DE102020128113A1

DE102020128113A1 - Kraftstoffversorgungspumpe

Info

Publication number: DE102020128113A1
Application number: DE102020128113.7A
Authority: DE
Inventors: Kentarou Shiobara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-08-12
Also published as: JP7367548B2; JP2021124092A; CN113250874A

Abstract

Eine Kraftstoffversorgungspumpe weist eine Verdrängungsspeisepumpe (30) und eine Hochdruckpumpe (60), die einen Kraftstoff, der aus der Speisepumpe (30) gepumpt wird, unter Druck setzt und diesen pumpt, auf. Die Hochdruckpumpe (60) weist einen Tauchkolben (64), der sich in einer Unterdrucksetzungskammer (110) hin und her bewegt, und ein Dosierventil (66) auf, das sich öffnet, um eine Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer (110), durch die der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe (30) gepumpt wird, gesaugt wird, zu öffnen, und sich schließt, um die Kraftstoffeinlassseite zu schließen. Das Dosierventil (66) dosiert durch eine Steuerung eines Schließzeitpunkts des Dosierventils (66), derart, dass sich das Dosierventil (66) während eines Pumphubs der Hochdruckpumpe (60) schließt, bei dem sich der Tauchkolben (64) nach oben bewegt, eine Menge an Kraftstoff, der aus der Unterdrucksetzungskammer (110) gepumpt wird. Eine Phase eines Pumpzyklus der Speisepumpe (30), die den Kraftstoff pumpt, und eine Phase eines Saugzyklus der Hochdruckpumpe (60), die den Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer (110) saugt, sind synchronisiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem eine Hochdruckpumpe einen Kraftstoff, der aus einer Verdrängungsspeisepumpe gepumpt wird, unter Druck setzt.
HINTERGRUND
Ein Verfahren ist bekannt, bei dem ein Kraftstoff, der aus einer Verdrängungsspeisepumpe gepumpt wird, gesaugt wird und in einer Unterdrucksetzungskammer einer Hochdruckpumpe durch eine hin und her gehende Bewegung eines Tauchkolbens unter Druck gesetzt wird, um aus der Hochdruckpumpe gepumpt zu werden.
Die Patentschrift 1 ( DE 102009028164 A1 ) offenbart beispielsweise eine Zahnradpumpe als eine Verdrängungsspeisepumpe, bei der äußere Zähne von zwei Zahnrädern ineinandergreifen und gedreht werden, derart, dass die Zahnradpumpe einen Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe pumpt.
Eine Menge eines Kraftstoffs, der aus der Hochdruckpumpe gepumpt wird, wird durch beispielsweise ein Vorhubverfahren dosiert, das einen Schließzeitpunkt eines Dosierventil während eines Pumphubs der Hochdruckpumpe, bei dem sich ein Tauchkolben hebt, steuert. Das Dosierventil ist auf einer Kraftstoffeinlassseite einer Unterdrucksetzungskammer angeordnet.
KURZFASSUNG
Wie in der Patentschrift 1 offenbart ist, erhöht und verringert sich wiederholt bei einer Verdrängungsspeisepumpe ein Druck eines Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe zu der Hochdruckpumpe gepumpt wird. Wenn der Druck eines Kraftstoffs, der sich auf diese Weise ändert, niedrig ist, und der Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer während des Saughubs, bei dem sich der Tauchkolben abwärts bewegt, gesaugt wird, reduziert sich die Menge eines Kraftstoffs, der in die Unterdrucksetzungskammer gesaugt wird, und dieses schwache Saugen verursacht einen negativen Druck in der Unterdrucksetzungskammer.
In einem Hochgeschwindigkeitsdrehbereich einer Maschine wird insbesondere eine Zeit, die für einen Saughub erforderlich ist, kurz, sodass sich eine Menge an Kraftstoff, der in die Unterdrucksetzungskammer gesaugt wird, weiter verringert. Als ein Resultat wird der Druck in der Unterdrucksetzungskammer noch negativer.
Wenn das Dosierventil geschlossen wird, während der Druck in der Unterdrucksetzungskammer aufgrund eines schwachen Saugens von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer negativ ist, wird ein Wasserstoß- bzw. Stoßdruck auftreten, und eine Druckpulsation wird auf der Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer auftreten. Gemäß einer detaillierten Untersuchung durch den Erfinder der vorliegenden Anmeldung wurde ein Problem entdeckt, dass diese Druckpulsation eine große Druckänderung verursacht, die an Komponenten angelegt wird, die das Kraftstoffversorgungssystem, das die Unterdrucksetzungskammer mit einem Kraftstoff aus der Speisepumpe versorgt, bilden. Ein Problem wurde ferner entdeckt, dass sich die Menge an Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe gepumpt wird, aufgrund des schwachen Saugens von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer reduziert.
Bei dem in der Patentschrift 1 beschriebenen Verfahren ist bei dem Kraftstoffversorgungssystem auf der Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer ein Dämpfer parallel zu der Speisepumpe angeordnet und reduziert die Druckpulsation, die auf der Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer erzeugt wird.
Wenn jedoch der Dämpfer eingebaut wird, um die Druckpulsation zu reduzieren, die auf der Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer wie bei dem Verfahren, das in der Patentschrift 1 beschrieben ist, erzeugt wird, erhöht sich die Anzahl an Komponenten. Selbst wenn ferner ein Dämpfer eingebaut ist, um die Druckpulsation zu reduzieren, die auf der Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer erzeugt wird, kann das Problem einer Reduzierung einer Menge an Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe gepumpt wird, aufgrund des schwachen Saugens von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer nicht gelöst werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es gewünscht, ein Verfahren eines Reduzierens eines schwachen Saugens von Kraftstoff, der in die Unterdrucksetzungskammer gesaugt wird, zu schaffen, ohne eine neue Komponente hinzuzufügen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Kraftstoffversorgungspumpe eine Verdrängungsspeisepumpe und eine Hochdruckpumpe auf, die einen Kraftstoff, der aus der Speisepumpe gepumpt wird, unter Druck setzt und diesen pumpt.
Die Hochdruckpumpe weist einen Tauchkolben auf, der sich durch eine Drehung eines Nockens hin und her bewegt und den Kraftstoff, der aus der Speisepumpe gepumpt wird, in eine Unterdrucksetzungskammer saugt und darin unter Druck setzt. Die Hochdruckpumpe weist ein Dosierventil auf, das sich öffnet, um eine Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer, durch die der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe gepumpt wird, gesaugt wird, zu öffnen, und sich schließt, um die Kraftstoffeinlassseite zu schließen. Das Dosierventil dosiert eine Menge an Kraftstoff, der aus der Unterdrucksetzungskammer gepumpt wird, durch eine Steuerung eines Schließzeitpunkts des Dosierventils, derart, dass sich das Dosierventil während eines Pumphubs der Hochdruckpumpe, bei dem sich der Tauchkolben nach oben bewegt, schließt. Eine Phase eines Pumpzyklus der Speisepumpe, die den Kraftstoff pumpt, und eine Phase eines Saugzyklus der Hochdruckpumpe, die den Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer saugt, sind synchronisiert.
Gemäß diesem Aspekt sind der Pumpzyklus der Speisepumpe und der Saugzyklus der Hochdruckpumpe synchronisiert, derart, dass die Speisepumpe den Kraftstoff gemäß einem Saughub der Hochdruckpumpe pumpt, bei sich dem der Tauchkolben nach unten bewegt hat und den Kraftstoff saugt. Ein schwaches Saugen des Kraftstoffs in die Unterdrucksetzungskammer während des Saughubs der Hochdruckpumpe kann daher ohne zusätzliche Komponenten reduziert werden. Eine Erzeugung eines negativen Drucks in der Unterdrucksetzungskammer kann dementsprechend reduziert werden.
Als ein Resultat kann, selbst wenn das Dosierventil geschlossen wird, um die Menge des Kraftstoffs bei dem Pumphub zu dosieren, eine Erzeugung einer Druckpulsation bei einem Kraftstoffversorgungssystem reduziert werden, das die Unterdrucksetzungskammer mit einem Kraftstoff aus der Speisepumpe versorgt.
Da ferner das schwache Saugen von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer reduziert ist, kann eine Verringerung der Menge an Kraftstoff, der aus den Hochdruckpumpen gepumpt wird, reduziert werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kraftstoffversorgungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Speisepumpe zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration von Nocken zeigt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das eine andere Konfiguration einer Speisepumpe zeigt.
5 ist ein Zeitdiagramm, das einen Druck auf einer Kraftstoffeinlassseite einer Unterdrucksetzungskammer und ein Ausmaß eines Hebens eines Tauchkolbens zeigt.
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Druckpulsation und einem Phasenunterschied zwischen einem Start eines Kraftstoffsaugens in eine Unterdrucksetzungskammer und einer Beendigung eines Pumpens durch eine Speisepumpe zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Kraftstoffversorgungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Zeitdiagramm, das einen Druck von Kraftstoff, der durch eine Speisepumpe gepumpt wird, einen Druck auf einer Kraftstoffeinlassseite einer Unterdrucksetzungskammer und ein Ausmaß eines Hebens eines Tauchkolbens zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen kann einem Teil, der einer Sache entspricht, die bei einer vorausgehenden Ausführungsform beschrieben wurde, dieselbe Bezugsziffer zugewiesen sein, und eine redundante Erläuterung kann für den Teil weggelassen sein. Wenn lediglich ein Teil einer Konfiguration bei einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere vorausgehende Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet sein. Die Teile können kombiniert sein, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert sein können. Die Teile können teilweise kombiniert sein, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert sein können, vorausgesetzt, dass die Kombination nicht schädlich ist.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
KONFIGURATION
Wie in 1 gezeigt ist, versorgt ein Kraftstoffversorgungssystem 2 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein gemeinsames Verteilerrohr einer Dieselmaschine (nicht gezeigt) mit Kraftstoff. Das Kraftstoffversorgungssystem 2 weist einen Kraftstofftank 4 und eine Kraftstoffversorgungspumpe 10 auf.
Die Kraftstoffversorgungspumpe 10 weist Gehäuse 12,14, ein Entlastungsventil 22, eine Speisepumpe 30 und zwei Hochdruckpumpen 60 auf. Die Anzahl der Hochdruckpumpen 60 kann eins oder mehr sein.
Das Entlastungsventil 22 und die Speisepumpe 30 sind in dem Gehäuse 12 gehäust. Das Entlastungsventil 22 öffnet sich, wenn ein Druck eines Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, einen vorbestimmten Druck überschreitet.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die Speisepumpe 30 eine Verdrängungs-Trochoiden-Zahnradpumpe. Eine Verdrängungspumpe ist eine Pumpe, die ein Fluid durch eine Änderung eines Volumens einer Pumpenkammer gemäß einer hin und her gehenden Bewegung oder einer Rotationsbewegung pumpt.
Die Speisepumpe 30 weist ein Außenzahnrad 32 und ein Innenzahnrad 36 auf. Das Außenzahnrad 32 hat sechs Außenzähne 34, die radial nach außen vorspringen und in gleichen Winkelintervallen angeordnet sind. Eine Winkelposition des Außenzahnrads 32 in einer Drehrichtung hinsichtlich einer Nockenwelle 6 wird durch einen Schlüssel 6a der Nockenwelle 6, der zu einer inneren peripheren Seite des Außenzahnrads 32 passt, bestimmt.
Das Innenzahnrad 36 hat sieben Innenzähne 38, die radial nach innen vorspringen und in gleichen Winkelintervallen angeordnet sind. Das Innenzahnrad 36 ist an dem Außenzahnrad 32 exzentrisch angebracht.
Wenn das Außenzahnrad 32 durch eine Drehung der Nockenwelle 6 gedreht wird, wird das Innenzahnrad 36 ebenfalls mit der Drehung des Außenzahnrads 32 gedreht. Gemäß einer Erhöhung und einer Verringerung eines Volumens, das zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Innenzahnrad 36 gebildet ist, wird ein Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank durch eine Saugöffnung (nicht gezeigt) der Speisepumpe 30 gesaugt wird, unter Druck gesetzt und ein Kraftstoffversorgungskanal 100, der zu den Hochdruckpumpen 60 führt, wird damit versorgt.
Bei der ersten Ausführungsform ist der Kraftstoffversorgungskanal 100 zum Versorgen der Hochdruckpumpen 60 mit einem Kraftstoff aus der Speisepumpe 30 in den Gehäusen 12,14 gebildet.
Wie in 1 gezeigt ist, weisen die zwei Hochdruckpumpen 60 jeweils einen Stößel 62, einen Tauchkolben 64, ein Dosierventil 66 und ein Auslassventil 68 auf.
Die Stößel 62 der zwei Hochdruckpumpen 60 sind mit einem von zwei Nocken, die an der Nockenwelle 6 angeordnet sind, in Berührung. Wie in 3 gezeigt ist, hat jeder Nocken 8 drei Nockenhöcker, die in gleichen Winkelintervallen gebildet sind. Die Gesamtanzahl an Nockenhöckern der zwei Nocken 8 ist somit sechs. Die zwei Nocken 8 sind an der Nockenwelle 6 angebracht, während dieselben hinsichtlich der Position der Nockenhöcker in der Drehrichtung voneinander um 60° versetzt sind.
Jeder Stößel 62 bewegt sich während einer Drehung der Nockenwelle 6 gemäß der Drehung des Nocken 8 in einer linearen Richtung dreimal hin und her.
Ein Ende des Tauchkolbens 64 ist an dem Stößel 62 befestigt. Der Tauchkolben 64 bewegt sich zusammen mit dem Stößel 62 hin und her. Ein anderes Ende des Tauchkolbens 64 ist mit einer Unterdrucksetzungskammer 110 zum Saugen des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, versehen.
Das Dosierventil 66 ist ein elektromagnetisches Ventil, das bei einem Saughub, bei dem sich der Tauchkolben 64 der Hochdruckpumpe 60 abwärts bewegt, vollständig geöffnet ist, und ein Schließzeitpunkt des Dosierventils 66 wird bei einem Pumphub, bei dem der Tauchkolben 64 angehoben wird, gesteuert. Wenn das Dosierventil 66 geöffnet ist, ist die Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer 110 geöffnet. Wenn das Dosierventil 66 geschlossen ist, ist die Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer 110 geschlossen.
Die Zeitpunkte eines Öffnens und eines Schließens des Dosierventils 66 werden durch eine elektronische Steuerung (nicht gezeigt) gesteuert. Wenn der Tauchkolben 64 angehoben wird, während das Dosierventil 66 geschlossen ist, wird der Kraftstoff in der Unterdrucksetzungskammer 110 unter Druck gesetzt.
Die Menge an Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe 60 gepumpt wird, wird durch den Zeitpunkt dosiert, zu dem das Dosierventil 66 während des Pumphubs geschlossen wird. Je früher der Zeitpunkt ist, zu dem das Dosierventil 66 bei dem Pumphub geschlossen wird, umso mehr erhöht sich die Menge an Kraftstoff, der in der Unterdrucksetzungskammer 110 unter Druck gesetzt wird. Die Pumpmenge erhöht sich daher.
Das Auslassventil 68 öffnet sich, wenn der Druck in der Unterdrucksetzungskammer 110 einen vorbestimmten Druck überschreitet. Wenn sich das Auslassventil 68 öffnet, geht der Kraftstoff, der in der Unterdrucksetzungskammer 110 unter Druck gesetzt wurde, durch einen Kraftstoffversorgungskanal 120 und wird aus der Hochdruckpumpe 60 zu dem gemeinsamen Verteilerrohr (nicht gezeigt) gepumpt.
Die Anzahl der Außenzähne 34 des Außenzahnrads 32 der Speisepumpe 30, die in 2 gezeigt ist, ist sechs, was gleich der Gesamtanzahl der Nockenhöcker der zwei Nocken 8 ist. Die Anzahl der Außenzähne des Außenzahnrads der Speisepumpe ist nicht auf die gleiche Anzahl wie die Gesamtanzahl der Nockenhöcker des Nockens 8 beschränkt und kann ein Vielfaches der Gesamtanzahl von Nockenhöckern des Nockens 8 sein. Wie bei der in 4 gezeigten Speisepumpe 50 kann beispielsweise die Anzahl von Außenzähnen 54 des Außenzahnrads 52 zwölf sein. In diesem Fall ist die Anzahl der Außenzähne 54 des Außenzahnrads 52 doppelt so viel wie sechs, das heißt die Gesamtanzahl der Nockenhöcker der zwei Nocken 8.
PHASENSYNCHRONISATION ZWISCHEN DEM PUMPZYKLUS DER SPEISEPUMPE 30 UND DEM SAUGZYKLUS DER HOCHDRUCKPUMPE 60
Eine Synchronisation der Phase zwischen einem Pumpzyklus der Speisepumpe 30 und einem Saugzyklus der Hochdruckpumpe 60 wird als Nächstes beschrieben werden. Der Pumpzyklus der Speisepumpe 30 stellt hier beispielsweise einen Zyklus eines Zeitpunkts, zu dem der Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, dar.
Der Saugzyklus der Hochdruckpumpe 60 stellt ferner beispielsweise einen Zyklus eines Zeitpunkts, zu dem die Tauchkolben 64 der zwei Hochdruckpumpen 60 den oberen Totpunkt erreichen und jede der Hochdruckpumpen 60 den Saughub startet, dar. Wenn daher die Anzahl an Hochdruckpumpen 60 n ist, ist der Saugzyklus der Hochdruckpumpen 60 1/n eines Zyklus eines Zeitpunkts, zu dem eine Hochdruckpumpe 60 den Saughub startet.
Eine Synchronisation der Phase zwischen dem Pumpzyklus der Speisepumpe 30 und dem Saugzyklus der Hochdruckpumpen 60 bedeutet eine Synchronisation zwischen einem Zeitpunkt, zu dem der Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, und einem Zeitpunkt, zu dem der Saughub von jeder der Hochdruckpumpen 60 startet.
Bei der ersten Ausführungsform ist der Kraftstoffversorgungskanal 100, der den Kraftstoff aus der Speisepumpe 30 zu den Hochdruckpumpen 60 pumpt, in den Gehäusen 12,14 gebildet. Eine Länge des Kraftstoffversorgungskanals 100, der die Hochdruckpumpen 60 mit einem Kraftstoff aus der Speisepumpe 30 versorgt, kann daher so viel wie möglich verkürzt werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist daher eine Verzögerungszeit, die dafür erforderlich ist, dass der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, die Unterdrucksetzungskammern 110 der Hochdruckpumpen 60 erreicht, innerhalb eines vernachlässigbaren Bereichs. Das heißt, es wird geglaubt, dass es zwischen einer Druckänderung eines Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, und einer Druckänderung eines Kraftstoffs, der in die Unterdrucksetzungskammer 110 gesaugt wird, keinen Phasenunterschied gibt.
Wie in 5 gezeigt ist, wird daher bei der ersten Ausführungsform zwischen dem Pumpzyklus, bei dem die Speisepumpe 30 den Kraftstoff pumpt, und dem Saugzyklus, bei dem die Hochdruckpumpen 60 den Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammern 110 saugen, eine Phasensynchronisation erzielt. Ein Zeitpunkt, zu dem das Kraftstoffpumpen der Speisepumpe 30 beendet ist, und der Druck 200 des Kraftstoffs, der durch die Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, stimmt genauer gesagt mit einem Zeitpunkt überein, zu dem ein Ausmaß eines Hebens 210, 212 jedes Tauchkolbens 64 der Hochdruckpumpen 60 den oberen Totpunkt erreicht, der ein Startpunkt des Saughubs ist.
Das heißt, Winkelpositionen des Außenzahnrads 32 und des Innenzahnrads 36 der Speisepumpe 30 sind hinsichtlich einer Winkelposition der Nocke 8 in der Drehrichtung eingestellt, sodass der Zeitpunkt, zu dem der Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, mit dem Zeitpunkt übereinstimmt, zu dem das Ausmaß eines Hebens 210, 212 der Tauchkolben 64 der Hochdruckpumpen 60 den oberen Totpunkt erreicht.
EFFEKTE
Die erste im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsform bewirkt die folgenden Effekte.

(1a) Da der Zeitpunkt, zu dem der Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, mit dem Startzeitpunkt des Saughubs der Hochdruckpumpe 60 übereinstimmt, kann ein schwaches Saugen von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer 110 bei dem Saughub der Hochdruckpumpe 60 ohne zusätzliche neue Komponenten reduziert werden.

Als ein Resultat kann eine Erzeugung eines negativen Drucks in der Unterdrucksetzungskammer 110 reduziert werden. Selbst wenn das Dosierventil 66 geschlossen wird, um die Menge an Kraftstoff, der aus der Hochdruckpumpe 60 bei dem Pumphub gepumpt wird, zu dosieren, kann eine Erzeugung einer Druckpulsation bei dem Kraftstoffversorgungssystem, das die Unterdrucksetzungskammer 110 mit einem Kraftstoff aus der Speisepumpe 30 versorgt, reduziert werden.
Bei der ersten Ausführungsform stimmen der Pumpbeendigungszeitpunkt der Speisepumpe 30 und der Startzeitpunkt des Saughubs miteinander überein. Wie in 6 gezeigt ist, kann andererseits der Startzeitpunkt des Saughubs der Hochdruckpumpe 60 zu dem Pumpbeendigungszeitpunkt der Speisepumpe 30 um einen Winkel innerhalb von 5° vorverstellt sein. In diesem Fall kann ferner der maximale Druck der Druckpulsation, die bei dem Kraftstoffversorgungssystem, das die Unterdrucksetzungskammer 110 mit einem Kraftstoff versorgt, erzeugt wird, so viel wie möglich reduziert werden.

(1b) Da das schwache Saugen von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer 110 reduziert ist, kann eine Verringerung einer Menge an Kraftstoff, der aus den Hochdruckpumpen 60 gepumpt wird, reduziert werden.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
UNTERSCHIEDE ZU DER ERSTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Da die Grundkonfiguration einer zweiten Ausführungsform ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist, wird der Unterschied im Folgenden beschrieben werden. Es sei bemerkt, dass dieselben Bezugszeichen wie jene bei der ersten Ausführungsform dieselbe Konfiguration angeben und sich auf die vorausgehenden Beschreibungen beziehen.
Bei der im Vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Kraftstoffversorgungskanal 100 zum Versorgen der Hochdruckpumpen 60 mit einem Kraftstoff aus der Speisepumpe 30 in den Gehäusen 12,14 gebildet. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich andererseits von der ersten Ausführungsform in einem Punkt, bei dem sich bei einem Kraftstoffversorgungssystem 70 ein Kraftstoffversorgungskanal 100 zum Versorgen von Hochdruckpumpen 60 mit einem Kraftstoff von einer Speisepumpe 30 von einem Inneren eines Gehäuses 12 durch ein Kraftstofffilter 72 und ein Rohr außerhalb der Gehäuse 12,14 nach außen erstreckt und sich dann durch ein Inneres des Gehäuses 14 erstreckt, um dadurch eine Unterdrucksetzungskammer 110 mit einem Kraftstoff zu versorgen.
PHASENSYNCHRONISATION ZWISCHEN DEM PUMPZYKLUS DER SPEISEPUMPE 30 UND DEM SAUGZYKLUS DER HOCHDRUCKPUMPE 60
Bei der zweiten Ausführungsform versorgt der Kraftstoffversorgungskanal 100 die Unterdrucksetzungskammer 110 mit dem Kraftstoff von dem Inneren des Gehäuses 12 durch das Äußere der Gehäuse 12,14. Der Kraftstoffversorgungskanal 100 ist daher hinsichtlich der Kanallänge länger als bei der ersten Ausführungsform. Eine Verzögerungszeit, die dafür erforderlich ist, dass der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, die Unterdrucksetzungskammern 110 der Hochdruckpumpen 60 erreicht, ist daher nicht vernachlässigbar.
Es ist daher notwendig, die Verzögerungszeit zu betrachten, die dafür erforderlich ist, dass der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, die Unterdrucksetzungskammern 110 der Hochdruckpumpen 60 durch den Kraftstoffversorgungskanal 100 mit Lm erreicht.
Das heißt, es ist notwendig, Phasen eines Pumpzyklus der Speisepumpe 30 und eines Saugzyklus der Hochdruckpumpen 60 durch ein Vorverstellen eines Zeitpunkts, zu dem ein Druck von Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, aus einem Zustand, in dem der Zeitpunkt, zu dem der Druck von Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, mit einem Startzeitpunkt eines Saughubs der Hochdruckpumpe 60 übereinstimmt, zu synchronisieren.
Der Ausdruck (1), der im Folgenden gezeigt ist, wird daher aufgestellt, in dem ein Winkel einer Vorverstellung des Pumpzyklus der Speisepumpe 30 von dem Saugzyklus der Hochdruckpumpen 60 θ° ist, eine Weglänge des Kraftstoffversorgungskanals 100 Lm ist, eine Nenndrehgeschwindigkeit der Speisepumpe 30 3.000 U/min ist, und eine Druckfortpflanzungsgeschwindigkeit in dem Kraftstoff 1.500 m/s ist. $L/1500= θ / {(3000 / 60) \times 360}$
Wenn beispielsweise L = 1 m, dann 0 = 12°.
Das Zeitdiagramm von 8 zeigt, wenn die Kanallänge des Kraftstoffversorgungskanals 100 1 m ist, einen Druckzustand 222, in dem der Pumpzyklus der Speisepumpe 30 von einem Druckzustand 220, in dem der Zeitpunkt, zu dem der Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, mit einem Startzeitpunkt eines Saughubs der Hochdruckpumpe 60 übereinstimmt, um 12° vorverstellt ist.
In Anbetracht der Kanallänge des Kraftstoffversorgungskanals 100 ist der Zeitpunkt, zu dem der Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, der größte wird, um 12° von dem Zustand vorverstellt, in dem der Pumpzyklus der Speisepumpe 30 und der Saugzyklus der Hochdruckpumpen 60 miteinander hinsichtlich der Phase übereinstimmen. Ein Zeitpunkt, zu dem ein Druck des Kraftstoffs, der durch die Speisepumpe 30 gepumpt wird, zu der Zeit eines Erreichens der Unterdrucksetzungskammer 110 der größte wird, stimmt dementsprechend mit dem Startzeitpunkt des Saughubs der Hochdruckpumpen 60 überein.
EFFEKT
Gemäß der zweiten Ausführungsform, die im Vorhergehenden beschrieben ist, ist der Zeitpunkt des Pumpzyklus der Speisepumpe 30 in Anbetracht der Verzögerungszeit, die dafür erforderlich ist, dass der Kraftstoff, mit dem aus der Speisepumpe 30 versorgt wird, die Unterdrucksetzungskammer 110 der Hochdruckpumpe 60 durch den Kraftstoffversorgungskanal 100 erreicht, um 12° vorverstellt. Die gleichen Effekte wie die Effekte (1a) und (1b) der ersten Ausführungsform können daher erhalten werden.
ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Vorhergehenden beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen können vorgenommen sein, um die vorliegende Offenbarung zu implementieren.

(3a) Bei der vorhergehenden Ausführungsform ist als die Verdrängungsspeisepumpe 30 eine Pumpe eines Typs mit eingeschriebener Trochoide, bei der ein innerer Umfang des Innenzahnrads 36 und ein äußerer Umfang des Außenzahnrades 32 einander berühren, beispielsweise beschrieben. Die Verdrängungspumpe, die als die Speisepumpe verwendet wird, ist nicht darauf beschränkt und kann beispielsweise eine umbeschriebene Zahnradpumpe, bei der äußere Umfänge von zwei Zahnrädern einander berühren, und eine Flügelpumpe sein, bei der ein Flügel bzw. Schieber, der in einer radialen Richtung hin und her bewegbar ist, an einem äußeren Umfang eines Rotors vorgesehen ist.
(3b) Solange ein schwaches Saugen von Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer 110 reduziert werden kann, können die Phasen des Pumpzyklus der Speisepumpe 30 und des Saugzyklus der Hochdruckpumpen 60 synchronisiert sein, derart, dass der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, die Unterdrucksetzungskammer 110 zu dem Startzeitpunkt des Saughubs der Hochdruckpumpe 60 erreicht. Der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe 30 gepumpt wird, bedeutet einen Kraftstoff, der über das Unterdrucksetzen durch die Speisepumpe 30 unter Druck gesetzt ist oder den größten Druck hat.
(3c) Bei den vorhergehenden Ausführungsformen sind die Speisepumpe 30 und die Hochdruckpumpen 60 als durch dieselbe Nockenwelle 6 als eine Antriebswelle angetrieben beschrieben. In 1 und 7 können im Gegensatz dazu die Speisepumpe 30 und die Hochdruckpumpe 60 durch unterschiedliche Antriebswellen angetrieben sein.

Selbst wenn sich die Antriebswellen unterscheiden, müssen jedoch die Drehungen der Antriebswellen miteinander synchronisiert sein, sodass die Phasen des Pumpzyklus der Speisepumpe und des Saugzyklus der Hochdruckpumpe synchronisiert sind. Die Speisepumpe 30 kann beispielsweise durch eine Antriebswelle eines Elektromotors, die sich von der Nockenwelle 6 unterscheidet, angetrieben sein. Die Drehung des Motors wird gesteuert, um mit einer Drehung der Nockenwelle 6 synchronisiert zu sein.

(3d) Die mehreren Funktionen einer Komponente bei der vorhergehenden Ausführungsform können durch mehrere Komponenten realisiert sein, oder eine Funktion einer Komponente kann durch mehrere Komponenten realisiert sein. Mehrere Funktionen von mehreren Komponenten können zusätzlich durch eine Komponente realisiert sein, oder eine einzelne Funktion, die durch mehrere Komponenten realisiert ist, kann durch eine Komponente realisiert sein. Ein Teil der Konfiguration der vorhergehenden Ausführungsformen kann weggelassen sein. Mindestens ein Teil der Konfiguration der vorhergehenden Ausführungsformen kann einer anderen Konfiguration der vorhergehenden Ausführungsformen hinzugefügt sein oder durch diese ersetzt sein.
(3e) Zusätzlich zu der im Vorhergehenden beschriebenen Kraftstoffversorgungspumpe 10 kann die vorliegende Offenbarung in verschiedenen Formen implementiert sein, wie zum Beispiel als ein System, das die Kraftstoffversorgungspumpe 10 als eine Komponente aufweist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009028164 A1 [0003]

Claims

Kraftstoffversorgungspumpe mit: einer Verdrängungsspeisepumpe (30, 50); und einer Hochdruckpumpe (60), die einen Kraftstoff, der aus der Speisepumpe (30, 50) gepumpt wird, unter Druck setzt und pumpt, wobei die Hochdruckpumpe (60) folgende Merkmale aufweist: einen Tauchkolben (64), der sich durch eine Drehung eines Nockens (8) hin und her bewegt und den Kraftstoff, der aus der Speisepumpe (30; 50) gepumpt wird, in eine Unterdrucksetzungskammer (110) saugt und darin unter Druck setzt; und ein Dosierventil (66), das sich öffnet, um eine Kraftstoffeinlassseite der Unterdrucksetzungskammer (110), durch die der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe (30; 50) gepumpt wird, gesaugt wird, zu öffnen, und sich schließt, um die Kraftstoffeinlassseite zu schließen, wobei das Dosierventil (66) konfiguriert ist, um eine Menge an Kraftstoff, der aus der Unterdrucksetzungskammer (110) gepumpt wird, durch eine Steuerung eines Schließzeitpunkts des Dosierventils (66) zu dosieren, derart, dass sich das Dosierventil (66) während eines Pumphubs der Hochdruckpumpe (60), bei dem sich der Tauchkolben (64) nach oben bewegt, schließt, und wobei eine Phase eines Pumpzyklus der Speisepumpe (30; 50), die den Kraftstoff pumpt, und eine Phase eines Saugzyklus der Hochdruckpumpe (60), die den Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer (110) saugt, synchronisiert sind.
Kraftstoffversorgungspumpe nach Anspruch 1, bei der die Speisepumpe (30; 50) eine Zahnradverdrängungspumpe ist, und eine Anzahl an Zähnen (34; 54) eines Zahnrades (32; 52) der Speisepumpe (30; 50) ein Vielfaches einer Anzahl an Nockenhöckern, die den Tauchkolben (64) hin und her bewegen, ist.
Kraftstoffversorgungspumpe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Phasen des Pumpzyklus der Speisepumpe (30; 50) und des Saugzyklus der Hochdruckpumpe (60) synchronisiert sind, derart, dass der Kraftstoff, der aus der Speisepumpe (30; 50) gepumpt wird, die Unterdrucksetzungskammer (110) zu einem Startzeitpunkt eines Saughubs der Hochdruckpumpe (60) erreicht, wobei sich während des Saughubs der Hochdruckpumpe (60) der Tauchkolben (64) nach unten bewegt und der Kraftstoff in die Unterdrucksetzungskammer (110) gesaugt wird.
Kraftstoffversorgungspumpe nach Anspruch 3, bei der der Startzeitpunkt des Saughubs der Hochdruckpumpe (60) bei einem oberen Totpunkt des Tauchkolbens (64) ist.
Kraftstoffversorgungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein Kraftstoffversorgungskanal (100) zum Versorgen der Unterdrucksetzungskammer (110) mit dem Kraftstoff aus der Speisepumpe (30; 50) in einem Gehäuse (12, 14) der Kraftstoffversorgungspumpe gebildet ist, ein Zeitpunkt, zu dem ein Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe (30; 50) gepumpt wird, der größte wird, als 0° definiert ist, und die Phasen des Pumpzyklus der Speisepumpe (30; 50) und des Saugzyklus der Hochdruckpumpe (60) durch ein Einstellen eines Startzeitpunkts eines Saughubs der Hochdruckpumpe (60) auf -5° bis 0° synchronisiert sind.
Kraftstoffversorgungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein Zeitpunkt, zu dem ein Druck des Kraftstoffs, der aus der Speisepumpe (30; 50) gepumpt wird, der größte wird, basierend auf einer Verzögerung einer Kraftstoffversorgung aufgrund einer Länge eines Kraftstoffversorgungskanals (100) von der Speisepumpe (30; 50) zu der Unterdrucksetzungskammer (110) von einem Startzeitpunkt eines Saughubs der Hochdruckpumpe (60) vorverstellt ist.
Kraftstoffversorgungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Speisepumpe (30; 50) und die Hochdruckpumpe (60) durch unterschiedliche Antriebswellen angetrieben sind, und die Phasen des Pumpzyklus der Speisepumpe (30; 50) und des Saugzyklus der Hochdruckpumpe (60) durch ein Synchronisieren von Phasen der Antriebswellen synchronisiert sind.