DE102017115467A1

DE102017115467A1 - Druckeinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102017115467A1
Application number: DE102017115467.1A
Authority: DE
Inventors: Yotaro Wakabayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-07
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2018-07-12
Also published as: JP2018112077A; JP6708133B2

Abstract

Eine Druckeinstellvorrichtung (340) ist in einer Pumpenrücklaufleitung (732) installiert und stellt einen Kraftstoffdruck einer Kurvenscheibenkammer (302) und einen Kraftstoffdruck in der Pumpenrücklaufleitung (732) ein. Die Druckeinstellvorrichtung (340) enthält eine einer Blasenbildung entgegenwirkende Öffnung (341) und ein einer Blasenbildung entgegenwirkendes Ventilteil (342) als Verstelleinheiten. Die einer Blasenbildung entgegenwirkende Öffnung (341) stellt den Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer (302) ein, damit dieser gleich oder größer einem Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist. Das einer Blasenbildung entgegenwirkende Ventilteil (342) ist auf einer stromabwärtigen Seite zu der einer Blasenbildung entgegenwirkenden Öffnung (341) angeordnet und stellt den Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die einer Blasenbildung entgegenwirkende Öffnung (341) ein, damit dieser gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Druckeinstellvorrichtung, welche einen Druck eines Kraftstoffs einstellt, der von einer Pumpe zu einem Tank zurückgeführt wird.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Eines der bekannten Kraftstoffversorgungssysteme, welches Kraftstoff zu einem Motor eines Fahrzeugs zuführt, ist wie folgt aufgebaut. Dabei wird insbesondere ein unter hohem Druck stehender Kraftstoff von einer Kraftstoffversorgungspumpe zu einer common rail bzw. gemeinsamen Druckleitung zugeführt, so dass der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung gesammelt wird, und der angesammelte, unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird zu jedem Zylinder des Motors über ein entsprechendes Kraftstoffeinspritzventil zugeführt.
Die Kraftstoffversorgungspumpe setzt den Kraftstoff durch das Umwandeln einer Drehbewegung des Motors in eine hin und her Bewegung unter Druck. Insbesondere enthält eine Pumpenansteuervorrichtung der Kraftstoffversorgungspumpe eine Nockenwelle und einen Kolben in einer Kurvenscheibenkammer. Die Nockenwelle wird durch den Motor in Drehung versetzt, so dass der Kolben, der mit der Nockenwelle in Eingriff steht, hin und her bewegt wird. Auf diese Weise setzt der Kolben den Kraftstoff unter Druck.
Der Kraftstoff wird in die Kurvenscheibenkammer eingeführt, um die Kurvenscheibenkammer zu schmieren. Die Kurvenscheibenkammer ist ferner durch eine Rücklaufpassage mit einem Kraftstofftank verbunden. Der aus der Kurvenscheibenkammer überströmende Kraftstoff wird durch die Rücklaufpassage zum Kraftstofftank zurückgeführt (siehe beispielsweise JP 2003-172231 A , welche der US 2003/0101970 A1 entspricht).
In der in der JP 2003-172231 A (entsprechend der US 2003/01011970 A1 ) enthält der von der Kurvenscheibenkammer abgegebene, zum Kraftstofftank zurückzuführende Kraftstoff Blasen. Die Blasen werden erzeugt, wenn ein Pumpeninnendruck lokal abfällt, bis er gleich oder kleiner als ein Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffs aufgrund der hin und her Bewegung der Pumpenansteuervorrichtung wird. In einem Fall, in dem ein Kraftstoffkühler in einer Mitte der Rücklaufpassage installiert ist, verschlechtert sich die Wärmeaustauscheffizienz des Kraftstoffkühlers, wenn die Blasen erzeugt sind, nachteilig durch die Blasen. Wenn der die Blasen enthaltende Kraftstoff ferner zurück in den Motor gezogen wird, kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung möglicherweise beschädigt werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der oben erläuterten Nachteile geschaffen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Druckeinstellvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, die Erzeugung von Blasen im Kraftstoff in einer Rücklaufpassage zu begrenzen.
Die vorliegende Offenbarung nutzt die folgenden technischen Mittel, um diese Aufgabe zu lösen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Druckeinstellvorrichtung geschaffen, welche ausgestaltet ist, um in einer Rücklaufpassage einer Pumpe installiert zu werden, und welche enthält:

einen Behälter, der eine Pumpenkammer enthält, welche in einer Innenseite des Behälters ausgebildet und mit Kraftstoff versorgt ist;
eine Komprimiervorrichtung, welche ausgestaltet ist, um den Kraftstoff in der Pumpenkammer unter Druck zu setzen;
eine Nockenwelle, welche ausgestaltet ist, um drehend angetrieben zu werden;
eine Kurvenscheibe, welche an der Nockenwelle angeformt und ausgestaltet ist, um die Komprimiervorrichtung anzutreiben;
ein Gehäuse, das eine Kurvenscheibenkammer enthält, welche in einer Innenseite des Gehäuses ausgebildet ist und die Nocke bzw. Kurvenscheibe aufnimmt, wobei die Kurvenscheibenkammer mit dem Kraftstoff versorgt ist, um die Kurvenscheibe durch den Kraftstoff zu schmieren; und
der Rücklaufpassage, welche ausgestaltet ist, um den Kraftstoff aus der Kurvenscheibenkammer zu einem Kraftstofftank zurückzuführen,
wobei die Druckeinstellvorrichtung ausgestaltet ist, um einen Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer und einen Kraftstoffdruck der Rücklaufpassage einzustellen, und wobei sie enthält:
eine erste Verstelleinheit, welche an einer Seite der Rücklaufpassage platziert ist, an der die Kurvenscheibenkammer angeordnet ist, wobei die erste Verstelleinheit den Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer so einstellt, dass er gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist; und
eine zweite Verstelleinheit, welche an einer stromabwärtigen Seite der ersten Verstelleinheit in der Rücklaufpassage angeordnet ist und den Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit einstellt, damit dieser gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist, wobei:
die erste Verstelleinheit den Kraftstoffdruck derart einstellt, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit kleiner als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit ist, und wobei die zweite Verstelleinheit den Kraftstoffdruck derart einstellt, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die zweite Verstelleinheit geringer als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch die zweite Verstelleinheit ist.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Rücklaufpassage mit der Druckeinstellvorrichtung versehen, welche den Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer und den Kraftstoffdruck der Rücklaufpassage einstellt. Die Druckeinstellvorrichtung enthält eine erste Verstelleinheit und eine zweite Verstelleinheit, und die erste Verstelleinheit stellt den Kraftstoffdruck in der Kurvenscheibenkammer so ein, dass er gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck ist. Auf diese Weise kann die Erzeugung von Blasen in der Kurvenscheibenkammer begrenzt werden. Ferner ist die zweite Verstelleinheit an der stromabwärtigen Seite der ersten Verstelleinheit angeordnet und stellt den Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit so ein, dass er gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Erzeugung von Blasen im Kraftstoff nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit zu begrenzen. Ferner stellen sowohl die erste Verstelleinheit als auch die zweite Verstelleinheit den Kraftstoff derart ein, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die Verstelleinheit geringer als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch die Verstelleinheit wird. In einem Fall, in dem nur eine Verstelleinheit vorgesehen ist, kann der Kraftstoffdruck möglicherweise in hohem Maße reduziert werden, um die Erzeugung der Blasen zu verursachen. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der vorliegenden Offenbarung der Kraftstoffdruck in zwei Stufen eingestellt, so dass es möglich ist, die örtliche Reduzierung des Kraftstoffdrucks zu begrenzen, und hierdurch kann die Erzeugung der Blasen begrenzt werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung zusammen mit zusätzlichen Zielen, Merkmalen und Vorteilen hiervon wird am besten verständlich aus der nachfolgenden Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und dem beigefügten Figuren der Zeichnung, in denen:

1 ein Schaubild ist, welches ein Kraftstoffsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein Schaubild ist, welches eine Versorgungspumpe in der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Druckeinstellvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Schaubild zum Beschreiben einer Funktion der Druckeinstellvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist;
5 ein Schaubild ist, welches ein Verhältnis zwischen einem Ventilöffnungsdruck und dem Ausmaß der erzeugten Blasen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Druckeinstellvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
7 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Druckeinstellvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt; und
8 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Druckeinstellvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anhand der beigefügten Figuren der Zeichnung näher erläutert. In jeder der nachfolgenden Ausführungsformen werden Abschnitte, welche mit zuvor in vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Abschnitten korrespondieren, durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt, als jene in den vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen, und werden zur Vereinfachung nicht erneut beschrieben. Wenn ferner nur ein Abschnitt oder Abschnitte einer Struktur in irgendeiner der folgenden Ausführungsformen beschrieben wird, ist der Rest der Struktur der gleiche wie in der vorhergehenden Ausführungsform. Neben der Kombination der Abschnitte, welche insbesondere in irgendeiner nachfolgenden Ausführungsform beschrieben werden, können Abschnitte von zwei oder mehr Ausführungsformen teilweise miteinander kombiniert werden, solang keine Schwierigkeit hinsichtlich derartige Kombinationen besteht.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird anhand der 1 bis 5 erläutert. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Kraftstoffversorgungssystem der ersten Ausführungsform ein Kraftstoffversorgungssystem, welches beispielsweise für einen Dieselmotor verwendet wird (Beispiel für einen Verbrennungsmotor). Das Kraftstoffversorgungssystem 10 enthält einen Kraftstofftank 100, einen Kraftstofffilter 200, eine Versorgungspumpe 300, eine ECU (elektronische Steuereinheit) 400, ein common rail bzw. eine gemeinsame Druckleitung 500 und eine Mehrzahl an Kraftstoffeinspritzventilen 600.
Der Kraftstofftank 100 ist ein Behälter, welcher Kraftstoff speichert, der zum Verbrennungsmotor zugeführt wird. Der Kraftstofftank 100 ist mit der Versorgungspumpe 300 über eine Leitung verbunden, welche eine Passage zur Durchleitung des Kraftstoffs ist. Der in dem Kraftstofftank 100 gespeicherte Kraftstoff wird durch die Versorgungspumpe 300 angesaugt. Die Versorgungspumpe 300 saugt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 100 und gibt den angesaugten Kraftstoff durch unter Druck setzen des Kraftstoffs an die gemeinsame Druckleitung 500 ab. Die Hauptrückführung für Kraftstoff, welcher ein überschüssiger Kraftstoff an beispielsweise den Kraftstoffeinspritzventilen 600 und/oder der gemeinsamen Druckleitung 500 ist, und von den Pumpen rückgeführter Kraftstoff, der von der Versorgungspumpe 300 abgegeben wird, werden durch eine Leitung zum Kraftstofftank 100 zurückgeführt.
Eine Leitung (oder als eine Leitungsanordnung bezeichnet) 700 enthält eine Niederdruckleitung 710, eine Hochdruckleitung 720 und eine Rückführleitung 730. Die Niederdruckleitung 710 ist ein Verbindungsweg für den Kraftstoff, der zwischen dem Kraftstofftank 100 und der Versorgungspumpe 300 platziert ist. Die Hochdruckleitung 720 ist ein Verbindungsweg für den Kraftstoff, welcher zwischen der Versorgungspumpe 300 und der gemeinsamen Druckleitung 500 angeordnet ist.
Die Rückführleitung 730 ist ein Weg für den Kraftstoff, welcher zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Kraftstofftank 100 angeordnet ist. Die Rückführleitung 730 enthält eine Hauptrücklaufleitung 731 und eine Pumpenrücklaufleitung 732. Die Hauptrücklaufleitung 731 ist der Weg, welcher den hauptsächlichen Teil des zurückzuführenden Kraftstoffs, der von den Kraftstoffeinspritzventilen 600 und/oder der gemeinsamen Druckleitung 500 ausgegeben wird, zu dem Kraftstofftank 100 zurückführt. Die Pumpenrücklaufleitung 732 ist ein Weg, welcher den von der Pumpe zurückzuführenden Kraftstoff, welcher von der Versorgungspumpe 300 abgegeben wird, zu dem Kraftstofftank 100 zurückführt. Die Rückführleitung 730 führt den hauptsächlich zurückzuführenden Kraftstoff, welcher von der Hauptrücklaufleitung 731 empfangen wird, und den von der Pumpe zurückzuführenden Kraftstoff, welcher von der Pumpenrücklaufleitung 732 empfangen wird, zu dem Kraftstofftank 100 zurück.
Die Pumpenrücklaufleitung 732 bildet eine Rücklaufpassage (durch welche die Pumpenrücklaufleitung 732 als eine Rücklaufpassage der vorliegenden Offenbarung dient), und ein Kraftstoffkühler 800 ist in der Pumpenrücklaufleitung 732 installiert. Der Kraftstoffkühler 800 ist ein Wärmetauscher, der die Wärme zwischen dem durch die Pumpenrücklaufleitung 732 hindurch tretenden Kraftstoff und der äußeren Luft austauscht. Der Kraftstoffkühler 800 kühlt den Kraftstoff in der Rücklaufpassage.
Der Kraftstofffilter 200 ist in der Niederdruckleitung 710 installiert, welche zwischen dem Kraftstofftank 100 und der Versorgungspumpe 300 angeordnet ist. Wenn der Kraftstoff durch den Kraftstofffilter 200 strömt, filtert der Kraftstofffilter 200 den Kraftstoff und entfernt hierdurch fremde Objekte, welche in dem Kraftstoff enthalten sind. Ein Verstopfungsschalter 210 ist an einer Kraftstoffauslassseite des Kraftstofffilters 200 angeordnet. Der Verstopfungsschalter 210 ist elektrisch mit der ECU 400 verbunden. Der Verstopfungsschalter 210 ist angeordnet, um eine Verstopfung des Kraftstofffilters 200 zu erfassen. Wenn der Verstopfungsschalter 210 eine Verstopfung des Kraftstofffilters 200 erfasst, überträgt der Verstopfungsschalter 210 entsprechende Informationen an die ECU 400.
Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 600 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und in einem entsprechenden der Mehrzahl an Zylindern des Verbrennungsmotors installiert. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 600 ist mit der gemeinsamen Druckleitung 500 verbunden, um den Kraftstoff von der gemeinsamen Druckleitung 500 zu empfangen. Ferner ist jedes Kraftstoffeinspritzventil 600 elektrisch mit der ECU 400 verbunden. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 spritzt den Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder gemäß einem Kommandosignal ein, welches von der ECU 400 ausgegeben wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 ist mit den Kraftstofftank durch die Hauptrücklaufleitung 731 verbunden. Der Kraftstoff, welcher von der gemeinsamen Druckleitung 500 empfangen und nicht von den Kraftstoffeinspritzventilen 600 in den Zylindern eingespritzt wird, wird als ein Hauptteil des zurückzuführenden Kraftstoffs durch die Hauptrücklaufleitung 731 zum Kraftstofftank 100 zurückgeführt.
Ein Inneres der gemeinsamen Druckleitung 500 ist in einer hohlen zylinderförmigen Form ausgestaltet. Die gemeinsame Druckleitung 500 ist durch die Hochdruckleitung 720, welche zwischen der gemeinsamen Druckleitung 500 und der Versorgungspumpe 300 angeordnet ist, mit der Versorgungspumpe 300 verbunden. Die gemeinsame Druckleitung 500 speichert den Kraftstoff, welcher von der Versorgungspumpe 300 durch die Hochdruckleitung 720 zugeführt wird, und die gemeinsame Druckleitung 500 führt den Kraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzventilen 600 zu. Ferner enthält die gemeinsame Druckleitung 500 einen Drucksensor 510 und einen Druckbegrenzer 520. Der Drucksensor 510 erfasst den Druck des Kraftstoffes in der gemeinsamen Druckleitung 500 und überträgt ein Signal, welches den erfassten Druck des Kraftstoffes anzeigt, an die ECU 400. Der Druckbegrenzer 520 gibt den Druck von der gemeinsamen Druckleitung 500 zu dem Kraftstofftank 100 aus, wenn der Druck des Kraftstoffes in der gemeinsamen Druckleitung 500 gleich oder größer als ein vorbestimmter Druck wird, um einen Überdruck des Kraftstoffes in der gemeinsamen Druckleitung 500 zu begrenzen, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Druck ist.
Die ECU 400 enthält eine CPU (zentrale Prozessoreinheit) 410, welche verschiedene Berechnungen durchführt, und einen Speicher 420, der für die Berechnungen verwendete Daten und Berechnungsergebnisse hieraus sowie im Voraus ausgestaltete Programme speichert. Die ECU 400 ist elektrisch mit den Kraftstoffeinspritzventilen 600, der Versorgungspumpe 300, dem Verstopfungsschalter 210 und dem Drucksensor 510 verbunden. Die ECU 400 berechnet einen Kommandowert einer Kraftstoffmenge, die durch die Versorgungspumpe 300 gepumpt wird, durch Ausführen einer entsprechenden Berechnung, bis sie ein Signal empfängt, welches den erfassten Druck anzeigt, welcher durch den Drucksensor 510 erfasst wird.
Die ECU 400 gibt einen Kommandowert für die Kraftstoffmenge an die Versorgungspumpe 300 aus, welche von der Versorgungspumpe 300 zu der gemeinsamen Druckleitung 500 gepumpt wird. Auf diese Weise steuert die ECU 400 die Kraftstoffmenge, welche von der Versorgungspumpe 300 zur gemeinsamen Druckleitung 500 gepumpt wird, und einen Einspritzdruck des einzuspritzenden Kraftstoffes von jedem Kraftstoffeinspritzventil 600 in den entsprechenden Zylinder. Ferner gibt die ECU 400 einen Kommandowert einer Einspritzmenge des Kraftstoffes an jedes Kraftstoffeinspritzventil 600 aus, um die Einspritzmenge des tatsächlich von dem Kraftstoffeinspritzventil 600 eingespritzten Kraftstoffes zu steuern.
Eine Kraftstoffleitung 733 und die Hauptrücklaufleitung 731 sind mit jedem Kraftstoffeinspritzventil 600 verbunden. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 600 ist eingefügt in ein entsprechendes Aufnahmeloch in einem Kopfteil, welches eine Verbrennungskammer bildet, so dass das Kraftstoffeinspritzventil 600 in dem Kopfteil installiert ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 spritzt den Kraftstoff, der durch die Kraftstoffleitung 733 zugeführt wird, durch eine Mehrzahl an Einspritzlöchern des Kraftstoffeinspritzventils 600 direkt in die Verbrennungskammer ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 600 enthält einen Ventilmechanismus, welcher die Einspritzung des Kraftstoffs durch die Einspritzlöcher steuert. Der Ventilmechanismus wird basierend auf einem Ansteuersignal betrieben, welches von der ECU 400 ausgegeben wird.
Nachfolgend wird eine spezifische Struktur der Versorgungspumpe 300 anhand von 2 erläutert. Die Versorgungspumpe 300 enthält eine Zuführpumpe 310 und eine Kraftstoffpumpvorrichtung 320. Die Zuführpumpe 310 saugt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 100 an. Die Kraftstoffpumpvorrichtung 320 empfängt den Kraftstoff von der Zuführpumpe 310 und pumpt den aufgenommenen Kraftstoff in die gemeinsame Druckleitung 500.
Die Zuführpumpe 310 wird durch den Motor derart angetrieben, dass die Zuführpumpe 310 den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 100 ansaugt und den angesaugten Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpvorrichtung 320 der Versorgungspumpe 300 zuführt. Der Kraftstofffilter 200 ist an einer stromaufwärtigen Seite der Zuführpumpe 310 angeordnet. Der Kraftstofffilter 200 fängt fremde Objekte, welche im Kraftstoff enthalten sind. Die Zuführpumpe 310 führt den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 100 zu einer Pumpenkammer 331 zu, welche an einer Innenseite eines Zylinders (Behälters) 330 der Versorgungspumpe 300 ausgebildet ist. Eine Antriebsquelle der Zuführpumpe 310 ist der Motor.
Die Kraftstoffpumpvorrichtung 320 ist eine Komprimiervorrichtung. D.h., dass die Kraftstoffpumpvorrichtung 320 den unter niedrigen Druck stehenden Kraftstoff, der von der Zuführpumpe 310 zu der Pumpenkammer 331 zugeführt wird, unter Druck setzt und den unter Druck stehenden Kraftstoff als den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zur gemeinsamen Druckleitung 500 abgibt. Die Kraftstoffpumpvorrichtung 320 enthält eine Nockenwelle 321, eine Nocke bzw. Kurvenscheibe 322, einen Mitnehmer bzw. Ventilstößel 323, einen Kolben 324, ein elektromagnetisches Ventil 325 und ein Abgabeprüfventil 326. Die Nockenwelle 321 weist die Kurvenscheibe 322 auf und wird durch eine Rotationsantriebskraft des Motors gedreht. Die Kurvenscheibe 322 wandelt die Drehbewegung der Nockenwelle 321 in eine lineare hin und her Bewegung um (eine auf und nieder Bewegung in 2), und überträgt die lineare hin und her Bewegung auf den Ventilstößel 323. Der Kolben 324, welcher in einer zylinderförmigen Stangenform ausgebildet ist, steht in Eingriff mit dem Ventilstößel 323. Wenn der Ventilstößel 323 aufwärts bewegt wird, bewegt sich der Kolben 324 aufwärts. Ein körperfernes Ende des Kolbens 324 ist in der Pumpenkammer 331 derart angeordnet, dass, wenn der Kolben 324 hin und her in der nach oben und nach unten gehenden Richtung gemäß 2 bewegt wird, ein Volumen der Pumpenkammer 331 wiederholt verringert und vergrößert wird.
Das elektromagnetische Ventil 325 ist in einem Ansaugweg des Kraftstoffes angeordnet, welcher sich von der Zuführpumpe 310 zu der Kraftstoffpumpvorrichtung 320 erstreckt. Das elektromagnetische Ventil 325 wird zu einem Zeitpunkt der Abwärtsbewegung (Ansaughub) des Kolbens 324 geöffnet, während der Kraftstoff in die Pumpenkammer 331 gesaugt wird. Das elektromagnetische Ventil 325 wird ferner zu einem Zeitpunkt der Aufwärtsbewegung (Kompressionshub) des Kolbens 324 geschlossen. Das Abgabeprüfventil 326 wird geöffnet, um den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in die Hochdruckleitung 720 abzugeben, wenn der Kraftstoffdruck der Pumpenkammer 331 gleich oder größer als ein vorbestimmter Druck wird.
Die Kurvenscheibe 322 der Nockenwelle 321 ist ferner in einer Kurvenscheibenkammer 302 aufgenommen, welche an einer Innenseite eines Gehäuses 301 der Versorgungspumpe 300 ausgebildet ist. Der Kolben 324 ist hin und her bewegbar in der Kurvenscheibenkammer 302 aufgenommen. Ein Schmiermittelweg 303, welcher den Kraftstoff von der Zuführpumpe 310 zu der Kurvenscheibenkammer 302 zuführt, ist in dem Zylinder 330 und dem Gehäuse 301 ausgebildet. Der Kraftstoff wird durch den Schmiermittelweg 303 in die Kurvenscheibenkammer 302 zugeführt, und der Kraftstoff der Kurvenscheibenkammer 302 wird als ein Schmiermittelöl zum Schmieren der Kurvenscheibe 322 verwendet.
Die Kurvenscheibenkammer 302 ist durch die Pumpenrücklaufleitung 732 mit dem Kraftstofftank 100 verbunden. Daher dient die Pumpenrücklaufleitung 732 als eine Rücklaufpassage, welche den Kraftstoff von der Kurvenscheibenkammer 302 zu dem Kraftstofftank 100 zurückführt. Somit wird der Kraftstoff, welcher von der Kurvenscheibenkammer 302 ausgegeben wird, d.h. der überströmende Kraftstoff, durch die Pumpenrücklaufleitung 732 zu dem Kraftstofftank 100 zurückgeführt. Eine Druckeinstellvorrichtung 340 ist in der Pumpenrücklaufleitung 732 an einer Position installiert, welche stromaufwärtsseitig zu dem Kraftstoffkühler 800 ist.
Die Druckeinstellvorrichtung 340 stellt den Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer 302 und den Kraftstoffdruck der Pumpenrücklaufleitung 732 ein. Die Druckeinstellvorrichtung 340 enthält eine einer Blasenbildung bzw. den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und ein einer Blasenbildung bzw. den Blasen entgegenwirkendes Ventilteil 342. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 ist an einer stromaufwärtigen Seite zu dem den Blasen entgegenwirkenden Ventilteil 342 angeordnet, d.h. auf Seiten der Kurvenscheibenkammer 302 des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342. Mit anderen Worten ist die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 an einer Seite (stromaufwärtigen Seite) der Pumpenrücklaufleitung 732 angeordnet, an der die Kurvenscheibenkammer 302 angeordnet ist. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 wirkt als eine erste Verstelleinheit, welche den Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer 302 so einstellt, dass er gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist. Das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 ist an einer stromabwärtigen Seite zu der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 in der Pumpenrücklaufleitung 732 angeordnet und wirkt als eine zweite Verstelleinheit, welche den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoff nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 so einstellt, dass dieser gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 stellt den Kraftstoffdruck derart ein, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 kleiner wird als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes, bevor dieser durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 hindurch getreten ist. Das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 stellt den Kraftstoffdruck ferner derart ein, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 geringer als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes wird, bevor dieser durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 hindurch getreten ist. Daher wird der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 verringert, und der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 weiter verringert. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 in der vorliegenden Ausführungsform weisen jeweils eine einfache Struktur auf, welche keine Antriebskraft von der Außenseite empfangen, so dass die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und aus den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 keine unter Druck setzende Funktion aufweisen.
Wie in 3 dargestellt ist, sind die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 integral miteinander ausgestaltet in Form eines integralen Bolzens, welcher in der Pumpenrücklaufleitung 732 angeordnet ist. Insbesondere sind die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 in einem einstückigen Gehäuse 348 angeordnet, welches separat vom Gehäuse 301 vorliegt. Ein körperferner Endabschnitt der Druckeinstellvorrichtung 340 (insbesondere ein körperferner Endabschnitt des Gehäuses 348) ist an einer Innenseite der Kurvenscheibenkammer 302 angeordnet. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 ist an dem körperfernen Endabschnitt der Druckeinstellvorrichtung 340 (insbesondere dem körperfernen Endabschnitt des Gehäuses 348) ausgebildet. Ein Kugelventil 343 ist an einer Innenseite der Druckeinstellvorrichtung 340 (insbesondere dem körperfernen Endabschnitt des Gehäuses 348) angeordnet. Das Kugelventil 343 ist durch eine Feder 344 zur stromaufwärtigen Seite vorgespannt. Das Kugelventil 343 ist normalerweise durch die Vorspannkraft der Feder 344 geschlossen (d.h., ist normalerweise angeordnet in seiner Ventilschließposition).
Das Kugelventil 343 wirkt als das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342. Eine Mehrzahl von Strömungsauslässen 345, welche zwischen einem Innenraum und der Außenseite einer peripheren Wand der Druckeinstellvorrichtung 340 (insbesondere einer peripheren Wand des Gehäuses 348) eine Verbindung herstellen, ist durch die periphere Wand der Druckeinstellvorrichtung 340 an einer Position ausgebildet, welche auf einer stromabwärtigen Seite des Kugelventils 343 ist. Wenn das Kugelventil 343 geöffnet ist (d.h. in seiner Ventilöffnungsposition angeordnet ist), wird der von den Strömungsauslässen 345 ausgegebene Kraftstoff in das Innere der Pumpenrücklaufleitung 732 ausgegeben.
Dort kann die Druckeinstellvorrichtung 340 (insbesondere das Gehäuse 348) durch einen Verbinder, wie zum Beispiel ein Banjo-Anschlussstück, mit einem Abschnitt der Pumpenrücklaufleitung 732 verbunden werden, welcher an der stromabwärtigen Seite der Druckeinstellvorrichtung 340 (d.h. einem Abschnitt der Pumpenrücklaufleitung 732, welcher gemäß 2 an einer unteren Seite der Druckeinstellvorrichtung 340 ist) angeordnet ist. Insbesondere kann das Gehäuse 348 als ein hohler Banjo-Bolzen bzw. eine Hohlschraube ausgebildet sein, und das Banjo-Anschlussstück (zum Beispiel ein Banjo-Augen-Anschlussstück), mit welchem der Abschnitt der Pumpenrücklaufleitung 732 verbunden ist, kann in bekannter Weise rund um den hohlen Banjo-Bolzen angefügt sein, um die Strömungsauslässe 345 mit der Innenseite des Abschnitts der Pumpenrücklaufleitung 732 zu verbinden. In diesem Fall ist ein körperferner Endabschnitt des hohlen Banjo-Bolzens (d.h. des Gehäuses 348) über eine Schraubverbindung in ein Schraubloch des Gehäuses 301 der Versorgungspumpe 300 angeschlossen, um den hohlen Banjo-Bolzen gegenüber dem Gehäuse 301 zu sichern. Alternativ kann die Druckeinstellvorrichtung 340 an der Pumpenrücklaufleitung 732 in jeder anderen bekannten Weise installiert sein. Ferner sollte die Anzahl der ausbildenden Komponenten für die Pumpenrücklaufleitung 732 nicht auf eine gewisse Anzahl begrenzt sein. Das Gehäuse 348 der Pumpeneinstellvorrichtung 340 kann als eines der grundlegenden Bestandteile der Pumpenrücklaufleitung 732 dienen. Ferner kann auch das oben erläuterte Banjo-Anschlussstück als ein anderes der grundlegenden Komponenten der Pumpenrücklaufleitung 732 dienen.
Nachfolgend wird eine Druckveränderung durch die Druckeinstellvorrichtung 340 anhand von 4 erläutert. Wie in 4 dargestellt ist, weist das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 die Struktur eines Kugelprüfventils auf. Daher weist das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 das sphärische Ventil (d.h. das Kugelventil 343) auf, und die Feder 344 drängt das Ventil zur stromaufwärtigen Seite, d.h. in die Ventilschließrichtung. Das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 wird geöffnet, wenn der Druck in dem Kraftstoff sofort nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 gleich oder größer als ein Ventilöffnungsdruck wird. Im Gegensatz hierzu wird das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 geschlossen, wenn der Druck in dem Kraftstoff direkt nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 kleiner als der Ventilöffnungsdruck wird. Das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 verändert einen Öffnungsbereich der Durchflusspassage der Pumpenrücklaufleitung 732 entsprechend einer Durchflussmenge des Kraftstoffs nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341, um den Druck in dem Kraftstoff nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 einzustellen. Während der Betriebszeit der Versorgungspumpe 300 kann das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 die Querschnittsfläche der Durchflusspassage in einen beschränkten Zustand versetzen (einen Zustand, in dem die Querschnittsfläche der Durchflusspassage verringert ist, um den Durchfluss zu beschränken, welcher durch die Durchflusspassage strömt), ohne eine Verringerung der Querschnittsfläche der Durchflusspassage auf Null (0), um die Schmierung der Innenseite der Versorgungspumpe 300 sicherzustellen.
Ferner ist die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 ein Durchflussbegrenzer (d.h. ein Durchflussbegrenzer mit einem festgelegten Öffnungsgrad der Durchflusspassage), welcher teilweise die Querschnittsfläche der Durchflusspassage der Pumpenrücklaufleitung 732 verringert und hierdurch ein Ansteigen des Kraftstoffdrucks in der Kurvenscheibenkammer 302 ermöglicht. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 ermöglicht das Ansteigen des Kraftstoffdrucks P1 in der Kurvenscheibenkammer 302 und behält den angestiegenen Hochdruckzustand in der Kurvenscheibenkammer 302 bei. Der Kraftstoffdruck P1 der Kurvenscheibenkammer 302 wird gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes gehalten. Hierdurch ist es möglich, eine örtliche Verringerung des Kraftstoffdrucks in der Kurvenscheibenkammer 302 auf den Sättigungsdampfdruck oder geringer durch die hin und her Bewegung des Ventilstößels 323 und des Kolbens 324 zu begrenzen, und hierdurch ist es möglich, die Erzeugung von Blasen in dem Kraftstoff einzuschränken, welche andernfalls durch die Verringerung des Kraftstoffdrucks auf den Sättigungsdampfdruck oder geringer verursacht werden.
Wie durch die gestrichelte Linie in 4 angezeigt ist, tritt in dem Fall, in welchem nur die Öffnung ohne das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 vorgesehen ist, nach dem Hindurchtreten durch die Öffnung ein Abreißen des Kraftstoffstroms auf, aufgrund eines rapiden Anstiegs der Querschnittsfläche der Durchflusspassage der Pumpenrücklaufleitung 732, so dass der Kraftstoffdruck nach der Öffnung sich lokal auf den Sättigungsdampfdruck oder weniger verringert.
Angesichts des oben dargestellten Phänomens ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 unmittelbar nach der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 angeordnet. Das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 äußert einen Druck durch Nutzung des Ventils, welches eine Querschnittsfläche der Durchflusspassage aufweist, die größer als eine Querschnittsfläche einer Durchflusspassage der Durchflusspassage unmittelbar nach der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Verringerung (mit einschließend die lokale Verringerung) des Kraftstoffdrucks (des Drucks nach der Öffnung) P2 auf den Sättigungsdampfdruck oder geringer zu begrenzen, nachdem dieser durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 in der Pumpenrücklaufleitung 732 hindurch getreten ist. Mit anderen Worten kann das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 den Kraftstoffdruck unmittelbar nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 im Vergleich zu der Struktur anheben, welche nicht das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Erzeugung von Blasen in der Innenseite der Pumpe zu begrenzen, ohne die Schmierung der Pumpe unter Verwendung des einfachen Kraftstoffkreislaufs zu beeinträchtigen.
Nachfolgend wird ein wünschenswerter Ventilöffnungsdruck des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 242 anhand von 5 beschrieben. Ein Durchmesser der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 und der Ventilöffnungsdruck des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 sind derart festgelegt, dass der Kraftstoffdruck P1 der Kurvenscheibenkammer 302 und der Kraftstoffdruck P2 nach dem Passieren der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 nicht zu dem Sättigungsdampfdruck oder geringer (gerade auch lokal) wird. Ferner wird der Kraftstoffdruck P1 der Kurvenscheibenkammer 302 auf einen erforderlichen Druck festgelegt, welcher erforderlich ist, um die in der Kurvenscheibenkammer 302 erzeugten Blasen zu verringern.
Gemäß der Darstellung in 5 weist der Ventilöffnungsdruck des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 eine Korrelation mit dem Maß an erzeugten Blasen in Gestalt einer Badewannenkurve auf, so dass, wenn der Ventilöffnungsdruck des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert verringert wird, das Ausmaß der erzeugten Blasen sich im Wesentlichen erhöht, und wenn der Ventilöffnungsdruck des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 wesentlich über einen vorbestimmten oberen Grenzwert erhöht wird, erhöht sich das Ausmaß der erzeugten Blasen. Der untere Grenzwert des Ventilöffnungsdrucks des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 ist derart festgelegt, dass eine Durchschnittszeit des Kraftstoffdrucks, welcher an einem Ort gemessen wird, in dem der Kraftstoffdruck unmittelbar nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 minimal ist, gleich oder geringer als der Sättigungsdampfdruck wird. Wenn der Kraftstoffdruck über den oberen Grenzwert des Ventilöffnungsdrucks erhöht wird, reduziert sich die Querschnittsfläche der Durchflusspassage zum Zeitpunkt der Ventilöffnung. Daher tritt die Druckverringerung, ähnlich zu der Öffnung, nach dem Hindurchtreten durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 auf, um die Erzeugung von Blasen zu verursachen. In einem Fall, in dem der Ventilöffnungsdruck in einem Bereich zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert liegt, kann die Erzeugung der Blasen, welche während der Druckpulsation erzeugt werden, daher durch ein Erhöhen der Ventilöffnungsdrucks begrenzt werden.
Ein Grad der beispielsweise durch die Beschränkung der Durchflusspassage verursachten Druckveränderung des Fluids wird durch eine Dichte des Kraftstoffes beeinflusst. Daher wird der Ventilöffnungsdruck durch die Art des Kraftstoffes und die Temperatur des Kraftstoffes beeinflusst. Der Einfluss der Dichte des Kraftstoffes ist wie folgt. In einer Navier-Stokes-Gleichung der folgenden Gleichung (1) ist die Dichte p im ersten Term auf der rechten Seite der Gleichung (1) in einem Fall enthalten, in dem der Fluss nicht unter Druck steht und eine konstante Viskosität aufweist. Wie ferner aus dem ersten Term an der rechten Seite der Gleichung (1) angezeigt ist, ist ein Druckgradient ∇p proportional zur Dichte p. Wenn die Dichte des Kraftstoffes daher gering ist, ist die Druckveränderung gering und hierdurch erhöht sich der minimale Druck.
[Gleichung (1)] $\frac{\partial v}{\partial t} + (v \cdot \nabla) v = - \frac{1}{ρ} \nabla p + v \nabla^{2} v + F$
Es ist beispielsweise bevorzugt, dass der Kraftstoffdruck P1 der Kurvenscheibenkammer 302 gleich oder größer als ein durchschnittlicher Überdruck von 400 kPa festgesetzt wird, und der Kraftstoffdruck P2 nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 festgesetzt wird, dass er gleich oder größer als ein durchschnittlicher Überdruck von 25 kPa oder gleich oder geringer als ein durchschnittlicher Überdruck von 250 kPa ist. In dem Fall, in dem die Dichte des Kraftstoffes gering ist und der Druck des Kraftstoffes nicht einfach verringert wird, wie in dem Falle, in dem die Temperatur des Kraftstoffes hoch ist, kann der Druck in der Pumpenrücklaufleitung 732 auf diese Weise gleich oder höher als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes beibehalten werden.
Es ist ferner bevorzugt, dass der Kraftstoffdruck P2 nach dem Passieren der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 so festgelegt wird, dass er gleich oder höher als ein durchschnittlicher Überdruck von 50 kPa und gleich oder geringer als ein durchschnittlicher Überdruck von 200 kPa ist. Auf diese Weise kann der Druck in der Pumpenrücklaufleitung 732 selbst in dem Falle, in dem die Dichte des Kraftstoffes hoch ist, und der Druck einfach reduziert werden kann, wie in dem Falle, in dem die Kraftstofftemperatur niedrig ist, gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck gehalten werden.
Wie oben erläutert wurde, ist die Druckeinstellvorrichtung 340 in der vorliegenden Ausführungsform in der Pumpenrücklaufleitung 732 angeordnet und stellt den Kraftstoffdruck in der Kurvenscheibenkammer 302 und den Kraftstoffdruck der Pumpenrücklaufleitung 732 ein. Die Druckeinstellvorrichtung 340 enthält die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 als die Verstelleinheiten. Die Druckeinstellvorrichtung 340 stellt den Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer 302 ein, so dass dieser gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Erzeugung der Blasen in der Kurvenscheibenkammer 302 zu begrenzen. Das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 ist ferner an der stromabwärtigen Seite der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 angeordnet und stellt den Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 so ein, dass dieser gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Erzeugung der Blasen in den Kraftstoff nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 zu begrenzen. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 stellt ferner den Kraftstoffdruck derart ein, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 geringer wird als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341, und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 stellt den Kraftstoffdruck derart ein, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 geringer wird als der Kraftstofftrick des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch das den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342. Daher wird der Kraftstoffdruck schrittweise verringert. In einem Fall, in dem nur eine Verstelleinheit vorgesehen ist, kann der Kraftstoffdruck möglicherweise in großem Maße reduziert werden, was die Erzeugung der Blasen verursacht. Im Gegensatz hierzu wird der Kraftstoffdruck gemäß der vorliegenden Offenbarung in zwei Stufen eingestellt, so dass es möglich ist, die örtliche Verringerung des Kraftstoffdrucks zu begrenzen und hierdurch kann die Erzeugung der Blasen beschränkt werden.
Als ein Vergleichsbeispiel ist es denkbar, die Öffnung ohne die Bereitstellung des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 zu schaffen, um den Pumpeninnendruck auf dem Sättigungsdampfdruck oder größer zu erhöhen, und hierdurch die Blasen zu reduzieren. In dem Fall, in dem nur die Öffnung verwendet wird, wenn dort ein steiler Anstieg in der Querschnittsfläche der Durchflusspassage an der stromabwärtigen Seite der Öffnung gegeben ist, tritt jedoch ein Strömungsabriss im Kraftstofffluss auf und der Kraftstoffdruck wird lokal durch die Pumpenrücklaufleitung 732 verringert. Obwohl das Ausmaß der erzeugten Blasen in einem gewissen Maße reduziert wird, werden die Blasen jedoch weiterhin in beträchtlichem Maße erzeugt. Um die Erzeugung der Blasen wesentlich zu begrenzen, ist eine lange Durchflusspassage der Öffnung erforderlich, um ein Abreißen der Strömung zu begrenzen. Hierdurch wird die Einsetzbarkeit der Druckeinstellvorrichtung in Verfahren nachteilig verschlechtert, und die Größe der Pumpe erhöht sich nachteilig.
Ferner ist es in einem weiteren Vergleichsbeispiel denkbar, nur ein Ventilteil bereitzustellen, welches einen konstanten Ventilöffnungsdruck aufweist, um den Innendruck der Pumpe ohne Bereitstellung der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 zu erhöhen. In dem Fall, in dem nur das Ventilteil vorgesehen ist, ist es jedoch erforderlich, einen hohen Ventilöffnungsdruck festzulegen, um die in der Kurvenscheibenkammer 302 durch die hin und her Bewegung des Ventilstößels erzeugten Blasen zu verringern. Die Zuführpumpe 310 ist mechanisch durch die Drehung des Motors angetrieben, um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 100 zu pumpen. Daher ist die Menge des Kraftstoffes, der von der Zuführpumpe 310 abgegeben wird, proportional zur Drehgeschwindigkeit des Motors. In dem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit des Motors gering ist, ist daher das Ausmaß des Kraftstoffes, der von der Zuführpumpe 310 abgegeben wird, gering. In einem derartigen Fall wird der Pumpeninnendruck geringer als der Ventilöffnungsdruck, so dass der die Pumpe schmierende Kraftstoff nicht zurückgeführt werden kann. Als ein Ergebnis hieraus geht die Schmierfunktion an der Innenseite der Kurvenscheibenkammer 302 verloren und hierdurch besteht die Möglichkeit einer Beschädigung (zum Beispiel eines Festsitzens) an der Kraftstoffpumpvorrichtung 320.
Im Gegensatz hierzu sind wie im Falle der vorliegenden Ausführungsform die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 vorgesehen, um die Nachteile der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 und des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 gegeneinander auszugleichen und hierdurch kann die Zuverlässigkeit sichergestellt werden, während der Einfluss auf die Pumpengröße begrenzt wird, und die Erzeugung der Blasen begrenzt werden kann.
Gemäß der Ausführungsform enthält die Druckeinstellvorrichtung 340 ferner die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341, welche an der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist, und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342, welches auf der stromabwärtigen Seite platziert ist. Mit der simplen Struktur der den Blasen entgegenwirkenden Öffnung 341 kann der Druck der Kurvenscheibenkammer 302 gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck gehalten werden. Ferner wird der Druck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 eingestellt. Da der Druck des Kraftstoffes in der Innenseite der Pumpenrücklaufleitung 732 durch das Hindurchführen durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 verringert wird, kann der Ventilöffnungsdruck des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 verringert werden. Selbst in dem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit des Motors gering ist und dabei das Ausmaß des Kraftstoffes, der von der Zuführpumpe 310 abgegeben wird, gering ist, kann der Pumpeninnendruck daher größer als der Ventilöffnungsdruck des Ventiles (des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342) gehalten werden. Daher kann der die Pumpe schmierende Kraftstoff zurückgeführt werden. Auf diese Weise kann der Druck des Kraftstoffes nach dem Passieren durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck gehalten werden, welches den Ventilöffnungsdruck aufweist, der gleich oder größer als der Sättigungsdampfdruck ist.
Ferner ist der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in der vorliegenden Ausführungsform nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 vorzugsweise gleich oder größer als der Überdruck von 25 kPa und gleich oder geringer als der Überdruck von 250 kPa. In dem Fall, in dem die Dichte des Kraftstoffes gering ist, und der Druck des Kraftstoffes nicht einfach verringert wird, wie in dem Fall, in dem die Kraftstofftemperatur hoch ist, kann der Druck in der Pumpenrücklaufleitung 732 auf diese Weise gleich oder höher als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes beibehalten werden.
Überdies ist der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 vorzugsweise gleich oder größer als der Überdruck von 50 kPa und gleich oder geringer als der Überdruck von 200 kPa. In dem Falle, in dem die Dichte des Kraftstoffes hoch ist, und der Druck des Kraftstoffes auf einfache Weise verringert werden kann, wie in dem Falle, in dem die Kraftstofftemperatur gering ist, kann der Druck in der Pumpenrücklaufleitung 732 auf diese Weise gleich oder höher als der Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes beibehalten werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Kraftstoffkühler 800 in der Pumpenrücklaufleitung 732 installiert. Eine Wärmeaustauschrate des Kraftstoffkühlers 800 ist verringert, wenn die Blasen in dem zurückgeführten Kraftstoff enthalten sind. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Erzeugung der Blasen jedoch verringert werden, und hierdurch kann eine Reduzierung der Wärmeaustauschrate begrenzt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 6 erläutert. Die vorliegende Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 separat voneinander ausgebildet sind. Gemäß der Darstellung in 6 ist eine äußere Schale (insbesondere das Gehäuse) des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 in einer Form eines Bolzens ausgebildet und enthält das Kugelventil 343 an einer Innenseite hiervon. Ein Strömungseinlass 346 ist an einem körperfernen Endabschnitt des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 (insbesondere des Gehäuses des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342) ausgebildet und mit der Kurvenscheibenkammer 302 verbunden. Gemäß der Darstellung in 6 ist die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 an einer äußeren Wand der Kurvenscheibenkammer 302 ausgebildet, d.h. an einem äußeren Wandabschnitt (oder einfach als eine äußere Wand bezeichnet) des Gehäuses 301.
Daher sind die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 separat voneinander ausgebildet, wie oben dargelegt wurde. Selbst mit dieser Struktur können die Vorteile, welche ähnlich zu jenen in der ersten Ausführungsform sind, erreicht werden. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 sind an einem äußeren Wandabschnitt des Gehäuses 301 angeordnet und hierdurch kann die Struktur vereinfacht werden.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anhand von 7 erläutert. Die vorliegende Ausführungsform kennzeichnet sich durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342, welche separat voneinander ausgebildet sind. Gemäß der Darstellung in 7 ist die äußere Schale des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 (insbesondere des Gehäuses des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342) in einer Form eines Bolzens gestaltet und enthält ein Spulenventil bzw. Schieberventil 347 an seiner Innenseite. Ein Strömungseinlass 346 ist an einem körperfernen Endabschnitt des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342 (insbesondere des Gehäuses des den Blasen entgegenwirkenden Ventilteiles 342) ausgebildet und steht in Verbindung mit der Kurvenscheibenkammer 302. Das Schieberventil 347 wird durch die Feder 344 zur stromaufwärtigen Seite vorgespannt. Das Schieberventil 347 ist normalerweise geschlossen (d.h. ist normalerweise in seiner Ventilschließposition angeordnet) aufgrund der Vorspannkraft der Feder 344. Wenn das Schieberventil 347 offen ist (d.h. in der Ventilöffnungsposition angeordnet ist), wird der Kraftstoff von den Strömungsauslässen 345 in die Pumpenrücklaufleitung 732 ausgegeben.
Gemäß der Darstellung in 7 ist die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 an der äußeren Wand der Kurvenscheibenkammer 302 ausgebildet, d.h. des äußeren Wandabschnitts des Gehäuses 301. Daher sind die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 separat voneinander ausgebildet, wie oben dargelegt wurde. Selbst mit dieser Struktur können die Vorteile, welche ähnlich zu jenen in der ersten Ausführungsform sind, erzielt werden.
(Vierte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 8 erläutert. Die vorliegende Ausführungsform kennzeichnet sich durch die separat voneinander ausgebildeten, den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342, und die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 sind beide in dem Gehäuse 301 vorgesehen. Gemäß der Darstellung in 8 ist das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 an der Öffnung 304 installiert, welche in dem Gehäuse 301 ausgebildet ist. Das Kugelventil 343 ist in einer Innenseite der Öffnung 304 angeordnet. Das Kugelventil 343 ist durch die Feder 344 zur stromaufwärtigen Seite gespannt. Das Kugelventil 343 ist normalerweise geschlossen (ist normalerweise in dessen Ventilschließposition angeordnet) aufgrund einer Vorspannkraft der Feder 344. Ein Bolzenabschnitt (der als ein Gehäuse dient) 305, welcher als ein Sitz für die Feder 344 wirkt, ist an der Öffnung 304 installiert. Der Strömungseinlass 346 ist an einem körperfernen Ende des Bolzenabschnitts 305 ausgebildet und Strömungsauslässe 345 sind an einer peripheren Wand des Bolzenabschnitts 305 ausgeformt. Eine Innenseite des Bolzenabschnitts 205 steht durch die Strömungsauslässe 345 in Verbindung mit der Pumpenrücklaufleitung 732. Wenn das Kugelventil 343 geöffnet ist (d.h. in dessen Ventilöffnungsposition angeordnet ist), wird der Kraftstoff von den Strömungsauslässen 345 in die Pumpenrücklaufleitung 732 ausgegeben.
Gemäß der Darstellung in 8 ist die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 an der äußeren Wand der Kurvenscheibenkammer 302 ausgebildet, d.h. der äußeren Wand des Gehäuses 301. Die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 steht in Verbindung mit der Öffnung 304. Daher sind die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 und das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 separat voneinander ausgeformt und beide in dem Gehäuse 301 angeordnet, wie oben erläutert wurde. Selbst mit dieser Struktur können die Vorteile, welche ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform sind, erzielt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erläutert wurden, sollte die vorliegende Offenbarung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein. Die vorliegende Offenbarung kann in verschiedenen Formen ohne eine Abweichung vom Umfang der vorliegenden Offenbarung angewendet werden.
Die Strukturen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und die vorliegende Offenbarung sollte nicht auf den Umfang dieser Ausgestaltungsformen beschränkt sein. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die Ansprüche angezeigt, und der Umfang der vorliegenden Offenbarung soll alle Abwandlungen beinhalten, welche innerhalb der äquivalenten Bedeutung und des äquivalenten Umfanges sind, welche äquivalent zu jenen der Ansprüche sind.
In der ersten Ausführungsform ist die erste Verstelleinheit durch die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 ausgestaltet, und die zweite Verstelleinheit wird durch das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 realisiert. Die vorliegende Offenbarung soll jedoch nicht durch diese Konfiguration begrenzt sein. Beispielsweise kann sowohl die erste Verstelleinheit als auch die zweite Verstelleinheit durch den Durchflussbegrenzer (d.h. den Durchflussbegrenzer mit einem festgelegten Öffnungsgrad der Durchflusspassage) ausgeführt sein. Alternativ kann sowohl die erste Verstelleinheit als auch die zweite Verstelleinheit durch das Ventilteil (d.h. das Ventilteil mit dem variablen Öffnungsgrad der Durchflusspassage) ausgeführt sein. Ferner kann das den Blasen entgegenwirkende Ventilteil 342 alternativ als die erste Verstelleinheit verwendet werden, und die den Blasen entgegenwirkende Öffnung 341 kann als die zweite Verstelleinheit genutzt werden. Selbst mit einer dieser Strukturen können die Vorteile, welche ähnlich zu der ersten Ausführungsform sind, durch Einstellen des Drucks in einer schrittweisen Art erzielt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003172231 A [0004, 0005]
US 2003/0101970 A1 [0004]
US 2003/01011970 A1 [0005]

Claims

Druckeinstellvorrichtung, die ausgestaltet ist, um an einer Rücklaufpassage (732) einer Pumpe installiert zu sein, welche enthält: einen Behälter (330), der eine Pumpenkammer (331) enthält, welche an einer Innenseite des Behälters (330) ausgebildet und mit Kraftstoff versorgt ist; eine Komprimiervorrichtung (320), welche ausgestaltet ist, um den Kraftstoff in der Pumpenkammer (331) unter Druck zu setzen; eine Nockenwelle (321), welche ausgestaltet ist, um drehend angetrieben zu werden; eine Kurvenscheibe (322), welche an der Nockenwelle (321) angeformt und ausgestaltet ist, um die Komprimiervorrichtung (320) anzutreiben; ein Gehäuse (301), das eine Kurvenscheibenkammer (302) enthält, welche in einer Innenseite des Gehäuses (301) ausgebildet ist und die Kurvenscheibe (322) aufnimmt, wobei die Kurvenscheibenkammer (302) mit dem Kraftstoff versorgt ist, um die Kurvenscheibe (322) mit dem Kraftstoff zu schmieren; und die Rücklaufpassage (732), welche ausgestaltet ist, um den Kraftstoff von der Kurvenscheibenkammer (302) zu einem Kraftstofftank (100) zurückzuführen, wobei die Druckeinstellvorrichtung ausgestaltet ist, um einen Kraftstoffdruck der Kurvenscheibenkammer (302) und einen Kraftstoffdruck der Rücklaufpassage (732) einzustellen, und wobei sie enthält: eine erste Verstelleinheit (341), welche an einer Seite der Rücklaufpassage (732) angeordnet ist, an der die Kurvenscheibenkammer (302) platziert ist, wobei die erste Verstelleinheit (341) den Kraftstoffdruck in der Kurvenscheibenkammer (302) einstellt, damit dieser gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist; und eine zweite Verstelleinheit (342), welche an einer stromabwärtigen Seite von der ersten Verstelleinheit (341) in der Rücklaufpassage (732) platziert ist und den Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) einstellt, damit dieser gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck des Kraftstoffes ist, wobei: die erste Verstelleinheit (341) den Kraftstoffdruck derart einstellt, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) geringer als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) ist, und wobei die zweite Verstelleinheit (342) den Kraftstoffdruck derart einstellt, dass der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die zweite Verstelleinheit (342) geringer als der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes vor dem Hindurchtreten durch die zweite Verstelleinheit (342) ist.
Druckeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die erste Verstelleinheit (341) ein Durchflussbegrenzer ist, welcher eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Kurvenscheibenkammer (302) durch teilweises Reduzieren einer Querschnittsfläche einer Durchflusspassage der Rücklaufpassage (732) ermöglicht; und die zweite Verstelleinheit (342) ein Ventilteil ist, welches derart ausgestaltet ist, dass das Ventilteil die Querschnittsfläche einer Durchflusspassage auf einen beschränkten Zustand einstellt, in dem die Querschnittsfläche der Durchflusspassage verringert ist, wenn der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) geringer als der Sättigungsdampfdruck ist, und wobei das Ventilteil die Querschnittsfläche der Durchflusspassage auf einen Öffnungszustand einstellt, in dem die Querschnittsfläche der Durchflusspassage größer als die Querschnittsfläche der Durchflusspassage in dem beschränkten Zustand ist, wenn der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) gleich oder größer als ein Sättigungsdampfdruck ist.
Druckeinstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) gleich oder größer als ein Überdruck von 25 kPa und gleich oder kleiner als ein Überdruck von 250 kPa ist.
Druckeinstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes nach dem Hindurchtreten durch die erste Verstelleinheit (341) gleich oder größer als ein Überdruck von 50 kPa oder gleich oder kleiner als ein Überdruck von 200 kPa ist.
Druckeinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Kraftstoffkühler (800), der ausgestaltet ist, um den Kraftstoff in der Rücklaufpassage (732) zu kühlen, in der Rücklaufpassage (732) angeordnet ist, welche zwischen der Druckeinstellvorrichtung und dem Kraftstofftank (100) angeordnet ist.
Druckeinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Verstelleinheit (341) und die zweite Verstelleinheit (342) der Druckeinstellvorrichtung an einer äußeren Wand des Gehäuses (301) installiert sind.