kraftstoffzuführleitung während des Vorhubs der Zuführpumpe auf.
In der Zuführpumpe gemäß des Stands der Technik (10 bis 14) strömt der Kraftstoff, während der Zeitspanne des Vorhub-Betriebs, in die Kraftstoff-Druckkammer 108, wie durch die Pfeile in 11 bis 14 angezeigt wird.
Ein Teil des Kraftstoffs, der in die axial aufwärtige Richtung strömt, insbesondere der Kraftstoff, der in Richtung auf die Kommunikationslöcher 115 des Anschlagelements 107 strömt, bewegt sich durch die Kommunikationslöcher 115 und strömt dann zurück in den Saugraum durch eine Ventilaufnahmekammer 116, Kraftstoffzufuhröffnungen 117 und eine rundumlaufende Kraftstoffleitung 118 (einen Teil der Kraftstoffzuführleitung).
Ein Teil des Kraftstoffs, der in die radial äußere Richtung der Kraftstoff-Druckkammer 108 strömt, d. h. der Kraftstoff, der entlang der unteren Oberfläche 114 des Anschlagelements 107 strömt, erreicht die innere Umfangsoberfläche des Zylinders 104, wie in 12 oder 13 gezeigt ist.
In einem Fall, indem der Kraftstoff, aufgrund von beispielsweise einer Verstopfung eines Kraftstofffilters oder dergleichen, nicht normal von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) in die Zuführpumpe strömen kann, kann der Kraftstoffdruck in dem Saugraum abnehmen, und es können dadurch Luftblasen entstehen. Wenn der die Luftblasen enthaltende Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckkammer 108 strömt, strömen die Luftblasen zusammen mit dem Kraftstoff während der Vorhub-Zeitspanne entlang der unteren Oberfläche 114 des Anschlagelements 107 in die radial äußere Richtung. Die Luftblasen erreichen die innere Umfangsoberfläche des Zylinders 104 und treten in die schräge Rundnut 113 ein.
Nachdem er in die schräge Rundnut 113 eingetreten ist, sammelt sich der Kraftstoff auf der Rückseite der schrägen Rundnut 113 an, d. h. auf dem Grenzabschnitt ”a”, der zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 111 und der zweiten Dichtungsoberfläche 112 ausgebildet ist.
Wenn die Luftblasen zusammenfallen, entsteht eine Kavitationserosion an dem Grenzabschnitt ”a”, wie in 13 gezeigt ist und durch die Zweipunkt-Strichlinie in 11B angezeigt ist. Schreitet die Erosion voran, kann der Kraftstoff von der Kraftstoff-Druckkammer 108 in den Saugraum durch einen Spalt zwischen dem Zylinderkörper 102 und dem Anschlagelement 107 zurückströmen (austreten), wenn das Elektromagnetventil 110 geschlossen ist.
Somit entsteht dahingehend ein Problem, dass die Zuführpumpe den Kraftstoff nicht wirksam unter Druck setzen kann und den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff den Zylindern der Maschine nicht ausreichend zuführen kann. Schließlich kann es möglicherweise zu einem Absterben des Motors kommen.
Daher versucht die Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform die folgende Situation zu vermeiden. Wenn die Luftblasen in dem Kraftstoff enthalten sind, der der Kraftstoff-Druckkammer 6 während des Kraftstoffsaughubs zugeführt wird, fallen die Luftblasen an dem Grenzabschnitt ”a”, der zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 und der zweiten Dichtungsoberfläche 57 des Anschlagelements 9 ausgebildet ist, zusammen und es kommt zur Erosion.
Gemäß der Zuführpumpe gemäß vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist die Ringnut 62 (der Strömungsblockierabschnitt) an der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 ausgebildet.
Die untere Oberfläche 64 der Ringnut 62 ist nicht auf der gleichen Ebene wie der Grenzabschnitt ”a” ausgebildet, sondern auf der Ebene, die in der axial aufwärtigen Richtung des Anschlagelements 9 von der unteren Oberfläche 56 (auf einer abgestuften Ebene von dem Grenzabschnitt ”a”) ausgespart ist.
Das Anschlagelement 9 schließt eines von den offenen Enden des Zylinders 5, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit dem Plunger-Kolben 3 gebildet wird. Die untere Oberfläche 64 der Ringnut 62 wird auf der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 gebildet. Somit entspricht der Strömungsblockierabschnitt einer Struktur, gemäß der die untere Oberfläche 64 der Ringnut 62 nicht auf der gleichen Ebene wie der Grenzabschnitt ”a” zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 ausgebildet ist, sondern auf der Ebene ausgebildet ist, die sich von dem Grenzabschnitt ”a” in der axialen Richtung unterscheidet.
Darüber hinaus ist gemäß der Zuführpumpe gemäß vorliegenden Ausführungsform der Strömungsleitabschnitt (der aus der kreisförmigen unteren Oberfläche 64, der kreisförmigen radial äußeren Wandung 65 und der kreisförmigen radial inneren Wandung 66 besteht) auf der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 ausgebildet, so dass der Kraftstoff in der Umfangsrichtung durch den Strömungsleitabschnitt zu den jeweiligen Kommunikationslöchern 45 strömen kann.
In der Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform strömt der Kraftstoff während der Zeitspanne des Vorhub-Betriebs in die Kraftstoff-Druckkammer 6, wie durch die Pfeile in 3A und 3B gezeigt ist.
Ein Teil des Kraftstoffs, der in der axial aufwärtigen Richtung strömt, insbesondere der Kraftstoff, der in Richtung auf die Kommunikationslöcher 45 des Anschlagelements 9 strömt, gelangt durch die Kommunikationslöcher 45 und strömt dann zurück in den Saugraum 11 durch die Kraftstoffzuführleitung (21 bis 25), wie in 3A gezeigt ist.
Ein Teil des Kraftstoffs, der in der radial äußeren Richtung der Kraftstoff-Druckkammer 6 strömt, d. h. Kraftstoff, der entlang der unteren Oberfläche 56 des Anschlagelements 9 (des kreisförmigen konvexen Abschnitts 63) strömt, gelangt in die Ringnut 62 des Anschlagelements 9, ohne in die schräge Rundnut 61 zu gelangen, wie in 3A und 3B gezeigt ist.
Gemäß der vorstehenden Kraftstoffströmung wird die Kraftstoffströmung in die radial äußere Richtung zu dem Grenzabschnitt ”a”, der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 ausgebildet ist, durch die Kraftstoffströmung in der axial aufwärtigen Richtung blockiert. Selbst wenn somit der Kraftstoff, der die Luftblasen enthält, in die Kraftstoff-Druckkammer 6 durch die Plunger-Kolbenbewegung in der Kraftstoffsaugrichtung eingeführt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die in dem Kraftstoff enthaltenen Luftblasen sich auf dem Grenzabschnitt ”a” zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57, d. h. auf der Rückseite der schrägen Rundnut 61, ansammeln.
Da somit die Entstehung der Kavitationserosion an dem Grenzabschnitt ”a” reduziert werden kann, kann das Austreten des Kraftstoffs aus der Kraftstoff-Druckkammer 6 in Richtung zu dem Saugraum 11 verhindert werden, wenn das Elektromagnetventil 100 geschlossen ist. Somit kann der Kraftstoff durch die Aufwärtsbewegung des Plunger-Kolbens 3 (in der Kraftstoffdruckbeaufschlagungsrichtung) effektiv mit Druck beaufschlagt werden, und dieser mit Druck beaufschlagte Kraftstoff kann der Common-Rail ausreichend zu geführt werden.
Da es somit möglich ist, den Hochdruckkraftstoff in die jeweiligen Zylinder der Maschine einzuspritzen, kann ein mögliches Absterben des Motors verhindert werden. Wenn eine Tiefe der Ringnut 62, d. h. ein Abstand in der axialen Richtung zwischen der unteren Oberfläche 56 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 63 oder der zweiten Dichtungsoberfläche 57 unter unteren Oberfläche 64, größer wird, kann ein Effekt zum Blockieren der Kraftstoffströmung in der radial äußeren Richtung zu dem Grenzabschnitt ”a” entsprechend verstärkt werden.
In einer Kraftstoffeinspritzpumpe für einen Benzinmotor gemäß des Stands der Technik, der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. H03-219178 offenbart ist, wird eine aus einem relativ weichen Material bestehende Dichtung als ein Dichtungselement verwendet, das zwischen einer Sitzoberfläche eines Anschlagelements und einer Sitzoberfläche eines Zylinderkörpers angeordnet ist.
Die Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als die Hochdruck-Kraftstoffpumpe für den Dieselmotor verwendet. Wenn die Dichtung aus dem relativ weichen Material als das Dichtungselement für die Hochdruck-Kraftstoffpumpe verwendet wird, wird die Dichtung höchstwahrscheinlich verformt oder durch den Druck in der Kraftstoff-Druckkammer zerstört.
Im Hinblick auf den vorstehenden Punkt, wird in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe für den Dieselmotor das Anschlagelement 9 mit dem Zylinderkörper 4 durch die Schraubverbindungskraft verbunden, so dass das Anschlagelement 9 mit der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 direkt in Kontakt gebracht wird, ohne dass das Dichtungselement zwischen dem Anschlagelement 9 und dem Zylinderkörper 4 angeordnet werden muss.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Hochdruckpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die als die Zuführpumpe verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf 4A bis 5B erläutert.
In der zweiten Ausführungsform werden für jene Strukturen oder Funktionen, die mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähneln, die gleichen Bezugszeichen verwendet.
In der zweiten Ausführungsform sind der kreisförmige konvexe Abschnitt 63 und die kreisförmige radial innere Wandung 66 gemäß der ersten Ausführungsform von der unteren Oberfläche eines Anschlagelements 9 entfernt worden, so dass ein kreisförmige ausgesparter Abschnitt 62A mit einer kreisförmigen unteren Oberfläche 64A in dem Anschlagelement 9A ausgebildet ist.
Bei dem kreisförmigen ausgesparten Abschnitt 62A, der als der Strömungsblockierabschnitt und der Strömungsleitabschnitt funktioniert, erstreckt sich ebenfalls die kreisförmige radial äußere Wandung 65 in der Umfangsrichtung des Anschlagelements 9A genauso wie der ersten Ausführungsform. Ein Innendurchmesser der kreisförmigen radial äußeren Wandung 65 ist mit dem des Zylinders 5 identisch. Die kreisförmige untere Oberfläche 64A ist in der axial aufwärtigen Richtung des Anschlagelements 9A von der zweiten Dichtungsoberfläche 57 stufenweise ausgespart.
Genauso wie in der ersten Ausführungsform schließt das Anschlagelement 9A eines der offenen Enden des Zylinders 5, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit dem Plunger-Kolben 3 ausgebildet wird. Die untere Oberfläche 64A des kreisförmig ausgesparten Abschnitts 62A ist auf der unteren Oberfläche des Anschlagelements 9 ausgebildet. Somit entspricht der Strömungsblockierabschnitt der Struktur, gemäß der die untere Oberfläche 64A des kreisförmig ausgesparten Abschnitts 62A nicht auf der gleichen Ebene wie der Grenzabschnitt ”a” zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 ausgebildet ist.
Genauso wie in der ersten Ausführungsform ist auf der oberen Oberfläche des Anschlagelements 9A die Ventilanschlagoberfläche 44 ausgebildet. Die Ventilanschlagoberfläche 44 wird mit dem Schieberventil 7 das Elektromagnetventils 100 wirksam in Kontakt gebracht, so dass der Bewegungsbereich des Schieberventil 7 (der Vorhub des Schieberventils 7) begrenzt wird. Darüber hinaus sind in dem Anschlagelement 9A die Kommunikationslöcher 45 ausgebildet, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 mit der Ventilunterbringungskammer 25 kommuniziert. Der Ventilkopfabschnitt 42 des Schieberventils 7 ist in der Ventilunterbringungskammer 25 beweglich aufgenommen. Der Kraftstoff wird in der Kraftstoff-Druckkammer 6 durch den Plunger-Kolben 3 mit Druck beaufschlagt. Die mehreren Kommunikationslöcher 45 sind in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Anschlagelements 9A angeordnet, und jedes der Kommunikationslöcher 45 ist auf dem gleichen Kreis angeordnet.
Die untere Oberfläche 64A und die kreisförmige radial äußere Wandung 65 bilden den Strömungsblockierabschnitt und den Strömungsleitabschnitt.
Wie oben können in der zweiten Ausführungsform die gleichen Vorteile wie jene gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Wenn eine Tiefe des kreisförmigen ausgesparten Abschnitts 62A, d. h. ein Abstand in der axialen Richtung zwischen der zweiten Dichtungsoberfläche 57 und der unteren Oberfläche 64A, sich vergrößert, kann der Effekt zum Blockieren der Kraftstoffströmung in der radial äußeren Richtung zu dem Grenzabschnitt ”a” weiter verstärkt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Hochdruckpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die als die Zuführpumpe verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf 6A bis 7B erläutert.
In der dritten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen für jene Strukturen oder Funktionen verwendet, die mit jenen gemäß der ersten oder der zweiten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähneln.
Ein Anschlagelement 9B gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen ringförmigen Flanschabschnitt 52B auf, der mit der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 und dem Zylinderabdeckabschnitt 53, der an der radialen Innenseite des Flanschabschnitts 52B ausgebildet ist, in engem Kontakt steht. Der Zylinderabdeckabschnitt 53 schließt das offene Ende des Zylinders 5, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit dem Plunger-Kolben 3 gebildet wird.
Die zweite Dichtungsoberfläche 57 in der ringförmigen Form ist an der unteren Seite des Flanschabschnitts 52B gebildet. Die zweite Dichtungsoberfläche 57 ist in engem Kontakt mit der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4. Die vierte Dichtungsoberfläche 59 in der ringförmigen Form ist an der Oberseite des Flanschabschnitts 52B ausgebildet. Die vierte Dichtungsoberfläche 59 ist in engem Kontakt mit der dritten Dichtungsoberfläche 58, die an der Unterseite des Ventilkörpers 8 ausgebildet ist.
Eine Dicke des Zylinderabdeckabschnitts 53 wird gegenüber der des Flanschabschnitts 52B vergrößert. In anderen Worten ist an dem Zylinderabdeckabschnitt 53 ein kreisförmiger konvexer Abschnitt 71 ausgebildet, wobei der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 von der Dichtungsoberfläche 57 in der axial abwärtigen Richtung in Richtung auf den Plunger-Kolben 3 (in der Kraftstoffsaugrichtung) vorsteht. Der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 dient als der Strömungsblockierabschnitt.
Der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 weist eine untere Oberfläche 72 in einer kreisförmigen Form und eine äußere Umfangswand 74 in einer kreisförmigen Form auf. Die untere Oberfläche 72 ist die Oberfläche des Anschlagelements 9B auf der Seite zu dem Plunger-Kolben 3 zum Ausbilden der Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit dem Plunger-Kolben 3. Die untere Oberfläche 72 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 71 ist nicht auf der gleichen Ebene wie die zweite Dichtungsoberfläche 57 des Flanschabschnitts 52B ausgebildet. Ein unteres axiales Ende eines jeden Kommunikationslochs 45 sowie ein unteres axiales Ende des mittige Durchgangslochs 46 ist an der unteren Oberfläche 72 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 71 geöffnet.
Die äußere Umfangswand 74 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 71 bildet einen begrenzten Spalt 73 in einer Ringform zusammen mit der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 5.
Die untere Oberfläche 72 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 71 dient als der Strömungsblockierabschnitt. Somit entspricht der Strömungsblockierabschnitt einer Struktur, gemäß der die untere Oberfläche 72 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 71 nicht auf der gleichen Ebene wie der für den Grenzabschnitt ”a” ausgebildet ist, der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 ausgebildet ist.
In der Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform kommuniziert der Grenzabschnitt ”a”, der zwischen der ersten und der zweiten Dichtungsoberfläche 51 und 57 ausgebildet ist, mit der Kraftstoff-Druckkammer 6 durch den begrenzten Spalt 73. Da in anderen Worten der Spalt zwischen der äußeren Umfangswand 74 des kreisförmigen konvexen Abschnitts 71 und der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 5 begrenzt ist, erreicht der Kraftstoff in der Kraftstoff-Druckkammer 6 kaum die Rückseite der schrägen Rundnut 61, d. h. den Grenzabschnitt ”a”.
Dementsprechend können in der dritten Ausführungsform die gleichen Vorteile wie jene der ersten und/oder zweiten Ausführungsform erreicht werden. Wenn Betrag, um den der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 vorsteht, d. h. ein Abstand in der axialen Richtung zwischen der unteren Oberfläche 72 und der zweiten Dichtungsoberfläche 57, sich vergrößert, kann der Effekt zum Blockieren der Kraftstoffströmung in der Richtung zu dem Grenzabschnitt „a” weiter verstärkt werden.
(Vierte Ausführungsform).
Eine Hochdruckpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die als die Zuführpumpe verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf 8 und 9 erläutert.
In der vierten Ausführungsform werden für die Strukturen oder Funktionen, die mit jenen der ersten bis dritten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähneln, die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einer Speisepumpe 81, einem elektromagnetischen Kraftstoffmengen-Anpassungsventil 82, dem Saugventil der Rückschlagventilstruktur, den Plunger-Kolben-Pumpen, dem Abführventil der Rückschlagventilstruktur usw.
Die Zuführpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetischen Kraftstoffmengen-Anpassungsventil 82, dessen Ventilbetätigungsbereich angepasst wird, um eine Zuführmenge des Kraftstoffs zu jedem der Zylinder der mehreren Plunger-Kolben-Pumpen zu steuern.
Jede der Plunger-Kolben-Pumpen weist den Plunger-Kolben 3 und den Zylinderkörper 4 auf.
Der Plunger-Kolben 3 wird durch die Plunger-Feder 19 hin zu einem Nockenring 84 vorgespannt, der an einem äußeren Umfang eines Exzenternockens 83 der Nockenwelle 1 angeordnet ist.
Das Abführventil weist ein Ventilelement 85 und eine Rückstellfeder 86 auf, die beide in einem Raum aufgenommen sind, der durch den Zylinderkörper 4 und die Leitungsverbindung 13 gebildet wird.
Das Saugventil weist das Schieberventil 7, den Ventilkörper 8 und eine Rückstellfeder 87 auf. Der Ventilkörper 8 fungiert auch als der Zylinderabdeckabschnitt zum Schließen von einem offenen Ende des Zylinders 5, z. B. wie der Zylinderabdeckabschnitt 53 des Anschlagelements 9 gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Stopfenelement 88 ist mit dem Ventilbefestigungsabschnitt 10 des Zylinderkörpers 4 verschraubt. Der Ventilkörper 8 ist somit dicht zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4 und einer dritten Dichtungsoberfläche 58C des Stopfenelements 88 durch eine Schraubverbindungskraft angeordnet, die durch Verschrauben des Stopfenelements 88 mit dem Zylinderkörper 4 erzeugt wird.
Eine Ventilsitzoberfläche 41C in einer konischen Form ist an einer unteren Oberfläche des Ventilkörpers 8 ausgebildet. Die Ventilsitzoberfläche 41C wird mit dem Ventilkopfabschnitt 42 des Schieberventils 7 des Saugventils wirksam in Kontakt gebracht, so dass der Bewegungsbereich des Schieberventils 7 (einen Nullhub-Position des Schieberventils 7) begrenzt wird.
Eine zweite Dichtungsoberfläche 57C in der Ringform ist an einer Unterseite eines Flanschabschnitts 52C des Ventilkörpers 8 ausgebildet. Die zweite Dichtungsoberfläche 57C befindet sich in engem Kontakt mit der ersten Dichtungsoberfläche 51 des Zylinderkörpers 4, so dass die Kraftstoff-Druckkammer 6 abgedichtet wird. Eine vierte Dichtungsoberfläche 59C in der Ringform ist an einer Oberseite des Flanschabschnitts 52C des Ventilkörpers 8 so ausgebildet, dass die vierte Dichtungsoberfläche 59C in engem Kontakt ist mit der dritten Dichtungsoberfläche 58C des Stopfenelements 88.
Der Ventilkörper 8 nimmt den Ventilkopfabschnitt 42 des Schieberventils 7 beweglich auf und weist ein Kommunikationsloch 45C auf, durch das die Kraftstoffzuführöffnungen 23C des Ventilkörpers 8 mit der Kraftstoff-Druckkammer 6 wirksam kommunizieren können.
Ein Federsitz 89 ist an einem Mittelpunkt der Oberseite des Ventilkörpers 8 ausgebildet, so dass ein axiales Ende der Rückstellefeder 87 gehalten wird. Eine untere Oberfläche an einem Mittelpunkt des Ventilkörpers 8 bildet die Kraftstoff-Druckkammer 6 zusammen mit dem Plunger-Kolben 3 aus. Ein ringförmiger ausgesparter Abschnitt 62C ist auf einer unteren Oberfläche des Ventilkörpers 8 zwischen der Ventilsitzoberfläche 41C und der zweiten Dichtungsoberfläche 57C in der radialen Richtung ausgebildet. Der ringförmige ausgesparte Abschnitt 62C ist in der axial aufwärtigen Richtung (in der Druckbeaufschlagungsrichtung) von der zweiten Dichtungsoberfläche 57C ausgespart.
Der kreisförmige ausgesparte Abschnitt 62C mit einer kreisförmigen radial äußeren Wandung 65C dient als der Strömungsblockierabschnitt. Die kreisförmige radial äußere Wandung 65C weist einen Innendurchmesser auf, der mit dem des Zylinders 5 identisch ist. Der kreisförmige ausgesparte Abschnitt 62C weist eine ringförmige untere Oberfläche 64C auf, die mit der zweiten Dichtungsoberfläche 57C über einen vorbestimmten Stufenabschnitt (d. h. die kreisförmige radial äußere Wandung 65C) verbunden ist.
Die ringförmige untere Oberfläche 64C und die kreisförmige radial äußere Wandung 65C dienen ebenfalls als der Strömungsleitabschnitt.
Dementsprechend können in der vierten Ausführungsform die gleichen Vorteile wie jene gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform erhalten werden. Wenn eine Tiefe des ringförmigen ausgesparten Abschnitts 62C, d. h. ein Abstand in der axialen Richtung zwischen der ringförmigen unteren Oberfläche 64C und der zweiten Dichtungsoberfläche 57C, sich vergrößert, kann der Effekt zum Blockieren der Kraftstoffströmung in der Richtung zu dem Grenzabschnitt „a” weiter verstärkt werden.
Der Ventilkörper 8 und die Anschlagelemente 9, 9A und 9B in den vorstehenden Ausführungsformen werden zusammenfassend als ein Zylinderabdeckelement bezeichnet.
(Weitere Modifikationen)
In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Hochdruckpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Zuführpumpe für das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem angewendet.
Die Hochdruckpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jedoch auf ein Kraftstoffeinspritzsystem ohne Common-Rail angewendet werden, z. B. eine Verteilungs-Kraftstoffeinspritzpumpe, eine Leitungsinnen-Kraftstoffeinspritzpumpe usw.
In der vorstehenden Ausführungsform wird die Hochdruckpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Kraftstoffzuführpumpe für die Brennkraftmaschine angewendet, in der der Flüssiggas-Brennstoff (z. B. Dimethylether (DME), verflüssigtes Erdölgas (LPG) oder dergleichen) verwendet wird.
Die Hochdruckpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jedoch auf eine Kraftstoffzuführpumpe für eine Brennkraftmaschine angewendet werden, für die ein Gemischkraftstoff (ein Gemisch aus dem DME und dem Dieselkraftstoff), insbesondere ein Flüssiggas-Brennstoff, der eine Komponente enthält, die unter Atmosphärendruck in Gas verwandelt wird, verwendet werden kann.
Darüber hinaus können Dieselkraftstoff oder Benzin als Kraftstoff für die Brennkraftmaschine verwendet werden.
In der dritten Ausführungsform ist der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 als der Strömungsblockierabschnitt so ausgebildet, dass der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 in der axial abwärtigen Richtung (in der Kraftstoffsaugrichtung) von der zweiten Dichtungsoberfläche 57 vorsteht.
Die Ringnut 62 gemäß der ersten Ausführungsform oder der kreisförmige ausgesparte Abschnitt 62A gemäß der zweiten Ausführungsform können jedoch auch an der unteren Oberfläche 72 des Anschlagelements 9B gemäß der dritten Ausführungsform ausgebildet sein.
Darüber hinaus kann der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 gemäß der dritten Ausführungsform auf der unteren Seite des Ventilkörpers 8 gemäß der vierten Ausführungsform ausgebildet sein, wobei der kreisförmige konvexe Abschnitt 71 in der axial abwärtigen Richtung (in der Kraftstoffsaugrichtung) von der zweiten Dichtungsoberfläche 57C gemäß der vierten Ausführungsform vorsteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-170169 [0002]
JP 03-219178 [0002, 0011, 0149]

Claims

Hochdruckpumpe, aufweisend: einen Kolben (3), der hin- und her bewegt werden kann; einen Zylinderkörper (4) mit einem Zylinder (5) zum beweglichen Aufnehmen des Kolbens (3), wobei der Zylinderkörper (4) eine erste Dichtungsoberfläche (51) mit einer Ringform aufweist, und die erste Dichtungsoberfläche (51) sich in einer radial äußeren Richtung des Zylinders (5) von einem axial offenen Ende des Zylinders (5) her erstreckt; ein Zylinderabdeckelement (8, 9, 9A, 9B) mit einer zweiten Dichtungsoberfläche (57, 57C) mit einer Ringform, wobei die zweite Dichtungsoberfläche (57, 57C) mit der ersten Dichtungsoberfläche (51) des Zylinderkörpers (4) in engem Kontakt ist, wobei das Zylinderabdeckelement (8, 9, 9A, 9B) das axial offene Ende des Zylinders (5) so verschließt, dass eine Kraftstoff-Druckkammer (6) in dem Zylinder (5) zusammen mit dem Kolben (3) ausgebildet wird, so dass ein in die Kraftstoff-Druckkammer (6) eingeführter Kraftstoff durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens (3) mit Druck beaufschlagt wird; und einen Grenzabschnitt (a), der zwischen der ersten Dichtungsoberfläche (51) und der zweiten Dichtungsoberfläche (57, 57C) ausgebildet ist; und wobei das Zylinderabdeckelement (8, 9, 9A, 9B) einen Strömungsblockierabschnitt (62, 62A, 62C, 71) zum Blockieren eines Teils der Kraftstoffströmung in der Kraftstoff-Druckkammer (6) in der radial äußeren Richtung zu dem Grenzabschnitt (a) aufweist, wenn der Kolben (3) sich in einer Kraftstoff-Druckbeaufschlagungsrichtung bewegt.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, wobei der Strömungsblockierabschnitt aus einem ausgesparten Abschnitt (62, 62A, 62C) besteht, der an einer Oberfläche des Zylinderabdeckelements (8, 9, 9A) auf einer Seite zu der Kraftstoff-Druckkammer (6) hin ausgebildet ist, der ausgesparte Abschnitt (62, 62A, 62C) aus der zweiten Dichtungsoberfläche (57, 57C) in der Kraftstoff-Druckbeaufschlagungsrichtung ausgespart ist, und der ausgesparte Abschnitt (62, 62A, 62C) eine untere Oberfläche (64, 64A, 64C) aufweist, die mit der zweiten Dichtungsoberfläche (57, 57C) über einen abgestuften Abschnitt (65, 65C) verbunden ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, wobei der ausgesparte Abschnitt (62, 62A, 62C) eine kreisförmige radial äußere Wandung (65, 6C) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung des Zylinderabdeckelements (8, 9, 9A) erstreckt, und ein Innendurchmesser der kreisförmigen radial äußeren Wandung (65, 65C) im Wesentlichen gleich demjenigen des Zylinders (5) ist.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Strömungsblockierabschnitt aus einem konvexen Abschnitt (71) besteht, der von der zweiten Dichtungsoberfläche (57) in einer Kraftstoffsaugrichtung des Kolbens (3) vorsteht, und der konvexe Abschnitt (71) eine untere Oberfläche (72) aufweist, die mit der zweiten Dichtungsoberfläche (57) über einen abgestuften Abschnitt (74) verbunden ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 4, wobei der konvexe Abschnitt (71) eine äußere Umfangswand (74) aufweist, die einen beschränkten Raum (73) mit einer inneren Umfangsoberfläche des Zylinders (5) in einer radialen Richtung des Zylinders (5) ausbildet.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: ein Ventilelement (7) zum Öffnen oder Schließen einer Kraftstoffzuführleitung (21 bis 24) zum Zuführen von Kraftstoff in die Kraftstoff-Druckkammer (6), wobei das Zylinderabdeckelement (8, 9, 9A, 9B) das Folgende aufweist: eine Ventilanschlagoberfläche (41C, 44), die mit dem Ventilelement (7) zum Begrenzen eines Bewegungsbereichs des Ventilelements (7) operativ in Kontakt gebracht wird; und ein Kommunikationsloch (45, 45C) zum Verbinden der Kraftstoff-Druckkammer (6) mit einer Ventilunterbringungskammer (25) zum beweglichen Aufnehmen des Ventilelements (7) oder Verbinden der Kraftstoff-Druckkammer (6) mit der Kraftstoffzuführleitung (21 bis 24).
Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, wobei das Zylinderabdeckelement (9, 9A) einen Strömungsleitabschnitt (64, 65) zum Leiten einer Strömung des Kraftstoffs in der Kraftstoff-Druckkammer (6) zu dem Kommunikationsloch (45) aufweist.