DE102020103953A1

DE102020103953A1 - Drucksteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102020103953A1
Application number: DE102020103953.0A
Authority: DE
Inventors: Kohei Kuno; Tadashi Nishiwaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2020-09-10
Also published as: JP2020143586A; CN111648895A

Abstract

Eine Drucksteuervorrichtung mindert Druck bei Kraftstoff, der in einem Hochdruckdurchlass in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Maschine strömt, und steuert diesen. Die Drucksteuervorrichtung beinhaltet ein Durchlass-Ausbildungsbauteil (10, 11, 12), ein Ventilloch (20), einen Ventilmechanismus (30) und ein Mündungsbauteil (40). Das Durchlass-Ausbildungsbauteil bildet einen Kraftstoffdurchlass (60, 61, 62) aus, der den Hochdruckdurchlass mit einem Niederdruckdurchlass in Verbindung setzt. Das Ventilloch ist in einem Teil des Kraftstoffdurchlasses ausgebildet und reguliert eine Strömungsrate des Kraftstoffs. Der Ventilmechanismus beinhaltet einen Ventilsitz (31), der in Hinblick auf das Ventilloch an einer Seite des Niederdruckdurchlasses platziert ist, und einen Ventilkörper (32), der dazu konfiguriert ist, an dem Ventilsitz anzuliegen und von diesem abgehoben zu sein. Das Mündungsbauteil ist in Hinblick auf den Ventilmechanismus an einer Seite des Niederdruckdurchlasses oder in Hinblick auf den Ventilmechanismus an einer Seite des Hochdruckdurchlasses platziert und beinhaltet ein Drosselloch (41), welches die Strömungsrate des Kraftstoffs reguliert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Drucksteuervorrichtung, die bei einem Kraftstoffeinspritzsystem bei Kraftstoff in einem Hochdruckdurchlass Druck mindert und diesen steuert.
Hintergrund
Ein bekanntes Steuersystem eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Dieselmaschine ist ein Common-Rail-System. Das Common-Rail-System sammelt bzw. reichert einen Kraftstoff an, welcher durch eine Zufuhrpumpe in einer Common-Rail beaufschlagt worden ist, und spritzt zu einer geeigneten Zeit für eine geeignete Zeitspanne den Kraftstoff ausgehend von einer Mehrzahl von Injektoren, die mit der Common-Rail verbunden sind, in Zylinder einer Maschine ein.
Bei dem Common-Rail-System kann in einem Fall, bei welchem ein höherer Kraftstoffdruck angestaut wird, als während eines Stoppens der Maschine in der Common-Rail erforderlich ist, eine Einspritzmenge des Kraftstoffs, der bei einem Start eines nächsten Betriebs der Maschine ausgehend von einem Injektor eingespritzt wird, erhöht werden, und es kann ein Rauschen verursacht werden. Daher beinhaltet das Common-Rail-System eine Drucksteuervorrichtung. Die Drucksteuervorrichtung mindert bei dem Hochdruckkraftstoff in der Common-Rail den Druck auf einen passenden Druck und steuert den Druck des Kraftstoffs mit einer äußerst geringen Strömungsrate durch eine stabile Abfuhr des Kraftstoffs ausgehend von einem Hochdruckdurchlass, wie beispielsweise der Common-Rail, zu einem Niederdruckdurchlass, wie beispielsweise einem Kraftstofftank, auf einen passenden Druck.
Bei der Drucksteuervorrichtung, die in PATENTLITERATUR 1 offenbart wird, wird in einem Zwischenraum zwischen einem Ende eines ersten Ventilkolbens und einem ersten Ventilsitz eine Strömungsrate eines Kraftstoffs in einer Common-Rail reduziert, und der Kraftstoff strömt ausgehend von einem Zwischenraum zwischen einem zweiten Ventilsitz und einem Kugelventil zu einem Niederdruckdurchlass, nachdem dieser durch einen Durchlass in einer Drossel in einem Zwischenstück durchgetreten ist.
Die Drucksteuervorrichtung in PATENTLITERATUR 1 beinhaltet den ersten Ventilkolben, welcher derart in einem Gehäuse einer ersten Ventileinheit platziert ist, dass es dem ersten Ventilkolben ermöglicht wird, sich hin und her zu bewegen. Der erste Ventilkolben bewegt sich in Übereinstimmung mit einem Kraftstoffdruck der Common-Rail in dem Gehäuse der ersten Ventileinheit, und der Zwischenraum zwischen dem Ende des ersten Ventilkolbens und dem ersten Ventilsitz ist variabel. Andererseits drückt ein zweiter Ventilkolben das Kugelventil hin zu dem zweiten Ventilsitz. Der zweite Ventilkolben ist in einem Gehäuse einer zweiten Ventileinheit platziert, um sich so hin und her bewegen zu können. Ein Ventilöffnungsdruck des Kugelventils wird durch eine Druckfeder und eine Anpassschraube bzw. Einstellschraube gesteuert, welche den zweiten Ventilsitz vorspannen, um so einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail anzupassen, der größer gleich einem Druck ist, der für einen Leerlauf einer Maschine erforderlich ist.
PATENTLITERATUR 1
DE 10 1082 02 A1
Allerdings verändert sich bei der Drucksteuervorrichtung in PATENTLITERATUR 1 eine Größe des Zwischenraums zwischen dem Ende des ersten Ventilkolbens und dem ersten Ventilsitz. Daher ist eine Strömungsrate des Kraftstoffs, der ausgehend von der Common-Rail zu dem Niederdruckdurchlass abgeführt wird, die nachfolgend als eine Entlastungsströmungsrate bezeichnet wird, bei der Drucksteuervorrichtung aufgrund einer Viskositätsveränderung, die einem Kraftstofftyp oder einer Temperatur entspricht, nicht stabil.
Bei der Drucksteuervorrichtung gleiten eine Innenwand des Gehäuses der ersten Ventileinheit und der erste Ventilkolben aufeinander. Ein Gleitteil befindet sich in dem Kraftstoff der Common-Rail. Daher verschlechtert sich in einem Fall, bei welchem in dem Kraftstoff der Common-Rail eine Ablagerung erzeugt wird und an dem Gleitteil anhaftet, ein Betrieb des ersten Ventilkolbens. Zusätzlich gleiten eine Innenwand des Gehäuses der zweiten Ventileinheit und der zweite Ventilkolben aufeinander. Das Gleitteil steht mit dem Kraftstoff, der ausgehend von der Common-Rail abgeführt wird, in Kontakt. Daher verschlechtert sich in einem Fall, bei welchem aufgrund einer Wärmeerzeugung eine Ablagerung erzeugt wird, wenn bei dem Kraftstoff der Common-Rail Druck gemindert wird, und an dem Gleitteil anhaftet, ein Betrieb des zweiten Ventilkolbens. Wie vorstehend beschrieben ist die Drucksteuereinheit bei PATENTLITERATUR 1 nicht fähig, die Entlastungsströmungsrate auf eine stabile äußerst geringe Strömungsrate in einem bestimmten Bereich zu reduzieren und den Kraftstoffdruck der Common-Rail geeignet zu reduzieren und steuern.
Kurzfassung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Drucksteuervorrichtung herzustellen, die dazu konfiguriert ist, bei Kraftstoff in einem Hochdruckdurchlass in einem Kraftstoffeinspritzsystem geeignet Druck zu mindern und diesen zu steuern.
Gemäß einem Aspekt bzw. einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Drucksteuervorrichtung dazu konfiguriert, bei Kraftstoff, der in einem Hochdruckdurchlass in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Maschine strömt, Druck zu mindern und diesen zu regulieren. Die Drucksteuervorrichtung beinhaltet ein Durchlass-Ausbildungsbauteil, ein Ventilloch, einen Ventilmechanismus und ein Mündungsbauteil. Das Durchlass-Ausbildungsbauteil bildet einen Kraftstoffdurchlass aus, der den Hochdruckdurchlass mit einem Niederdruckdurchlass in Verbindung setzt. Das Ventilloch ist in einem Teil des Kraftstoffdurchlasses ausgebildet und ist dazu konfiguriert, eine Strömungsrate des Kraftstoffs zu regulieren. Der Ventilmechanismus beinhaltet einen Ventilsitz, der in Hinblick auf das Ventilloch an einer Seite des Niederdruckdurchlasses platziert ist, und einen Ventilkörper, der dazu konfiguriert ist, an dem Ventilsitz anzuliegen und von diesem abgehoben zu sein. Das Mündungsbauteil ist an zumindest einer ausgewählt aus einer Seite des Niederdruckdurchlasses in Hinblick auf den Ventilkörper und einer Seite des Hochdruckdurchlasses in Hinblick auf das Ventilloch vorgesehen und beinhaltet ein Drosselloch, das dazu konfiguriert ist, die Strömungsrate des Kraftstoffs zu regulieren.
Gemäß der Konfiguration strömt der Kraftstoff in einem Fall, bei welchem ein Druckunterschied zwischen dem Hochdruckdurchlass und dem Niederdruckdurchlass größer ist als ein Ventilöffnungsdruck des Ventilkörpers, ausgehend von dem Hochdruckdurchlass zu dem Niederdruckdurchlass. An diesem Punkt wird bei dem Kraftstoff, welcher ausgehend von dem Hochdruckdurchlass zu dem Niederdruckdurchlass strömt, Druck gemindert, wenn dieser durch das Ventilloch oder das Drosselloch strömt, und in dem Kraftstoff wird an jeder der Positionen Wärme erzeugt. Die Drucksteuervorrichtung ermöglicht, den Kraftstoff darin einzuschränken, eine hohe Temperatur anzunehmen, indem eine Position, an welcher in dem Kraftstoff die Wärme erzeugt wird, in mehrere bzw. eine Mehrzahl von Positionen wie beispielsweise das Ventilloch und das Drosselloch unterteilt wird. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung, dass eine Entlastungsströmungsrate mit einer stabilen äußerst geringen Strömungsrate in einem bestimmten Bereich gesteuert wird, und dass der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchlass geeignet reduziert und gesteuert wird, indem eine Viskosität des Kraftstoffs darin eingeschränkt wird, dass diese sich verringert. Zusätzlich ermöglicht die Drucksteuervorrichtung, den Kraftstoff darin einzuschränken, eine hohe Temperatur anzunehmen und eine Erzeugung einer Ablagerung zu unterbinden.
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird bei dem Kraftstoff, welcher ausgehend von dem Hochdruckdurchlass zu dem Niederdruckdurchlass strömt, an der Mehrzahl von Positionen, wie beispielsweise dem Ventilloch und dem Drosselloch, der Druck gemindert. Daher kann die Entlastungsströmungsrate verglichen mit einer Konfiguration, bei welcher bei dem Kraftstoff an einer Position der Druck gemindert wird, kleiner sein.
In einem Fall, bei welchem die Entlastungsströmungsrate an einer Position durch ein einzelnes langes Ventilloch oder ein einzelnes langes Drosselloch gesteuert wird, benötigen das Ventilloch und das Drosselloch bei dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung jeweils Innendurchmesser, die kleiner sind als ein Innendurchmesser des Ventillochs und ein Innendurchmesser des Drossellochs.
Andererseits kann gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung die Entlastungsströmungsrate verringert werden und der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchlass kann geeignet reduziert und gesteuert werden, während verglichen mit der Konfiguration in einem Fall, bei welchem die Drucksteuervorrichtung jeweils das einzelne lange Ventilloch oder das einzelne lange Drosselloch beinhaltet, die Innendurchmesser des Ventillochs und des Drossellochs nicht extrem klein sind (das heißt, als ein Innendurchmesser, der größer ist als eine Prozessbeschränkung beim Schneiden).
Zusätzlich wird gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung der Druck des Kraftstoffs, welcher ausgehend von dem Hochdruckdurchlass zu dem Niederdruckdurchlass strömt, schrittweise verringert, wann immer der Kraftstoff durch das Ventilloch und das Drosselloch durchtritt. Entsprechend wird die Strömungsrate des Kraftstoffs verringert. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung, den Kraftstoff hinsichtlich einer Erzeugung einer Kavitation in dem Kraftstoff einzuschränken und Oberflächen von Konstruktionselementen vor Erosion zu schützen.
Zusätzlich können gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung der Innendurchmesser des Ventillochs und der Innendurchmesser des Drossellochs verglichen mit der Konfiguration in dem Fall, bei welchem die Drucksteuervorrichtung jeweils das einzelne lange Ventilloch oder das einzelne lange Drosselloch beinhaltet, größer sein. Daher können das Ventilloch und das Drosselloch vor dem Verstopfen mit Fremdstoff, der in dem Kraftstoff beinhaltet ist, geschützt werden.
In einem Fall, bei welchem ein Filter stromaufwärts des Ventillochs oder des Drossellochs platziert ist, ist ein Innendurchmesser einer Pore, die in dem Filter beinhaltet ist, kleiner als der Innendurchmesser des Ventillochs oder der Innendurchmesser des Drossellochs. Das heißt, das Ventilloch und das Drosselloch können vor dem Verstopfen geschützt werden, ohne dass ein Filter verwendet wird, welcher eine extrem kleine Pore beinhaltet.
Der Hochdruckdurchlass ist ein Kraftstoffdurchlass ausgehend von einem Abführventil einer Zufuhrpumpe durch die Common-Rail in dem Kraftstoffeinspritzsystem zu einem Einspritzloch eines Injektors. Der Niederdruckdurchlass beinhaltet einen Kraftstoffdurchlass ausgehend von einem Kraftstofftank zu einer Pumpenkammer der Zufuhrpumpe und ein Niederdruckrohr, das mit dem Kraftstofftank in dem Kraftstoffeinspritzsystem verbunden ist.
Figurenliste
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden. Es zeigt/es zeigen:

1 ein Diagramm, welches eine Struktur eines Common-Rail-Systems, auf welches eine Drucksteuervorrichtung angewendet wird, gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Schnittansicht, welche eine Drucksteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine vergrößerte Ansicht, die ein III-Teil zeigt, das in 2 gezeigt wird;
4 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Entlastungsströmungsrate ausgehend von der Drucksteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und einem Kraftstoffdruck einer Common-Rail zeigt;
5 eine Schnittansicht, welche eine Drucksteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
6 eine vergrößerte Ansicht, die ein VI-Teil zeigt, das in 5 gezeigt wird;
7 eine Schnittansicht, welche eine Drucksteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
8 eine vergrößerte Ansicht, die ein VIII-Teil zeigt, das in 7 gezeigt wird;
9 eine Schnittansicht, welche eine Drucksteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
10 eine vergrößerte Ansicht, die ein X-Teil zeigt, das in 9 gezeigt wird;

Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden wie folgt Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Bei jeder Ausführungsform werden die Strukturen, die Beschreibungen bei einer vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, um eine wiederholte Erläuterung zu vermeiden.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Eine Drucksteuervorrichtung 1 bei der vorliegenden Ausführungsform wird für ein Common-Rail-System 100 einer Dieselmaschine verwendet.
Zunächst wird untenstehend das Common-Rail-System 100 beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt wird, beinhaltet das Common-Rail-System 100 einen Kraftstofftank 101, eine Zufuhrpumpe 102, eine Common-Rail 103, einen Injektor 104, eine elektronische Steuereinheit 105, welche untenstehend als eine ECU bezeichnet wird, und dergleichen. Flüssigkraftstoff, wie beispielsweise Gasöl, der in dem Kraftstofftank 101 gespeichert ist, wird durch eine nicht näher dargestellte Niederdruckpumpe hochgepumpt und durch das Niederdruckkraftstoffrohr 106 und einen Kraftstofffilter 107 in die Zufuhrpumpe 102 aufgenommen. Die Zufuhrpumpe 102 ist zum Beispiel eine Tauchkolbenpumpe, die durch eine Maschine angetrieben wird. Die Zufuhrpumpe 102 ist dazu konfiguriert, den Kraftstoff, welcher zum Beispiel in eine nicht näher dargestellte Pumpenkammer aufgenommen worden ist, auf ungefähr 200 bis 300 MPa zu beaufschlagen und zusammenzudrücken und den Kraftstoff an die Common-Rail 103 zu senden. An der Zufuhrpumpe 102 ist ein Kraftstoffsteuerventil 108 vorgesehen und dieses ist dazu konfiguriert, die Menge des Kraftstoffs, welcher in der Pumpenkammer beaufschlagt werden soll, zu steuern. Ein Teil des Kraftstoffs, welcher der Zufuhrpumpe 102 ausgehend von dem Kraftstofftank 101 durch das Niederdruckkraftstoffrohr 106 zugeführt wird, strömt zu einem Überströmungsrohr 109, ohne dass dieser beaufschlagt wird. Nachfolgend wird der Kraftstoff ausgehend von dem Überströmungsrohr 109 durch einen Kühldurchlass 68, mit dem die Drucksteuervorrichtung 1, die in 2 gezeigt wird, ausgestattet ist, ein Überströmrohr 110 und ein Rückführrohr 111, das in 1 gezeigt wird, zu dem Kraftstofftank 101 rückgeführt.
Der Kraftstoff, welcher durch die Zufuhrpumpe 102 beaufschlagt worden ist, strömt durch das Hochdruckrohr 112 und wird in der Common-Rail 103 angereichert. Die Common-Rail 103 ist ein Hochdruckkraftstoffrohr und weist eine verlängerte rohrförmige Form auf. Eine Mehrzahl von Verteilungsrohren 113 verbindet die Common-Rail 103 mit der Mehrzahl von Injektoren 104. Aufgrund dessen wird der Kraftstoff, der in der Common-Rail 103 angereichert wird, durch die Mehrzahl von Verteilungsrohren 113 der Mehrzahl von Injektoren 104 zugeführt. Der Injektor 104 ist dazu konfiguriert, auf Grundlage eines Steuersignals, das ausgehend von der ECU 105 eingegeben wird, zu einem dementsprechenden Zeitpunkt eine dementsprechende Menge des Kraftstoffs in die Zylinder der Maschine einzuspritzen. Ein Teil des Kraftstoffs, der dem Injektor 104 ausgehend von der Common-Rail 103 zugeführt wird, wird durch ein Leckagerohr 114 und das Rückführrohr 111 zu dem Kraftstofftank 101 rückgeführt.
Ein Kraftstoffdrucksensor 115 ist an der Common-Rail 103 angebracht und dazu konfiguriert, einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail 103 zu erfassen. Informationen, die durch den Kraftstoffsensor 115 erfasst werden, werden in die ECU 105 eingegeben. Die ECU 105 beinhaltet einen Prozessor, welche einen Steuerprozess oder einen arithmetischen Prozess ausführt, ein ROM, welches ein Programm, Daten oder dergleichen speichert, einen Mikrocomputer, welcher eine Speichereinheit wie beispielsweise ein RAM oder dergleichen beinhaltet, und deren periphere Schaltungen. Die ECU 105 ist dazu konfiguriert, Betriebe des Kraftstoffsteuerventils 108 der Zufuhrpumpe 102, des Injektors 104 und dergleichen zu steuern.
Die Drucksteuervorrichtung 1 ist an der Common-Rail 103 vorgesehen und dazu konfiguriert, den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 103 zu reduzieren und zu steuern. Die Drucksteuervorrichtung 1 ist dazu konfiguriert, den Hochdruckkraftstoff in der Common-Rail 103 mit einer äußerst geringen Strömungsrate zu einem Niederdruckdurchlass wie beispielsweise dem Kraftstofftank 101 abzuführen. Das heißt, ein Teil des Kraftstoffs in der Common-Rail 103 wird ausgehend von der Drucksteuervorrichtung 1 durch das Überströmrohr 110 und das Rückführrohr 111 zu dem Kraftstofftank 101 rückgeführt. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, das Innere der Common-Rail 103 vor der Anreicherung des Kraftstoffs mit einem Druck, welcher höher ist, als während eines Stoppens der Maschine erforderlich ist, zu schützen, eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffs, der bei einem Start eines nächsten Antreibens bzw. Fahrvorgangs ausgehend von dem Injektor 104 eingespritzt wird, geeignet anzupassen, und eine Erzeugung eines Rauschens zu unterbinden.
Eine Drucksteuervorrichtung 1 ist nicht darauf beschränkt, an der Common-Rail 103 platziert zu sein, und kann an einem beliebigen Platz in einem Hochdruckdurchlass in einem Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine platziert sein. Der Hochdruckdurchlass ist ein Kraftstoffdurchlass ausgehend von einem Abführventil der Zufuhrpumpe 102 durch die Common-Rail 103 zu einem Einspritzloch des Injektors 104. Deswegen ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1 es, bei dem Kraftstoff, der in dem Hochdruckdurchlass in dem Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine strömt, Druck zu mindern und diesen zu steuern. Der Niederdruckdurchlass ist ein Kraftstoffdurchlass ausgehend von dem Kraftstofftank 101 zu der Pumpenkammer der Zufuhrpumpe 102 und eine Niederdruckrohrleitung, die mit dem Kraftstofftank 101 in dem Kraftstoffeinspritzsystem verbunden ist.
Als nächstes wird untenstehend eine Struktur der Kraftstoffsteuervorrichtung 1 bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Wie in den 2 und 3 gezeigt wird, beinhaltet die Drucksteuervorrichtung 1 ein Durchlass-Ausbildungsbauteil 10, ein Ventilloch 20, einen Ventilmechanismus 30, ein Mündungsbauteil 40 und dergleichen.
Das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 ist in einer Längsrichtung an einem Ende der Common-Rail 103 platziert. Ein Befestigungsloch 116 ist an dem Ende der Common-Rail 103 vorgesehen, an welchem das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 angebracht ist. Das Befestigungsloch 116 steht mit einer Rail-Kammer 117 in Verbindung, die in der Common-Rail 103 ausgebildet ist. Ein Innendurchmesser des Befestigungslochs 116 ist größer als ein Innendurchmesser der Rail-Kammer 117. Deswegen ist an einer Stufe zwischen dem Befestigungsloch 116 und der Rail-Kammer 117 ein Anschlagteil 118 vorgesehen, und das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 stößt an das Anschlagteil 118 an.
Das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 beinhaltet ein erstes Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 und ein zweites Durchlass-Ausbildungsbauteil 12. Das erste Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 ist in dem Befestigungsloch 116 an einer Seite der Rail-Kammer 117 platziert. Das erste Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 beinhaltet ein Schulterteil 13, welches an das Anschlagteil 118 der Common-Rail 103 anstößt, und einen Vorsprung 14, welcher ausgehend von dem Schulterteil 13 hin zu der Rail-Kammer 117 hervorsteht. Ein Filter 50 liegt in einer rohrförmigen Form mit einem Boden vor und ist in eine Außenwand des Vorsprungs 14 eingepasst. Der Filter 50 beinhaltet eine Mehrzahl von Poren 51. Der Filter 50 beinhaltet eine Mehrzahl von Poren 51 und fängt Fremdstoff in dem Kraftstoff ein.
Das zweite Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 ist ausgehend von der Rail-Kammer 117 an einer gegenüberliegenden Seite des ersten Durchlass-Ausbildungsbauteils 11 platziert. Das zweite Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 beinhaltet einen Halter 15, welcher das erste Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 an einer radial äußeren Oberfläche des zweiten Durchlass-Ausbildungsbauteils 11 hält. Ein Außengewinde 16, das in einer Außenwand des zweiten Durchlass-Ausbildungsbauteils 12 ausgebildet ist, ist in ein Innengewinde 119 geschraubt, das in einer Innenwand des Befestigungslochs 116 der Common-Rail 103 ausgebildet ist. Aufgrund einer axialen Kraft, die an diesem Punkt erzeugt wird, wird das zweite Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 mit dem ersten Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 in Kontakt gebracht, und das Schulterteil 13 des ersten Durchlass-Ausbildungsbauteils 11 stößt an das Anschlagteil 118 der Common-Rail 103 an. Entsprechend sind das erste Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 und das zweite Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 an dem Befestigungsloch 116 der Common-Rail 103 angebracht. Zwischen der Innenwand des Befestigungslochs 116 der Common-Rail 103 und dem zweiten Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 ist ein Dichtungsring 17 vorgesehen.
Ein Kraftstoffdurchlass 60 ist in dem ersten Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 und dem zweiten Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 ausgebildet. Nachfolgend wird der Kraftstoffdurchlass 60, der in dem ersten Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 ausgebildet ist, als ein erster Kraftstoffdurchlass 61 bezeichnet, und der Kraftstoffdurchlass 60, der in dem zweiten Durchlass-Ausbildungsbauteil 12 ausgebildet ist, wird als ein zweiter Kraftstoffdurchlass 62 bezeichnet. Der erste Kraftstoffdurchlass 61 steht mit der Rail-Kammer 117 der Common-Rail 103 in Verbindung, welche ein Teil des Hochdruckdurchlasses des Kraftstoffeinspritzsystems der Maschine ist. Andererseits steht der zweite Kraftstoffdurchlass 62 mit dem Überströmrohr 110 in Verbindung, welches ein Teil des Niederdruckdurchlasses ist. Zusätzlich steht der erste Kraftstoffdurchlass 61 mit dem zweiten Kraftstoffdurchlass 62 in Verbindung. Das heißt, der Kraftstoffdurchlass 60, der in dem Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 beinhaltet ist, verbindet den Hochdruckdurchlass mit dem Niederdruckdurchlass in dem Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine.
Der erste Kraftstoffdurchlass 61 beinhaltet ausgehend von der Seite der Rail-Kammer 117 in dieser Reihenfolge einen Einlassdurchlass 63 und das Ventilloch 20. Der Kraftstoff wird ausgehend von der Rail-Kammer 117 durch den Filter 50 in den Einlassdurchlass 63 eingeführt. Das Ventilloch 20 weist eine Durchlassfläche auf, die kleiner ist als der Einlassdurchlass 63, und reguliert die Strömung des Kraftstoffs. Ein Druck des Kraftstoffs, der ausgehend von dem Einlassdurchlass 63 eingeführt wird, wird verringert, indem dieser durch das Ventilloch 20 durchtritt. Ein Innendurchmesser des Ventillochs 20 ist derart eingestellt, dass dieser größer ist als ein Grenzwert einer Schneidarbeit, zum Beispiel 0,05 mm im Durchmesser. Der Innendurchmesser des Ventillochs 20 beträgt zum Beispiel ungefähr 0,06 bis 0,12 mm oder 0,08 bis 0,1 mm. Aufgrund dessen kann eine Entlastungsströmungsrate mit einer stabilen äußerst geringen Strömungsrate in einem bestimmten Bereich gesteuert werden, und das Ventilloch 20 kann vorm Verstopfen mit Fremdstoff, der in dem Kraftstoff beinhaltet ist, geschützt werden. Eine Länge eines Kanals des Ventillochs 20 ist kürzer als die des Einlassdurchlasses 63. Eine Durchlassfläche des Ventillochs 20 ist größer als die der Pore 51 in dem Filter 50. Das heißt, in einem Fall, bei welchem feiner Fremdstoff durch die Mehrzahl von Poren 51 des Filters 50 durchtritt, strömt der Fremdstoff hin zu dem Überströmrohr 110, ohne das Ventilloch 20 zu verstopfen. Daher kann das Ventilloch 20 vor dem Verstopfen mit dem Fremdstoff in dem Kraftstoff geschützt werden.
Ein Ventilsitz 31 ist in Hinblick auf das Ventilloch 20 an einer Seite des Überströmrohrs 110 vorgesehen. Der Ventilsitz 31 ist in einer verjüngten Form ausgebildet und ein Innendurchmesser des Ventilsitzes 31 wird ausgehend von einer Seite des zweiten Kraftstoffdurchlasses 62 hin zu dem Ventilloch 20 allmählich verringert. Das Kugelventil 32 als ein Ventilkörper kann an dem Ventilsitz 31 anliegen oder von diesem abgehoben werden. Der Ventilkörper ist nicht auf das Kugelventil 32 beschränkt und es können verschiedene Arten von Tellerventilen eingesetzt werden.
Der zweite Kraftstoffdurchlass 62 beinhaltet ausgehend von einer Seite des ersten Kraftstoffdurchlasses 61 in dieser Reihenfolge einen Ventilmechanismusdurchlass 64, einen Mündungsdurchlass 65, ein Drosselloch 41, einen Retentionsdurchlass 66 und einen Verbindungsdurchlass 67. Bei der ersten Ausführungsform ist der Mündungsdurchlass 65, welcher das Mündungsbauteil 40 beinhaltet, in Hinblick auf das Ventilloch 20 an einer Seite des Niederdruckdurchlasses platziert. Daher kann der Mündungsdurchlass 65 als ein Mündungsdurchlass 65 auf der Niederdruckseite bezeichnet werden.
Wie in 3 gezeigt wird, ist ein Führungsbauteil 33 in dem Ventilmechanismusdurchlass 64 platziert und lagert das Kugelventil 32 an einer Seite gegenüber von dem Ventilsitz 31. Es wird ermöglicht, dass eine Außenwand des Führungsbauteils 33 an einer Außenseite in einer radialen Richtung entlang einer Innenwand des Ventilmechanismusdurchlasses 64 gleiten kann. Die Außenwand des Führungsbauteils 33 an der Außenseite in der radialen Richtung kann in Linienkontakt mit der Innenwand des Ventilmechanismusdurchlasses 64 stehen. Eine Durchlassfläche des Ventilmechanismusdurchlasses 64 ist größer als die des Mündungsdurchlasses 65. Ein Stopper 69 ist als eine Stufenoberfläche zwischen dem Ventilmechanismusdurchlass 64 und dem Mündungsdurchlass 65 vorgesehen. Der bewegliche Bereich des Führungsbauteils 33 wird durch den Stopper 69 eingestellt. Das Führungsbauteil 33 schränkt einen Hubbetrag des Kugelventils 32 darin ein, sich zu erhöhen bzw. zuzunehmen, und schränkt selbst in einem Fall, bei welchem der Kraftstoffdruck der Rail-Kammer 117, der nachfolgend als ein Rail-Druck bezeichnet wird, anormal hoch ist, oder einem Fall, bei welchem in dem Kraftstoff eine anormale Druckpulsation erzeugt wird, das Kugelventil 32 darin ein, in einer Richtung, die senkrecht zu einer Durchlassachsrichtung verläuft, die Kontrolle zu verlieren. Das heißt, es wird ermöglicht, dass das Führungsbauteil 33 das Kugelventil 32 davor schützt, von dem Ventilsitz 31 zu fallen, und eine Feder 34, welche später beschrieben werden wird, vor einer Beschädigung schützt.
Das Mündungsbauteil 40 ist an dem Mündungsdurchlass 65 vorgesehen. Die Feder 34 ist zwischen dem Mündungsbauteil 40 und dem Führungsbauteil 33 platziert. Ein Ende der Feder 34 stößt an das Führungsbauteil 33 an, während das andere Ende der Feder 34 an das Mündungsbauteil 40 anstößt. Die Feder 34 ist eine Kompressionsschraubenfeder und drückt das Führungsbauteil 33 und das Kugelventil 32 hin zu dem Ventilsitz 31. Ein Öffnungsdruck des Kugelventils 32 wird eingestellt, indem eine Vorspannkraft der Feder 34 angepasst wird. Der Öffnungsdruck des Kugelventils 32 ist auf oder über einen Rail-Druck eingestellt, der für einen Leerlauf der Maschine erforderlich ist. Der Ventilmechanismus 30 beinhaltet den Ventilsitz 31, das Kugelventil 32, das Führungsbauteil 33, den Stopper 69 und die Feder 34, welche vorstehend beschrieben werden. Der Ventilmechanismus 30 ist dazu konfiguriert, den Rail-Druck auf oder über dem Druck zu halten, der für den Leerlauf erforderlich ist.
Der Retentionsdurchlass 66 ist in Hinblick auf den Mündungsdurchlass 65 an der Seite des Überströmrohrs 110 platziert. Eine Durchlassfläche des Retentionsdurchlasses 66 ist kleiner bzw. geringer als die des Mündungsdurchlasses 65. Das heißt, zwischen dem Mündungsdurchlass 65 und dem Retentionsdurchlass 66 ist eine Stufe 70 ausgebildet. Das Mündungsbauteil 40 ist an der Stufe 70 fixiert. Die Feder 34, die in dem Ventilmechanismus 30 beinhaltet ist, drückt das Mündungsbauteil 40 hin zu der Stufe 70. Das heißt, die Feder 34 ist als das Fixierbauteil ebenfalls dazu konfiguriert, das Mündungsbauteil 40 in dem Mündungsdurchlass 65 zu fixieren. In einem Fall, bei welchem die Feder 34 als das Fixierbauteil verwendet wird, wie vorstehend beschrieben wird, wird ermöglicht, dass die Feder 34 eine Abmessungsvariation des Kraftstoffdurchlasses 60 in einer Richtung der Durchlassachse absorbiert und das Mündungsbauteil 40 sicher hin zu der Stufe 70 drückt. Daher ist der Kraftstoff darin eingeschränkt, zwischen dem Mündungsbauteil 40 und der Stufe 70 auszulecken.
Das Mündungsbauteil 40 beinhaltet das Drosselloch 41, welches die Strömung des Kraftstoffs reguliert. Ein Druck des Kraftstoffs, welcher ausgehend von dem Drosselloch 41 zu dem Retentionsdurchlass 66 strömt, wird verringert, indem dieser durch das Drosselloch 41 durchtritt. Ein Innendurchmesser des Drossellochs 41 ist derart eingestellt, dass dieser ähnlich wie das Ventilloch 20 größer ist als ein Grenzwert der Schneidarbeit, zum Beispiel 0,05 mm im Durchmesser. Der Innendurchmesser des Drossellochs 41 beträgt zum Beispiel ungefähr 0,06 bis 0,12 mm oder 0,08 bis 0,1 mm. Aufgrund dessen kann die Entlastungsströmungsrate mit der stabilen äußerst geringen Strömungsrate in dem bestimmten Bereich gesteuert werden, und das Drosselloch 41 kann vor dem Verstopfen mit Fremdstoff, der in dem Kraftstoff beinhaltet ist, geschützt werden. Eine Durchlassfläche des Drossellochs 41 ist größer als die der Pore 51, die in dem Filter 50 vorgesehen ist. Das heißt, in dem Fall, bei welchem der feine Fremdstoff durch die Mehrzahl von Poren 51 des Filters 50 durchtritt, strömt der Fremdstoff hin zu dem Überströmrohr 110, ohne das Drosselloch 41 zu verstopfen. Daher kann das Drosselloch 41 vor dem Verstopfen mit Fremdstoff in dem Kraftstoff geschützt werden. An jeweiligen Enden des Drossellochs 41 sind verjüngte Oberflächen 42 ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt wird, ist der Verbindungsdurchlass 67 in Hinblick auf den Retentionsdurchlass 66 an der Seite des Überströmrohrs 110 platziert. Eine Durchlassfläche des Verbindungsdurchlasses 67 ist größer als die des Retentionsdurchlasses 66. Ein nicht näher dargestelltes Ende des Überströmrohrs 110 ist mit dem Verbindungsdurchlass 67 verbunden.
Die Common-Rail 103 beinhaltet einen Kaltkraftstoffeinlass 120, mit welchem das Überströmungsrohr 109 verbunden ist. Der Kraftstoff, welcher zu dem Kaltkraftstoffeinlass 120 geströmt ist, strömt in eine Kaltkraftstoffkammer 121, die zwischen der Innenwand des Befestigungslochs 116 und dem Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 ausgebildet ist. Der Kühldurchlass 68 verbindet die Kaltkraftstoffkammer 121 mit dem Verbindungsdurchlass 67. Der Kühldurchlass 68 ist zwischen dem Mündungsbauteil 40 und dem Dichtungsring 17 platziert. Der Kühldurchlass 68 schränkt eine Übertragung der Wärme, die durch eine Druckminderung des Kraftstoffs an dem Ventilloch 20 und dem Drosselloch 41 erzeugt wird, an den Dichtungsring 17 ein.
Als nächstes werden Betriebseffekte, die durch die Drucksteuervorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform erzielt werden, untenstehend beschriebenen werden.
(1) In einem Fall, bei welchem der Rail-Druck größer ist als der Ventilöffnungsdruck des Ventilmechanismus 30, öffnet sich der Ventilmechanismus 30 und der Kraftstoff strömt ausgehend von der Rail-Kammer 117 zu dem Überströmrohr 110. An diesem Punkt wird bei dem Kraftstoff, welcher ausgehend von der Rail-Kammer 119 zu dem Überströmrohr 110 strömt, welcher nachfolgend als der Überströmkraftstoff bezeichnet wird, an einer Mehrzahl von Positionen, wie beispielsweise dem Ventilloch 20 und dem Drosselloch 41, schrittweise der Druck gemindert. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, dass die Strömungsrate des Überströmkraftstoffs reduziert wird und dass der Kraftstoffdruck in der Rail-Kammer 117 geeignet reduziert und reguliert wird.
(2) Wenn der Überströmkraftstoff durch das Ventilloch 20 und das Drosselloch 41 durchtritt, wird Druckenergie durch Dekompression bzw. Druckverminderung in thermische Energie bzw. Wärmeenergie umgewandelt und es wird Wärme erzeugt. Bei der ersten Ausführungsform wird die Position, an welcher ausgehend von dem Überströmkraftstoff die Wärme erzeugt wird, in die Mehrzahl von Positionen, wie beispielsweise das Ventilloch 20 und das Drosselloch 41, unterteilt. Deswegen ist der Überströmkraftstoff darin eingeschränkt, eine hohe Temperatur anzunehmen und eine Viskosität zu verringern. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, dass die Entlastungsströmungsrate mit der stabilen äußerst geringen Strömungsrate in dem bestimmten Bereich gesteuert wird, und dass bei dem Kraftstoff in der Rail-Kammer 117 geeignet der Druck gemindert und dieser gesteuert wird, indem die Viskosität des Kraftstoffs darin eingeschränkt wird, dass diese sich verringert. Zusätzlich ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, den Kraftstoff davor zu schützen, eine hohe Temperatur anzunehmen, und eine Erzeugung einer Ablagerung zu unterbinden.
(3) Strömungseigenschaften des Überströmkraftstoffs von der Drucksteuervorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform werden untenstehend unter Bezugnahme auf einen Graphen in 4 beschriebenen werden. In einem Graphen in 4 zeigt eine vertikale Achse die Entlastungsströmungsrate an, während eine horizontale Achse den Rail-Druck anzeigt.
In 4 zeigt eine durchgehende Linie A eine Startanforderung der Maschine, eine durchgehende Linie B zeigt eine Abführmengenanforderung bezogen auf die Kapazität der Zufuhrpumpe 102, und eine durchgehende Linie C zeigt eine Druckverminderungsanforderung der Rail-Kammer 117. Wie in 4 gezeigt wird, ist es erforderlich, dass die Drucksteuervorrichtung 1 bei einer Einschränkung, welche die Mehrzahl von Anforderungen wie beispielsweise die durchgehenden Linien A, B und C erfüllt, den Rail-Druck mindert. In Hinblick auf die Einschränkung, welche die Mehrzahl von Anforderungen erfüllt, ist die Drucksteuervorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform dazu konfiguriert, an der Mehrzahl von Positionen, wie beispielsweise dem Ventilloch 20 und dem Drosselloch 41, bei dem Überströmkraftstoff schrittweise den Druck zu mindern. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Struktur ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, den Rail-Druck derart zu reduzieren, dass die Beziehung zwischen dem Rail-Druck und der Entlastungsströmungsrate in einem Bereich der Einschränkung vorliegt, welche die Mehrzahl von Anforderungen erfüllt, wie bei einer gestrichelten Linie D in 4 gezeigt wird. Der niedrigste Punkt E der gestrichelten Linie D zeigt den Öffnungsdruck des Ventilmechanismus 30.
(4) In einem Fall, bei welchem die Entlastungsströmungsrate durch ein einzelnes langes Ventilloch oder ein einzelnes langes Drosselventil gesteuert wird, ist ein Innendurchmesser des Ventillochs 20 oder ein Innendurchmesser des Drossellochs 41 jeweils kleiner als der des Ventillochs 20 oder der des Drossellochs 41 bei der ersten Ausführungsform. Andererseits ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1 bei der ersten Ausführungsform, die Entlastungsströmungsrate zu verringern und den Rail-Druck geeignet zu reduzieren und steuern, während verglichen mit der Konfiguration, welche jeweils das einzelne lange Ventilloch oder das einzelne lange Drosselloch beinhaltet, die Innendurchmesser des Ventillochs 20 und des Drossellochs 41 nicht extrem klein sind (das heißt, als ein Innendurchmesser, der größer ist als die Prozessbeschränkung bei dem Schneiden).
(5) Zusätzlich wird der Druck des Überströmkraftstoffs schrittweise verringert, wann immer der Kraftstoff durch das Ventilloch 20 und das Drosselloch 41 durchtritt, und entsprechend wird die Strömungsrate des Kraftstoffs verringert. Deswegen wird der Druck des Kraftstoffs, welcher in dem Ventilmechanismusdurchlass 64, dem Retentionsdurchlass 66 oder dergleichen strömt, darin eingeschränkt, sich plötzlich zu verringern bzw. abzunehmen, und der Kraftstoff ist darin eingeschränkt, eine Kavitation zu erzeugen. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1 es, eine Oberfläche des Ventilsitzes 31, das Kugelventil 32, das Führungsbauteil 33, die Feder 34 oder dergleichen vor Erosion zu schützen.
(6) Bei der ersten Ausführungsform können der Innendurchmesser des Ventillochs 20 und der Innendurchmesser des Drossellochs 41 verglichen mit der Konfiguration, welche das einzelne lange Ventilloch oder das einzelne lange Drosselloch beinhaltet, größer eingestellt sein, und das Ventilloch 20 und das Drosselloch 41 können vor dem Verstopfen mit Fremdstoff, der in dem Kraftstoff beinhaltet ist, geschützt werden. Die Pore 51, die in dem Filter 50 beinhaltet ist, der stromaufwärts des Ventillochs 20 platziert ist, ist kleiner als der Innendurchmesser des Ventillochs 20 und der Innendurchmesser des Drossellochs 41. Das heißt, das Ventilloch 20 und das Drosselloch 41 können vor dem Verstopfen geschützt werden, ohne dass ein Filter 50 verwendet wird, welcher eine extrem kleine Pore 51 beinhaltet.
Zweite Ausführungsform
Die Drucksteuervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich lediglich hinsichtlich einer Konfiguration des Mündungsbauteils 40 von der gemäß der ersten Ausführungsform und gleicht in anderer Hinsicht der ersten Ausführungsform. Untenstehend wird lediglich eine Konfiguration beschrieben werden, welche sich von der bei der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Wie in den 5 und 6 gezeigt wird, ist bei der zweiten Ausführungsform die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 kontinuierlich in dem Mündungsdurchlass 65 auf der Niederdruckseite vorgesehen. Genauer gesagt sind zwei Mündungsbauteile 40 kontinuierlich in dem Mündungsdurchlass 65 auf der Niederdruckseite vorgesehen. Die Anzahl der Mündungsbauteile 40 ist nicht auf zwei beschränkt und kann gemäß einem Ergebnis eines Versuchs oder dergleichen dementsprechend eingestellt werden. Wie vorstehend beschrieben, ist die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 kontinuierlich platziert. Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 kann in Kontakt miteinander platziert werden, oder diese können so platziert sein, um eine Beilagscheibe, ein Dichtungsbauteil oder dergleichen sandwichartig einzufügen.
Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ist derart platziert, dass Durchlassachsen Ax der Drossellöcher 41 in den Mündungsbauteilen 40 miteinander zusammenfallen. Daher kann die Entlastungsströmungsrate in dem bestimmten Bereich liegen. In einem Fall, bei welchem die Durchlassachsen Ax der Drossellöcher 41 in den Mündungsbauteilen 40 voneinander versetzt angeordnet sind, strömt der Kraftstoff und stößt mit einer Wandoberfläche des Mündungsbauteils 40 in der Durchlassachse zusammen, und es wird eine Variation von Druckverlusten der Kraftstoffströmung verursacht. Daher ist die Entlastungsströmungsrate in diesem Fall kaum derart eingestellt, dass diese in dem bestimmten Bereich liegt.
Andererseits fallen bei der zweiten Ausführungsform die Durchlassachsen Ax der Drossellöcher 41 in den Mündungsbauteilen 40 miteinander zusammen, und die Variation des Druckverlusts der Kraftstoffströmung kann unterbunden werden. Die vorstehend beschriebene Konfiguration ermöglicht, dass die Entlastungsströmungsrate mit der stabilen äußerst geringen Strömungsrate in dem bestimmten Bereich reguliert wird, und dass der Rail-Druck geeignet reduziert und gesteuert wird.
Dritte Ausführungsform
Die Drucksteuervorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform unterscheidet sich lediglich hinsichtlich einer Stelle und einer Konfiguration, bei welcher das Mündungsbauteil 40 platziert ist, von der gemäß der ersten Ausführungsform und gleicht in anderer Hinsicht der ersten Ausführungsform. Untenstehend wird lediglich eine Konfiguration beschrieben werden, welche sich von der bei der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Wie in den 7 und 8 gezeigt wird, ist bei der dritten Ausführungsform der erste Kraftstoffdurchlass 61 in dem ersten Durchlass-Ausbildungsbauteil 11 ausgebildet und beinhaltet ausgehend von der Seite der Rail-Kammer 117 in dieser Reihenfolge einen Mündungsdurchlass 71, das Drosselloch 41 und das Ventilloch 20. Bei der ersten Ausführungsform ist der Mündungsdurchlass 71 in Hinblick auf das Ventilloch 20 an einer Seite des Hochdruckdurchlasses platziert. Daher kann der Mündungsdurchlass 71 als ein Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite bezeichnet werden.
Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ist kontinuierlich in dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite vorgesehen. Genauer gesagt sind drei Mündungsbauteile 40 kontinuierlich in dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite vorgesehen. Eine Anzahl der Mündungsbauteile 40 ist nicht auf drei beschränkt und kann gemäß einem Ergebnis eines Versuchs oder dergleichen dementsprechend eingestellt werden. Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ist derart platziert, dass die Durchlassachsen Ax der Drossellöcher 41 in den Mündungsbauteilen 40 miteinander zusammenfallen. Daher kann die Entlastungsströmungsrate mit der stabilen äußerst geringen Strömungsrate in dem bestimmten Bereich reguliert werden und der Rail-Druck kann geeignet reduziert und gesteuert werden.
Eine Durchlassfläche des Mündungsdurchlasses 71 auf der Hochdruckseite ist größer als die des Ventillochs 20. Das heißt, zwischen dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite und dem Ventilloch 20 ist eine Stufe 72 ausgebildet. Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ist an der Stufe 72 fixiert.
An der Seite der Rail-Kammer 117 ist in Hinblick auf die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 in dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite ein Federstift 35 als das Fixierbauteil vorgesehen. Der Federstift 35 wird auch als eine Federbeilagscheibe bezeichnet. Der Federstift 35 weist eine zylindrische Form auf und beinhaltet eine Schnittlinie, die sich an einem Platz in einer Umfangsrichtung in einer Achsrichtung erstreckt. In einem Zustand, bevor der Federstift 35 an den Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite angefügt wird, ist ein Außendurchmesser des Federstifts 35 größer als ein Innendurchmesser des Mündungsdurchlasses 71 auf der Hochdruckseite. Der Federstift 35 ist in einem Zustand, in dem dieser in einer radialen Richtung zusammengedrückt ist, durch Presspassen an einer Innenwand des Mündungsdurchlasses 71 auf der Hochdruckseite fixiert. Nachfolgend fixiert der Federstift 35 durch die Last, die während des Presspassens ausgeübt wird, die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 an der Stufe 72.
Selbst in einem Fall, bei welchem der Innendurchmesser des Mündungsdurchlasses 71 auf der Hochdruckseite sich durch den Druck des Kraftstoffs, welcher in dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite strömt, vergrößert, kann sich der Außendurchmesser des Federstifts 35 infolge der Vergrößerung des Innendurchmessers des Mündungsdurchlasses 71 auf der Hochdruckseite vergrößern. Das heißt, es wird ermöglicht, dass der Federstift 35 die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 sicher an der Stufe 72 fixiert. Daher ist der Kraftstoff darin eingeschränkt, zwischen dem Mündungsbauteil 40 und der Stufe 70 auszulecken.
Bei der dritten Ausführungsform ist die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 in Hinblick auf das Ventilloch 20 an der Seite der Rail-Kammer 117 platziert. Daher werden der Federstift 35 und das Mündungsbauteil 40 durch den Rail-Druck an die Stufe 72 gedrückt, und das Mündungsbauteil 40 stößt stetig an die Stufe 72 an. Selbst in einem Zustand, in welchem der Rail-Druck relativ niedrig ist, wie beispielsweise dann, wenn die Maschine startet, drückt der Federstift 35 das Mündungsbauteil 40 an die Stufe 72, und das Mündungsbauteil 40 stößt stetig an die Stufe 72 an. Zusätzlich ist die Pulsation selbst in einem Fall, bei welchem die Pulsation in dem Kraftstoff aufgrund der Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40, die in Hinblick auf das Ventilloch 20 an der Seite der Rail-Kammer 117 platziert sind, an einer Seite des Niederdruckdurchlasses erzeugt wird, darin eingeschränkt, an das Mündungsbauteil 40 übermittelt zu werden, und das Mündungsbauteil 40 kann davor geschützt werden, dass dieses sich von der Stufe 72 trennt. Daher ist der Kraftstoff darin eingeschränkt, zwischen dem Mündungsbauteil 40 und der Stufe 72 auszulecken. Das heißt, die Drucksteuervorrichtung 1 ermöglicht, dass die Entlastungsströmungsrate mit der stabilen äußerst geringen Strömungsrate in dem bestimmten Bereich reguliert wird, und ermöglicht, dass der Rail-Druck geeignet reduziert und gesteuert wird.
Bei der dritten Ausführungsform beinhaltet die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 das Drosselloch 41, welches die Kraftstoffströmung reguliert, und eine Freigabekammer 43, welche eine Durchlassfläche aufweist, die größer ist als die eines Drossellochs 41 und ein festgelegtes bzw. festes Volumen aufweist. Der Innendurchmesser des Drossellochs 41 ist mit zum Beispiel 0,05 mm im Durchmesser größer als der Grenzwert der Schneidarbeit. Der Innendurchmesser des Drossellochs 41 beträgt zum Beispiel ungefähr 0,06 bis 0,12 mm oder 0,08 bis 0,1 mm. Eine Länge eines Kanals des Drossellochs 41 beträgt zum Beispiel ungefähr 1/4 bis 1/2 einer Gesamtlänge des einzelnen Mündungsbauteils 40. Ein Innendurchmesser der Freigabekammer 43 ist zum Beispiel ungefähr 10- bis 100-mal größer als der Innendurchmesser des Drossellochs 41. Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 21 steht in Kontakt miteinander. Daher ist ein Volumen der Freigabekammer 43, die in dem Mündungsbauteil 21 beinhaltet ist, festgelegt.
Die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ist kontinuierlich platziert und die Mehrzahl von Drossellöchern 41 und die Mehrzahl von Freigabekammern 43 sind abwechselnd arrangiert bzw. angeordnet. Aufgrund dieser Struktur wird der Druck des Überströmkraftstoffs schrittweise verringert, wann immer der Kraftstoff durch eines der Drossellöcher 41 durchtritt. Das heißt, die Entlastungsströmungsrate bei der dritten Ausführungsform kann verglichen mit einem Fall, bei welchem das Mündungsbauteil verwendet wird, welches das einzelne lange Drosselloch beinhaltet, kleiner sein. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, dass der Rail-Druck geeignet reduziert und gesteuert wird.
Außerdem kann der Innendurchmesser des Drossellochs 41, welches in jedem der Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 beinhaltet ist, bei der dritten Ausführungsform verglichen mit der Konfiguration mit dem Mündungsbauteil, welches das einzelne lange Drosselloch beinhaltet, größer eingestellt sein. Daher kann das Drosselloch 41 vor dem Verstopfen mit Fremdstoff, der in dem Kraftstoff beinhaltet ist, geschützt werden. Die Pore 51, die in dem Filter 50 beinhaltet ist, der stromaufwärts des Mündungsbauteils 40 vorgesehen ist, ist kleiner als eine Querschnittsfläche des Drossellochs 41. Das heißt, das Drosselloch 41 kann vor dem Verstopfen geschützt werden, ohne dass der Filter 50 verwendet wird, welchen die extrem kleine Pore 51 beinhaltet.
Der Druck des Überströmkraftstoffs wird schrittweise verringert, wann immer der Kraftstoff durch eines der Drossellöcher 41 durchtritt, die in der Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 beinhaltet sind, und entsprechend wird die Strömungsrate des Kraftstoffs verringert. Daher ermöglicht die Drucksteuervorrichtung 1, den Kraftstoff hinsichtlich der Erzeugung der Kavitation einzuschränken bzw. diesen darin einzuschränken, eine Kavitation zu erzeugen, und eine Oberfläche des Mündungsbauteils 40 vor der Erosion zu schützen.
Bei der dritten Ausführungsform wird bei dem Überströmkraftstoff durch die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ausreichend Druck gemindert, und dieser strömt durch das Ventilloch 20. Daher kann die Durchlassfläche des Ventillochs 20 bei der dritten Ausführungsform größer sein als die des Ventillochs 20 bei der ersten oder der zweiten Ausführungsform. In diesem Fall kann die Entlastungsströmungsrate mit der stabilen äußerst geringen Strömungsrate in dem bestimmten Bereich reguliert werden, indem die Anzahl der Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 dementsprechend eingestellt wird, und der Rail-Druck kann geeignet reduziert und gesteuert werden. Daher kann eine Herstellung des Ventillochs 20 bei der dritten Ausführungsform in einfacherer Weise durchgeführt werden.
Zusätzlich wird bei dem Überströmkraftstoff bei der dritten Ausführungsform durch die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 ausreichend Druck gemindert, und dieser strömt durch das Ventilloch 20. Das heißt, der Kraftstoffdruck, der auf das Kugelventil 32 ausgeübt wird, ist kleiner als der bei der ersten Ausführungsform. Daher kann bei der dritten Ausführungsform die Vorspannkraft der Feder 34, welche das Kugelventil 32 und das Führungsbauteil 33 hin zu dem Ventilsitz 31 drückt, verringert werden, und der Öffnungsdruck des Ventilmechanismus 30 kann korrekt eingestellt werden.
Außerdem kann bei der dritten Ausführungsform die Außenwand des Führungsbauteils 33 an der Außenseite in der radialen Richtung getrennt von der Innenwand des Ventilmechanismusdurchlasses 64 angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Führungsbauteil 33 verkleinert werden. Zusätzlich kann der Stopper 69, der bei der ersten Ausführungsform stromabwärts des Führungsbauteils 33 vorgesehen ist, bei der dritten Ausführungsform weggelassen sein. Auf diese Weise kann die Struktur des Ventilmechanismusdurchlasses 64 vereinfacht werden.
Vierte Ausführungsform
Die Drucksteuervorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform unterscheidet sich lediglich hinsichtlich einer Konfiguration des Fixierbauteils oder dergleichen von der gemäß der dritten Ausführungsform und gleicht in anderer Hinsicht der ersten Ausführungsform. Untenstehend wird lediglich eine Konfiguration beschrieben werden, welche sich von der bei der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Wie in den 9 und 10 gezeigt wird, sind bei der vierten Ausführungsform eine Feder 36 und ein Abstandshalter 37 als die Fixierbauteile zwischen der Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 und einer Innenwand des Filters 50 platziert. Der Abstandshalter 37 weist eine sphärische Form auf und stößt an die Innenwand des Filters 50 an. Ein Ende der Feder 36 stößt an den Abstandshalter 37 an, während das andere Ende der Feder 36 an das Mündungsbauteil 40 anstößt. Die Feder 36 ist die Kompressionsschraubenfeder und drückt die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 hin zu der Stufe 72. Deswegen ist die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 an der Stufe 72 fixiert.
In einem Fall, bei welchem die Feder 36 als das Fixierbauteil verwendet wird, können Abmessungsvariationen des Filters 50 und des Kraftstoffdurchlasses 60 in einer Richtung der Durchlassachse Ax absorbiert werden, und die Mehrzahl von Mündungsbauteilen 40 können stetig hin zu der Stufe 72 gedrückt werden. Daher ist der Kraftstoff vor dem Auslecken zwischen dem Mündungsbauteil 40 und der Stufe 72 geschützt.
Bei der vierten Ausführungsform ist der Stopper 69 stromabwärts des Führungsbauteils 33 vorgesehen und schränkt den beweglichen Bereich des Führungsbauteils 33 ein. Das Führungsbauteil 33 schränkt den Hubbetrag des Kugelventils 32 darin ein, sich zu erhöhen bzw. zuzunehmen, und schränkt selbst in einem Fall, bei welchem der Kraftstoffdruck der Rail-Kammer 117, der nachfolgend als Rail-Druck bezeichnet wird, anormal hoch ist, oder einem Fall, bei welchem in dem Kraftstoff eine anormale Druckpulsation erzeugt wird, das Kugelventil 32 darin ein, in einer Richtung, die senkrecht zu der Durchlassachse Ax verläuft, die Kontrolle zu verlieren. Daher wird ermöglicht, dass das Führungsbauteil 33 das Kugelventil 32 davor schützt, von dem Ventilsitz 31 zu fallen, und die Feder 36 vor der Beschädigung schützt.
Andere Ausführungsformen
Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beziehungsweise Modifikationen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten weiter modifiziert werden, ohne sich von einem Geist der vorliegenden Offenbarung zu entfernen. Ausführungsformen bei der vorliegenden Offenbarung stehen in Bezug zueinander und können passend kombiniert werden, außer in einem Fall, bei welchem Kombinationen eindeutig unmöglich sind. Elemente bei jeder Ausführungsform sind nicht notwendigerweise wesentlich, außer in einem Fall, bei welchem die Elemente als besonders wesentlich spezifiziert sind, oder einem Fall, bei welchem die Elemente grundsätzlich eindeutig wesentlich sind. Zusätzlich ist die vorliegende Offenbarung selbst in einem Fall, bei welchem bei jeder Ausführungsform eine Anzahl wie beispielsweise eine Menge, ein Wert, eine Quantität oder ein Umfang dargelegt ist, nicht auf eine spezifische Anzahl beschränkt, außer wenn die Anzahl als eine besonders wesentliche Anzahl spezifiziert ist, oder wenn die Anzahl grundsätzlich eindeutig auf die spezifische Anzahl beschränkt ist. Zusätzlich ist die vorliegende Offenbarung selbst in einem Fall, bei welchem bei jeder Ausführungsform eine spezifische Form, eine spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen dargelegt wird, nicht auf eine spezifische Form, eine spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen beschränkt, außer wenn die spezifische Form, die spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen besonders spezifiziert ist, oder wenn die spezifische Form, die spezifische Positionsbeziehung oder dergleichen grundsätzlich eindeutig beschränkt ist.
(1) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Drucksteuervorrichtung 1 an der Common-Rail 103 in dem Hochdruckdurchlass angebracht. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehende Konfiguration beschränkt. Die Drucksteuervorrichtung 1 kann an einer beliebigen Stelle in dem Hochdruckdurchlass platziert sein. Genauer gesagt kann die Drucksteuervorrichtung 1 an der beliebigen Stelle in dem Kraftstoffdurchlass ausgehend von dem Abführventil der Zufuhrpumpe 102 zu dem Einspritzloch des Injektors 104 platziert sein, oder diese kann in einem Kraftstoffdurchlass platziert sein, der damit in Verbindung steht.
(2) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10, die Common-Rail 103 und das Überströmrohr 110, mit welchen die Drucksteuervorrichtung 1 ausgestattet ist, getrennt ausgebildet. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehende Konfiguration beschränkt. Das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10, mit dem die Drucksteuervorrichtung 1 ausgestattet ist, kann integral mit einem anderen Bauteil ausgebildet sein, welches benachbart zu dem Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 angeordnet ist. Genauer gesagt kann das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 integral mit der Common-Rail 103 ausgebildet sein. Zusätzlich kann das Durchlass-Ausbildungsbauteil 10 integral mit dem Überströmrohr 110 ausgebildet sein.
(3) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Mündungsbauteil 40 entweder an dem Mündungsdurchlass 65 auf der Niederdruckseite oder dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite platziert. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehende Konfiguration beschränkt. Das Mündungsbauteil 40 kann an sowohl dem Mündungsdurchlass 65 auf der Niederdruckseite als auch dem Mündungsdurchlass 71 auf der Hochdruckseite vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10108202 A1 [0006]

Claims

Drucksteuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, bei Kraftstoff, der in einem Hochdruckdurchlass in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Maschine strömt, Druck zu mindern und diesen zu steuern, wobei die Drucksteuervorrichtung aufweist: ein Durchlass-Ausbildungsbauteil (10, 11, 12), das einen Kraftstoffdurchlass (60, 61, 62) ausbildet, der den Hochdruckdurchlass mit einem Niederdruckdurchlass in Verbindung setzt; ein Ventilloch (20), das in einem Teil des Kraftstoffdurchlasses ausgebildet ist und dazu konfiguriert ist, eine Strömungsrate des Kraftstoffs zu regulieren; einen Ventilmechanismus (30), der einen Ventilsitz (31), der in Hinblick auf das Ventilloch an einer Seite des Niederdruckdurchlasses platziert ist, und einen Ventilkörper (32), der dazu konfiguriert ist, an dem Ventilsitz anzuliegen und von diesem abgehoben zu sein, beinhaltet; und ein Mündungsbauteil (40), das in Hinblick auf den Ventilmechanismus an einer Seite des Niederdruckdurchlasses platziert ist oder in Hinblick auf den Ventilmechanismus an einer Seite des Hochdruckdurchlasses platziert ist, und das ein Drosselloch (41) beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, die Strömungsrate des Kraftstoffs zu regulieren.
Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffdurchlass einen Mündungsdurchlass (71) auf der Hochdruckseite, der in Hinblick auf das Ventilloch an einer Seite des Hochdruckdurchlasses platziert ist, und eine Stufe (72), die zwischen dem Ventilloch und dem Mündungsdurchlass auf der Hochdruckseite ausgebildet ist, beinhaltet, und das Mündungsbauteil an dem Mündungsdurchlass auf der Hochdruckseite platziert ist und an der Stufe fixiert ist.
Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Fixierbauteil (34, 35, 36, 37), welches das Mündungsbauteil hin zu der Stufe drückt und das Mündungsbauteil in dem Mündungsdurchlass auf der Hochdruckseite fixiert.
Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffdurchlass einen Mündungsdurchlass (65) auf der Niederdruckseite, der in Hinblick auf das Ventilloch an der Seite des Niederdruckdurchlasses platziert ist, beinhaltet, und das Mündungsbauteil an dem Mündungsdurchlass auf der Niederdruckseite platziert ist.
Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Mündungsbauteil eine Mehrzahl von Mündungsbauteilen beinhaltet, die kontinuierlich vorgesehen sind.
Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Mündungsbauteil das Drosselloch, das dazu konfiguriert ist, die Strömungsrate des Kraftstoffs zu regulieren, und eine Freigabekammer (43), die eine Durchlassfläche aufweist, die größer ist als die des Drossellochs und ein festes Volumen aufweist, beinhaltet, und das Mündungsbauteil eine Mehrzahl von Mündungsbauteilen beinhaltet, die kontinuierlich vorgesehen sind.
Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Mehrzahl von Mündungsbauteilen in einem Zustand platziert ist, in welchem Durchlassachsen (Ax) der Drossellöcher in dem Mündungsbauteilen miteinander zusammenfallen.
Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: ein Filter (50), der in Hinblick auf das Ventilloch, den Ventilmechanismus und das Mündungsbauteil an einer Seite des Hochdruckdurchlasses platziert ist, wobei eine Durchlassfläche des Ventillochs und eine Durchlassfläche des Drossellochs größer sind als eine Durchlassfläche einer Pore (51) in dem Filter.
Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Innendurchmesser des Ventillochs und ein Innendurchmesser des Drossellochs in einem Bereich von 0,06 mm bis 0,12 mm liegen.
Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Fixierbauteil eine Feder (34, 36) oder ein Federstift (35) ist.
Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: ein Führungsbauteil (33), das den Ventilkörper an einer gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes lagert; und eine Feder (34), die das Führungsbauteil und den Ventilkörper hin zu dem Ventilsitz drückt.