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[Technischer Bereich der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, und zwar geht es dabei um eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die bei einem Motor mit Benzin-Direkteinspritzung verwendet wird und den Kraftstoff mit hohem Druck verdichtet, um den Kraftstoff unter hohem Druck in Brennkammer einzuspritzen.
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[Technischer Hintergrund der Erfindung]
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Die Benzin-Direkteinspritzung (GDI: Gasoline Direct Injection)-Motortechnologie ist entwickelt, um die Kraftstoffeffizienz und Leistung von Ottomotoren zu verbessern. Im Vergleich mit dem Verbrennungsprozess eines herkömmlichen Ottomotors, dessen Antriebskraft durch Ansaugen, Verdichtung, Zündung, Explosion und Ausstoßen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugt wird, saugt der Ottomotor mit Direkteinspritzung nur Luft an und nach einer Komprimierung von Luft wird der Kraftstoff eingespritzt. Dies Verfahren ist ähnlich wie eine Kompressionszündung eines Dieselmotors.
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Daher hat ein Ottomotor mit Direkteinspritzung den Vorteil, den Kraftstoffverbrauch zu maximieren, da er ein hohes Verdichtungsverhältnis realisieren kann, das die Grenze des Verdichtungsverhältnisses eines herkömmlichen Ottomotors überschreitet.
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In solch einem Ottomotor mit Direkteinspritzung ist der Kraftstoffdruck ein sehr wichtiger Faktor und dafür ist eine hochleistende Hochdruck-Kraftstoffpumpe erforderlich.
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Die herkömmliche Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist an der Motornockenwelle angebracht und besteht aus einer Struktur, in der eine Pumpenwelle durch eine Drehkraft eines Nockens gedreht wird und ein Pumpenkolben durch die Drehkraft angetrieben wird, wodurch ein Druck also gebildet wird, und ein Benzinkraftstoff zugeführt wird. Aber eine solche herkömmliche Hochdruck-Kraftstoffpumpe hat den Nachteil, dass ihre Herstellungskosten teuer wird, da sie in einer mit drei Kolben ausgestatteten Form ausgebildet ist.
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Um dieses Problem zu lösen, wird eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe als ein mit einem Pumpenkolben ausgestatteter Ein-Kolben-Typ für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung entwickelt.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine herkömmliche Hochdruck-Kraftstoffpumpe für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung schematisch zeigt.
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Unter Hinweis auf 1 ist die herkömmliche Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung so konstruiert, dass sie an einer Motornockenwelle (in Zeichnungen nicht gezeigt) angebracht ist und somit einen Druck aufbaut, indem sich ein Kolben 71 durch eine Drehkraft eines Nockens auf und ab linear hin- und herbewegt, so dass ein Benzinkraftstoff einem Injektor (in Zeichnungen nicht gezeigt) zugeführt wird.
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Noch konkreter verringert die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung, wenn ein Dämpferteil 30 an dem oberen Teil des Gehäuses 20 angeordnet ist und ein Kraftstoff durch einen Einströmungsteil 81, mit der der Dämpferteil 30 versehen ist, also dem Dämpferteil 30 zugeführt wird, so die Pulsation des von dem Dämpferteil 30 eingeströmten Kraftstoffs. Ein Durchflussmengensteuerventil 40 ist in dem Einströmkanal 22 angeordnet, der wiederum in dem Gehäuse 20 ausgebildet ist, und das Durchflussmengensteuerventil 40 führt einen durch den Dämpferteil 30 eingeströmten Kraftstoff einer in dem Gehäuse 20 ausgebildeten Kammer 21 zu. Ein Ablassventil 50 und ein Ablassteil 82 sind in einem Ablasskanal 23 angeordnet, der wiederum in dem Gehäuse 20 ausgebildet ist, und wenn ein in der Kammer 21 gespeicherter Kraftstoff einen bestimmten Druck überschreitet, dann wird das Ablassventil 50 geöffnet, so dass der Kraftstoff durch den Ablasskanal 23 abgelassen wird, wobei, da der Ablassteil 82 mit einem Injektor verbunden ist, der unter hohem Druck stehende Kraftstoff also in dem komprimierten Zustand abgelassen wird und durch den Ablasskanal 23 dem Injektor zugeführt wird. Zudem, da das Gehäuse 20 mit einem Kolben 71 und einer Rückstellfeder 72 versehen ist, wird der in der Kammer 21 gespeicherte Kraftstoff mit hohem Druck dabei verdichtet.
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Außerdem ist ein Druckbegrenzungsventil (Pressure Relief Valve; PRV) 60 dafür vorgesehen, einen Ablassdruck des Kraftstoffs zu verringern, wobei dann, wenn ein abnormales Hochdruckphänomen auftritt, dass ein Druck des in der Kammer 21 verdichteten und gleichzeitig abgelassenen Kraftstoffs einen voreingestellten Grenzdruck übersteigt, ein Teil des in den Ablasskanal 23 abgelassenen Kraftstoffs in die Kammer 21 eingeliefert wird.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Druckbegrenzungsventil 60 in einem Druckbegrenzungskanal 24 angeordnet, der also mit dem Ablasskanal 23 und der Kammer 21 hindurch verbunden ist, wobei dann, wenn ein abnormales Hochdruckphänomen auftritt, dass ein Druck des in den Ablasskanal 23 abgelassenen Kraftstoffs einen Grenzdruck übersteigt, ein Ablassdruck des Kraftstoffs verringert wird, indem das Druckbegrenzungsventil 60 geöffnet wird, so dass ein Teil des in den Ablasskanal 23 abgelassenen Kraftstoffs zur Kammer 21 zurückgeführt wird.
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Aber es besteht ein Problem, dass die Kompressionseffizienz und die Ablasseffizienz verringert werden, wobei, da die Kammer 21 ein Raum ist, in dem ein Kraftstoff mit hohem Druck komprimiert wird, eine Druckdifferenz zwischen dem Ablasskanal 23 und dem Raum der Kammer 21 nicht groß ist, so dass es schwierig ist, den abnormalen Hochdruckzustand schnell aufzulösen, und wobei die Kammer 21 so ausgebildet sein muss, dass sie groß genug ist, um den rücklaufenden Kraftstoff aufzunehmen.
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Ferner ist der Druckbegrenzungskanal 24 mit der Kammer 21 hindurch verbunden, wenn die Kammer 21 mit hohem Druck komprimiert wird, so fließt ein Hochdruckkraftstoff zu dem Druckbegrenzungskanal 24 zurück und er drückt das Innere des Druckbegrenzungsventils 60 regelmäßig, und dabei entsteht es ein Problem, dass die Lebensdauer des Druckbegrenzungsventils 60 verringert wird oder der Fehler des Druckbegrenzungsventils 60 verursacht wird.
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[Literatur des Standes der Technik]
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[Patentdokumente]
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- (Patentdokumente 1) Offenlegungsschrift KR 10-1182131 (Anmeldungsdatum: 06.09.2012)
- (Patentdokumente 2) Offenlegungsschrift JP 4664989 (Anmeldungsdatum: 14.01.2011)
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[Inhalt der Erfindung]
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[Aufgabe der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung wird gemacht, um die Probleme, wie oben beschrieben, zu lösen, und dabei ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe anzubieten, die ein abnormales Hochdruckphänomen schnell lösen kann, indem ein Druckbegrenzungskanal nicht mit einer unter hohem Druck stehenden Kammer, sondern mit einem Niederdruckkanal verbunden wird.
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[Technische Lösung]
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Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst eine Hochdruck-kraftstoffpumpe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Teile: ein Gehäuse, das also mit folgenden Teilen versehen ist; einer Kammer, in der ein zugeführter Kraftstoff unter Druck verdichtet wird; einem Einströmkanal, der mit der Kammer hindurch verbunden ist und in den der Kraftstoff einströmt, und einem Ablasskanal, der mit der Kammer hindurch verbunden ist und durch den der Kraftstoff abgelassen wird; einen Kolben, der in dem Gehäuse angeordnet ist und mit dessen linearen Hin- und Herzubewegungen ein der Kammer zugeführter Kraftstoff unter Druck verdichtet wird; eine Hülse, die an dem Gehäuse befestigt ist, den Kolben stützt und einen Raumteil mit dem Gehäuse zum Speichern von Kraftstoff bildet; ein Ablassventil, das in dem Ablasskanal des Gehäuses angeordnet ist und dann geöffnet wird, wenn ein Druck des in der Kammer gespeicherten Kraftstoffs höher als den ersten Druck übersteigt, sowie ein Druckbegrenzungsventil, das in dem Druckbegrenzungskanal angeordnet ist, der wiederum in dem Gehäuse ausgebildet ist, um den Ablasskanal mit dem Raumteil hindurch zu verbinden, und dann geöffnet wird, wenn ein Druck des dem Druckbegrenzungskanal zugeführten Kraftstoffs höher als den zweiten Druck übersteigt.
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Gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe noch die folgenden Teile umfassen: einen Dämpferteil, der an einem oberen Teil des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Kraftstoff einem Einströmkanal des Gehäuses zuführt wird, nachdem der Dämpferteil eine Pulsation des durch einen Einströmungsteil eingeführten Kraftstoffs reduziert; ein Durchflussmengensteuerventil, das in dem Einströmkanal angeordnet ist und den Einströmkanal öffnet/schließt.
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In dem Gehäuse ist ein Dämpferloch ausgebildet, mit dem der Dämpferteil und der Raumteil hindurch verbunden sind, und der Druckbegrenzungskanal kann so ausgebildet sein, dass er mit dem Ablasskanal und dem Dämpferloch hindurch verbunden wird.
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Zudem kann ein Druckbegrenzungskanal so geneigt ausgebildet sein, dass er einen bestimmten Winkel mit dem Ablasskanal auf der orthogonal zum Kolben liegenden Ebene des Gehäuses aufweist.
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Ferner ist das Dämpferloch in Längsrichtung des Gehäuses so ausgebildet, dass es parallel zu dem Kolben ist, und der Druckbegrenzungskanal kann so ausgebildet sein, dass er einen rechten Winkel mit dem Dämpferloch bildet.
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Hierbei kann das Druckbegrenzungsventil die folgenden Teile umfassen: einen Ventilkörper, der in den Druckbegrenzungskanal eingeschoben und befestigt ist, worin ein Durchgangsloch ausgebildet ist, durch das ein Kraftstoff einströmt; einen Öffnungs-/ Schließteil zum Öffnen/ Schließen des Durchgangslochs des Ventilkörpers, sowie eine Feder, deren eines Seitenende sich auf den Öffnungs-/ Schließteil stützt und deren anderes Seitenende sich auf das Dämpferloch stützt, wobei dann, wenn ein Druck des in den Druckbegrenzungskanal eingeströmten Kraftstoffs höher als der zweite Druck übersteigt, die Feder elastisch komprimiert wird.
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Zugleich kann eine Einschiebenut in dem Dämpferloch ausgebildet sein, so dass das andere Seitenende der Feder eingeschoben und befestigt wird.
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Das Ablassventil kann die folgenden Teile umfassen: ein Ventilgehäuse, das in den Ablasskanal eingeschoben und befestigt ist, worin eine Einlassöffnung ausgebildet ist, durch die ein Kraftstoff einströmt; einen Öffnungs-/ Schließteil, der in das Ventilgehäuse zum Öffnen/ Schließen der Einlassöffnung eingeschoben ist und sich gleitend bewegt, wobei, da er in Form einer Kugel vorgesehen ist, er in linearer Berührung mit der Einlassöffnung steht; eine Ventilhülse, die in den Ablasskanal eingeschoben und befestigt ist, worin eine Ablassöffnung zum Ablassen eines Kraftstoffs ausgebildet ist, sowie eine Feder, die zwischen dem Öffnungs-/Schließteil und der Ventilhülse angeordnet ist, wobei dann, wenn ein Druck des in den Ablasskanal abgelassenen Kraftstoffs höher als den ersten Druck übersteigt, die Feder elastisch komprimiert wird.
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Hierbei kann das Ventilgehäuse in Form eines Zylinders so vorgesehen, dass es die folgenden Teile umfasst: eine Einlassöffnung, die mit einem kleineren als dem Durchmesser des Öffnungs-/ Schließteils auf Vorderseite des Ventilgehäuses ausgebildet ist; einen Gehäusekörper, der offen auf seine Hinterseite ist; eine Mehrzahl von Führungsteilen, die auf der Innenumfangsfläche des Gehäusekörpers in einem bestimmten Winkel strahlenförmig beabstandet ausgebildet sind, so dass sie eine Bewegung des Öffnungs-/ Schließteils führen, indem sie in Berührung mit der Außenumfangsfläche des Öffnungs-/ Schließteils kommen; einen Kanalteil, der zwischen der Mehrzahl von Führungsteilen ausgebildet ist, so dass er einen größeren als den Radius des Öffnungs-/ Schließteils in der Mitte des Gehäusekörpers hat, wobei ein Kraftstoff dann fließt, wenn der Öffnungs-/ Schließteil die Einlassöffnung öffnet.
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Dabei kann das Ablassventil vorgesehen sein, so dass ein Hub darauf eingestellt wird, dass sich der Öffnungs-/ Schließteil bewegen kann, da ein Druck des in der Kammer gespeicherten Kraftstoffs höher als den ersten Druck übersteigt.
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[Wirkungen der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe einen Effekt darauf haben, dass das abnormale Hochdruckphänomen schnell gelöst werden kann, indem ein Druckbegrenzungskanal nicht mit einer unter hohem Druck stehenden Kammer, sondern mit einem Niederdruckkanal verbunden wird.
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Zudem, da ein Kraftstoff, der zum Lösen eines abnormalen Hochdruckphänomens zurückgeflossen wird, gemäß der vorliegenden Erfindung der Kammer nicht zugeführt wird, kann das Volumen der Kammer verringert werden und dabei kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe auch einen Effekt darauf haben, dass die Kompressionseffizienz und die Ablasseffizienz verbessert werden können.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1: eine Querschnittsansicht, die schematisch eine herkömmliche Hochdruck-Kraftstoffpumpe für einen Ottomotor mit Direkteinspritzung zeigt,
- 2: eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Druckbegrenzungsventil installiert ist, wobei ein Gehäuse aus einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgezogen wird,
- 3 eine Querschnittsansicht, die schematisch eine auf Grund von Linie A-A' in 2 abgeschnittene Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 4 eine Querschnittsansicht, die schematisch eine auf Grund von Linie B-B' in 2 abgeschnittene Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 5 eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Ablassventil zeigt, das wiederum aus einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgezogen wird,
- 6 eine Draufsicht, die schematisch ein Ventilgehäuse eines Ablassventils zeigt, das wiederum aus einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgezogen wird,
- 7 eine Querschnittsansicht, die schematisch ein auf Grund von Linie C-C' in 6 abgeschnittenes Ablassventil einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 8 eine Schnittansicht, die schematisch ein auf Grund von Linie D-D' in 6 abgeschnittenes Ablassventil einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
- 9 eine Querschnittsansicht, die schematisch eine weitere Ausführungsform eines Ablassventils in einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[Ausführungsbeispiele der Erfindung]
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Um das Verständnis der Merkmale der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachfolgend ausführlicher erläutert.
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Es soll darauf aufmerksam gemacht werden, dass bei Hinzufügung der Bezugszeichen zu den Komponenten der jeweils beigefügten Zeichnungen, um das Verständnis der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen zu erleichtern, die möglichst gleichen Bezugszeichen wie die in den beigefügten Zeichnungen zu den gleichen Komponenten hinzugefügt werden, selbst wenn sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Zugleich bei Beschreibungen der vorliegenden Erfindung wird eine detaillierte Beschreibung dann weggelassen, wenn die konkrete Beschreibung über die bezüglich bekannten Funktionen und Konstruktionen den Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung eher unklar machen kann.
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Nachfolgend wird eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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2 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Druckbegrenzungsventil installiert ist, wobei ein Gehäuse aus einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgezogen wird; 3 und 4 sind Querschnittsansichten, die schematisch die jeweils auf Grund von Linie A-A' und Linie B-B' in 2 abgeschnittene Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Ablassventil zeigt, das wiederum aus der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgezogen wird; 6 ist eine Draufsicht, die schematisch ein Ventilgehäuse des Ablassventils zeigt, das wiederum aus der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgezogen wird; 7 und 8 sind Querschnittsansichten, die schematisch das jeweil auf Grund von Linie C-C' und Linie D-D' in 6 abgeschnittene Ablassventil der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Zudem ist 9 eine Querschnittsansicht, die schematisch eine weitere Ausführungsform des Ablassventils in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Unter Hinweis auf 2 bis 8 umfasst eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Teile: ein Gehäuse 200, das so vorgesehen ist, einen eingeströmten Kraftstoff zu komprimieren; einen Kolben 241, durch den ein dem Gehäuse 200 zugeführter Kraftstoff komprimiert wird; eine Hülse 242, die an dem Gehäuse 200 befestigt ist und den Kolben 241 stützt, worin das Gehäuse 200 und der Raum 227 zum Speichern eines Kraftstoffs ausgebildet sind; ein Ablassventil 300, das in einem Ablasskanal 223 des Gehäuses 200 zum Öffnen und Schließen des Ablasskanals 223 vorgesehen ist; ein Druckbegrenzungsventil 400, das einen Druck dann senkt, wenn der Druck eines in den Ablasskanal 223 abgelassenen Kraftstoffs höher als einen bestimmten Druck übersteigt; einen Dämpfer 230, mit dem das Gehäuse 200 versehen ist, und ein Durchflussmengensteuerventil 260, das in einem Einströmkanal 222 des Gehäuses 200 zum Öffnen und Schließen des Einströmkanals 222 vorgesehen ist.
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Das Gehäuse 200 ist in einer zylindrischen Form vorgesehen und an einem Motor (in Zeichnungen nicht gezeigt) durch einen nach außen vorspringend ausgebildeten Flanschteil 210 angebracht. In dem Gehäuse 200 ist ein Hohlraumteil 220 ausgebildet, der nur auf einer Seite offen ist, worin der Kolben 241 eingeschoben ist und sich linear hin- und herbewegt.
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In dem Gehäuse 200 ist eine Kammer 221 am innenseitigen Ende des Hohlraumteils 220 ausgebildet, worin ein Kraftstoff eingeführt und gespeichert wird; eine Seitenfläche der Kammer 221 ist mit dem Einströmkanal 222 hindurch verbunden, dem der Kraftstoff zugeführt wird, und eine andere Seitenfläche der Kammer 221 mit dem Ablasskanal 223 hindurch verbunden, durch den der Kraftstoff abgelassen wird. Das heißt, die Kammer 221 ist in der innenseitigen Mitte des Gehäuses 200 auf Grund von Zeichnung ausgebildet, wobei der Einströmkanal 222 und der Ablasskanal 223 sind mit der Kammer 221 hindurch verbunden und in radialer Richtung ausgebildet.
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Hierbei ist der Einströmkanal 222 mit der Dämpferteil 230 verbunden, so dass ein von dem Dämpferteil 230 zugeführter Kraftstoff gespeichert wird, und dabei ist das Durchflussmengensteuerventil 260 in dem Einströmkanal 222 angeordnet und den Durchfluss des der Kammer 221 zugeführten Kraftstoffs steuert.
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Zugleich ist der Ablasskanal 223 mit einem Ablassteil 252 versehen, so dass der von dem Ablasskanal 223 abgelassenen Kraftstoff aufgenommen wird, wobei der Ablassteil 252 ist so vorgesehen, dass er mit einem Injektor (in Zeichnungen nicht gezeigt) verbunden ist, dem ein Hochdruckkraftstoff zugeführt wird.
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In dem Gehäuse 200 sind darüber hinaus ein Raumteil 227, der durch die Hülse 242 und das Gehäuse 200 ausgebildet ist, und ein mit dem Ablasskanal 223 hindurch verbundener Druckbegrenzungskanal 225 ausgebildet.
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Noch konkreter ist in dem Gehäuse 200 ein Dämpferloch 224 ausgebildet, das mit dem Dämpferteil 230 und dem Raumteil 227 hindurch verbunden ist, und der Druckbegrenzungskanal 225 ist so ausgebildet, dass er mit dem Ablasskanal 223 und dem Dämpferloch 224 hindurch verbunden wird.
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Das heißt, das Dämpferloch 224 ist in Längsrichtung des Gehäuses 200 so ausgebildet, dass es parallel zu dem Kolben 241 ist, und der Druckbegrenzungskanal 225 ist so ausgebildet, dass er einen rechten Winkel mit dem Dämpferloch 225 bildet.
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Der Druckbegrenzungskanal 225 ist so geneigt ausgebildet, dass er einen bestimmten Winkel θ mit dem Ablasskanal 223 auf der orthogonal zum Kolben 241 liegenden Ebene des Gehäuses 200 aufweist. Da das Dämpferloch 224 an einer Position ausgebildet ist, worin es mit der Kammer 221 und dem Hohlraumteil 220 hindurch nicht verbunden wird, ist das Druckbegrenzungskanal 225 so ausgebildet, dass er mit dem Dämpferloch 224 und dem Ablasskanal 223 hindurch verbunden ist und einen bestimmten Winkel θ mit dem Ablasskanal 223 bildet. Das heißt, der Winkel θ des Druckbegrenzungskanals 225 und des Ablasskanals 223 wird anders je nach der Position, an der das Dämpferloch 224 ausgebildet ist. Obwohl je nach der Größe des Gehäuses 200, der Kammer 221 und des Hohlraumteils 220 anders der Winkel wird, ist es wünschenswert, dass der Druckbegrenzungskanal innerhalb des 30 ° bis 50 ° Winkelbereichs mit dem Ablasskanal 223 ausgebildet ist.
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Der Kolben 241 ist in den Hohlraumteil 220 des Gehäuses 200 eingeschoben und sich linear hin- und her bewegt, so dass ein der Kammer 221 des Gehäuses 200 zugeführten Kraftstoff unter Druck verdichtet wird.
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Noch konkreter ist der Kolben 241 mit einer Motornockenwelle (in Zeichnungen nicht gezeigt) verbunden und wird durch die Nockenwelle nach oben bewegt, und da eine Rückstellfeder 243 an dem Kolben 241 vorgesehen ist, bewegt er sich aufgrund der Federkraft der Rückstellfeder 243 nach unten.
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Daher wird der Kolben 241 durch eine Motornockenwelle zuerst nach oben bewegt und dann bewegt sich aufgrund der Federkraft der Rückstellfeder 243 nach unten und in der Weise bewegt er sich durch die Nockenwelle wieder nach oben, dass er sich in dem Gehäuse linear hin- und herbewegt, so dass ein der Kammer 221 zugeführter Kraftstoff unter hohem Druck verdichtet wird.
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Der Dämpferteil 230 ist an dem oberen Teil des Gehäuses 200 angeordnet, und nachdem der Dämpferteil 230 die Pulsation des durch den Einströmungsteil 251 eingeströmten Kraftstoffs reduziert, so wird ein Kraftstoff dem Einströmkanal 222 des Gehäuses 200 zugeführt.
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Ferner dient der Dämpferteil 230 dazu, die Pulsation des Kraftstoffs zu reduzieren, die so entsteht, wenn die Flüssigkeit durch den Betätigung des Kolbens 241 mit Druck verdichtet wird. Der Dämpferteil 230 weist eine wohlbekannte Struktur auf und dabei wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen.
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Zugleich umfasst das Druckbegrenzungsventil 400 die folgenden Teile: einen Ventilkörper 410, der in den Druckbegrenzungskanal 225 eingeschoben und befestigt ist, worin ein Durchgangsloch 411 ausgebildet ist, durch das ein Kraftstoff einströmt; einen Öffnungs-/ Schließteil 420 zum Öffnen/ Schließen des Durchgangslochs 411 des Ventilkörpers 410, sowie eine Feder 430, deren eines Seitenende sich auf den Öffnungs-/ Schließteil 420 stützt und deren anderes Seitenende sich auf das Dämpferloch 224 stützt, wobei dann, wenn ein Druck des in den Druckbegrenzungskanal 225 eingeströmten Kraftstoffs höher als den zweiten Druck übersteigt, sie elastisch komprimiert wird. Hierbei kann der Öffnungs-/ Schließteil 420, wie in 2 gezeigt, mit einer Kugel 421 und einer Federhalterung 422 versehen sein.
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Das heißt, in dem Druckbegrenzungsventil 400, wenn ein Kraftstoff mit einem höher als dem zweiten Druck in den Druckbegrenzungskanal 225 einströmt, drückt der Kraft mit einem höher als dem zweiten Druck die Kugel 421 und während die Feder 430 zusammengezogen wird, bewegt sich die Kugel 421 nach hinten, so dass das Durchgangsloch 411 des Ventilkörpers 410 geöffnet wird. In dem Moment strömt ein durch das Durchgangsloch 411 eingeführter Kraftstoff in das Dämpferloch 224 ein und weiter strömt er in den Dämpferteil 230 und den Raumteil 227 ein, so dass ein in den Ablasskanal 223 abgelassener Druck gesenkt wird. Hierbei kann eine Einschiebenut 226 an dem Dämpferloch ausgebildet sein, so dass das andere Seitenende der Feder 430 eingeschoben und befestigt wird.
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Im Falle der herkömmlichen Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist ein Kanal, wie in 1 gezeigt, ausgebildet, dass ein durch das Druckbegrenzungsventil 60 abgelassener Kraftstoff der Kammer 21 zugeführt wird. Zudem, da ein Hochdruckkraftstoff in der Kammer 21 gespeichert ist, ist es dabei schwierig, dass der durch das Druckbegrenzungsventil 60 passierte Kraftstoff effektiv eingeführt wird.
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Aber, da der durch das Druckbegrenzungsventil 400 passierte Kraftstoff in das Dämpferloch 224 eingeströmt ist, wobei das Dämpferloch 224 mit dem Dämpferteil 230 und dem Raumteil 227 hindurch verbunden ist, und da ein Niederdruckkraftstoff in dem Dämpferteil 230 und dem Raumteil 227 gespeichert ist, kann ein durch das Druckbegrenzungsventil 400 abgelassener Hochdruckkraftstoff leicht in den Dämpferteil 230 und den Raumteil 227 eingeströmt sein, und infolgedessen kann gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 einen Druck eines in den Ablasskanal 223 abgelassen Kraftstoffs effektiv absenken.
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Das Ablassventil 300 ist in dem Ablasskanal 223 des Gehäuses 200 angeordnet und wird dann geöffnet, wenn ein in der Kammer 221 gespeicherter Kraftstoff einen Druck höher als den ersten Druck übersteigt, und es ist so vorgesehen, dass der Hub des Öffnungs-/ Schließteils 320 eingestellt werden kann. Das heißt, das Ablassventil 300 wird dann geöffnet, wenn der in der Kammer 221 gespeicherte Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck bis zu dem ersten Druck komprimiert wird, wobei der Kraftstoff abgelassen wird.
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Noch konkreter kann das Ablassventil 300 die folgenden Teile umfassen: ein Ventilgehäuse 310, das in den Ablasskanal 233 eingeschoben und befestigt ist, worin eine Einlassöffnung 312 ausgebildet ist, durch die ein Kraftstoff einströmt; einen Öffnungs-/ Schließteil 320, der in das Ventilgehäuse 310 zum Öffnen/ Schließen der Einlassöffnung 312 eingeschoben ist und sich gleitend bewegt; eine Ventilhülse 330, in der eine Ablassöffnung 332 zum Ablassen eines Kraftstoffs ausgebildet ist und die so angeordnet ist, dass ein Abstand von dem Ventilgehäuse 310 wird eingestellt, so dass ein Hub S des Öffnungs-/ Schließteils 320 begrenzt ist, sowie eine Feder 340, die zwischen dem Öffnungs-/Schließteil 320 und der Ventilhülse 330 angeordnet ist, wobei dann, wenn ein Druck des in den Ablasskanal 223 abgelassenen Kraftstoffs höher als den ersten Druck übersteigt, die Feder elastisch komprimiert wird.
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Der Öffnungs-/ Schließteil 320 ist in Form einer Kugel ausgebildet und ist so angeordnet, dass er in linearer Berührung mit der Einlassöffnung 312 steht, um die Einlassöffnung 312 zu schließen. Das heißt, wie in 7 gezeigt, kommt der Öffnungs-/ Schließteil 320 als eine Form einer Kugel dicht an der innenseitigen Schlagfläche der Einlassöffnung 312 in linearer Berührung.
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Im Falle der herkömmlichen Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist der Öffnungs-/ Schließteil 52 des Ablassventils 50 unter Hinweis auf 1 in Form einer flachen Platte vorgesehen, so dass er in Flächenberührung mit einem Einlassöffnung steht, wobei er in dem Ventilkörper 51 ausgebildet ist. Wenn die Flächenberührung mit der Einlassöffnung gebracht wird, dann kann ein haftendes Phänomen der Flüssigkeit auftreten, was zur Entstehung des Ablassgeräusches führen und die Dichtungsleistung verschlechtern kann.
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In der vorliegenden Erfindung ist der Öffnungs-/ Schließteil 320 daher in Form einer Kugel vorgesehen, um in linearer Berührung mit der Einlassöffnung 312 zu kommen, wodurch ein haftendes Phänomen der Flüssigkeit verhindern kann, was aufgrund der Flächenberührung entsteht, und infolgedessen kann ein durch das haftendes Phänomen entstandenes Ablassgeräusch verringern und die Dichtungsleistung kann verschlechtert werden, da ein Druck des Berührungsteils erhöht werden kann.
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Das Ventilgehäuse 310 ist in Form eines Zylinders so vorgesehen, dass es die folgenden Teile umfasst: eine Einlassöffnung 312, die mit einem kleineren als dem Durchmesser des Öffnungs-/ Schließteils 320 auf Vorderseite des Ventilgehäuses ausgebildet ist; einen Gehäusekörper 311, der offen auf seine Hinterseite ist; eine Mehrzahl von Führungsteilen 313, die auf der Innenumfangsfläche des Gehäusekörpers 311 strahlenförmig in einem bestimmten Winkel beabstandet ausgebildet sind, so dass sie eine Bewegung des Öffnungs-/ Schließteils 320 führen, indem sie in Berührung mit der Außenumfangsfläche des Öffnungs-/ Schließteils 320 kommen; einen Kanalteil, der zwischen der Mehrzahl von Führungsteilen 313 ausgebildet ist, so dass er einen größeren als den Radius des Öffnungs-/ Schließteils 320 in der Mitte des Gehäusekörpers 311 hat, sowie einen Kanalteil 314, in dem ein Kraftstoff dann fließt, wenn der Öffnungs-/ Schließteil 320 die Einlassöffnung 312 öffnet.
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Das heißt, in dem Ventilgehäuse 310 führen eine Mehrzahl von Führungsteilen 313, die also auf der Innenumfangsfläche des Gehäusekörpers 311 ausgebildet sind, die Bewegung der Öffnungs- und Schließteile 320, wobei, da der Kanalteil 314 als eine halbkreisförmige Rille zwischen den Führungsteilen 313 ausgebildet ist, ein Kraftstoff durch den Kanalteil 314 dann einfließt, wenn sich der Öffnungs- und Schließteil 320 durch den Druck des Kraftstoffs entlang des Führungsteils 313 von der Einlassöffnung 312 beabstandet bewegt. Wie in 6 gezeigt, sind vier Führungsteile 313 und vier Kanalteile 314 zwar ausgebildet, jedoch ist es nur ein Ausführungsbeispiel, wobei die Führungsteile 313 und die Kanalteile 314 in verschiedener Anzahl ausgebildet sein können.
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Die Ventilhülse 330 ist in Form eines Zylinders so vorgesehen, dass sie offen auf ihre Vorderseite ist und die folgenden Teile umfasst: eine Ablassöffnung 332, die zum Ablassen eines Kraftstoffs auf der Hinterseite ausgebildet ist; einen Hülsenkörper 331, der in den Ablasskanal 223 eingeschoben und befestigt ist, um einen vorbestimmten Abstand von dem Gehäusekörper 311 zu halten, sowie einen Verschluss 333, der von der Mitte des Hülsenkörpers 331 zur Seite des Öffnungs-/Schließteils 320 vorspringend ausgebildet ist und in den die Feder 340 eingeschoben und befestigt ist, so dass der Hub S des Öffnungs- und Schließteils 320 begrenzt ist.
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Mit dieser Konstruktion kann die Ventilhülse 330 den Hub S des Öffnungs-/ Schließteils 320 einstellen, indem eine Position des Hülsenkörpers 331, der in den Ablasskanal 223 eingeschoben und befestigt ist, eingestellt wird. Das heißt, der Öffnungs-/ Schließteil 320 kann den Hub S einstellen und begrenzen, der sich bewegen kann, wenn der Öffnungs-/ Schließteil 320 geöffnet wird, da ein Abstand zwischen dem Verschluss 333 und dem Öffnungs-/ Schließteil 320 je nach Einstellung der Position des Hülsenkörpers 331 eingestellt werden kann.
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Daher ist es erforderlich, dass der Hub S je nach dem Ablassdruck und der abgelassenen Durchflussmenge eines Kraftstoffs eingestellt wird, und im Falle, dass ein Hub größer als der erforderliche Hub S installiert ist, entsteht das Aufprallgeräusch und die Lebensdauer des Ventils wird reduziert, da, nachdem der Öffnungs-/ Schließteil 320 geöffnet wird, der Impuls am Einlassöffnung 312 bei der elastischen Rückstellung groß wird, und infolgedessen ist es erforderlich, dass ein richtig eingestellter Hub S installiert wird, und der Hub kann je nach Bedarf eingestellt werden.
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Allerdings ist das Verfahren zum Einstellen des Hubs S nicht darauf beschränkt, sondern es kann in jeder Form vorgesehen sein, solange ein Abstand zwischen dem Gehäusekörper 311 und dem Hülsenkörper 331 eingestellt werden kann.
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Als ein Ausführungsbeispiel können der Gehäusekörper 311 und der Hülsenkörper 331 miteinander verschraubt werden, so dass ein Hub S eingestellt wird. Eine solche Ausführungsform ist in 3 gezeigt.
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Unter Hinweis auf 9 ist das Ablassventil 300' gemäß einer anderen Ausführungsform zwar mit dem gleichen Aufbau wie das Ablassventil 300 versehen, jedoch werden der Gehäusekörper 311 und der Hülsenkörper 331 miteinander verschraubt.
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Noch konkreter kann die Ventilhülse 330 verschraubt werden, worin ein Befestigungsteil 334 so ausgebildet, dass ein Gewinde zu dem Gehäusekörper 311 hin vorspringend auf der Außenumfangsfläche ausgebildet ist, wobei ein entsprechend dem Gewinde des Befestigungsteils 334 Gewinde auf der Innenumfangsfläche 315 des Gehäusekörpers 311 ausgebildet ist. Zudem, da der Hülsenkörper 331 mit einem kleineren als dem Durchmesser des Ablasskanal 223 versehen ist, kann er innerhalb des Ablasskanals 223 gedreht werden und der Gehäusekörper 311 ist in den Ablasskanal 223 eingeschoben und befestigt.
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Daher kann ein Befestigungsabstand zwischen dem Gehäusekörper 311 und dem Hülsenkörper 331 eingestellt werden, indem der Hülsenkörper 331 gedreht wird, und infolgedessen kann ein Hub darauf begrenzt werden, indem ein Abstand zwischen dem Verschluss 333 und dem Öffnungs-/ Schließteil 320 eingestellt wird.
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Wie oben gezeigt, wird die vorliegende Erfindung zwar unter Hinweis auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, jedoch versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist und dabei es für den Fachmann ersichtlich ist, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom technischen Geist der vorliegenden Erfindung und vom äquivalenten Umfang der nachfolgend beigefügten Ansprüche abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Hochdruck-kraftstoffpumpe
- 200
- Gehäuse
- 210
- Flanschteil
- 220
- Hohlraumteil
- 221
- Kammer
- 222
- Einströmkanal
- 223
- Ablasskanal
- 224
- Dämpferloch
- 225
- Druckbegrenzungskanal
- 226
- Einschiebenut
- 227
- Raumteil
- 230
- Dämpferteil
- 241
- Kolben
- 242
- Hülse
- 243
- Rückstellfeder
- 251
- Einströmungsteil
- 252
- Ablassteil
- 260
- Durchflussmengensteuerventil
- 300
- Ablassventil
- 310
- Ventilgehäuse
- 311
- Gehäusekörper
- 312
- Einlassöffnung
- 313
- Führungsteil
- 314
- Kanalteil
- 320
- Öffnungs-/ Schließteil
- 330
- Ventilhülse
- 331
- Hülsenkörper
- 332
- Ablassöffnung
- 333
- Verschluss
- 340
- Feder
- 400
- Druckbegrenzungsventil
- 410
- Ventilkörper
- 420
- Öffnungs-/ Schließteil
- 430
- Feder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 101182131 [0013]
- JP 4664989 [0013]